효율성

석유 및 가스 산업에서 IoT의 가장 영향력 있는 활용 사례 중 하나는 자산을 원격으로 확인하고 관리할 수 있는 능력입니다. 산업 장비에 설치된 자산 모니터링용 IoT 센서는 펌프에서 파이프라인에 이르기까지 모든 장비의 상태를 무선으로 전달합니다. 진동, 압력, 온도 등의 데이터가 실시간으로 수집되어 디지털 플랫폼에 공유되기 때문에, 운영자는 문제가 운영에 영향을 미치기 전에 이를 파악할 수 있습니다. 예를 들어, IoT 기반 가스 누출 감지 시스템은 잠재적인 누출을 나타내는 경고를 보내어, 파이프라인의 고장으로 인한 유출과 재정적 손실을 방지할 수 있습니다.

안전

화재와 폭발은 석유 및 가스 산업에서 작업자 안전에 지속적인 위험을 초래하며, 이 산업을 고위험 직종으로 만듭니다. 그러나 Deloitte 보고서에 따르면, 작업자에게 IoT 웨어러블 기기를 도입한 회사는 작업장 사고를 48%까지 줄였습니다.

IoT 웨어러블 기기는 안전 조끼와 헬멧에 센서를 내장하여 잠재적인 위험을 감지하고 착용자에게 경고함으로써 사고를 예방할 수 있습니다. 또한, 사고가 발생할 경우 IoT 웨어러블 기기는 위치, 환경 조건, 착용자의 생체 신호까지 긴급 구조대에 전달하여 신속히 대처할 수 있게 합니다.

실시간 원격 가시성

드론과 360도 카메라의 조합 덕분에 석유 및 가스 산업의 기업들은 이제 작업 현장을 원격으로 점검할 수 있는 방법을 갖추게 되었습니다. 작업자가 시설을 직접 점검하는 대신, 드론이 시설 위를 비행하며 데이터를 수집하고 이를 실시간으로 무선 통신을 통해 전달합니다.

수작업 점검을 줄임으로써 기업들은 이동 비용을 절감하고, 작업자의 안전을 향상시키며, 중요한 데이터를 더 빠르게 확보할 수 있습니다. 따라서 IoT 기기를 활용한 원격 점검은 석유 및 가스 산업에 혁신적인 가치를 창출할 수 있습니다.

향상된 (AI 기반) 데이터 분석

IoT 센서는 장비 상태, 작업자 생체 신호, 환경 조건, 장비 위치에 이르기까지 다양한 정보를 측정할 수 있습니다. 이러한 원시 데이터가 충분히 수집되고 분석되면, 관리자는 다양한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 관리자는 비효율적인 프로세스를 발견하고, 장비가 고장 나기 전에 문제를 알리는 경고를 받으며, 자원 활용을 최적화하기 위한 제안까지 받을 수 있습니다.

인공지능(AI)과 머신 러닝이 이 데이터에 적용되면 분석 플랫폼은 숨겨진 패턴을 찾아내어 비용 절감, 자원 최대화, 안전성 향상을 위한 운영 변경을 제안할 수 있습니다.

환경 규제

2024년 봄, 미국 환경보호청(EPA)은 석유 및 가스 산업에 상당한 변화를 요구하는 새로운 규정을 발표했습니다. 이에 따라 산업은 이제 더 확장된 배출원 목록을 보고해야 합니다.

플레어 스택과 같은 영역을 모니터링하기 위해 배치된 IoT 센서 덕분에 운영자는 연소 과정을 조정하여 플레어링(flaring)을 최소화하고 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다.

석유 및 가스 산업에서의 IoT 활용 사례

IoT가 석유 및 가스 산업에서 빠르게 성장하고 있는 것은 당연한 일입니다. 석유 및 가스 분야에서의 IoT 활용 사례는 거의 무한하며, 시설을 원격으로 점검하거나 장비 고장을 예측하는 등 다양한 방식으로 사용되고 있습니다. IoT 기기는 필요한 효율성을 제공함과 동시에 비용 절감에도 기여합니다.

