인더스트리 5.0에서 안전의 중요성
작업장 내 부상과 질병이 기업의 수익성에 상당한 영향을 미친다는 것은 의심의 여지가 없습니다. 실제로 2021년 OSHA 보고서[1]에 따르면, 기업은 노동자 보상 비용으로만 주당 거의 10억 달러에 달하는 직접 비용을 지출하는 것으로 추산됩니다. 이 외에도, 신입 직원 교육이나 손상된 장비 수리 등으로 인해 발생하는 간접 비용도 존재합니다.
인더스트리 5.0이 오늘날의 공장에 가져다주는 이점을 논의할 때, 우리가 반드시 기억해야 할 가장 중요한 요소는 바로 ‘사람’입니다. 첨단 기술이 결합된 새로운 제조 시대는 단순히 운영 효율과 생산성 향상에만 국한되지 않습니다. 인더스트리 5.0은 인간 중심의 가치와 함께 고도화된 기술을 통해 보다 안전하고 효율적인 작업 환경을 조성하는 데도 중점을 두고 있습니다.
이 글에서는 인더스트리 5.0에서의 운영 안전과 기능 안전을 살펴보고, 코봇(cobot) 즉 협동로봇과 드론 같은 새로운 기술, 그리고 전반적인 인간 중심 접근 방식이 어떻게 작업자의 안전한 환경을 조성하는지에 대해 알아보겠습니다.
인더스트리 5.0에서 안전의 중요성 (출처: HadK / stock.adobe.com; AI로 생성)
운영 안전 vs. 기능 안전
큰 맥락에서, 인더스트리 5.0의 큰 특징 중 하나는 안전에 대한 인간 중심의 접근 방식입니다. 현대 공장의 관점에서 안전은 크게 기능 안전(functional safety)과 운영 안전(operational safety)으로 나뉩니다.
▶기능 안전
기능 안전은 사고나 시스템 고장을 방지하기 위한 안전 시스템의 설계 및 통합을 의미합니다. 이러한 시스템은 잠재적 결함과 고장을 줄이기 위한 프로세스 수립, 장비 안전 기술 통합, 산업 규정을 준수하는 안전 설계 등을 포함합니다. 예를 들어, 웨어러블 센서는 인더스트리 5.0의 안전 시스템의 한 예입니다. 이 센서는 작업자가 필수 보호 장비를 착용하고 제한 구역에 접근하지 않도록 모니터링함으로써 안전 규정 준수 여부를 실시간으로 확인합니다. 예를 들어, 장갑이나 헬멧에 내장된 센서는 작업자가 필요한 장비를 착용하지 않았을 경우 이를 감지하고, 위험 지역 접근을 제한할 수 있습니다.
▶운영 안전
운영 안전은 이러한 안전 조치의 일상적인 실행 및 유지 관리에 중점을 둡니다. 이는 작업자 교육, 장비 유지관리, 일상적인 작업 중 안전 수칙 준수 등을 포함합니다. 제조 공장에서 운영 안전은 작업자가 안전 수칙을 따르고 장비를 적절히 유지 관리하여 사고를 예방하는 것을 의미합니다.
인더스트리 5.0에서 운영 안전의 예로는, 인공지능(AI) 기반 코칭 시스템을 들 수 있습니다. 이 시스템은 작업자의 움직임을 분석해 부상의 위험을 줄이기 위한 자세나 동작 변경을 제안하며, 안전 실천을 향상시키기 위한 지속적인 피드백을 제공합니다.
새로운 기술과 안전
인더스트리 5.0은 공장에 다양한 혁신 기술들이 통합된 것이 특징으로, 이 중 상당수는 작업장 안전을 향상시키기 위해 고안되었습니다.
