SK가스, 세계 첫 인공지능 기반 화학공정 수율예측 등 시스템 개발

/사진=SK가스

SK가스 (161,600원 0.00%)가 세계 최초로 화학공정에서 수율 예측, 시뮬레이션이 가능한 시스템을 인공지능(AI) 기반으로 개발했다고 12일 밝혔다.

SK가스는 AI(인공지능)를 활용해 PDH(propane dehydrogenation, 프로판탈수소화) 공정 분석과 수율을 예측할 수 있는 '화학공정 AI 분석 시스템' 개발 프로젝트를 성공적으로 마치고 자회사인 SK어드밴스드에 적용했다고 12일 밝혔다.


이번 프로젝트는 기존 경험과 엑셀 작업에 기반한 화학 공정 업무에 문제의식을 갖고, AI와 데이터에 기반한 시스템을 바탕으로 더욱 효율적으로 의사결정을 내리며 PDH 공정을 최적화하기 위한 목표로 시작했다.

문제 해결을 위해 SK가스는 △수율 예측 시뮬레이터(세계 최초 개발) △엔지니어 분석 툴 △XAI(설명가능한 AI, AI의 판단 근거를 인간이 이해할 수 있게 제공하는 기술)를 활용한 이상 원인 분석 시스템 등 3가지 시스템을 개발했다. 이를 종합한 '화학공정 AI 분석 시스템'은 화학공정에 영향을 미치는 다양한 요소의 상관관계 분석을 통해 인사이트를 도출하고 공정 효율 최적화를 위한 미래 예측 시뮬레이션을 제공한다.

SK가스는 이 시스템을 통해 PDH 공정에 대한 운전 이해도를 높여 운영 역량을 대폭 제고할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 시황에 따른 정교화된 생산 계획을 수립해 이를 바탕으로 운전 모드를 결정하며 이익을 증대하고, PDH 공정상 최적의 촉매 교체 시기를 찾아내 촉매 교체에 따른 잠재 비용을 최소화할 수 있다.


일하는 방식도 대폭 혁신될 것으로 기대한다. 수율 예측 시뮬레이터를 통해서는 PDH 가격 스프레드에 따른 최적의 운전조건을 결정하기 위해 시나리오별 예상 수율을 직접 엑셀로 수십 시간 이상 시뮬레이션 하던 방식에서 시스템에 접속해 1~2시간 내로 시뮬레이션 결과를 도출할 수 있다.

엔지니어 분석툴을 활용하면 기존에 엑셀로 5시간 이상 소요되던 엔지니어의 데이터 분석 업무를 몇 번의 클릭만으로 즉시 확인해 15분 이내에 처리할 수 있다.

XAI(설명가능한 AI)를 사용해 PDH 공정상의 문제 발생 시, 수많은 가설 수립과 검증을 통해 문제 발생 인자를 찾아내던 기존 방식에서 벗어나 가장 연관성이 높은 인자를 실시간으로 단번에 찾아낼 수 있다.

이번 프로젝트는 전통적 제조기술인 화학공학과 4차산업의 핵심기술인 데이터 사이언스를 융합해 화학 산업을 4차산업의 영역으로 끌어올린 세계 첫 사례라는 점에서 의의가 있다.

그동안은 경험과 지식, 수기식 데이터 관리를 통해 화학 공정에 대응해왔으나 앞으로는 화학 산업이 빅데이터를 기반으로 공정을 시뮬레이션 하고 미래 상황에 대한 최적의 판단을 바탕으로 공정을 운영할 수 있는 산업으로 탈바꿈하는 것이다.

이러한 성과는 SK가스의 디지털 전환(DX)과 데이터 사이언스 융복합 인재 양성을 위한 지속적인 노력의 결과물이다.

지난해 SK가스는 데이터 분석과 가공 능력을 갖춘 실무자를 육성하기 위한 CDS(Citizen Data Scientist) 양성 과정을 운영했다. 현업에 대한 전문지식을 바탕으로 데이터 활용 지식을 업무에 적용해 일하는 방식의 혁신을 주도할 수 있는 인재를 육성하는 과정으로 6개월 간 진행했다.

그 중 우수한 성적을 거둔 임직원은 추가로 9주간 서울대학교 머신러닝 전문가 과정까지 수료해 진정한 데이터 사이언스 전문가로 거듭날 수 있도록 지원했다. 이 과정은 그 성과를 인정받아 지주사인 SK디스커버리 차원에서 산하 관계사들로 확산을 위해 협업을 진행하고 있다.

향후 SK가스는 '화학공정 AI 분석 시스템'을 활용해 공정 솔루션 신사업에 진출하는 한편, 지적재산권 판매로 사업영역을 확대할 계획이다. 세계 최초의 기술인 만큼 국내외 PDH 공정에 솔루션 판매가 가능할 것으로 기대하고 있다. 이미 국내 특허 4건, 해외 특허 2건을 출원하며 '화학공정 AI 분석 시스템'의 지적자산화를 완료했으며, 추가적인 해외 특허 출원을 진행하고 있어 지적재산권 판매도 가능하다.

SK가스 관계자는 "SK가스는 단순히 비용을 절감하기 위한 'Saving Money'가 아니라 'Making Money' 관점에서 새로운 가치와 사업적 임팩트를 만들어 내고자 디지털 전환을 위해 꾸준히 노력해 왔다"며 "앞으로도 지속적으로 다양한 융복합 인재 육성을 통해 에너지·화학 산업의 새로운 패러다임을 만들어 나갈 것"이라고 말했다.