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ICT/정보통신 IT를 활용한 안전 관리를 통해 산업재해에 대응-히타치(HITACHI)

  • 관리자 (irsglobal1)
  • 2021-02-07 01:39:00
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  • 14.37.121.158

출처 : https://www.hitachi-solutions.co.jp/smart-manufacturing/sp/column/detail7/

~AIㆍIoT가 실용화된 지금이기에 할 수 있는 안전 대책~

 

시작하며

 

‘안전은 모든 것에 우선한다’라는 생각에 근거하여, 지금까지 ‘조례에서 주의사항을 전달’하고 ‘안전 매뉴얼을 작성’하며 ‘집합 교육’을 실시하는 등의 시책이 이루어져 왔다. 그럼에도 불구하고 후생노동성이 공표한 노동 재해 속보 값에 따르면, 2018년 한 해 동안 노동 재해자 수는 12만 명이 넘으며, 재작년에 비해 증가하였다. 지금까지의 ‘○○를 조심하자’는 정신론적인 운동만으로는 사고가 줄어들지 않는다고 고민하는 안전 위생 관리자가 많을 줄 안다.

 

히타치(HITACHI)는 고객의 과제를 해결하기 위한 지식과 기술, 솔루션을 풍부하게 보유한 종합 IT 기업이며, IT를 활용한 안전 대책을 이 기사에서 소개하겠다. IT 기술의 발전으로 인해 AI, IoT 등이 실용화된 지금이기에 할 수 있는 안전 대책이 있다. 이번에 소개할 솔루션 중 몇 가지는 원래 생산성 향상 및 품질 향상을 목적으로 개발되었지만, 고객에게 제안하는 활동을 진행하면서 안전 위생 관리에도 적용할 수 있지 않을까 하는 의견을 받아, 안전 대책을 위해 도입하게 된 솔루션도 포함된다.

 

위치를 알면 사고가 줄어든다

 

건설 현장의 고소 작업 시에는 ‘추락ㆍ낙하’, 제조업 공장에서는 ‘끼임ㆍ말려듬’ 등의 노동 재해가 다발하고 있으며, 현장 안전에 관한 시책이 시급한 문제라 할 수 있다. 스마트폰이나 센서 등의 IoT 기기를 활용하면 작업자의 위치와 위험한 장소에 대한 침입, 중기와의 근접 상태를 감지하고, 작업자 본인뿐 아니라 현장 감리자에게 빨리 알릴 수 있다. 최근에는 제조업계, 건설업계 모두 만성적인 인력 부족에 대응하기 위해, AGV(무인운송차)를 도입하거나 중기의 자율주행 기술을 도입하고 있는데, 한 편으로는 그 안전성에 대해 불안함을 느끼는 사람도 있다. 효율화와 안전을 양립시키기 위해서라도 IT를 활용한, 사고를 미리 방지하는 시책이 필요하다.

 

동사가 제공하는 ‘GeoMation 작업자 안전 지원 솔루션’은 건설 현장 등 야외 현장에서 작업자가 가진 스마트폰에 전용 앱을 깔면, GPS를 통해 현재의 위치 정보를 지도위에 표시하여 확인할 수 있다. 다른 스마트폰을 중기의 운전석에 설치하면, 관리자는 컴퓨터 화면상에서 쌍방의 위치를 확인할 수 있다. 일정한 거리까지 가까워지면 각각의 스마트폰에 경보음이 울리고, 작업자 본인에게 중기가 인접해 있음을 알림으로써 사고를 방지할 수 있다. 작업자와 중기의 위치 정보는 기록으로 남기 때문에 로그 정보도 효과적으로 활용할 수 있다. 작업 실적을 되돌아보면서 이동한 궤적을 지도 위에 표시하여, 안전 관리 기준을 만들거나 사고의 재발을 방지할 수도 있다. 더 나아가 위치 정보뿐 아니라 영상과 음성으로 커뮤니케이션을 취할 수 있기 때문에, 만에 하나 현장에서 문제가 발생하게 되면 원격지에 있는 안전 관리 책임자가 현장의 영상을 확인하면서 상황을 정확하게 파악하고, 작업자와 긴밀하게 연락하여 신속하고 정확한 대처를 통해 피해를 최소화할 수 있다.