IoT 플랫폼을 사용하는 운영자는 하나의 화면에서 수천 개의 기기를 관리하고, 원격지에 있는 기기의 소프트웨어를 업데이트하며, 모든 센서 데이터로부터 얻은 자료를 분석할 수 있습니다. 아래는 석유 및 가스 산업에서 IoT의 대표적인 활용 사례들입니다. 

무선 네트워크 연결
세계 일부 지역에서는 석유 및 가스 산업이 노후화된 인프라로 어려움을 겪고 있습니다. 이에 따라 대부분의 석유 및 가스 회사는 인프라와 장비를 교체하기보다는 유지보수를 개선하기 위해 디지털 기술에 더 많은 투자를 계획하고 있습니다. 네트워크 연결 기술은 모든 디지털 원격 모니터링 솔루션의 핵심입니다. 석유 및 가스 IoT 솔루션에서 널리 사용되는 무선 기술로는 LoRA 및 LoRaWAN, LTE, NB-IoT, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy 등이 있습니다.

이 프로토콜은 석유 및 가스 산업의 다양한 응용 분야를 지원합니다:

●  원격 오일 굴착 장치(rig) 모니터링 — 외딴 지역에 위치한 유전 및 오일 굴착 장치는 종종 낮은 전력 소비를 요구하는 Zigbee와 같은 무선 네트워크 솔루션이 필요합니다. Zigbee는 오일 굴착 장치 전역에서 데이터를 수집하는 대규모 메시 네트워크의 센서를 지원할 수 있습니다.

●  제어실 통신 — 제어실과 같은 근거리 데이터 통신에는 Wi-Fi 안테나가 안정적인 연결을 생성하여 데이터 전송을 지원할 수 있습니다.

●  해상 오일 굴착 장치에서 카메라를 탑재한 드론 — 이 기술은 사설 고속 5G 네트워크를 활용하여 수동 점검을 75% 줄이고 점검 완료 시간을 90% 단축할 수 있습니다.

데이터 분석
석유 및 가스 산업 전반에서 센서 데이터를 수집하면 운영을 효율화하고, 안전성을 개선하며, 장비 고장을 예측하는 등 다양한 기회를 제공합니다. 그러나 이러한 활용 사례는 모두 데이터 분석 없이는 작동하지 않습니다.

중앙화된 플랫폼은 운영자가 통찰력을 얻고, 대규모 장치 네트워크를 관리하며, 원격으로 장비 문제를 파악할 수 있는 대시보드를 제공합니다. 이러한 클라우드 기반 플랫폼은 때로는 AI의 도움을 받아 센서 데이터를 통합하여 운영자가 놓칠 수 있는 통찰력을 제공합니다.

●  석유 및 가스 생산 — 2022년 McKinsey 연구에 따르면, 실시간 엣지 분석을 통해 장비 효율성이 최대 10% 향상되었습니다.

●  석유 탐사 — 5G를 지원하는 고해상도 지진 데이터의 실시간 분석은 잠재적 매장지를 정확하게 발견하는 데 도움을 줍니다.

●  파이프라인 모니터링 — 고급 분석을 AI 및 머신러닝과 결합하여 실시간으로 분석하면 환경 피해나 규제 문제를 초래하기 전에 누출을 감지하는 등 실시간 통찰력을 제공합니다.

석유 및 가스 산업의 IoT 기술의 미래

청정 에너지 시스템이 발전함에 따라 석유 및 가스 산업은 미래 글로벌 에너지 시스템에서의 위치에 대해 중요한 결정을 내려야 합니다. 넷 제로(Net Zero-탄소중립)로의 전환 과정에서 석유와 가스의 비중은 시간이 지남에 따라 크게 감소할 것입니다. 그러나 청정 에너지로의 최종 전환 동안에도 수익성을 유지하려면 비용을 절감하고 운영을 효율화할 수 있는 기술을 활용해야 합니다. 이러한 점에서 IoT 기술은 큰 도움을 줄 수 있습니다. 석유 및 가스 회사들은 이미 다양한 데이터를 수집하고 있습니다.

연결된 작업자
5G 연결을 통해 인터넷에 연결된 헤드셋, 모바일 기기 등은 기술자와 운영자가 IoT 네트워크에서 복잡한 기술 정보를 액세스하여 현장에서 더 빠른 결정을 내릴 수 있도록 도와줍니다. 석유 및 가스 산업에서는 다양한 IoT 활용 사례가 나타날 것이지만, 원격 전문가와 카메라를 활용한 실시간 문제 해결은 현장 유지보수 과정을 크게 개선할 것입니다.

