석유 산업의 미래: 자동화 프로세스의 진화

Jesper Olavi

“비즈니스에서 사용되는 모든 기술의 첫 번째 규칙은 효율적인 운영에 적용되는 자동화가 효율성을 확대한다는 것입니다.” 빌 게이츠(Bill Gates)가 말한 이 문장은 여전히 – 그 어느 때 보다도 – 우리의 디지털화된 세계에 적용되고 있습니다. 자동화된 로봇 진공 청소기가 우리의 생활을 더 편리하게 해 주는 것과 같이 개인이 더 작은 환경에서 경험하는 것은, 기업 비즈니스에 관해서는 다른 차원으로 옮겨집니다.

점점 더 많은 부문과 기업이 작업을 보다 효율적으로 만들 수 있는 신 기술(예를 들면 자동화된 프로세스)에 투자하고 있습니다. 특히 지난 몇 년 동안 자동 제어에 초점을 맞춘 분야는 석유와 가스 산업입니다. 그렇기 때문에 안전 시스템은 석유 시추 시설 같은 중요 인프라를 보호하는 데 있어 과소평가되어서는 안되는 요소입니다.

사람에서 기계로

2015년 석유 시추 시설의 숫자가 급격하게 감소하기 시작했고, 그에 따라 시추 기계 운용 인력의 수요 역시 줄어들었습니다. 2016년 말 시추 시설의 수가 다시 반등하기 시작했지만, 업계에 고용되는 근로자의 수는 기대와 달리 늘지 않았습니다. 이러한 정적인 고용률을 보인 이유는 석유 및 가스 부문의 강력한 자동화 때문이었습니다. 기업들은 새로운 개발에 따라올 기회를 보았습니다. 이러한 변화는 특히 안전과 효율 면에서 많은 긍정적인 결과를 가져왔습니다. 자동화된 중장비는 이제 시추 과정과 같이 인간 작업자들에게 고도로 불안정하고 힘들었던 작업을 대신 수행할 수 있게 되었습니다. 이미 약화된 석유 및 가스 업계는 자동화에 투자함으로써 운영 비용을 절감하는 동시에 직원과 고객들에게 훨씬 더 나은 기준을 제공할 수 있게 되었습니다.

자동화 프로세스에서 안전 시스템의 역할

기계의 교체 및 업그레이드가 자동화 프로세스의 첫 단계인 경우가 많지만, 이러한 것들이 실행을 개선하고 직원의 건강과 안전에 기여하는 유일한 요소는 아닙니다. 매우 중요한 요소들 중 하나는 안전 시스템으로, 특수 센서뿐 아니라 카메라와 스피커가 포함됩니다. 접근 제어, 열상 이미지, 비디오 분석과 같은 기능을 함께 사용하면 여러 카메라와 사이트에 대한 인간 수준의 동시 관찰이 가능합니다.

석유 및 가스 사이트의 중요 구역 또는 위험 구역에 방폭 카메라를 설치하면 사람이 프로세스나 기계를 수동으로 검토할 필요가 없어집니다. 지능형 비디오 분석을 기반으로 운영 중단을 감지하고 카메라에서 경보를 발생시킬 수 있습니다. 회사의 전체 비축유 부지는 통상 매우 넓기 때문에, 운영자가 모든 구역을 모니터링하는 것은 시간이 많이 소요되고 더 많은 인력이 필요합니다. 따라서 스마트 분석 소프트웨어와 통합된 IP 카메라를 전략적으로 배치하면 더 적은 수의 운영자로 더 넓은 설치 환경을 모니터링할 수 있습니다. 실제 적용 사례의 예를 들어보겠습니다. 중국 3위의 상업용 원유 비축 기지인 Sinopec (Cao Feidian) Commercial Crude Oil Reserve Base는 총 10만 평방미터 면적에 32개의 대형 부유식 원유 탱크와 송유 펌프장, 소방서로 구성되어 있습니다. 이러한 시설을 카메라 없이 보호하는 것은 거의 불가능할 것입니다. 그래서 Sinopec은 개방형 IP 표준을 기반으로 한 네트워크 카메라 시스템을 설치했습니다. 스트리밍 미디어 서버, 비디오 스토리지 서버, TV 감시 터미널을 포함하여 구성된 이 시스템은 전체 부지로부터 촬영한 엄청난 양의 데이터를 저장하고 처리합니다. 열상 이미지 기반의 카메라를 적용해 탱크 내 원유의 높이와 탱크 주변 작업자의 움직임을 모니터링하고 있습니다.

