최근 산업현장의 안전관리 패러다임(Paradigm)이 변화하고 있다. 많은 기업이 중대재해 예방을 위해 스마트 안전기술을 활용한 스마트 안전관리 플랫폼 구축을 위해 노력하고 있는 것. 산업현장에 4차 산업혁명 기술을 접목한 스마트 안전관리에 대해 알아본다.

글 이준원

이준원 교수는 국내 산업안전보건 정책 및 사업 개발 분야 대표 전문가다.현재 숭실대학교 안전융합대학원 스마트안전공학과에서 후학 양성에 힘쓰고 있으며 국가기술표준원 안전보건서비스분과 위원장, 인천공항공사 안전경영위원회 위원, 산업안전 기준제정위원회 위원 등으로도 활동 중이다.

4차 산업혁명과 스마트 안전관리

스마트 안전관리란 정보통신기술(ICT)과 인공지능(AI), 빅데이터(Big Data), 사물인터넷(IoT), 로봇(Robot), 드론(Drone), 지능형 CCTV, 메타버스(Metaverse) 등 4차 산업혁명 기술을 접목해 사업장 안전관리를 과학적이고 기술적으로 실시하는 안전관리기법이다.
설비나 작업환경의 근원적인 안전보건을 확보하기 위해 스마트 안전기술을 활용하는 기술이 많이 개발되고 있고 이를 현장에 적용하는 기업들이 날로 증가하고 있다. 특히 2022년 1월 27일부터 시행되고 있는 중대재해처벌법에 따라 이제는 사업장의 안전관리도 사망 등 중대재해의 발생위험을 근원적으로 제어하고 관리해나가기 위한 첨단 안전관리기술이 필요한 시점이다.
스마트 안전관리 기술을 통해 인간이 관리하기 어려운 영역에까지 안전관리가 가능하도록 스마트 안전관리 플랫폼을 구축하기 위해서는 안전보건에 대한 투자가 필요하다. 하지만 중대재해를 예방하고 관리해나가기 위해서는 스마트 안전관리 기술 및 기법이 더욱 더 확산되어야 한다. 이에 발맞춰 필자가 근무하고 있는 숭실대학교에서도 지난해 3월 안전전문인력 양성을 위해 안전융합대학원을 설립하면서 우리나라 최초로 스마트안전공학과를 설치하여 스마트안전 전문인력을 양성하고 있다. 과학의 발달과 기술의 발전과 더불어 사업장의 유해위험요인을 안전하게 제어하고 관리하기 위한 사업장의 안전보건관리 수준도 4차 산업혁명 시대에 걸맞도록 첨단화하여 사망사고가 없는 안전하고 건강한 사업장을 만들어나가야 하겠다.

스마트 안전기술 시대의 도래

4차 산업혁명 시대가 도래하였다. 3차 산업혁명이라 불렸던 20세기 후반의 정보통신혁명에 이은 4차 산업혁명은 21세기 초반 인공지능, 빅데이터, IoT 등의 스마트 기술이 정보통신기술과 연결하며 스마트 산업혁명의 시대를 연 것이다. 이처럼 첨단 과학기술의 발전으로 그동안 인간이 해왔던 전통적인 안전관리를 스마트 안전기술을 활용하여 근원적인안전을 확보하기 위한 노력이 진행되고 있다. 스마트 안전기술을 활용한대표적인 사례는 다음과 같다.

인공지능(AI)과 빅데이터(Big Data) 활용 기술

4차 스마트 산업혁명의 핵심기술의 하나는 인공지능과 빅데이터의 조합에 의한 스마트 기술의 개발인데 우리가 잘 알고 있는 이세돌 9단과 알파고의 인간 대 기계와의 바둑대결이 인공지능과 빅데이터를 활용한 스마트 기술이다. 빅데이터를 기반으로 반복 학습한 알파고를 바둑 세계 최강자 이세돌 9단이 이길 수 없었던 것이 바로 스마트 기술의 결과이다. 화학 공장이나 발전소처럼 장치산업에서는 온도, 압력, 유량 등 매개변수들의 최적화된 운전조건을 빅데이터로 찾아내어 안전도 확보하고 생산성도 증대하는 스마트한 공정운전관리를 하고 있다. 이를 통해 설비의 이상도 적기에 감지하여 대응함으로써 효과적인 위험관리가 가능하며 최적화된 생산관리도 가능하게 되어 공정의 이상에 의한 화재, 폭발 및 누출사고를 예방할 수 있다.

사물인터넷(IoT) 활용기술

인터넷을 기반으로 작업자의 위치파악이나 가스 측정기 등과의 연결을 통해 실시간으로 가스누출과 같은 이상 상황이나 상태 등을 실시간 파악할 수 있다. 작업자가 위험구역 내 진입하는 것을 통제하고 관리하기 위해 IoT 기술을 활용하여 안전모나 이어폰, 조끼, 사원증 등에 센서를 부착하여 실시간 작업자의 위치를 추적 및 파악할 수 있는 기술이 개발되어 널리 보급되고 있다. 화학 공장이나 발전소에는 유해가스 등이 발생하거나 밀폐공간 질식 재해 발생 우려가 있는 위험장소에 가스농도측정기를 두어 IoT 기술을 활용하여 중앙제어실(Control Room)에서 이를 실시간 감시함으로써 이상 상황 발생 시 이를 통제하거나 제어할 수 있다.

