[공학저널 김하늬 기자] 최근 엔지니어링은 로봇, 양자컴퓨팅, 디지털, 센서 등 다양한 산업 기술과 밀접하게 접목되고 있으며, 4차산업 기술의 고도화에 따라 변화는 더욱 급격하게 나타날 전망이다.
설계·시공 비용과 시간의 효율 향상, 그리고 운영단계에서의 감시와 진단, 예측 기술 확보 측면에서 양자컴퓨팅이 실용화되는 시점에는 엔지니어링 산업의 급격한 변화가 예상되는 상황이다. 특히 설계단계의 각종 설계·해석, 시뮬레이션 도구의 실시간 적용이 가능하게 되고 운영단계에서도 방대한 데이터의 실시간 처리도 가능할 것으로 예상된다.
이러한 급격한 기술적 환경 변화 및 기술 간의 융합이 필수적으로 요구되는 상황에서 엔지니어링 산업은 시스템 엔지니어링적 접근을 통해 지속 성장의 해법을 구해야 한다는 것이 전문가들의 의견이다.
현재 시점에서 손꼽히고 있는 엔지니어링의 지속 성장을 위한 효율적인 방안은 바로 디지털화다. 보유 자원과 기술 등을 기반으로 가능한 범위에서의 디지털 엔지니어링 기술 구현을 통한 한계점 도출과 더불어, 이를 활용한 기술 개발의 방향 설정과 타 산업 발전 등을 예상한 시나리오를 정의할 필요가 있다는 것이다.
하지만 아직 국내 엔지니어링 산업의 디지털화는 효율적인 진행이 더딘 상태다. 기존에 보유한 지식자산(정형/비정형 형태의 데이터, 문서, 도면 등과 형식화되지 않은 암묵지)의 수준, 범위, 종류 등에 대한 체계적 관리 체계 구축이 미흡하게 이뤄졌기 때문이다.
디지털화의 목표와 목적, 범위를 명확하게 정의하고 디지털화를 통해 구축되는 시스템 또는 플랫폼의 운용개념 등을 이해당사자와 공유하고 상세 요구사항을 정의하는 단계를 거쳐야 했지만, 개발에만 집중해온 국내 산업의 경향이 한계로 나타났다.
시스템 개발 초기에 운영 개념 및 요건 정의 등의 단계별로 정의를 위한 시간, 자원투입에 소홀히 했던 환경도 한몫했다. 많은 엔지니어링 기업이 디지털화를 전사적으로 진행 중이지만 시간과 비용, 인력의 막대한 투입이 요구되고 있어 진행속도가 더딜 수밖에 없다는 것이다. 정부나 기업의 디지털화 투자에 대한 효과 및 편익 도출 시점까지의 기대 주기가 짧기 때문에 전통 엔지니어링 산업과 마찬가지로 디지털 엔지니어링 기술의 개발도 장주기로 접근해야 한다는 목소리가 높아지고 있다.
이에 고등기술연구원 플랜트시스템엔지니어링그룹 염충섭 그룹장(사진)은 “엔지니어링 산업에서 전통적인 엔지니어링 분야 중 핵심기기나 재료, 센서 등의 핵심기술에 대한 투자가 병행돼야만 실질적인 디지털화가 이뤄질 것”이라며 “국내 시장규모 등의 문제로 국내 기술이나 제조산업이 활성화되기 어려운 환경이 존재하지만, 미래 먹거리 차원에서 효율적인 투입이 필요한 상황”이라고 설명했다.
그는 이어 “디지털화에 대한 광범위의 아키텍처를 구축하는 것도 중요하지만 범위를 한정해 디지털화에 관한 성공적 사례를 우선 구축해 기업이나 기관 내에서의 효율적 확산을 유도해야 한다”며 “EPC 분야는 국내 기업의 경쟁력이 높으나 FEED 기술 등 원천 분야에서는 장기적, 고비용 투자의 리스크로 인해 투자가 쉽지 않아 시장성장이 가능한 미래기술에 대해서는 정부의 과감한 투자와 대·중소기업, 학연 간 공급·수요 망을 구축하려는 접근이 필요할 것”이라고 덧붙였다.
이에 고등기술연구원 플랜트엔지니어링그룹은 엔지니어링 분야의 하드웨어와 소프트웨어 산업 간 징검다리 역할을 수행할 계획이다.
최근 잉여전력 활용 및 재생에너지의 간헐성을 극복하기 위한 장주기 대용량의 에너지저장장치로서 공기를 액화해 에너지를 저장하고 전기·열에너지를 생산하는 ‘액체 공기 에너지 저장시스템에 관한 실증연구’를 진행하고 있고 이와 연계해 플랜트 데이터를 생애주기를 통해 관리하기 위한 입체적 구조를 설계해 ‘설계-시공-운전-폐기 단계’에 걸쳐 데이터를 체계적으로 축적, 관리, 활용할 수 있는 기술 개발도 함께 진행하고 있다. 여기에 설계 및 형상 등의 비정형 정보를 인식, 추출, 디지털화하는 기술도 함께 개발할 예정이다.
염 그룹장은 “올해 그룹은 SoC, 플랜트 등에 대한 역설계 목적의 라이다 기반 점군데이터 활용 기술 및 융합 기술개발과 각종 시스템 자동화를 위한 임베디드 기술, 원전 해체 공정 관리 기술, 국가 에너지 매트릭스 분석을 통한 지속적 에너지 보안 방법 연구 등을 수행할 예정”이라며 “전통 엔지니어링과 디지털 엔지니어링 산업의 동반 발전을 위한 기술개발과 사례 구축을 통해 유효성을 입증하고 산업 전반에 확산할 수 있는 기반을 구축하고자 한다”고 전했다.
