다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 기전설비과-7079 결재일자 2020.7.28. 공개여부 부분공개(5) 방침번호 시 민 ★주무관 기전설비과장 생산부장 상수도사업본부부본부장 상수도사업본부장 김영준 代김형집 서대훈 구아미 07/28 백호 협 조 재무회계과장 김분숙 기획예산과장 박은섭 주무관 김형집 주무관 김인준 주무관 김상신 정수센터 4차산업기술 도입 추진계획 2020. 7. 상수도사업본부 (생산부 기전설비과) 제1항5호 정수센터 4차산업기술 도입 추진계획 4차산업기술을 정수센터에 적용하여 아리수 생산공정의 최적화를 구현하고 인적·물적 환경변화에 능동적으로 대응하고자 함 Ⅰ 추 진 배 경 ？？ 정부 ’17년 ‘4차 산업혁명 대응계획’ 배포 ○ (비전)모두가 참여하고 누리는 사람중심 4차 산업혁명 ○ (상수도)IoT기반 실시간 수질·수도사용량 계측시스템 구축 ○ (’19.10.)4차 산업혁명 대정부 권고안 발표(대통령직속 4차산업혁명위) ？？ 4차산업 기술 적용 기업의 약진 ○ (로테르담 항구)’15년 세계 최초 자동화 항만 구축 - AI, 빅데이터 등 힘입어 ’11년 후 다시 물동량 세계 10위권 항만으로 도약 ○ (카카오)AI활용 택시수요 예측 및 배차 분석 시스템 구축 - 카카오택시 시장점유율 약 75%, 카카오 ’19년 연매출 전년비 30% 증가 ○ (쿠팡)구매이력 빅데이터 활용 수요량 및 수요지 예측 - 하루 배송물량 200만개 로켓배송 실시, 이커머스 시장점유율 상승 ？？ 정수센터 4차산업 적용 필요성 ○ 설비 자동화·고도화 이후 인력감소에 대한 기술의 지원이 필요 - AI를 통한 자동화, AR(증강현실)원격지원 통한 기술지원 등 ○ 많은 데이터가 쌓이지만 이를 활용할 수 있는 시스템 미 구축 - 동력비 절감, 유효율 향상, 에너지사용량 절감 등 최적화에 활용 ○ 공정별 자동화를 다수 달성하였지만 일부 공정은 사람에 의해 제어 - 취송수펌프 운용, 염소투입률 변경 등 근무자의 지속적인 관심 필요 Ⅱ 추 진 방 향 추진목표 정수센터 생산공정 최적화를 통한 인간개입 최소화 추진전략 현장에서 개선이 필요한 곳에 순차적으로 기술검증하여 도입 추진방향 1 [네트워크] 어디서나 공정정보를 볼 수 있게 구현 2 [자동제어] 사람의 개입 없이 생산이 가능한 시스템 구축 3 [유지보수] 고장·사고 後 조치에서 고장·사고 前 조치로 패러다임 변경 4 [사고복구] 원거리 전문가와 협업할 수 있는 기술환경 구현 주요 추진내용 1단계(2020년~2021년) 정수센터 4차산업 기반조성 및 정보화전략계획수립 2단계(2022년~2023년) 정수센터 4차산업 시범적용(1개소) 3단계(2024년~2025년) 정수센터 4차산업 전면확대(5개소) 주요 추진내용 [네트워크] 초연결 [자동제어] 초지능 [유지보수] 초시간 [사고복구] 초공간 모바일 공정정보 AI펌프 AI약품 AI염소 고장예측시스템 AR·VR교육 무선통신망 구축 AI위기대응 AR원격지원 Ⅲ 추 진 계 획 ？？ 추진개요 ○ 추진목적 : 정수센터 공정설비운영과정에서 사람의 개입이 필요하고, 단순·반복적으로 미래에도 지속적으로 반드시 수행해야하는 업무에 4차산업기술(AI, AR, VR 등) 적용 ○ 추진기간 : 2021. ~ 2023.(3년) - 2020. 9. ~ 2021. 