[FETV=한가람 기자] GS칼텍스가 산업부 국책과제 'AI 자율제조 선도 프로젝트'의 일환으로 'AI 자율제조 플랫폼 구축'을 진행하고 있다고 13일 밝혔다.

AI 자율제조는 AI 기술을 활용해 로봇∙장비 등을 제조 공정에 결합시켜 생산의 고도화와 자율화를 실현하는 미래 첨단제조 환경을 뜻한다. AI 자율제조를 활용하면 소품종 대량 생산 체계에서 다품종 개인 맞춤형 생산체계로 최적화가 가능하다. 실시간 데이터를 바탕으로 설비 상태를 감시하고 고장 가능성을 예측해 사전 유지 보수를 통해 생산성 향상에 다가설 수 있다.

산업부는 AI 기반 국내 제조 산업 경쟁력 상승을 목표로 지난해 5월 'AI 자율제조 전략 1.0'을 발표하고 지난해 7월에는 'AI 자율제조 얼라이언스'를 출범했다. AI 자율제조 얼라이언스는 한국 12개 주력 산업 분과로 구성되며 GS칼텍스는 석유화학 산업 분과 앵커기업으로 선정됐다.

거기에 GS칼텍스는 산업부가 공모한 'AI 자율제조 선도 프로젝트' 국책과제에 '정유·석유화학 산업 공장 최적화 및 온실가스 배출 저감을 위한 AI 자율제조 플랫폼 구축'을 테마로 지원해 작년 9월 선정됐고 준비 과정을 거쳐 이번달부터 본격적으로 프로젝트에 돌입했다.

이 국책과제는 GS칼텍스를 비롯해 한국생산기술연구원, 부산대학교, 경희대학교, 한양대학교, 전라남도, 여수시가 함께 진행하며 산업부로부터 국비 80억원 가량을 지원받았다. GS칼텍스는 AI 자율제조 플랫폼을 개발하고 실증하는 작업을 맡았다. 이 AI 자율제조 플랫폼이 구축∙적용되면 공정 데이터를 실시간으로 분석해 전체 공정을 최적화함으로써 공정 운영 효율을 극대화하고 온실가스 배출을 저감할 수 있다.

GS칼텍스는 2028년 말까지 프로젝트를 2단계로 나눠 진행할 예정이다. 1단계에서는 정유∙석유화학 각 공정별로 운전 데이터를 수집·분석해 이를 바탕으로 단위 공정별 AI 최적화 모델을 개발한다. 2단계에서는 전 공정 통합 AI 자율제조 플랫폼을 구축해 여수공장에서 실증과 고도화 작업을 진행할 계획이다.

정유·석유화학 공정은 실시간으로 방대한 데이터가 발생하며 연속 공정으로 각 단위 공정이 복잡하게 상호작용하는 특징이 있다. 이러한 이유로 기존의 숙련된 작업자 중심의 대응 방식으로는 전 공정 최적화의 한계가 존재했다. GS칼텍스는 각 공정의 실시간 데이터를 기반으로 주요 변수간 상관관계를 분석하고 원재료 투입량, 제품 Spec과 수율, 이산화탄소 배출량 등 최적 운전 전략을 도출하는 AI 모델을 개발할 예정이다.

거기에 주요 공정의 앞단에서 원재료를 가열하는 역할을 하는 가열로 설비의 내부 상태를 실시간 모니터링 하기 위해 시범적으로 수소 생산 공정에 도입했던 디지털 스캔 모니터링 시스템을 다른 공정으로 확대하고 확보된 데이터를 기반으로 가열로 최적 AI 모델을 구현할 예정이다. 기존에는 작업자가 가열로 내부 상태를 모니터링하고 판단해 운전 조건을 조정했지만 AI 모델이 실시간 데이터를 기반으로 최적의 운전 시스템을 설정해 연료 사용량과 이산화탄소 배출량을 줄일 것으로 기대된다.

GS칼텍스를 포함한 프로젝트 참여 기관들은 AI 자율제조 국책과제가 여수 국가산업단지 내 석유화학 기업들의 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대중이다. 최근 중국의 설비 증설에 따른 공급과잉과 전세계적 수요 침체로 석유화학 산업 불황이 장기화되고 있는 상황에 AI 기반 공정 최적화는 생산 비용 절감과 운영 효율성 개선으로 수익성을 개선할 수 있는 중요한 계기가 될 것으로 전망된다. 거기에 지역 내 기업들의 디지털 전환을 확산시키고 이를 통해 새로운 일자리 창출과 지역 경제 활성화에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

GS칼텍스는 이번 국책과제 이전에도 여수공장에 AI 기술을 적용하는 시도를 지속해왔다.

제조 공정 최적화 측면으로는 AI 모델 자체 개발을 통한 정유 공정 최적화 시스템을 구축해 고부가가치 제품 생산량을 높였다. 나프타 분해 공정 최적화 시스템도 마련해 공정 경제성을 향상시켰다. 수소 공정 AI 모델도 개발해 수소 생산량을 증대시켰다.

안전 혁신 측면으로는 AI CCTV를 도입해 사업장 내 위험요소를 조기에 감지하고 VR(Virtual Reality)과 MR(Mixed Reality) 기반 안전 교육장을 구축해 직원들의 안전 역량을 제고했다. 고소와 밀폐 공간 작업에 드론을 활용하고 밀폐 공간 작업에 무선 가스 감지기를 적용해 작업자의 안전을 꾀했다.

설비 관리와 물류 업무 효율화 측면으로는 AI 기반 진동 분석 시스템을 도입해 사업장 내 회전기계의 설비 건전성을 확보했다. 기존에 전화로 이루어지던 제품 출하 업무를 지원하기 위해 모바일 앱을 자체 개발해 시스템화 했다.

GS칼텍스는 이러한 AI 기반 제조 공정 최적화, 안전 혁신, 설비 관리와 물류업무 효율화 등으로 국내 산업 디지털 전환에 기여했다는 공적으로 지난해 12월 산업부장관 표창을 수상한 바 있다.

GS칼텍스 관계자는 “그동안의 AI 기술 공장 적용과 이번 AI 자율제조 플랫폼 구축 추진을 통해 디지털 트랜스포메이션(Digital Transformation)에 더욱 박차를 가하게 되었다”며 “이를 기반으로 지속가능하고 수익성 있는 성장을 통한 100년 기업을 향해 더욱 노력해 나가겠다”고 말했다.