ООО '자루베즈네프티-도비차 하리야가' 작업 시 안전 요구 사항 준수 관리 프로세스에 디지털 기술 도입
ZNDKh 사업장에는 협력업체를 포함하여 많은 수의 근로자가 근무하고 있습니다(교대조당 최대 1,000명, 그 중 150명은 ZNDKh 소속). 회사의 주요 목표는 사망 사고를 예방하고 산업 재해를 최소화하는 것입니다. 대부분의 사고는 위험한 환경과 위험한 행동이 결합되어 발생합니다. 전반적으로 매년 사고가 감소하는 추세지만, 여전히 상당수의 사고가 발생하고 있습니다.
HSE 분야의 전문가들은 분석 도구 중 하나로 사고 통계에 기반한 듀폰의 '사고 피라미드'를 사용합니다. 이 피라미드에 따르면, 사고의 약 96%는 작업 현장에서 사람들의 부주의한 행동으로 인해 발생하며, 단 4%만이 장비 결함으로 인해 발생합니다. 하나의 사망 사고나 중상 사고 이면에는 경상이나 상해가 없는 수많은 경미한 사고들이 존재합니다.
사망 및 상해를 예방하기 위해 효과적인 산업 안전 보건 시스템은 다음을 목표로 해야 합니다.
- 안전 보건 경영 시스템의 구축 및 개선을 통한 위험한 행동 예방.
- 기술적 통제를 포함한 위험한 환경 제거.
핵심 아이디어는 사고의 징후를 조기에 발견하는 프로세스에 최신 기술을 도입하는 것입니다.
전반적인 디지털화 추세를 고려하여 ZNDKh는 안전한 작업 환경을 조성하는 데 활용할 수 있는 기술들을 검토했으며, 그중 영상 감시 및 영상 분석 분야를 최우선 과제로 선정했습니다.
영상 분석 시스템의 기반에는 실시간으로 비디오 스트림을 분석하는 컴퓨터 비전 및 딥러닝 알고리즘이 있습니다.
영상 분석의 주요 기능은 다음과 같습니다.
- 조기 발견: 예를 들어, 카메라는 화염이 발생하거나 기존의 연기 및 열 감지기가 작동하기 전인 발화 초기 단계에서 연기를 감지할 수 있습니다.
- 넓은 커버리지: 단일 카메라로 포인트 센서 설치가 비효율적이거나 비용이 많이 드는 넓은 개방 공간을 모니터링할 수 있습니다.
- 정확한 위치 파악: 시스템이 시설 도면상에서 비상 상황이 발생한 위치를 정확히 표시하여, 사고 현장에 인력과 자원을 신속하게 투입할 수 있도록 합니다.
- 통합 및 분석: 시스템은 정상적인 작업 상태에서 벗어난 이상 징후를 감지할 뿐만 아니라, 경보 시스템 작동, 출입 통제 시스템 제어(비상구 개방), 배연 설비 가동, 검증을 위한 보안 통제실로의 영상 전송 등 종합 보안 시스템의 일부로 기능할 수 있습니다.
- 열악한 환경에서의 작동: 일부 시스템은 기존 센서가 무용지물인 먼지가 많거나 가스가 차 있는 환경, 또는 야외 환경에서도 작동하도록 조정될 수 있습니다.
시설의 모니터링 범위를 넓히기 위해 고정식 CCTV 카메라 외에도 비디오 카메라와 센서가 장착된 순찰 로봇 및 무인 항공기를 활용하는 것이 효과적입니다.
제안된 솔루션을 사용하는 과정에서 다음과 같은 몇 가지 한계점이 존재한다는 점에 유의해야 합니다.
- 개인정보 보호 및 윤리: 근로자들이 시스템을 전면적인 감시로 인식할 수 있으며, 이는 스트레스를 유발하고 심리적 환경을 저해할 수 있습니다.
- 오작동: 알고리즘이 완벽하지 않아 때때로 오류가 발생할 수 있습니다.
- 높은 도입 비용: 장비, 소프트웨어 및 기존 프로세스와의 통합에 대한 투자가 필요합니다.
- 맞춤화의 필요성: 특정 생산 환경의 특성에 맞게 알고리즘을 '학습'시켜야 하며, 여기에는 시간과 전문 지식이 요구됩니다.
벤치마킹을 수행한 결과, 러시아의 석유 및 가스 부문은 산업 안전 보장 시스템에 디지털 솔루션을 도입하는 방향으로 활발히 움직이고 있음을 확인했습니다.
- '가즈프롬 네프티'는 자사 유전에서 파이프라인 순찰 및 누출 감지를 위해 드론과 지상 로봇을 사용하고 있습니다.
- '로스네프티'는 디지털 기술 도입을 위한 대규모 프로그램을 실행하고 있습니다. 회사 사업장에서는 장비 모니터링 및 데이터 수집을 위한 자율 주행 로봇 테스트가 진행 중입니다.
- '루코일'은 육상 및 해상의 송유관과 시설을 모니터링하기 위해 드론을 사용합니다.
- '타트네프티'는 자동 제어 및 진단 시스템을 포함하여 생산 현장에 로봇 솔루션을 도입하고 있습니다.
'자루베즈네프티' 역시 디지털 기술을 활용하고 있습니다. 예를 들어, 2018년부터 ZNDKh는 무인 항공기를 사용하여 하리야가 유전 시설 및 인접 구역에 대한 원격 모니터링을 실시하고 있습니다. 이러한 검사 방식을 통해 파이프라인 구간의 보호 구역 및 산업 현장 주변의 자연 환경 상태에 대한 정보를 얻을 수 있습니다. 무인 항공기를 이용한 점검은 시간과 인건비를 크게 절감하고 접근하기 어려운 구역의 모니터링을 가능하게 합니다.