엣지에서의 자동화
해상 오일 굴착 장비와 같은 원격 시설은 신뢰할 수 있는 통신이 매우 중요합니다. 엣지 컴퓨팅은 데이터를 데이터 센터로 전송하지 않고 소스 가까이에서 처리 및 저장함으로써 통신 부담을 줄입니다. 엣지에서 AI를 추가하면 더욱 자동화된 의사결정을 가능하게 합니다. 엣지, AI, IoT의 융합은 석유 및 가스 산업의 운영 효율성과 작업자 안전을 향상시킬 것입니다.

디지털 트윈 기술
디지털 트윈 기술은 물리적 자산의 가상 모델을 가능하게 합니다. 석유 및 가스 산업에서는 디지털 트윈이 장비를 모델링하여 유지보수가 필요할 시점을 예측할 수 있습니다. 그러나 디지털 트윈은 장비뿐만 아니라 다양한 프로세스와 인프라도 모델링할 수 있습니다. AI, 머신러닝, 블록체인, AR/VR을 IoT 기술과 결합하면 디지털 트윈은 석유 및 가스 회사가 운영의 여러 부분을 디지털화하여 혁신할 수 있도록 지원합니다.

석유 및 가스 산업에서의 IoT 과제

사물인터넷(IoT)은 석유 및 가스 산업을 혁신할 잠재력을 가지고 있지만, 여전히 연결성 문제가 큰 도전 과제로 남아 있습니다. 종종 외딴 지역에 설치된 시설은 효과적인 IoT 전략을 지원할 수 있는 연결성을 갖추지 못하고 있습니다. 또한, 석유 및 가스 회사는 현재와 미래의 IoT 애플리케이션을 지원하는 데 필요한 하드웨어와 관련 인프라를 구축할 역량이 부족할 수 있습니다. 기존의 통신 기술로는 푸쉬 투 토크(push-to-talk)와 종이 기반 매뉴얼이 포함되며, 이는 산업 전반에서 효율성과 효과를 높이는 데 충분하지 않습니다. 

●  원격 인터넷 연결 - 많은 석유 및 가스 시설은 외딴 지역에 위치하며, IoT를 지원할 수 있는 적절한 통신 환경을 갖추지 못하고 있는 경우가 많습니다. 실제로 많은 기업이 여전히 구형 시스템과 인프라에 의존하고 있습니다. 이러한 시스템을 현대화하는 것은 간단하지 않으며, 추가 자금과 역량이 필요합니다.

●  데이터 수집, 저장, 보안 및 분석 - 효과적인 데이터 관리는 데이터 품질, 보안, 접근성을 보장하여 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있도록 하는 것을 의미합니다. 석유 및 가스 산업은 탐사, 추출, 정유소, 처리 시설 및 물류 배포와 관련된 방대한 데이터를 처리합니다. 이 산업의 주요 데이터 과제는 수작업인 프로세스와 애플리케이션들이 대부분 분산되어 있다는 점입니다. 중앙화된 데이터 관리가 없으면 데이터는 사일로(silo) 상태로 남아 고급 분석 및 AI 플랫폼에서 활용되지 못합니다.

●  하드웨어 및 인프라 설정 및 확장 - 석유 및 가스 산업이 직면한 가장 큰 IoT 과제 중 하나는 IoT를 기존 구형 시스템과 통합하는 것입니다. 또한, 증가하는 장치 수를 언제, 어떻게 확장할지 이해하고, 현재와 미래의 요구를 지원할 적절한 장비를 선택하는 것이 IoT 솔루션을 최대한 활용하기 위한 큰 과제입니다.

석유 및 가스 산업을 위한 IoT 솔루션
Digi의 산업용 통신 솔루션은 석유 및 가스 산업의 신뢰받는 기업들을 지원합니다. Digi의 산업용 셀룰러 라우터는 가장 까다로운 환경에서도 견고하고 안전한 운영을 제공합니다. Digi는 제품 라이프사이클 관리를 위한 명령 센터, 컨테이너 및 WAN 본딩과 같은 부가가치 서비스, 원격 관리 플랫폼, 임베디드 소프트웨어 및 셀룰러 엣지 장치를 포함한 엔드 투 엔드 IoT 서비스를 제공합니다.