열상 카메라의 다른 사용 예로는 장거리 감지와 더불어 파이프 및 밸브 등의 누출 감지를 들 수 있습니다. 특히 누출을 감지하기 어려운 구역에서 카메라의 열상 기능은 매우 중요할 수 있습니다. 예를 들어 기름과 물의 서로 다른 복사열을 바탕으로 물 표면의 액체 누출을 인식할 수 있습니다.

압력과 온도의 변화에 대해서도 마찬가지입니다. 압력 강하는 온도 강하를 가져옵니다. 열상 카메라가 이를 감지하고, 경보를 전송할 수 있습니다.

신속하게, 그러나 정말 필요할 때에만 대응

매우 민감한 설치 환경이기 때문에, 보안 예방 및 보호를 위한 관리가 제대로 이루어지는 것이 더욱 중요합니다. 이 분야에서 발생하는 비상사태를 고려할 때, 즉시 대응할 수 있는 능력 또한 필수적입니다. 카메라와 알람은 연결될 수 있으며, 화재나 침입 같은 위험이 발생할 경우 비디오 영상이 포함된 긴급 메시지와 위치가 관계자에게 전송됩니다. 이렇게 하면 운영자들이 귀중한 시간을 낭비하지 않고 신속하게 행동하기 쉬워집니다. 비디오 분석은 움직임 감지, 연기 감지, 안전모 감지 등을 기반으로 알람을 트리거할 수 있습니다. 에지 기술을 사용해 분석을 실행하면 수동적인 감독의 필요성이 줄어듭니다. 또한 네트워크 상에 데이터가 적게 생성되고 필요한 저장 공간도 줄어듭니다. 따라서 운영자는 실제 사고 또는 프로세스 단계에 집중할 수 있습니다.

디지털 눈과 지능형 기술이 결합되면 거짓 경보를 줄이는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 프로세스 모니터링 시스템에는 기계 고장을 감지하는데 사용되는 여러 센서가 연결되어 있습니다. 네트워크 카메라를 기존 안전 시스템에 통합하여 전체 산업 공정에 또 하나의 안전 계층을 추가할 수 있습니다. 이는 효율성을 증가시키고 사람들의 건강과 안전을 보호합니다.

알람 메시지가 전송되면, 감시 모니터 앞에 앉아있는 사람은 화면에서 해당 구역을 볼 수 있으며, 어떤 조치를 취해야 할 지 – 즉 보안대나 소방대를 불러야 할 지, 아니면 거짓 알람(구내에 들어온 동물로 인한 경보)인지 등을 결정할 수 있습니다. 예외 상황이 화면에 나타나지 않으면, 센서 유지보수를 지시할 수 있습니다. 따라서 시스템도 항상 업데이트된 상태로 유지됩니다.

또한 최신 카메라 기술을 통해 고해상도 이미지 품질을 훼손하지 않으면서도 저장 공간 요건을 낮춰주는 초저조도 성능 및 효율적인 인코딩 성능, 이미지 흔들림 보정(EIS), 비디오 스트림에 추가 분석을 실행할 수 있는 성능 등의 이점을 누릴 수 있습니다.

자동화에 있어 인적 요소

비록 이러한 장치들이 어렵거나 위험한 작업을 대신 수행함으로써 우리의 생활을 더 쉽고 안전하게 만들 수 있지만, 인적 요소를 제거하는 것은 아닙니다. 결국 감시 모니터 앞에 앉아 상황의 심각성을 판단하고 최종 결정을 내리는 것은 여전히 인간입니다. 사이트 또는 시스템의 일부분을 원격으로 중단시키는 것처럼 중요한 결정을 내려야 할 경우 꼭 필요합니다. 그러나 석유 및 가스 산업에 있어서 자동화된 시스템은 유용한 투자일 수 있습니다. 이러한 지능형 장치의 확장은 직원들의 근무 환경뿐 아니라 효율성을 향상시키는 데에 매우 중요합니다. 궁극적으로, 우리는 스스로에게 다음과 같은 질문을 해야 합니다 – 안전한 환경에서 손쉽게 모니터링할 수 있는 상황을 확인하기 위해 왜 직원을 잠재적으로 위험한 구역에 보내야 하는가? 확인해야 할 현장이 석유 시추 시설처럼 위험한 환경일 경우에는 더더욱 말입니다.

 

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석유 및 가스 산업의 자동화