고위험군 산업현장의 근로자들을 대상으로 안전은 물론 건강 등을 실시간으로 모니터링해 즉각적인 피드백을 제공하며 현장에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 기술이 조만간 선보일 예정으로 이목이 쏠리고 있다.
이 기술에는 물류산업의 글로벌 선진화를 위해 첨단 IoT 기술과 다이내믹한 스마트 물류 환경을 접목해 최적의 자동화를 선도해 나가고 있는 지팬스스마트로의 특화된 기술력이 담겨 있어 더욱 주목받고 있다.
헬멧 부착 센서 통해 수집 ‘복잡한 환경요인’ 분석 작업자 안전상태 확인
관제시스템 등 동시 접속자 50명 이상 디바이스 연계테스트 성공적 완료
최근 산업현장에서 작업자 안전사고 예방을 위해 IoT 센서 기반의 웨어러블 디바이스와 빅데이터를 활용한 안전사고 예측 기술 등 다양한 스마트 안전관리기술과 시스템 개발이 활발히 이뤄지고 있다.
국내에서는 중대재해처벌법 시행으로 산업안전 시장이 급부상하고 있는 가운데 SK쉴더스와 세이프웨어는 추락사고 예방과 작업자 보호에 효과적인 ‘웨어러블 에어백’ 제품을 출시한 바 있다.
해외에서도 소방관 보호복, 화학사고 피해 구조자 및 광산사고 피해 구조자 등이 사용할 수 있는 전용 스마트 개인 보호장비(SafeProTex 프로젝트) 등 고위험 산업현장에서의 안전 확보를 위한 다양한 제품들이 개발되고 있다.
하지만, 이처럼 다양한 스마트 안전 기술 적용에도 중대 재해는 줄지 않고 있는 실정이다. 실제로 건설업 사망자는 2015년 493명, 2020년 567명을 기록하는 등 500명 미만으로 떨어지지 않고 있는 것으로 알려져 있다.
이처럼 건설현장에서 지속적으로 발생하는 안전사고 예방을 위해 IoT, 빅데이터 등을 활용한 스마트 안전장비 도입과 관리 시스템 등 첨단기술 활용이 보다 적극적으로 이뤄져야 한다고 의견들이 대두되고 있다.
이 같은 필요성에 의해 현재 지피에스코리아를 중심으로 ‘산업현장 적용을 위한 스마트 안전모 및 산업 안전 서비스 디자인 개발’ 과제가 진행되고 있다.
이 과제에서는 고위험군 산업현장의 근로자에 대한 안전 및 건강 등의 상태를 모니터링하고, 즉각적인 피드백과 사고 예방을 위한 정보를 제공할 수 있는 ‘스마트 헬멧 관제 서비스’가 개발되고 있다.
스마트 헬멧 관제 서비스는 스마트 헬멧에 부착된 센서를 통해 수집한 복잡한 환경요인을 분석, 작업자의 안전상태를 즉시 확인할 수 있다.
특히, 클라우드로 제공되는 스마트 관제 서비스인 만큼 언제 어디서나 현장에 대한 선제적인 사고 예방 정보를 제공할 수 있다.
실제로 대쉬보드의 통계정보를 통해 전체 현장을 한눈에 파악할 수 있고, 작업현장과 각 현장 내 작업자에 대한 위치와 실시간 사고 등을 모두 확인할 수 있다.
연구 내용
올해 말까지 진행되는 이번 과제는 산업·건축·조선 등 다양한 분야에 활용할 수 있는 플랫폼 구축을 목표로, 지난 2023년 4월부터 고위험사업장 서비스 디자인을 비롯해 산업현장 인명사고 예방을 위한 능동형 모니터링시스템, 안전사고 방지를 위한 휴먼 에러 모니터링 기술 개발 연구가 진행되고 있다.
연차별로 진행된 연구를 살펴보면, 1차년도 연구 중 ‘고위험군 작업장 중심 서비스디자인 개발’ 분야에서는 FGI를 통한 모집단 요구사항 및 인명사고 예방 시나리오와 함께 스마트 안전모 기능 정의·설계, 고위험 정의 및 리스크 인덱스 설정 연구가 이뤄졌다.
‘스마트 안전모 제품디자인’ 개발 분야에서 연구진은 EPP 유니소재를 활용한 스마트 안전모 제품디자인과 생체·환경 모니터링 센서의 인체공학적 제품디자인 개발 연구가, ‘EPP 기반 유니소재 스마트 안전모 HW 시금형 설계’ 분야에서는 Glaze 표면처리 공법 설계와 제품디자인 기반 시금형 설계 등의 연구를 진행했다.
‘스마트 안전모 내장용 IoT센서 및 하드웨어 컨셉’ 개발 분야에서는 작업자 모니터링 센서 및 통신모듈 시제품과 작업자 모니터링 모듈 펌웨어 설계가 이뤄졌고, ‘실시간 모니터링 시스템 컨셉 설계’ 분야에서는 스마트 RTLS 기능 구현을 위한 최적화 데이터 전송기술과 인터렉션 디자인 중심의 UX·GUI 설계 연구를 수행했다.