Digi의 솔루션은 유정 패드 현장, 파이프라인 운영, 탱크 및 해상 자산까지 모든 것을 지원합니다. Digi의 신속하게 적용할 수 있는 솔루션, 미래를 대비한 제품, 강력한 보안 아키텍처, 검증된 신뢰성, 전담 지원 팀 및 국제 인증 경험을 통해 고객은 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다.

산업용 셀룰러 라우터
Digi는 석유 및 가스와 같은 중공업 산업을 위해 설계된 다양한 산업용 셀룰러 라우터를 제공합니다. Digi의 산업용 라우터는 극한 온도, 습기 및 먼지를 견딜 수 있는 내부 부품과 견고한 외장을 갖추고 있습니다. 이러한 라우터는 석유 및 가스 시설 환경에서 안전한 셀룰러 네트워크 연결을 보장하며, 통신의 핵심 역할을 수행합니다.

Digi 컨테이너
Digi Remote Manager®의 부가가치 서비스로 제공되는 Digi 컨테이너는 DAL OS를 실행하는 장치에서 사용자 지정 애플리케이션을 쉽게 구축, 배포 및 모니터링할 수 있도록 지원합니다. Digi 컨테이너를 사용하면 애플리케이션을 "컨테이너화"하여 경량, 이식성 및 보안성을 확보할 수 있습니다. Digi 컨테이너는 클라우드 아키텍처를 활용하여 개발자가 사용자 지정 애플리케이션을 개발, 배포 및 실행할 수 있도록 지원합니다.

Digi Remote Manager
Digi Remote Manager®는 전체 IoT 네트워크의 명령 센터로, 중앙 제어, 관리, 엣지 보안 및 네트워크 관리를 제공합니다. Digi Remote Manager는 수십만 개의 장치에서 실시간 모니터링과 통찰력을 제공하는 단일 창 역할을 합니다.

Digi는 데이터 외부화 작업 자동화를 위한 다양한 API를 제공합니다. Digi Remote Manager는 대규모 펌웨어 및 소프트웨어 업데이트를 자동화하고, 네트워크 보안을 보장하며, 비정상 상황을 관리하고, 장치 상태 및 연결성을 적극적으로 확인할 수 있도록 합니다.

Digi와 함께하는 석유 및 가스 산업의 IoT
석유 및 가스 산업은 배출과 관련한 까다로운 신규 규제를 직면하고 있는 동시에 대체 에너지원과의 경쟁에도 직면하고 있습니다. 결론적으로, 석유 및 가스 산업은 훨씬 더 효율적이어야 합니다. 바로 이 점에서 사물인터넷(IoT)이 큰 도움을 줄 수 있습니다. 석유 및 가스 산업 전반에 IoT 연결성을 추가하면 작업 방식을 혁신적으로 변화시킬 수 있습니다. 안전성 향상과 운영 효율성 증대부터 지능형 경고 및 자동화 프로세스까지, IoT는 비용을 절감하고 적용된 모든 곳에서 운영을 개선할 수 있습니다.

Digi는 오랜 기간 동안 무선 통신 파트너로서, IoT라는 개념이 등장하기 전부터 IoT 장치와 네트워크를 개척해왔습니다. Digi는 센서, 원격 모니터링 플랫폼, 그리고 전담 설계 및 구현 팀을 포함한 완전한 엔드 투 엔드 IoT 솔루션을 제공합니다. Digi와 협력하여 석유 및 가스 산업의 운영을 혁신해 보십시오.

석유 및 가스 산업에서의 IoT를 위한 Digi의 사례 연구

Digi Remote Manager를 활용한 석유 및 가스 운영 모니터링
Digi Remote Manager를 단일 액세스 지점으로 사용하여 Digi 라우터 및 기타 IoT 장치를 쉽고 안전하게 원격으로 관리하고 운영을 간소화하는 방법에 대해 자세히 알아보려면 이 석유 및 가스 사례 연구를 확인해 보십시오.