초연결·초지성 시대의 환경과 물 산업
German Water
Partnership: WATER 4.0
독일의 German Water Partnership은 끊임없이 변화하는 물 산업 환경에 선제적으로 대응하고, 4차 산업혁명 시대에 수질 문제를 해결하기 위한 점진적이고 유망한 접근방법으로 ‘WATER 4.0’을 제시했다.
WATER 4.0은 정보의 디지털화 과정(Digitalization), 정보 교환을 통한 계획 및 운영 프로세스의 통합, 사물인터넷(IoT)을 활용한 실시간 제어 프로세스, 실제 세계와 가상 세계를 Cyber-Physical System(CPS)으로 병합하는 것을 중요 요소로 정의하고 효율적이고 경쟁력 있는 물 관리를 위한 전략의 중심에 디지털화와 자동화를 도입하여 ‘기계, 프로세스, 스토리지 시스템 및 네트워킹’,‘스마트 그리드’,‘사물인터넷’ 등과 같은 Industry 4.0의 주요 기능 및 개념을 채용하고 있다.
WATER 4.0은 자원(에너지, 물, 사람)을 보다 효율적으로 사용하고 동시에 수질 오염 최소화 등을 달성하기 위해 수자원 인프라 시스템의 관리 최적화를 목표로 하며, 수자원 사용자에게 높은 수준의 투명성을 부여하여 당면 과제를 해결하고 수자원 관리에서 지속 가능하고 창의적인 활동 영역을 제공하고자 하는 정책이다.
Microsoft:
지구환경 AI
프로젝트
마이크로소프트가 인공지능(AI)을 활용해 전 세계 환경문제를 해결하기 위해 나섰다. 2017년 마이크로소프트는 파리기후변화 협약 체결 2주년을 맞아 열린 기념행사에서 ‘지구 환경 AI 프로젝트(AI for Earth)’에 향후 5년간 미화 5,000만 달러(543억 원)를 투자하겠다고 밝혔다.
점점 심각해지는 다양한 환경오염을 AI 기술로 극복하기 위해 마련된 이 프로젝트는 특히 물, 농업, 생물 다양성 및 기후 변화 등 글로벌 환경문제와 관련된 중요한 문제들을 AI 기술, 교육 등을 활용해 해결하는 데 목표를 두고 있으며, 보다 더 많은 사람과 단체가 AI 기술을 통해 환경문제를 공동으로 해결할 수 있도록 전 세계를 연결하겠다는 구상을 갖고 있다.
부강테크:
Water AI
프로젝트
4차 산업혁명 시대에 당면한 현재, 우리나라는 선진국에 비해 후발주자의 위치에 있으며, AI의 코어기술인 소프트웨어 개발은 이미 선진국이 선점하고 있다. 부강테크(BKT)는 4차 산업혁명이 가져올 미래에 적극적으로 대응할 필요를 느끼고 물 산업에 즉각 활용 가능한 프로그램 개발에 집중하는 전략을 수립했다.
BKT는 ‘Water Industry 4.0 구현’이라는 목표를 수립하고 플랜트 설계부터 공정, 운영까지 전 과정의 자동화를 구현하고, 3D 기반의 설계 인프라를 구축하여 설계, 시공 및 운영에 대한 시뮬레이션 기법을 도입하여 오류를 최소화하기 위한 프로젝트를 진행 중이다.
첫 단계로 제안/설계 전 분야에 걸친 업무분석 및 자동화 요소를 도출하고, 3D BIM 기법 및 BKT만의 Customizing API 개발을 통하여 도면 및 물량 산출 자동화를 추진하고 있다. BKT는 모든 자료의 디지털화(Digitalization)를 통해 AI에 필수사항인 빅데이터(Big-data) 기반을 마련하여 업무 자동화 및 지능화에 접목하여 휴먼 에러를 없애고, 단순 반복적인 업무의 자동화를 통한 설계 인력의 삶의 질 향상에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다.
3D 기반의 제안/설계 자동화 작업 환경은 수리해석 및 기계 배치 최적화를 구현하고, 사물 인터넷, 빅데이터를 결합한 AI 기반의 수처리 플랜트 Digital Twin기법을 도입하여 실제 운영되는 하수처리시설의 유입패턴 변화에 따른 처리공정을 실시간으로 능동적인 운전을 가능하게 한다. 더 나아가 유입패턴 분석 및 각 공정의 최적운영 효율을 분석하여 예지 기반의 반응조 운영을 가능하게 함으로써 에너지 최적화 및 안정적인 처리수질 확보가 가능해진다.
지금까지 환경과 물 산업 분야에서 4차 산업기술의 융합 동향을 간단히 살펴봤다. 다음 기고에서는 하수도 서비스 향상을 위한 빅 데이터의 활용방안을 소개하고자 한다.