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안전보건 경영시스템에서 스마트 기술과 안전디자인을 적용한 위험성평가 사례 연구

일일 보고서 2024년 09월 11일
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목차

  1. 요약
  2. 제조업에서의 스마트 기술 및 안전디자인 적용 사례
  3. 건설업에서의 스마트 기술 및 안전디자인 적용 사례
  4. 스마트 건설 기술
  5. 디지털 트윈 기술의 적용과 장점
  6. 결론

1. 요약

  • 이 리포트는 제조업과 건설업에서 스마트 기술과 안전디자인을 적용한 위험성평가 사례를 분석하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히 현대모비스, HDC현대산업개발, 및 DL이앤씨와 같은 기업들의 구체적인 적용 사례를 통해 스마트 기술과 디자인이 안전성과 생산성을 어떻게 제고했는지 조명합니다. 현대모비스는 DFS 시스템을 도입하여 설계 단계부터 안전성을 표준화하였으며, 스마트 공장 도입으로 생산성과 고용을 증대시켰습니다. HDC현대산업개발은 사고 사례 분석을 바탕으로 스마트 위험관리 프로그램을 구현하였고, DL이앤씨는 ‘안전한숲캠퍼스’와 VR 체험 교육을 통해 근로자의 안전 의식을 높였습니다. 리포트는 또한 디지털 트윈 기술의 정의와 역사, 그리고 제조업과 건설업에서의 실용적 사례들을 다루며, 이 기술이 산업 전반에서 어떻게 활용되고 있는지 설명합니다.

2. 제조업에서의 스마트 기술 및 안전디자인 적용 사례

  • 2-1. 현대모비스의 DFS 도입을 통한 설계단계 안전관리

  • 현대모비스는 DFS(Design for Safety) 시스템을 도입하여 설계 단계에서의 안전관리를 표준화하였습니다. 이 시스템은 타 제조업에서 접목하기 어려웠던 고도의 안전관리를 체계적으로 축적하고, 위험성 평가를 수평적으로 전개하는 방침을 가지고 있습니다. DFS 시스템은 지난해부터 생산거점 건설 설계와 준공 단계에 필수적으로 적용되고 있으며, 북미의 전기차 대응 공장, 유럽의 배터리 공장, 신규 통합 물류센터와 연구소 신축 등 총 17곳의 사업장에서 활용되고 있습니다. 이를 통해 현대모비스는 세계 각국의 상이한 안전설계 기준을 충족하면서도, 전사적 안전경영에 주력할 수 있게 되었습니다.

  • 2-2. 스마트 공장 도입과 생산성 향상

  • 제조업에서 스마트 공장의 도입은 생산성을 향상시키는 중요한 요소입니다. 통계에 따르면, 중소기업이 스마트공장을 도입한 이후 생산성이 30% 증가하였으며, 고용도 4.2% 증가한 사례가 보고되었습니다. 이는 스마트 기술 적용이 기존의 생산 방식을 혁신적으로 변화시켜 기업의 경쟁력을 높이는 데 기여하고 있다는 것을 보여줍니다. 또 다른 보고서에서는 건축산업 및 제조업 전반에 걸쳐 스마트기술이 확산되고 있으며, 이는 글로벌 경쟁력 확보를 위한 필수적인 요소로 자리잡고 있음을 알 수 있습니다. 따라서, 스마트 공장의 도입은 생산성 향상과 더불어 안전성 강화에도 중요한 역할을 하고 있음을 확인할 수 있습니다.

3. 건설업에서의 스마트 기술 및 안전디자인 적용 사례

  • 3-1. HDC현대산업개발의 스마트 위험관리 프로그램

  • HDC현대산업개발은 5년간의 사고 사례를 분석하여 스마트 위험관리 프로그램을 도입하였습니다. 이 프로그램은 국제적인 시스템 표준모델을 기반으로 하며, 사고 발생의 원인 분석에서 위험 통제 모니터링까지 하나의 시스템으로 통합되어 있습니다. HDC는 이 시스템을 통해 반복되는 사고의 원인을 제거하고, 현장의 모든 위험요인이 데이터베이스(DB)에 자동 등록됩니다. 이를 통해 체계적인 위험관리와 업무 효율성을 증대시킬 수 있습니다. 이 스마트 위험관리 프로그램은 중대재해처벌법 및 ESG 환경에 적합한 체계적인 모델로 고도화되어 있습니다. HDC현대산업개발의 안전경영실 관계자는 데이터 중심의 스마트 안전보건 기술의 적용을 통해 지속적으로 현장의 안전 수준을 향상시킬 것이라고 밝혔습니다.