8. : 시 테스트베드 실증사업(경제정책실 경제정책과) ○ 사업예산 : 3,200백만원(※ 시 테스트베드 실증사업비는 별도) ○ 추요추진내용 : 정수센터 4차산업기술 적용 - (네트워크)모바일 정수센터 공정감시시스템 및 무선통신망 구축 - (자동제어)취·송수펌프, 약품설비, 염소설비 등 AI적용 - (유지보수)정수센터 공정설비 고장예측을 통한 사전대처 - (사고복구)가상현실 사고복구지원 및 원격지원 등 ○ 연차별 주요추진절차(안) 구분 현 재 (2020년) 1차 연도 (2021년) 2차 연도 (2022년) 내용 - 정수센터 공정설비 ·원격제어(사람) - 테스트베드 실증사업 · 펌프, 약품, 증강현실(AR) - 정보화전략계획(ISP) 수립 - 정수센터 4차산업 기반조성 - 테스트베드 실증사업 - 증강현실(AR) 원격지원(1개소) - 정수센터 AI시범적용(1개소) - 증강현실(AR) 원격지원(1개소) - 테스트베드 실증사업 · 염소투입설비 예산 - 1,200백만원 1,000백만원 구분 5차 연도 (2025년~) 4차 연도 (2024년) 3차 연도 (2023년) 내용 - 정수센터 AI확대(3개소) - 증강현실(AR) 원격지원(1개소) - 테스트베드 실증사업 ·생산공정 위기대응·고장예측 - 정수센터 AI확대(2개소) · 펌프, 약품, 염소설비 등 - 증강현실(AR) 원격지원(1개소) - 테스트베드 실증사업 · 약품투입고장예측, VR - 정수센터 AI실제운영(1개소) - 증강현실(AR) 원격지원(1개소) - 테스트베드 실증사업 · 펌프고장예측 예산 미 정 미 정 1,000백만원 ○ 연차별 세부추진절차(안) 구 분 1차 연도 (2021년) 2차 연도 (2022년) 3차 연도 (2023년) 공 통 - 정보화전략계획수립 · 5년단위(’21 ~ ’25) - GPS, 저장서버설치 - - 1 네트워크 - 모바일 공정감시 - - 2 자동제어 테스트베드 - AI송수펌프 - AI약품투입 - AI염소투입 - 자체사업 - - AI시범사업 착수(뚝도) · 펌프, 약품, 염소 - AI시범운영·평가(뚝도) · 펌프, 약품, 염소 3 유지보수 테스트베드 - - - 펌프고장예측 자체사업 - - - 4 사고복구 테스트베드 - AR원격지원(광암) - - 자체사업 - AR원격지원(구의) - AR원격지원(뚝도) - AR원격지원(영등포) 구분 중장기 (2025년 ~ ) 5차 연도 (2025년) 4차 연도 (2024년) 공 통 - 정보화전략계획수립 ·5년단위(’26 ~ ’30) - - 1 네트워크 - IoT망 도입검토 등 - - 2 자동제어 테스트베드 - - AI 위기대응 - 자체사업 - AI 위기대응 - AI 시범사업 확대 (영등포,암사,강북) - AI 시범사업 확대 (광암, 구의) 3 유지보수 테스트베드 - - 염소설비 고장예측 - 약품투입설비 고장예측 자체사업 - 통합고장예측 시스템 구축 (미정) (미정) 4 사고복구 테스트베드 - - - VR사고복구(1개소) 자체사업 - VR사고복구(5개소) - AR원격지원(강북) - AR원격지원(암사) ○ 연차별 주요추진내용 구 분 주요 내용 소요예산 (백만원) 사 업 명 정수센터 4차산업기술 적용사업 3,200 1차 연도 (2021년) 【 정수센터 4차산업 기반조성 및 계획수립 】 1,200 ① 정수센터 정보화전략계획수립(ISP) 수행 ？ 정수센터 정보화 수준 진단 및 공정별 추진방안 수립 ？ 정수센터 인공지능 적용 우선순위 도출 및 구축비용 산정 300 ② 정수센터 시간동기화 서버구축 및 데이터 저장서버 증설 ？ 