전 세계 제조업은 지금, 그 어느 때보다도 효율성과 지속가능성을 요구받고 있습니다. 특히 에너지 절감은 단순한 비용 절감의 차원을 넘어, ESG 경영의 핵심 요소로 자리 잡았습니다. 이 흐름 속에서 스마트팩토리는 제조 현장의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있으며, 그 중심에는 AI(인공지능)와 IoT(사물인터넷)가 있습니다.

왜 에너지 절감이 중요한가?

에너지 비용은 제조업 운영비용의 큰 비중을 차지합니다. 특히 전력 사용량이 높은 업종(주물, 금속가공, 열처리 등)은 에너지 효율이 곧 경쟁력입니다. 여기에 탄소중립 이슈까지 더해지며, ‘얼마나 싸게 만들 것인가’보다 ‘얼마나 적게 소비하며 만들 것인가’가 더욱 중요한 판단 기준이 되었습니다.

기존의 에너지 관리 방식은 통계 기반의 사후 분석 중심이었습니다. 문제가 발생한 후 원인을 찾고 대응하는 방식은 빠르게 변화하는 시장 환경에 한계가 있습니다. 이 지점을 보완하기 위해 등장한 것이 스마트팩토리 기반의 에너지 관리, 바로 FEMS(Factory Energy Management System)입니다.

주요 제조업 에너지 소비 현황 (출처 : 에너지 경제 연구원)

스마트팩토리, 에너지 절감의 플랫폼이 되다

스마트팩토리는 단순히 자동화된 공장이 아닙니다. 생산 현장에서 발생하는 데이터를 실시간으로 수집·분석하고, 이를 기반으로 자율적으로 판단하고 조정하는 ‘지능형 공장’을 의미합니다. 에너지 관점에서 보면, 스마트팩토리는 다음과 같은 기능을 수행합니다.

 – 실시간 에너지 모니터링: 전력, 압축공기, 가스, 증기 등 다양한 에너지원의 사용량을 실시간으로 수집

 – 설비 단위 에너지 효율 분석: 각 설비가 어느 정도의 에너지를 소비하며 생산성과 연계되어 있는지 분석

 – 에너지 이상 탐지 및 알림: 기준치를 초과하는 사용 패턴이나 고장 가능성을 사전에 탐지

 – 자동 최적화 제어: AI 알고리즘을 통한 에너지 사용의 실시간 최적화 (예: 부하 이동, 피크 절감)

이 모든 기능의 기반이 되는 기술이 바로 IoT와 AI입니다.

FEMS 흐름

IoT, 현장의 모든 것을 연결하다

IoT는 에너지 절감을 위한 ‘눈’이자 ‘귀’입니다. 센서를 통해 설비, 계장, 생산설비, 환경설비에서 나오는 데이터를 실시간으로 수집하고, 이를 FEMS 또는 MES(Manufacturing Execution System)와 연계해 분석 가능한 형태로 전송합니다.

예를 들어,

 – 공장의 메인 전력 라인뿐만 아니라 공조기, 컴프레서, 개별 공정 라인에 전력량계를 설치해 단위 공정별 사용량을 추적할 수 있습니다.

 – 압축공기 설비의 누설 여부를 센서 기반으로 실시간 감지하여 에너지 손실을 줄일 수 있습니다.

 – 환경센서와 연계해 온습도 조건과 에너지 소비량의 상관관계를 분석할 수 있습니다.

IoT는 ‘데이터의 맹목성’을 극복하는 핵심 열쇠입니다. 단순히 데이터가 많은 것이 아니라, 데이터를 정확한 위치에서 정밀하게 수집하는 것이 중요합니다.

달리웍스의 IoT 플랫폼 Thingplus

AI, 에너지 데이터를 ‘지능’으로 바꾸다

데이터를 수집했다고 해서 곧바로 에너지 절감이 일어나는 것은 아닙니다. 중요한 것은 ‘해석’과 ‘의사결정’입니다. AI는 다음과 같은 영역에서 결정적 역할을 합니다.

1. 이상 탐지 및 예측 유지보수

: 에너지 사용 패턴이 비정상적인 시점을 AI가 학습하고, 문제 가능성을 사전에 경고합니다. 이는 설비 고장이나 비효율 운영을 사전에 방지하는 데 기여합니다.

2. 에너지 수요 예측

: AI는 과거 데이터, 생산 계획, 외부 기후 요인 등을 기반으로 에너지 사용량을 예측합니다. 이를 통해 피크 시간대를 피하거나 사전 대응이 가능해집니다.

3. 에너지 사용 최적화

: AI는 다양한 시나리오를 시뮬레이션하고, 가장 에너지 효율적인 운전 조건을 도출합니다. 이는 자동 제어 시스템과 연동되어 설비의 동작을 직접 조정하기도 합니다.

4. 탄소배출량 분석 및 보고 자동화

: ESG 대응을 위한 탄소배출량 산정과 보고도 AI를 통해 자동화할 수 있으며, 이는 투자자, 고객, 정부기관에 대한 신뢰를 높이는 요소입니다.

달리웍스 FEMS 솔루션 EnergyQ의 전력 사용량 예측

디지털 전환의 본질은 ‘통합’이다

많은 기업들이 IoT, AI, MES, ERP 등 각각의 시스템을 도입하고 있지만, 진정한 디지털 전환은 이들의 ‘통합’에서 시작됩니다. 에너지 절감을 위한 기술도 단독으로 존재하지 않습니다. 생산, 품질, 설비, 물류, 에너지의 흐름이 연결되고, 그 안에서 AI와 IoT가 시너지를 발휘할 때 비로소 스마트팩토리는 ‘에너지를 절약하는 공장’이 됩니다.

즉, 스마트팩토리는 단순한 자동화가 아니라 에너지 중심의 통합 플랫폼으로 진화하고 있는 것입니다.

결론: AI와 IoT는 ‘에너지 절감의 언어’를 말한다

앞으로의 제조업은 더 이상 사람의 경험과 직관에만 의존할 수 없습니다. 빠르게 변화하는 시장과 에너지 환경에 대응하기 위해서는 ‘데이터 기반 의사결정’과 ‘지능형 자동화’가 필수입니다.

AI와 IoT는 그 중심에서 제조업의 미래를 설계하고 있습니다. 단순한 기술이 아닌, 에너지 절감이라는 결과를 만드는 핵심 도구로 작동하고 있는 것이죠.

앞으로 스마트팩토리 도입을 고민하는 기업이라면, 자동화 설비 이상의 관점을 가져야 합니다. 에너지 절감과 ESG 대응, 그리고 생산성 향상을 동시에 추구할 수 있는 통합 전략이 필요합니다.

그리고 그 전략의 중심에는 AI와 IoT가 있습니다.

미래는 이미 우리 공장 안에 들어와 있습니다. 준비된 기업만이 그 미래를 에너지 절감이라는 실질적 성과로 연결시킬 수 있을 것입니다.