 

<그림1> GeoMation 작업자 안전 지원 솔루션의 이미지

 

한편, 제조업 현장에서 공장 등 실내에서 위치를 파악하려 할 때는, 앞서 기술한 GPS를 활용하게 되면 인공위성의 전파를 정확하게 수신할 수 없다. 그러므로 IoT 태그와 IoT 라우터를 활용한 실내 위치 파악 방식으로서 ‘GeoMation 실내 위치 파악 솔루션’을 소개한다. IoT 태그는 전파를 발신하는 센서이며, IoT 라우터는 그 전파를 수신하고 관리 컴퓨터로 송신하는 역할을 담당한다. 실내 구역별로 IoT 라우터를 배치하고, 작업자는 IoT 태그를 휴대한다. IoT 라우터와 IoT 태그 간의 전파 강도를 관리 컴퓨터에 송신하면, 가장 전파 강도가 강한 IoT 라우터가 배치되어 있는 구역에 작업자가 있다는 판단을 내리게 된다.

 

<그림2> GeoMation 실내 위치 파악 솔루션의 이미지

 

이러한 IoT 태그를 헬멧이나 벨트 등에 부착하고, 작업자 한 사람당 하나씩 소지하게 하면, 관리자는 누가 어디 있는지 실시간으로 파악할 수 있다. 예를 들어, 혼자 작업하는 일이 금지되어 있는 구역에서 의도치 않게 혼자 남게 된 경우에는, 관리자에게 알림이 울리도록 활용할 수 있다. 또한 같은 장소에서 일정 시간 동안 움직임을 보이지 않는 경우에는 쓰러졌을 가능성이 있다고 판단할 수도 있다. IoT 라우터는 USB 충전기에 창작하여, 콘센트에 꽂기만 하면 작동한다. 전원만 공급되면 독자적인 네트워크가 자동으로 구축되기 때문에, 특별한 전원을 준비하거나 설치 공사를 할 필요가 없다. 그러므로 기존의 건물 내부나 공사 현장 등에 손쉽게 도입할 수 있다.

 

이러한 솔루션을 안전 대책을 위해 처음으로 도입한 것은 터널 공사 현장이었다. 당초 그 현장에서는 작업자의 터널 출입을 기존 방식대로 관리하였다. 입구에 설치된 자신의 명찰을 들어갈 때는 뒷면으로 뒤집고, 나올 때는 원래대로 되돌리는 방식이었다. 이 경우, 깜박 잊고 명찰을 뒤집는 것을 잊어버리게 되면, 터널 안에 남아 있어도 알아채지 못하고, 만에 하나 터널 안에서 화재나 지진 등이 발생하게 되면 누가 어디에 있는지 파악할 수 없다. 그러한 과제를 해결하기 위해 GeoMation 실내 위치 파악 솔루션이 채용되었다. IoT 태그는 작업자의 헬멧에 장착하고, IoT 라우터는 조명용 콘센트를 활용하여 설치한다. 그러면 앞서 기술한 시스템에 의해, 현장 사무소 내에 설치된 노트북에서 작업자의 위치를 실시간으로 확인할 수 있다. IoT 라우터는 콘센트에 꽂기만 하면 작동하기 때문에, 공사가 완료되면 다음 현장에서도 손쉽게 재설치할 수 있다는 점도 채용한 이유 중 하나이다.

 

영상 인식 AI에 의한 위험 행동/이상 감시

 

AI라 불리는 심층학습(DeepLearning) 기술이 발전함에 따라 영상 판정의 적용 범위가 넓어졌다. 동사의 ‘영상 판정 솔루션’은 원래 제조업의 출하 검품 작업에서 제품에 흠집이나 얼룩ㆍ불량이 있는지 효율적으로 확인하고, 출하 품질을 향상하기 위한 목적으로 도입하는 경우가 많지만, 최근에는 작업자의 불안전 행동 감시, 안전 장비의 장착 감시를 위해 적용할 수 있지 않을까 하는 고객의 소리가 증가하고 있다. 그렇게 되면 기존에는 사람에게 의존해 있던 감시 업무를 자동화할 수 있다.

 

예를 들어, 설비 점검을 위한 고소 작업 시 대상 설비에 정점 카메라를 설치하고, 정점 카메라가 찍은 동영상을 분석함으로써, 안전띠 확인이 제대로 이루어지고 있는지 판정할 수 있다. AI 영상 분석을 통해 후크를 걸어야 하는 안전 바와 후크의 위치 관계를 순간적으로 인식하여, 후크와 안전 바가 겹쳐 있으면 어디에 걸린 것으로 판단한다. 이외에도 헬멧을 쓰고 있는지, 하네스형 안전띠를 착용하고 있는지와 같은 안전 장비 체크에서도 활용할 수 있다. 작업자가 센서를 장착해야 하는 등의 부담 없이 위험 행동을 조기에 발견하여, 노동 재해를 미리 방지할 수 있다는 것이 이 방식의 장점이다. 영상 판정에 의해 불안전 행동이라고 판단된 경우에는 현장에 주의를 환기시키기 위해 램프를 켜거나 관리자의 휴대전화에 메시지를 보내는 등 알림을 보내는 시스템과 조합함으로써 더욱 효율을 높였다.