공정별 시간동기화(GPS서버) 설치 후 동시간대 변화분석 ？ 데이터 저장기간 확대(3개월 → 1년이상)하여 빅데이터 확보 300 ③ 모바일 정수센터 공정감시시스템 구축 ？ 주요공정별 운영기준 초과·미달 시 알람, 데이터 이력조회 등 500 ④ 증강현실(AR) 원격지원 시스템 구축(1개소) ？ 공간상의 거리를 극복하고 동일한 영상 이미지 보며 의사소통 100 ⑤ 서울시 테스트베드 실증사업(1개소) ？ AI송수펌프, AI약품투입？AR원격지원 등 (시 경제정책실 경제정책과) - 2차 연도 (2022년) 【 정수센터 AI시범운영 및 테스트베드 등 추진] (시범 : 1개소) 100 ① AI 시범운영(취송수펌프, 약품설비 등 인공지능(AI) 시범적용) ② 증강현실(AR) 원격지원 시스템 구축(1개소) ③ 테스트베드 실증사업(AI염소투입) 3차 연도 (2023년) 【 정수센터 AI시범사업 평가 및 테스트베드 등 추진] (시범 : 1개소) 100 ① AI 시범사업 분석평가(시범사업 대상지 효과분석 및 문제점 도출) ② 증강현실(AR) 원격지원 시스템 구축(1개소) ③ 테스트베드 실증사업(AI펌프 고장예측) 4차 연도 (2024년) 【 정수센터 AI 추가도입 및 테스트베드 등 추진] (확대 : 2개소) 미정 ① AI 확대도입(취송수펌프, 약품설비 등 인공지능(AI)) ② 증강현실(AR) 원격지원 시스템 구축(1개소) ③ 테스트베드 실증사업(AI약품투입고장예측, VR사고복구) 5차 연도 (2025년) 【 정수센터 AI 전면도입 및 테스트베드 등 추진] (확대 : 3개소) 미정 ① AI 시범운영(취송수펌프, 약품설비 등 인공지능(AI)) ② 증강현실(AR) 원격지원 시스템 구축(1개소) ③ 테스트베드 실증사업(AI염소투입고장예측, AI생산공정위기대응) Ⅳ 정수센터 4차산업기술 적용내용(안) 1 네트워크 <초연결> ？？ 모바일 정수센터 공정감시시스템 구축 ○ 현 황 - 정수센터 제어시스템은 폐쇄망으로 운영되고 있으며, 유선으로 연결된 제어설비만 접속할 수 있음 - 정수시설 문제발생으로 현장 출동 시 현장에서 전체공정을 파악하기 위해서는 제어실 근무자와 무전기·휴대전화 통화 실시 ○ 목 적: 언제어디서나 정수센터 공정상황을 모바일로 확인하고 조치 ○ 방 법 - 시스템연계: 정수센터 → 본부 통합정보센터 → 태블릿PC - 접속방법: 태블릿PC → 앱설치 → 행정정보인증서(GPKI) 로그인 ○ 추진일정 - (’21년) 모바일 정수센터 공정감시시스템 구축 ○ 예상비용: 약 5억원 ○ 구상도 모바일 앱화면 정수센터 공정정보 상황감시 ※ 급수부 급수운영과‘2020년 수운영정보 모바일 구축사업’(정수센터 공정정보제외) · 취수장, 정수지, 배수지 등 공급계통 수운영정보 제공 · 수운영정보 : 수질, 유량, 수위, 수압, 유속, 펌프, 배수지급수가능시간 ？？ 스마트센서 보급 확대로 상수도 무선통신망 구축 ○ 현 황 - 유량, 수질, 압력 등 생산관련 계측값은 기존 제어망과 유선 연결 - 시설물 관리를 위한 각종 센서들이 개발 보급되는 추세이지만 계측값 추가 시 각종 물리적 설비(통신선, 통신반 등) 추가 설치 필요 ○ 목 적 - 계측기기 데이터값을 무선망으로 구축하여 비용절감 및 접근성 향상 - 시설물 유지관리, 방문자 동선 감시 등 다양한 분야 활용 가능 ○ 선결조건 - 정보통신기반시설 내 무선망 사용에 따른 보안성검토 및 대안 마련 필요 - 다양한 스마트 센서 보급 및 통신방식 통일로 범용성 확보 ○ 적용사례 - (’19년 구로구청) 노후 기반시설 IoT 기반 안전관리 경보시스템 구축 - (’18년 한국도로공사) 고속도로 관리를 위한 IoT망 지속 구축중 ○ 추진일정 - (’21년) 정보화전략계획을 통한 무선통신망(Iot, LTE 등) 도입방안 검토 - (’24년~) 스마트센서 보급 및 범용성 확보여부 검토 ○ 예상비용: 12억원(2억원 × 6개 정수센터) ○ 구상도 2 자동제어 <초지능> ？？ 