  • 3-2. DL이앤씨의 ‘안전한숲캠퍼스’와 VR 체험 교육 프로그램

  • DL이앤씨는 건설 현장 안전사고를 감소시키기 위해 ‘안전한숲캠퍼스’라는 교육기관을 운영하고 있습니다. 이 교육기관에서는 2019년 설립 이후 총 9124명이 교육을 수료하였으며, 노동자들은 다양한 사고 상황을 직·간접적으로 체험을 통해 이해하고 안전 경각심을 고취시키고 있습니다. VR 체험 프로그램에서 참가자들은 가상의 건설현장에서 안전한 작업 절차를 체험하며 실제와 유사한 긴장감을 느낄 수 있습니다. 이를 통해 실질적인 안전 교육이 이루어지며, 참가자들은 안전벨트의 종류와 착용 방법에 대한 중요성도 인식하게 됩니다.

  • 3-3. 디지털 트윈 기술을 적용한 건설 현장 시뮬레이션

  • 디지털 트윈 기술을 활용하여 건설업에서는 실제 물리 공간을 디지털 공간에 재현함으로써 보다 효과적인 공정 설계 및 안전성을 확보하고 있습니다. 이 기술은 제품 설계 및 제조 과정을 디지털적으로 겹쳐서 시뮬레이션하고 최적화를 수행할 수 있도록 도와줍니다. 특히, 건설업에서는 ‘설계’에서 ‘시공’ 그리고 ‘유지 관리’에 이르는 모든 공정의 디지털 트윈화가 진행되고 있습니다. 이를 통해 현장에서의 안전과 생산성을 동시에 향상시킬 수 있는 효과를 기대하고 있습니다.

4. 스마트 건설 기술

  • 4-1. AI와 로봇을 활용한 건설 현장 안전 관리

  • 건설 현장 안전 관리는 최근 국내에서 '스마트 기술'을 적용해 빠르게 확산되고 있습니다. 인공지능을 활용한 현장 위험 인식 기술과 스마트 펜스, 드론 및 로봇을 활용한 위험시설 3D 스캐닝 기술, 작업자 안전 및 건강상태를 확인할 수 있는 스마트 워치 등 다양한 기술이 실증되고 있습니다. 예를 들어, 국토교통부는 스마트건설기술개발사업의 일환으로 2020년부터 실시한 연구개발(R&D) 과정에서 안전 분야 기술을 수도권 제2순환고속도로 건설현장에서 실증하였습니다. 이 실증사업에서는 AI 위험 감지 기술이 도입되어 건설현장에 설치된 CCTV 영상을 분석하고, 안전고리 풀림이나 안전모 미착용 등 20여 가지 위험 상황을 자동으로 인식하는 기술이 시연되었습니다. 이러한 기술은 작업자 및 관리자가 추락과 같은 사고를 예방할 수 있도록 도움을 줍니다. 또한, 위험 구역을 관리하기 위한 스마트 펜스가 도입되어 사람의 접근을 자동으로 감지하고 경고를 발송하는 시스템이 구축되었습니다. 초반에는 물리적 안전 울타리를 설치하고 신호수를 배치하는 방식이었으나, 이제는 전자기파를 이용한 가상 울타리가 사용되고 있습니다. 마지막으로, 로봇 개와 드론을 활용한 3D 정밀 스캐닝 기술을 통해 가설 발판과 동바리의 구조 안전성을 평가할 수 있습니다.

