히로시마 하츠카이치 가스 공장과 카메라 탑재된 주행로봇

 주요 참여사와 역할
  - 히로시마 가스: 과제 총괄, Use Case 실증 총괄, 수요기관으로 실증지 제공
  - 후지쯔: 로컬 5G망 - 장비공급/실증망 구축/기술실증
  - 知能技術株式会社: 주행 로봇, 카메라, 영상 분석 AI 기술 제공

배경 및 도입 효과

기존에는 현장 순회 작업원이 가스공장내 설비의 노후화 및 가스 누설을 검지하고 있다. 사람이 넓은 구내를 상시 감시하기 어렵고 또 사람의 오감으로 인식하기 어려운 상황의 실시간 검지, 감시원의 안전을 위해, 가스공장내 4K 카메라, 적외선/근적외선 카메라, AI분석서버를 탑재한 무인주행로봇과 로컬 5G망을 도입한다.

자율주행로봇은 공장내를 초속 0.1m의 속도로 순회하며 로봇내 탑재된 카메라와 AI분석 서버로 공장내 설비의 노후화, 가스누설 여부를 감지하고 중앙제어실로 영상을 스트리밍하고 중앙 제어실에서는 감시원이 이를 육안으로 확인하고 조치(순회작업원에게 알림)한다.

이로인해 순회작업원의 작업부하를 경감시켜주고 사람이 감지하기 어려운 가스 누설 등을 정밀하게 검지해내며 순회작업원의 안정성을 향상시켜준다. 

로컬 5G 응용/Use Case

[가스 누설의 조기발견] 주행로봇내 AI 분석 서버가 적외선 카메라 영상(20Mbps)을 분석하여 가스 누출(질소, 메탄, 부탄)을 감지하면 로컬 5G망을 통해 중앙제어실로 영상을 스트리밍하고 관리자에게 경고 메시지를 전송한다. 

[설비 노후화 징후 발견] 주행로봇내 AI 분석 서버가 4K카메라 영상(30Mbps)을 분석하여 설비 노후화 징후(녹, 열화, 파손, 부식, 오염 등)가 발견되면 관리자에게 경고 메시지를 보낸다. 4K 카메라 영상은 로컬 5G망을 통해 중앙제어실로 상시 전송된다.

로컬 5G 망구조

클라우드 코어, 백홀회선 등 외부 환경 장애의 영향없이 로컬 5G망을 운영하기 위해 사업장(히로시마 가스의 화학공장)내 5G Full Set를 설치(On-premise형 구조를 선택함).

Use Case/응용별 요구 사항과 로컬 5G망의 수용/지원능력

로컬 5G 장비: Fujitsu Network PW300       

실증과제후 사업화 계획

2022년부터 히로시마 가스 실증공장에서 실운영 개시하고 2024년부터 히로시마 가스 자사내 타 공장, 일본내 약 100개의 도시가스 사업자, 화력 발전소 등 다른 플랜트 공장으로도 확산 구축할 계획이다. 자율주행로봇, AI에 의한 이상검지 솔루션의 사업화를 위해, 서비스 제공자가 로컬 5G, 자율주행로봇, AI 그리고 운영 유지보수를 패키지로 턴키 제공할 계획이다. 서비스 제공자는 추후 결정하며, 플랜트 사업자, AI/로봇 사업자, 로컬 5G 망 사업자 중 하나가 맡을 수도 있고 또는 새로운 사업체를 신설할 수도 있다는 입장이다.