제어 시스템과의 협업 강화로 자율 플랜트 운영 지원

Yokogawa의 자회사 Omega Simulation Co., Ltd.는 자사의 OmegaLand 플랜트 운영 시뮬레이션 환경을 다이나믹 디지털 트윈 플랫폼 ‘OmegaLand V4’로 전면 개편하고, 첫 번째 버전인 ‘V4.1’을 출시하였다. OmegaLand는 운전원 교육용 시뮬레이터 구축에 필요한 기능을 제공해 왔으나, V4에서는 제어 시스템과의 통합이 더욱 강화되었다. 이를 통해 사용자는 플랜트 운영에서 발생할 수 있는 문제를 식별하고, 솔루션을 개발하여 실제 공정 운영 환경에서 효율적으로 적용하고 운전할 수 있게 지원한다.

1. 개발 배경

최근 플랜트 운영 환경은 시장 경쟁 심화, 설비 노후화, 인력 부족, 사이버 보안 리스크, 규제 강화, 공급망 변화 등으로 인해 더욱 복잡해지고 있다. 산업 전반이 대전환기를 맞이함에 따라, AI를 비롯한 첨단 기술의 활용을 통해 자율 운영이 구현될 것이라는 기대도 커지고 있다. 그러나 이를 실현하기 위해서는 문제를 명확히 식별하고, 리스크를 평가하며, 최적화 과정을 단계적으로 진행해야 한다. 또한, 신기술 도입에 있어 합리적인 의사결정과 신중한 판단이 요구된다.

2. OmegaLand V4 콘셉트

OmegaLand V4는 다이나믹 모델(시간의 흐름에 따라 변화하는 시스템의 상태와 동작을 표현하는 다이나믹 모델은 플랜트 실제 동작을 재현하는 다이나믹 시뮬레이터의 핵심 요소로, 고객 플랜트 운전 노하우를 생성·기록·축적하는 데 중요한 자산) 구축에 대한 투자 수익(ROI)을 극대화하고, 플랜트의 자율 운영을 지원하는 다이나믹 디지털 트윈 플랫폼으로 설계되었다. Yokogawa의 CENTUM VP 제어 시스템과의 연계를 강화함으로써, 기존에는 오프라인에서 주로 활용되던 다이나믹 시뮬레이션 기술을 운전원 교육뿐만 아니라, 플랜트 자율 운영에 기여하는 AI 모델 및 기타 첨단 제어 솔루션의 개발, 검증, 구현, 평가 전반에 걸쳐 일관되게 적용할 수 있게 되었다. 또한 OmegaLand V4는 운전 자율화가 진전되어 사람의 개입이 줄어들더라도 안정성을 확보할 수 있도록, 운전 리스크 평가와 다이나믹 시뮬레이터를 결합한 프레임워크를 제공하여, 위험 시나리오의 검증과 이에 대한 대응책 수립을 가능하게 한다.
 

3. OmegaLand V4.1 주요 기능

OmegaLand V4의 콘셉트에 따라 기본 기능과 제어 시스템과의 연계가 다음과 같이 강화되었다.

1) 사례 연구 기능 강화
가상 플랜트 환경에서 ‘What if’ 시나리오를 시험할 수 있는 사례 연구 기능을 강화하였다. 에너지 절감이나 효율 향상과 같은 목적을 위해 최대 10개의 시나리오를 등록할 수 있으며, 시나리오별로 최대 3개의 테스트 케이스를 동시에 비교하여 운전 조건이나 제어 절차의 변화를 평가할 수 있다. 이를 통해 테스트 효율을 높이고, 비용을 절감할 수 있다 

2) 효율적이고 적응형 운영을 위한 최적화 기능
플랜트 운전 제어값과 제품 사양 등의 조건을 기반으로, 원자재와 에너지 사용상의 낭비를 줄일 수 있는 최적 운전 조건을 도출하는 기능을 제공한다. 또한 운전 조건 변경 시 설비 부하를 줄이고, 안전하고 효율적인 전환을 보장할 수 있는 전환 패턴을 제시한다. 이 시스템은 특정 시점에서의 최적화(정적 최적화)가 아닌, 부하 변동과 외부 환경 변화에 유연하게 대응함으로써 지속적인 최적 운전을 실현하는 다이나믹 최적화를 구현한다.

3) CENTUM VP와의 연계 강화
플랜트 운전 변화와 운전원이 입력한 조작 등 정보를 온라인 및 실시간으로 제공하여 플랜트 상태를 가시화하는 OmegaLand Plant Tracker가 신규 솔루션으로 추가되었다. 또한 CENTUM VP와 동기화하여 시뮬레이션함으로써, 기존에 비해 운전원 교육, 리스크 평가, 운전 사전 검토에 활용되는 시뮬레이션 환경의 정확도가 크게 향상되었다.

4. 주요 시장 및 어플리케이션

1) 주요 시장
석유, 가스/LNG, 화학, 전력, 재생에너지, 제약, 식품, 펄프 및 제지, 철강, 상·하수 처리이다.

2) 어플리케이션
•운전원 및 엔지니어를 위한 플랜트 공정 및 운전 교육 시뮬레이터
•스마트 플랜트 운영을 위한 디지털 트윈 기반 가시화
•AI 모델 및 첨단 제어의 개발 및 검증

관련 정보는
OmegaLand https://www.omegasim.co.jp/contents_e/product/ol/ 　

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