 

<그림3> 영상 판정 솔루션의 이미지

 

‘작업자끼리 수레를 던지면서 건네는 위험 행위를 방지하고 싶다.’ 고객으로부터 이러한 상담을 받은 적이 있다. 고객의 창고 안에 있는 이미 설치된 방범 카메라가 녹화한 영상 데이터를 빌려와 실험적으로 영상 판정을 해본 결과, 고객이 납득할 만한 정밀도로 불안전 행위를 검지하였다. 일반적으로는 수레를 이용할 때, 수레와 작업자가 같은 속도로 같은 방향을 향해 움직이지만, 수레와 작업자가 서로 다른 방향으로 정해진 속도 이상으로 떨어지게 되면, 던지면서 건네는 행위라고 판단하여 알람이 울린다. 새롭게 카메라를 설치하게 되면 비용이 들어가며 작업자로부터 반대 의견이 나올 수 있지만, 이처럼 화소 수가 그리 높지 않은 이미 설치된 방범 카메라 영상이 오히려 도움이 될 수도 있다. 고해상도의 최신 카메라로 촬영한 동영상 데이터의 경우, 데이터 양이 방대해지기 때문에 그것을 고속으로 처리할 수 있는 스펙 좋은 서버를 준비해야 하기 때문이다.

 

그밖에도 차량에 탑재된 카메라로 운전자의 움직임을 분석하고, 곁눈질ㆍ스마트폰 조작ㆍ졸음 등을 감지하는 실증실험도 이루어지고 있다. ‘영상 판정 솔루션’을 진행하는 방법을 말하자면, 먼저 고객으로부터 영상ㆍ동영상 데이터를 받아와서, 그 데이터로부터 무엇을 감지하고 싶은지 요구를 들어본 다음, 판정 기준에 따라 알고리즘, 학습 방법을 결정하고 사전에 검증한다. 검증 결과, 기대한 것 이상의 확률로 감지할 수 있다고 판단되면 프로토타입을 개발한다.

 

스마트 기기를 활용하여 기술을 승계함으로써 사고를 줄인다

 

숙련된 기술자가 고령화되거나 시스템이 복잡해지고 다양해짐에 따라 휴먼 에러가 발생하게 되어, 여전히 현장 업무에서는 사고가 많이 발생한다. 스마트 글래스나 스마트폰 등 스마트 기기를 활용하여 문서나 음성뿐 아니라 영상을 사용하는 커뮤니케이션 활성화 및 실시간 지시가 가능해지면, 사고는 감소하게 된다. 스마트 기기를 활용한 휴먼 에러의 방지 및 숙련된 기술자의 기술 계승을 실현하는 시스템을 소개하겠다.

 

<그림4> 스마트 글래스를 장착한 모습

 

동사의 ‘현장 업무 정보 공유 시스템’은 안전 면에서 크게 두 가지로 적용할 수 있다. 첫 번째 적용 상황은 정기 점검 등 사전에 실시하는 순서가 정해진 작업이다. 점검 작업을 할 때는 작업 순서를 빼먹거나 틀리면 중대한 사고로 이어질 수 있다. 특히 경험이 적은 신입이나 외국인 노동자는 실수로 순서를 빼먹거나 작업 순서 매뉴얼에 기재된 전문 용어를 이해하지 못하여 필요 이상으로 많은 시간이 걸리기도 한다. 작업 순서를 미리 시스템에 등록해 놓으면, 작업자는 스마트폰으로 순서를 확인하면서 점검 작업을 할 수 있다. 작업 완료 버튼을 누르지 않으면 다음 순서가 표시되지 않도록 하면, 실수로 순서를 빼먹는 일이 없다.

 

또한 작업 순서를 문서로는 이해하기 어려운 경우에도, 베테랑 작업자를 촬영한 동영상 콘텐츠를 등록해 놓으면, 익숙하지 않은 작업자도 그 동영상을 본보기로 삼아 정확하게 작업할 수 있다. 점검 결과를 입력하는 방식도 선택할 수 있다. 현장 작업자가 장갑을 낀 채로 문자를 입력하기는 어려울 수 있으므로, 문자 입력 외에도 체크박스, 사진 촬영, 음성 입력 등 작업자가 효율적으로 입력하는 방법을 미리 등록할 수 있다. 작업이 완료된 후에는 사무소로 돌아와 자신이 점검 입력한 내용을 컴퓨터로 확인한 다음 보고서를 자동으로 작성하는 편리한 기능도 갖추고 있으므로, 고객으로부터 호평을 받고 있다.