  • 4-2. 국토교통부의 스마트건설기술개발사업

  • 국토교통부는 2020년부터 시작된 스마트건설기술개발사업을 통해 연구개발(R&D)을 진행하고 있으며, 이 사업에는 2024년까지 총 1950억원이 투입될 예정입니다. 이 사업의 목표는 건설 산업의 생산성 향상과 안전 확보를 위한 다양한 기술 개발입니다. 특히, AI 기술을 활용한 현장 위험 인식 시스템이 도입되고 있으며, 이는 공사 현장에서 안전 문제를 사전에 인지하고 예방하는 데 초점을 두고 있습니다. 드론과 로봇을 활용한 자동화 기술도 연구되고 있으며, 이를 통해 공사 기간을 단축하고 안전사고를 줄일 수 있는 솔루션을 개발하고 있습니다. 예를 들어, 는 3차원 건설 정보 모델링 기법(BIM)을 통해 설계한 구조물이 공장에서 자동화 공정으로 생산되고, 로봇을 활용한 원격 시공에도 적용될 계획입니다.

5. 디지털 트윈 기술의 적용과 장점

  • 5-1. 디지털 트윈 기술의 정의와 역사

  • 디지털 트윈 기술은 물리 공간에서 취득한 정보를 바탕으로 디지털 공간에 물리 공간의 쌍둥이를 재현하는 기술입니다. 이러한 개념은 1970년 미 항공우주국(NASA)에 의한 아폴로 13호의 월면 탐사 프로젝트에서 ‘페어링 테크놀로지’로 활용된 것에서 시작되었습니다. 이 당시, 지구상의 디지털 트윈을 활용하여 시뮬레이션을 실시하고 아폴로 13호의 복귀를 꾀한 사례가 있습니다. 디지털 트윈의 가치는 실기 및 현장 활동을 수행하기 전에 시뮬레이션을 통해 접근 방식을 검토하고, 효율적으로 과제를 해결하는 데에 있습니다.

  • 5-2. 제조업과 건설업에서의 디지털 트윈 기술 사례

  • 제조업에서는 공업 및 제조 설비의 설계 및 생산 과정에서 디지털 트윈 기술을 통해 최적화를 실시합니다. 예를 들어, 공장과 제조 라인을 시뮬레이션하여 효율성을 극대화하고 있습니다. 또한, 건설업에서는 설계, 시공, 유지 관리의 각 공정을 디지털 트윈화하여 공정 설계의 효율성과 현장의 안전성 및 생산성을 향상시키고 있습니다. 이처럼 디지털 트윈 기술은 각 산업에서 혁신적인 사례로 주목받고 있습니다.

  • 5-3. 디지털 트윈의 주요 장점

  • 디지털 트윈의 주요 장점으로는 다음과 같은 것들이 있습니다: 1) **실시간 데이터 관리** - 다양한 데이터 세트를 결합하고 시각화하여 의사 결정에 필요한 정보를 제공합니다. 2) **모델링과 시뮬레이션** - 사람들과 차량의 움직임을 시뮬레이션하여 효율적인 설계와 인프라 유지 관리를 가능하게 합니다. 3) **지속 가능성 개선** - IoT 센서와 결합하여 탄소 배출량, 폐기물 및 자원 소비의 비효율성을 줄여 지속 가능성을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 장점들은 디지털 트윈이 다양한 산업에서 활용되는 이유를 설명합니다.

6. 결론

  • 이 리포트는 제조업과 건설업에서의 스마트 기술과 안전디자인의 적용 사례와 그 성과를 분석합니다. 특히 현대모비스의 DFS 시스템, HDC현대산업개발의 스마트 위험관리 프로그램, DL이앤씨의 VR 교육과 '안전한숲캠퍼스' 등 다양한 스마트 기술이 현장 안전성과 생산성 향상에 기여한 바를 조명합니다. 더 나아가, 디지털 트윈 기술이 사전 시뮬레이션과 최적화를 통해 현장에서의 안전과 효율성을 증대시키는 데 중요한 역할을 한다고 강조합니다. 리포트는 이러한 기술의 확대가 다양한 산업 분야에서의 실질적인 안전 강화와 생산성 향상에 기여할 것으로 전망합니다. 그러나 기술 도입의 한계점으로, 기술 중심의 접근이 지나치게 강조되어 근로자 교육 및 의사소통이 소홀해질 수 있음을 지적합니다. 따라서, 기술 도입과 병행하여 체계적인 교육 프로그램과 현장 적응도를 높이기 위한 지속적인 개선이 필요합니다. 이와 같은 접근은 궁극적으로 근로자의 안전과 효율성을 동시에 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다.