- 공정 최적화 및 온실가스 배출 저감 위한 ‘AI 자율제조 플랫폼 구축’ 착수
- AI 기반 공정 최적화 등을 통한 디지털 전환 공적으로 산업부장관 표창 수상
GS칼텍스가 정유·석유화학 산업 공정 최적화 및 온실가스 배출 저감을 위한 AI 자율제조 플랫폼 구축에 나선다.
GS칼텍스는 산업부 국책과제인 ‘AI 자율제조 선도 프로젝트’의 일환으로 ‘AI 자율제조 플랫폼 구축’을 추진하고 있다고 13일 밝혔다.
AI 자율제조는 AI 기술을 활용하여 로봇∙장비 등을 제조 공정에 결합시켜 생산의 고도화와 자율화를 구현하는 미래 첨단제조 환경을 의미한다. AI 자율제조의 장점으로는 소품종 대량 생산 체계에서 다품종 개인 맞춤형 생산체계로 최적화가 가능하며, 실시간 데이터를 기반으로 설비 상태를 모니터링하고 고장 가능성을 예측해 사전 유지 보수를 통해 생산성 향상을 꾀할 수 있다.
산업부는 AI 기반 국내 제조 산업 경쟁력 강화를 목표로 작년 5월 ‘AI 자율제조 전략 1.0’을 발표하고, 작년 7월 ‘AI 자율제조 얼라이언스’를 출범한 바 있다. AI 자율제조 얼라이언스는 우리나라 12개 주력 산업 분과로 구성되며, GS칼텍스는 석유화학 산업 분과 앵커기업으로 선정되었다.
또한, GS칼텍스는 산업부가 공모한 ‘AI 자율제조 선도 프로젝트’ 국책과제에 ‘정유·석유화학 산업 공정 최적화 및 온실가스 배출 저감을 위한 AI 자율제조 플랫폼 구축’을 주제로 지원해 작년 9월 선정되었으며, 준비 과정을 거쳐 이번달부터 본격적으로 프로젝트에 착수했다.
이 국책과제는 GS칼텍스를 비롯해 한국생산기술연구원, 부산대학교, 경희대학교, 한양대학교, 전라남도, 여수시가 함께 진행하며, 산업부로부터 국비 80여 억원을 지원받았다. GS칼텍스는 AI 자율제조 플랫폼을 개발하고 실증하는 역할을 맡았으며, 이 AI 자율제조 플랫폼이 구축∙적용되면 공정 데이터를 실시간으로 분석해 전체 공정을 최적화함으로써 공정 운영 효율을 극대화하고 온실가스 배출도 저감할 수 있게 된다.
GS칼텍스는 2028년말까지 프로젝트를 추진하며, 이를 2단계로 나눠 진행할 계획이다. 1단계에서는 정유∙석유화학 각 공정별로 운전 데이터를 수집·분석해 이를 기반으로 단위 공정별 AI 최적화 모델을 개발하고, 2단계에서는 전 공정 통합 AI 자율제조 플랫폼을 구축해 여수공장에서 실증 및 고도화 작업을 진행할 예정이다.
정유·석유화학 공정은 실시간으로 방대한 데이터가 발생하며, 연속 공정으로 각 단위 공정이 복잡하게 상호 작용한다는 특징이 있다. 이러한 이유로 기존의 숙련된 작업자 중심의 대응 방식으로는 전 공정 최적화의 한계가 있었다. GS칼텍스는 각 공정의 실시간 데이터를 기반으로 주요 변수간 상관관계를 분석하고, 원재료 투입량, 제품 Spec 및 수율, 이산화탄소 배출량 등 최적 운전 전략을 도출하는 AI 모델을 개발할 계획이다.
또한, 주요 공정의 앞단에서 원재료를 가열하는 역할을 하는 가열로 설비의 내부 상태를 실시간으로 모니터링하기 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 판단하여 운전 조건을 조정하였지만, AI 모델이 실시간 데이터를 기반으로 최적의 운전 시스템을 설정하여 연료 사용량 뿐만 아니라 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
GS칼텍스를 비롯한 프로젝트 참여 기관들은 이 AI 자율제조 국책과제가 여수 국가산업단지 내 석유화학 기업들의 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 최근 중국의 설비 증설에 따른 공급과잉 및 전세계적 수요 침체로 석유화학 산업 불황이 장기화되고 있는 가운데, AI 기반의 공정 최적화는 생산 비용 절감과 운영 효율성 개선을 통해 수익성을 개선할 수 있는 중요한 기회가 될 것으로 전망된다. 뿐만 아니라, 지역 내 기업들의 디지털 전환을 확산시키고, 이를 통해 새로운 일자리 창출 및 지역 경제 활성화에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
한편, GS칼텍스는 금번 국책과제 추진 이전에도 여수공장에 AI 기술을 적용하는 노력을 지속해왔다.
먼저, 제조 공정 최적화 측면으로 AI 모델 자체 개발을 통한 정유 공정 최적화 시스템을 구축해 고부가가치 제품 생산량을 증대시켰고, 나프타 분해 공정 최적화 시스템도 구축해 공정 경제성을 향상시켰으며, 수소 공정 AI 모델도 개발해 수소 생산량을 증대시켰다.
또한, 안전 혁신 측면으로 AI CCTV를 도입하여 사업장 내 위험요소를 조기에 감지하고, VR(Virtual Reality) 및 MR(Mixed Reality) 기반 안전 교육장을 구축하여 직원들의 안전 역량을 높였다. 고소 및 밀폐 공간 작업에는 드론을 활용하고, 밀폐 공간 작업에 무선 가스 감지기를 적용하여 작업자의 안전을 확보했다.
아울러, 설비 관리 및 물류 업무 효율화 측면으로 AI 기반 진동 분석 시스템을 도입하여 사업장 내 회전기계의 설비 건전성을 확보했고, 기존에 전화로 이루어지던 제품 출하 업무를 지원하기 위해 모바일 앱을 자체 개발하여 시스템화 하였다.
GS칼텍스는 이러한 AI 기반 제조 공정 최적화, 안전 혁신, 설비 관리 및 물류업무 효율화 등을 통해 국내 산업 디지털 전환에 기여했다는 공적으로 작년 12월 산업부장관 표창을 수상하기도 했다.
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 밝혔다.