ZNDKh는 다음 블록으로 구성된 안전 모듈을 통합하여 '인텔렉트' 시스템을 도입할 계획입니다.
- '개인보호구 미착용자 감지' 블록: 개인보호구를 착용하지 않은 사람을 감지하고 잘못 착용한 개인보호구를 식별할 수 있습니다.
- '화재 발생원 감지' 블록: 영상 분석 기능이 인공지능 알고리즘을 사용하여 불과 연기를 인식합니다. 어떤 시나리오에서든 시스템 운영자는 화재 발생 가능성이 있는 장소의 영상을 수신하여 즉시 상황을 파악할 수 있습니다.
- '사람의 행동 분석' 블록 (작업자 상태 모니터링): 신경망 기반 영상 분석이 비디오 이미지에서 잠재적으로 위험한 상황을 나타낼 수 있는 사람의 자세를 인식합니다. 예를 들어, 사람이 바닥이나 땅에 누워 있는 경우 도움이 필요하다는 유력한 신호입니다. 작업자가 혼자 있는 생산 모듈 중 한 곳에서 갑자기 몸이 안 좋아지는 상황이 발생할 수 있습니다. 이 경우 영상 분석 시스템을 통해 해당 작업자를 적시에 발견하면 동료들이 사고 현장에 신속하게 도착하여 응급 처치를 제공할 수 있습니다. 그리고 적시의 응급 처치는 사망을 예방하고 결과의 심각성을 줄일 수 있습니다.
회사의 생산 시설 내 안전 시스템은 근로자들이 난간을 잡도록 규정하고 있습니다. 영상 분석을 통해 이 요구 사항이 준수되지 않는 사례를 감지하고 보안 시스템 운영자에게 즉시 알릴 수 있습니다.
'인텔렉트' 시스템에는 CCTV 카메라가 장착된 순찰 로봇과 무인 항공기를 연결할 계획입니다.
'인텔렉트'는 러시아 기업 ITV가 개발한 종합 보안 시스템 구축용 다기능 소프트웨어 플랫폼입니다. 이 시스템은 영상 감시, 화재 경보, 외곽 보안 시스템, 출입 통제 시스템 등 분산된 보안 시스템을 단일 인프라로 통합합니다.
현재 운영 중인 '인텔렉트' 시스템의 일환으로 ZNDKh 시설에는 163대의 CCTV 카메라가 설치되어 있습니다. 작업 구역의 커버리지는 약 50% 수준입니다. 기존 카메라 장비만으로는 생산 현장을 완전히 커버할 수 없기 때문에, '인텔렉트' 시스템에 통합된 순찰 로봇과 무인 항공기를 활용하면 시설의 통제 구역을 확장하는 데 도움이 될 것입니다.
작업자의 안전모 미착용을 알리는 시스템 운영자 화면의 정보 출력 예시.
이러한 솔루션을 도입한 결과 회사는 다음과 같은 효과를 얻게 될 것입니다.
- 산업 재해율 감소.
- 시설의 안전 수준 향상.
- 장기적인 비용 절감.
- 평판 개선 효과.
- 미래 혁신을 위한 기반 마련.
도입되는 솔루션은 HSE 전문가들이 일상적인 시설 모니터링에 소요되는 시간을 절약하여, 더 복잡한 분석 과제를 해결하고 고위험 작업을 관리하는 데 집중할 수 있도록 해줄 것입니다.
검토 중인 디지털 기술의 도입은 향후 영상 분석 분야에서 미래 혁신을 위한 기반이 될 수 있습니다.
- 3D 분석: 스테레오 카메라 또는 라이다를 사용하여 연기 및 화재 확산의 3D 모델 구축.
- 예측 분석: 다양한 데이터를 기반으로 상황을 감지할 뿐만 아니라 전개 과정을 예측하는 시스템.
- 더 복잡한 신경망 아키텍처를 통한 정확도 향상 및 오작동 감소.
- 영상 분석과 드론의 심층적 통합: 열화상 카메라와 인공지능 알고리즘이 탑재된 무인 항공기를 활용한 광범위하고 접근하기 어려운 지역 순찰.
- 위험 구역에서 사람을 로봇으로 대체.
- 로봇과 사람의 협업을 기반으로 한 '스마트 엔터프라이즈' 구축.
* - 라이다는 레이저 펄스를 사용하여 물체까지의 정확한 거리와 공간적 위치를 측정하는 원격 탐사 기술입니다.
결론: 기존의 어려움에도 불구하고 영상 분석과 로봇은 현대 생산 현장의 안전을 보장하기 위한 효과적인 도구이며, 이를 도입하고 활용할 수 있는 방안을 모색해야 합니다.
성공적인 도입의 핵심은 개방성과 직원들과의 소통입니다. 시스템의 목적이 처벌이 아니라 직원의 생명과 건강을 보호하는 것임을 설명하는 것이 중요합니다. 시스템 도입은 절차의 재검토, 교육, 그리고 기술이 감시자가 아닌 조력자로 기능하는 안전 문화의 조성과 함께 이루어져야 합니다. 안전 분야의 디지털 기술은 사후 대응 모델에서 사전 예방 모델로 나아가는 진화의 단계입니다. 이를 통해 생명을 구하고, 회사의 자산과 환경을 보존하며, 생산 효율성을 근본적으로 새로운 수준으로 끌어올릴 수 있습니다.