근무자의 개입 없이 일상적 정수생산이 가능한 생산 자동화 ○ 현 황 - 일부 공정(취송수펌프, 약품·염소 등) 제외 생산 자동화 구현 - 일부 공정의 예측 및 판단의 어려움으로 자동화 어려움 ○ 목 적 - 사회 재난발생 등으로 인한 생산인력 감소 시 대응체계 구축 - 자동화를 통해 발생한 가용인력을 생산성 향상 위한 AI인력으로 육성 ○ 선결조건 - AI 머신러닝에 양질의 학습 데이터 제공을 위한 공정관리 철저 - AI 머신러닝 위한 취송수·약품·염소 등 장기간 데이터 필요(現 3개월) ○ 추진일정 - (’20년~) ‘스마트베드 서울’ 사업을 통한 AI 자동화 실증 추진 - (’21년~) AI자동화 도입을 위한 기반시설(데이터저장서버 등) 구축 - (’22년~) 정수센터별 공정별 AI 자동화 설비 순차적 구축 ○ 예상비용: 75억원(=12억원 × 6개 정수센터 + 3억 기반시설구축) ○ 참고자료 ㅡ ？？ 정수생산 위기상황에 대한 사고 대처 자동화 ○ 현 황 - 침전지 침전물 부상, 정수지 수질 이상 등 사고 발생 시 생산공정 전체를이해한 일부 직원에 의하여 복구작업이 진행됨 - 생산공정 전체를 이해하고 적용할 수 있는 직원의 수가 소수이고 오랜 근무로 향후 퇴직 예정이며, 해당 능력을 습득하는데 시간과 경험 필요 ○ 목 적 - 위기상황에 대한 자동화로 매뉴얼 한계 및 전문인력 부족 문제 해결 - 일상적 정수생산 자동화에 더하여 정수생산 완전 자동화를 구축 ○ 선결조건 - 정수생산 공정에 대한 AI의 이해 - 위기상황 별 공정조치 사항에 대한 AI의 학습이 가능 ○ 추진일정 - (’21년∼’25년) 공정 별 위기상황에 대한 공정조치 자료 데이터화 - (’26년∼’30년) 위기상황 별 공정조치에 대한 AI 학습 ○ 예상비용: 약 60억원(=10억원 × 6개 정수센터) ○ 구성도(사고대처 예시) 3 유지보수 <초시간> ？？ 정수센터 공정설비 고장예측을 통해 사전 유지보수 및 교체계획 수립 ○ 현 황 - 정수시설의 수리는 대부분 이상 발생 후에 실시 - 정수시설의 교체시기는 고장발생 또는 내용연수 고려하여 판단 ○ 목 적 - 시설물의 이상 발생을 사전에 감지하여 중단없는 생산시설 가동 - 설치환경, 사용빈도 등을 고려한 개개 설비별 교체시기 도출 ○ 선결조건 - 범용성 있는 스마트 센서 및 IoT 통신방식의 보급 - 설비의 상태값에 따라 고장을 예측하는 상용화 프로그램 확대 보급 ○ 적용사례 - (’19. 서부발전) 인공지능기반 풍력발전설비 고장예측 시스템운영 - (LG U+) IoT 모터진단 서비스 시행중(전압전류 분석 통한 고장예측) 풍력발전 AI 고장예측시스템 운영 LG U+ 모터진단 서비스 ○ 추진일정 - (’23년∼’25년) 고장예측 시스템 테스트베드 사업 진행 - (’26년∼’30년) 정수센터별 설비별 고장예측 시스템 순차 도입 4 사고복구 <초공간> ？？ 