 

<그림5> 현장 업무 정보 공유 시스템(작업 순서)의 이미지

 

두 번째 적용 상황은 고장 등의 트러블에 대한 대응이다. 현장의 작업자가 스마트 글래스를 쓰고 있으면, 작업자와 같은 시선의 현장 이미지를 원격지에서도 실시간으로 공유할 수 있다. 사무소에 있는 관리자는 현장의 영상을 확인하면서 텍스트로 지시를 내리거나 도장이나 자유 묘사로 확인해야 하는 해당 부분을 정확하게 전달할 수 있다. 현장 작업자는 스마트 글래스의 렌즈에 비친 투명한 화면을 볼 수 있으므로, 현장과 화면을 겹쳐 봄으로써 실수하지 않고 안심하고 작업을 진행할 수 있다. 관리자의 컴퓨터 화면을 그대로 스마트 글래스에 투영할 수도 있으므로, 매뉴얼을 표시하거나 CAD 도면을 표시하는 등 이용 방법은 다양하다. 관리자는 동시에 3대의 스마트 글래스를 관리할 수 있으므로, 각각 서로 다른 장소에 있는 3명의 작업자를 원격으로 지원함으로써, 숙련공의 부족으로 고민하는 현장의 과제를 해결할 수 있다.

 

이전 버전에서는 작업자의 주도로 할 수 있는 커뮤니케이션이 음성뿐이었지만, 새로운 버전에서는 현장의 ‘지금’을 현장 데이터(사진, 동영상, 수기, 음성, 텍스트 코멘트)로서 ‘간편하고’ ‘빠르게’ 관리자에게 전달할 수 있다. 스마트 글래스만 사용할 수 있는 것은 아니며, 스마트폰이나 태블릿PC에서도 활용할 수 있는데, 현장 작업자가 장갑을 낀 채로 조작하기는 어렵다. 스마트 글래스의 장점은 뭐니 뭐니 해도 양손이 자유롭다는 점이다. 최근에는 기기 제조사들이 가볍이 기능이 뛰어난 기종을 출시하였다. 헬멧이나 보호 안경을 장착한 상태에서도 위화감 없이 이용할 수 있는 기종도 출시되었으므로, 실제로 작업 현장에서 사용되는 경우도 늘어나고 있다.

 

<그림6> 현장 업무 정보 공유 시스템(원격지원)의 이미지

 

마치며

 

이번에는 IT 기술을 활용하는 안전 위생 대책을 소개했지만, 현재로서는 IT를 활용하는 기업이 아직 많지 않다. 노동 재해 방지 대책을 검토할 때 중요한 것은 현장에 있는 위험성을 특정 짓고, 리스크를 파악하며, 우선순위를 설정하고, 그 결과에 근거하여 적절한 대책을 검토하는, 이른바 리스크 애세스먼트이다. 그러한 적절한 대책을 검토할 때, IT에 의한 대책도 포함하기 바란다. 이번에 소개한 IT 솔루션을 적용하면 노동 재해를 감소할 수 있을 뿐 아니라, 부수적인 효과도 기대할 수 있다. 예를 들어, 작업자의 위치 정보를 실시간으로 감지할 수 있는 시스템을 도입하면 감시 업무의 부담이 줄어들고, 원래의 생산 업무에 전념하여 생산성을 높일 수 있다. 또한 안전하게 일할 수 있는 환경이 있으면, 작업자의 동기를 향상하거나 우수한 인재를 확보할 수 있다. 동사는 IT 기술을 활용하는 대책을 검토하는 고객과 협동하여 새로운 제품도 적극적으로 개발하고 있다. 예를 들어, 손목시계형 웨어러블 기기를 활용하는 것도 그 중 하나다. 이 기사에서는 소개하지 못했지만, 니어미스 사고나 노동 재해 정보를 등록하는 것에서부터 검색ㆍ열람 등 안전 위생 관리 업무를 지원하는 정보 공유 기반도 제공할 수 있다. 기업 내에서는 물론 기업 간에도 성공 사례를 공유하면서 전국의 노동 재해가 감소하게 될 날을 기대한다.

 

 
 

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