로봇(Robot) 활용 기술

국내 자동차 회사에서 미국의 세계 최고 로봇회사인 보스턴다이나믹스(Boston Dynamics)를 인수하였다. 로봇으로 만든 개(Dog) 형상을 한 ‘스폿(Spot)’이라는 로봇에 감시카메라를 눈에 부착하고 감지 센서를 코에 부착하여 작업현장을 돌며 안전순찰을 하는데, 이때 화재나 가스누출 등 이상 상황을 파악하고 그 결과를 감시자나 중앙제어실로 실시간으로 전달해 24시간 현장의 안전관리를 지원한다. 스폿을 이용하면 건물 벽면 내부에 설치된 배관 온도와 압력까지도 파악하고 분석하는 첨단기술을 적용할 수 있어서 이상 상황에 대응할 수 있다.

드론(Drone) 활용 기술

드론을 활용하여 고소 부위의 위험시설이나 설비에 대한 점검 등을 실시할 수 있고 이를 통해 작업자의 추락사고를 예방할 수 있다. 드론에 고성능 카메라를 장착하여 관찰이 필요한 위치에 대한 촬영 등을 통해 더욱 정확한 현상파악과 대책 수립 등을 실시할 수 있다. 화학 공장이나 발전소의 굴뚝(Flare Stack) 등에 설치한 배출가스 측정 장비(Sensor)의 이상 유무 파악은 물론이고 건물이나 시설, 체육관 등의 설비 안전 검검 등에도 널리 활용되고 있다.

지능형 영상촬영장치(CCTV) 활용 기술

지능형 CCTV를 장착한 스마트 안전기기를 통해 사업장 전반의 가스누출이나 화재 발생 등을 실시간 파악할 수 있고 위험구역 내 작업자의 출입을 감지하고 통제하는 등의 스마트 CCTV 기술이 개발되어 보급되고 있다. 작업자의 현장 안전순찰이 없이도 현장에 대한 실시간 모니터링 등 안전관리가 가능하도록 하는 스마트 안전기술이다.

메타버스(Metaverse) 기술

메타버스는 가상과 초월을 의미하는 ‘메타’(Meta)와 세계 또는 우주를 뜻하는 ‘유니버스’(Universe)의 합성어로 현실 세계를 가상의 공간에 구현하는 플랫폼을 의미하는 개념이다. 메타버스의 유형에는 가상현실(Augmented Reality), 증강현실(Virtual Reality), 거울세계(Mirror Worlds), 라이프로깅(Lifelogging) 등이 있다. 이 중에서 작업자의 가상체험 안전보건 교육을 위한 가상현실과 증강현실을 이용해 현장의 작업환경과 동일한 체험교육을 실시해 교육효과를 높일 수 있다. 또한, 기계 기구 및 설비의 안전한 동작과 운전을 위해 디지털트윈(Digital Twin) 기술을 활용해 현장과 동일한 설비의 안전한 조작기술과 공정의 안전한 관리가 가능하다.

중대재해예방을 위한 스마트 안전기술의 활용

하인리히(H.W.Heinrich)의 재해예방이론에 따르면 사업장에서 발생하는 330건의 아차사고를 포함한 사고 중에는 무상해 사고가 300건, 경상해 사고가 29건, 사망 등 중대재해가 1건이 발생한다. 330건의 아차사고 등 무상해 사고를 잘 관리해야만 사망사고 등 중대재해를 예방할 수 있다. 사업장에서 노출된 위험을 포함한 잠재하고 있는 유해위험요인까지 파악하고 위험성을 결정하여 개선대책을 수립하고 개선해 나가는 위험성평가가 중요한 안전관리 기법인 이유이다.
사망사고 발생사례를 보아도 예상하지 못한 곳에서 사고가 발생하기도 한다. 이와 같은 중대재해를 예방하기 위해서는 사업장 전반에 설치된 기계 기구 및 설비와 작업환경에 대한 안전관리가 필요하고, 위험성평가와 안전보건경영시스템 등 시스템적 안전관리가 중요하다. 설비와 시스템의 안전화와 더불어 더욱 중요한 것은 최고경영자와 관리감독자, 근로자 및 협력업체 근로자까지 조직구성원 모두가 안전을 습관화하고 생활화하는 안전문화의 정착이다.
사망사고 통계를 보면 고소장소에서의 추락에 의한 사망이 전체 사고 사망재해의 절반을 차지한다. 그 다음이 기계 기구 및 설비에 끼임, 넘어짐 등의 순이다. 이러한 사망사고 통계와 사업장의 사망재해 발생위험 작업 등을 고려하여 사망재해 발생위험이 높은 작업 또는 장소를 정하고 사망재해 예방을 위해 스마트안전기술을 포함한 근원적인 안전대책을 마련하고 시행해 나간다면 사망재해를 예방할 수 있을 것이다.
사망 등 중대재해의 예방을 위해서는 현장의 설비를 안전화하고 4차 산업혁명에 따라 발전하고 있는 스마트 안전기술을 활용하여 현장의 안전관리시스템을 첨단화해 나가야 한다. 스마트 안전관리 플랫폼 구축을 위해서는 투자비용은 들겠지만 중대재해 예방을 위한 스마트 안전기술에의 적극적인 투자가 절실히 필요하다.발전사에서도 발전설비의 운전 최적화를 통한 생산성 향상과 안전성 확보를 위해 인공지능과 빅데이터를 활용한 ICT 기술기반 생산공정의 스마트 플랫폼 구축이 필요하다. 또한 IoT, 로봇, 드론, 지능형 CCTV, 메타버스 등 스마트 안전기술을 응용하고 활용하여 중대재해 발생 우려가 큰 위험작업 시 안전을 확보해야 한다. 아울러 센서 등을 연결한 원격 모니터링 기술과 제어기술, 메타버스를 활용한 현장작업자의 안전 보건교육 등 스마트 안전기술을 적극적으로 활용해 나가야 할 것이다.