사고복구 능력을 가상현실 시뮬레인션을 통해 함양> ○ 현 황 - 사고 발생 시 사고 경험자가 아니면 현장 조치 어려움 - 사고복구 교육은 실제훈련이 어려워 구두교육, 도상훈련으로 실시 ○ 목 적 - 현실을 복제한 가상공간 훈련을 통해 근무자 위기대응능력 향상 - 신속한 위기대응을 통한 중단 없는 아리수 생산공급 체계 구축 ○ 적용사례 - (’17. 가스안전공사) VR(가상현실) 가스안전교육훈련 시스템 개발 - (’20. 화학물질안전원) 가상현실 증강현실 체험관 개소 가스안전공사 VR 안전교육 시스템 화학물질안전원 AR·VR 체험관 ○ 추진일정 - (’21년) 정보화전략계획을 통한 가상현실(VR) 도입방안 검토 - (’24년) VR도입 필요 업무에 대한 테스트베드 사업 진행 - (’26년 ~ ’30년) 정수센터별 설비별 VR 순차 도입 ？？ 전문가가 현장에 없는 경우 원격으로 AR(증강현실)지원 ○ 현 황 - 현장 사고 발생 시 전문가가 현장에 올 때까지 대기 - 사고 발생 시, 전화나 영상통화로는 의사 및 현장상황 전달 한계 ○ 목 적 - 외부 전문가와 현장 근무자 사이의 공간상의 거리를 극복하고 같이 현장에 있는 것처럼 동일한 영상 이미지를 보며 의사소통 ○ 추진일정 - (’21년) ‘테스트베드 서울’ 사업을 통한 AR 원격지원 실증 추진 - (’22년~’25년) 정수센터별 순차적 AR 원격지원 체제구축 추진 ○ 비 용: 약 6억원(=1억원 × 6개 정수센터) ○ 구상도 AR 원격지원(영상공유) AR 원격지원(전문가 작업지시) AR 원격지원 AR 활용한 기계 내부 이해가능 Ⅴ 추진체계 및 향후일정 ？？ 추진체계 ○ 4차산업 추진TF팀 구성 : 2020. 8월 ~ - 목 적: 사업추진 이해관계자간 원활한 의사소통 - 운 영: 분기별 1회 진행상황 공유 및 향후 진행방향 논의 - 구 성: 생산부, 요금관리부, 급수부, 물연구원, 정수센터 구 분 역 할 생산부 (기전설비과) 정수센터 4차산업 적용 총괄 (수질과) 수질 및 공정 관련 지원 (기술진단과) 테스트베드 및 기술적용에 따른 기술진단 요금관리부 (전산정보과) 정수센터 4차산업적용에 따른 보안성검토 급수부 (계획설계과) 정수센터 4차산업 도입 관련 수도정비기본계획에 반영 (급수운영과) 데이터제공 및 보안연계 지원(정수센터 ↔ 본부 통합정보센터) 물연구원 (수처리연구과) 수처리 공정관련 연구·기술 지원 (배급수연구과) 자동제어 및 계측제어설비 연구·기술 지원 정수센터 테스트베드 제공 및 실증기업 지원 4차 산업기술 적용에 따른 지속적인 피드백 ○ 4차산업 자문단 구성 : 2020. 8월 ~ - 목 적: 첨단기술 적용에 대한 전문가 의견 반영 - 구 성: 4차산업 각 분야별 학계 및 산업계 전문가 - 운 영: 진행 중 안건 발생 시 마다 자문회의 수시 개최 ？？ 향후일정 ○ 1차 연도(2021년) - ’20. 7. : 사업별 세부추진계획수립 - ’20. 7. : 정보화 예산타당성심사(본부 전산정보과→시정보시스템담당관) - ’21. 1.~ 2. : 정보화 추진절차 사전검토(보안성 검토 등) 이행 - ’21. 3. : 사업발주 및 사업자 선정 - ’21. 3.~ 12. : 사업시행 ○ 2차 연도이후(2022년 ~ ) : 1차 연도 사업효과 분석 후 세부계획수립 붙 임 : 정수센터 4차산업 적용 자문회의 결과보고서 1부. 끝.

25096003

20220101051007

본청

기전설비과-7079

D0000040478975