2차년도 연구에서는 스마트 안전모 기구 설계 및 시제품 제작, 프로토 타입의 관제시스템 제작, 인터렉션·UX 디자인 구현 등의 연구를, 스마트 안전모 내장형 디바이스 개발 연구에서는 웹 서비스 기반의 스마트 RTLS기능 구현과 스마트 안전모 IoT 디바이스와 RTLS 통합테스트 연구를 수행했다.
연구진은 2차년도 연구를 통해 유니소재 스마트 안전모 제품을 비롯해 스마트 안전모 대량 생산·조립 서비스, 스마트 안전모 센서 통합모듈 제품, 스마트 안전모 HW-1차 시제품, Risk Index(위험 지수) 알고리즘 등을 개발했다.
또한, 스마트 안전모 및 관제시스템-1차 통합 테스트를 진행하는 한편, 고위험 현장 통합 관제 시스템 프로토타입을 개발하고, 스마트 안전모 센서 및 관제 시스템 연동을 위한 연구도 성공적으로 마쳤다.
올해 진행 중인 3차년도 연구에서는 고위험군 산업현장 운영시나리오 및 매뉴얼과 스마트 안전모의 실증모델 프로토콜 수립 등 ‘서비스디자인 실증모델 수립’ 연구에 집중하고 있다.
‘고위험군 사업장 운영 실증’ 분야에서는 작업자 모니터링 디바이스 제작과 RTLS 모니터링시스템 운영·관리 시스템 구축 연구를, ‘셀프 프로텍션 기능 성능 검사’ 분야에서는 위험 요인 분석 알고리즘 정확도 측정·개선, 관제 및 작업자 실시간 알림 기능 성능검사 등의 연구를 추진하고 있다.
‘스마트 안전모 금형 제작 기술’ 분야에서는 EPP 유니소재를 활용한 안전모 제작, IoT센서 및 통신 모듈 일체형 안전모 제작, 스마트 안전모의 내구성 시험 검사 등의 연구가 이뤄지고 있다.
한편, 이번 과제에 공동연구기관으로 참여하고 있는 지팬스스마트로에서는 ‘고위험 현장 통합 관제 시스템 시제품 개발’ 분야에서 고위험 현장 통합 관제시스템에 대한 요구사항을 분석하고, 사용자의 편의 향상을 위한 UX·UI를 적용한 시제품을 개발했다.
‘스마트 안전모 센서 및 관제 시스템 연동’ 분야에서는 50개 이상의 스마트 헬멧 디바이스를 연동하고, 퓨전 센서값을 도출했다.
특히, 오는 12월 전문가 및 시험 기관 성능평가를 앞두고 진행한 관제시스템과 디바이스 연계(동시 접속자 수 50명 이상) 테스트를 성공적으로 완료했다.
인 / 터 / 뷰
선제적 안전관리 기능 ‘특징’ 기존 제품과 차별화 ‘뚜렷’
작업자 휴먼 에러 지수 실시간 분석 통보 ‘사고 예방’ 효과 높여
지팬스스마트로 김현민 소장은 “기존 스마트 헬멧은 작업자들의 현 상태에 대한 모니터링과 정보 전달에 중점을 둔 디바이스인 반면, 이번 연구를 통해 선보일 스마트 헬멧은 작업자를 위한 선제적 기능(proactive service)들을 담고 있어 차별화가 뚜렷하다”고 말했다.
이어 “실제로 작업자의 사전적 대응을 위한 정보는 물론 작업자 신체정보와 작업환경에 따른 맞춤 정보, 작업자의 필요를 예측하고 관제시스템과의 양방향 소통 및 모니터링을 통한 안전관리 서비스를 제공한다”고 설명했다.
특히, 연구진은 국내 최초로 Epp Glaze 시금형 기술을 적용해 저탄소 유니소재 산업안전모를 구현함으로써 합리적인 가격을 실현하는 한편, 간편한 Assembly 방식을 적용해 공정 시스템을 최소화할 수 있는 장점도 갖고 있다.
김 소장은 “또한, 스마트 안전모는 작업자의 휴먼 에러 지수를 실시간으로 분석하고, 신속하게 알려줌으로써 사고 예방 효과를 높이고 관제시스템을 통해 효율적인 운영·관리도 가능하다”고 강조했다.
현재 지팬스스마트로에서는 프레임워크 기반의 관제시스템 기술을 적용해 웹 기반의 접근성과 RTLS의 기능을 구현하고, 실시간 양방향 관제를 통한 산업안전 예측, 작업자 투입 현황, 고위험 작업자의 중점 관리가 가능한 기술개발에 역량을 집중시키고 있다.
김 소장은 “이 같은 연구를 통해 최종적으로 선제적 안전을 관리가 가능한 서비스를 선보일 예정”이라고 밝혔다.
이어 “스마트 헬멧은 위험 산업군의 모든 곳에서 필수적으로 작용을 해야 하는 장비인 만큼 연구를 통해 작업자 보호가 필요한 모든 현장에 스마트 헬멧과 플랫폼 서비스가 도입될 수 있도록 노력을 기울이겠다”고 말했다.