예를 들어, 코봇은 사람과 함께 작동하도록 설계된 것으로, 반복적이고 고강도의 작업을 로봇이 대신함으로써 작업자의 근골격계 질환 위험을 줄입니다. 덕분에 작업자는 보다 복잡하고 창의적인 작업에 집중할 수 있습니다. 이를 가능케 하는 기술로는 코봇에 장착된 힘 및 근접 센서를 포함한 특수 센서들을 들 수 있는데, 이들 센서는 주변 환경, 특히 사람을 인식하고 상호작용하여 로봇과 작업자 간 충돌을 방지하고 작업자의 위험을 줄입니다.
드론 역시 인더스트리 5.0에서 안전을 향상시키는 또 다른 기술입니다. 드론은 폐쇄된 공간, 높은 고도, 유해 가스가 존재하는 지역 등 위험한 환경에 대한 인간의 노출을 줄여줍니다. 카메라 같은 센서를 장착한 드론은 실시간으로 데이터를 수집하고, 잠재적인 문제를 신속히 식별 및 해결할 수 있도록 돕습니다.
마지막으로, 외골격(exoskeleton)은 작업자가 무거운 짐을 들어 올릴 때 도움을 주어 부상의 위험을 줄이는 인더스트리 5.0의 혁신 기술입니다. 이러한 웨어러블 기기는 기계적 지지력을 제공해, 작업자가 물리적으로 고된 업무를 보다 수월하게 수행할 수 있게 합니다. 외골격은 작업자의 신체적 부담을 최소화함으로써 더 건강하고 안전한 작업 환경을 조성합니다.
AI와 IoT의 역할
인공 지능(AI)과 사물인터넷(IoT)은 현대 공장에서의 안전 개념을 근본적으로 변화시키고 있습니다. 인더스트리 5.0은 AI와 첨단 센서를 활용해 장비의 고장을 예측하고 예방합니다. 이러한 시스템은 온도, 압력, 진동 등의 파라미터를 지속적으로 모니터링함으로써, 심각한 사고로 이어지기 전에 잠재적인 문제를 감지합니다. 예방 정비(predictive maintenance)는 센서 데이터를 분석하여 유지 관리가 필요할 시점을 예측하고, 선제적인 대응을 가능케 함으로써 사고를 미연에 방지하고 전반적인 안전을 향상시킵니다.
마치 고속 정보 통신망처럼, IoT는 공장 내 모든 장치와 시스템을 연결해 실시간 운영 상태 모니터링과 이상 상황에 대한 즉각적인 대응이 가능하게 해줍니다. 예를 들어, IoT 기반 센서는 공장 내부의 습도, 온도, 가스 농도 등을 지속적으로 모니터링하면서, 만약 설정된 안전 기준치를 벗어나면 즉시 경고를 보냅니다. 이러한 즉각적인 피드백은 작업자가 신속하게 조치를 취할 수 있게 함으로써 위험 상황 발생을 방지합니다.
이처럼 연결된 접근 방식 덕분에, IoT는 보다 포괄적인 안전 관리 시스템을 가능하게 해줍니다. 만약 장비에서 급격한 온도 상승이 감지되면 IoT 시스템은 해당 장비를 자동으로 셧다운하고 유지 관리팀에 경고를 보냅니다.
궁극적으로 AI와 IoT는 통합적이고 전사적인 안전 관리 접근을 가능케 합니다. 모든 안전 시스템과 장치가 연결되면서, 환경·보건·안전(environment, health, and safety, EHS) 관리자는 중앙 플랫폼을 통해 안전 프로토콜을 모니터링하고 관리할 수 있습니다. 여기에 AI의 분석 능력이 결합되면 보다 나은 의사결정과 공장 전반에 걸친 효과적인 안전 관리가 가능해집니다.
인더스트리 5.0은 공장 내에서의 운영 안전과 기능 안전에 대한 인식을 변화시키고 있습니다. 첨단 기술, AI, IoT의 통합, 그리고 인간 중심의 접근 방식을 통해 인더스트리 5.0은 더욱 안전하고, 효율적이며, 생산적인 제조 환경을 구현하고 있습니다.
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