1. 기술로드맵
[ 산업용 안전관리 모니터링 시스템 기술개발 로드맵 ]
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핵심기술
| 다양한 산업 전반에서 위험 상황의 사전 감지, 이상 원인 진단 및 손실 최소화 제어, 인접 플랜트 및 지역 사회 실시간 정보 공유 및 작업자용 웨어러블 기기 개발
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`23년
| `24년
| `25년
| 최종 목표
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인체위험물, 파손물 자동감지 기술
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 | 위험 원인 물질 및 현장 위험물에 대한 분석과 실시간 모니터링 기술 개발
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지능형 공정 위험요소 진단 및 예측 기술
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 | 클라우드 연계하여 90% 이상의 위험요소 실시간 감지 및 경고 체계 구축
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AR을 통한 공정설비의 운영관리 시스템 개발
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상황 인지 기반 차량 안전 제어 기술
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 | 실시간 분석을 통한 안전 제어 기술 개발
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재난발생 시 정보공유 시스템 기술
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 | 초고속 무선통신(LTE/5G)으로 재난상황 실시간으로 정보 전송 및 공유
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웨어러블 기기 활용 커뮤니케이션 기술
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 | 웨어러블 센서를 통한 개인별 위험상황을 전송하는 기술
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* 출처 : 자체작성
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2. 개요
가. 정의 및 필요성
□ 산업용 안전관리 모니터링 시스템이란 공장 내 작업자의 안전사고 예방 및 생산성 향상을 위한 작업장 안전 관리 솔루션으로 작업자의 타 어플리케이션과 연동하여 공장 내 유해물질과 작업자의 신체 위험 상태를 감지하여 작업자의 동선에 따른 안전상태를 가시화하고 관리
□ 산업용 안전관리 모니터링 시스템은 재난/안전 분야에서 사회재난 예방산업에 포함되는 전략품목으로, 효과적 대응강화를 통해 재난/안전 분야에 있어서 중소기업의 기술경쟁력 확보가 가능할 것으로 전망됨
[ 재난/안전 품목로드맵 내 산업용 안전관리 모니터링 시스템 ]
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* 출처 : 자체작성
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□ 고용노동부 ‘2020년 산업재해 사고 사망 통계’ 발표에 의하면 사고사망자 대부분이 건설업과 제조업에서 발생
▪ 사고사망자 수 중 건설업 종사자가 51.9%로 가장 큰 비중을 차지하고 제조업이 22.8%로 잇따름
▪ 규모별로는 50인 미만 소규모 사업장에서 81%, 5인 미만 사업장에서 35.4% 발생
▪ 재해유형별로는 ‘떨어짐’이 37.2%, ‘끼임’이 11.1%로 전체 원인에서 가장 큰 비중을 차지
나. 범위 및 분류
□ 후방산업에는 센서 산업, 빅데이터 산업, 무선 정보통신망 산업, 클라우드 산업 등이 포함됨
□ 전방산업에는 환경산업, 안전산업, 에너지관리 산업 등이 포함됨
[ 산업용 안전관리 모니터링 시스템 품목 산업구조 ]
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후방산업
| 산업용 안전관리 모니터링 시스템
| 전방산업
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센서 산업, 빅데이터 산업, 무선 정보통신망 산업, 클라우드 산업 등
| (영상,센싱) 데이터 분석 등 산업용 안전관리 모니터링 시스템
| 환경산업, 안전 산업, 에너지관리 산업
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* 출처 : 자체작성
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□ 산업용 안전관리 모니터링 시스템은 안전 사회 망 구축과 IT 기반으로 한 융합기술 시대의 핵심 응용 기술로 주목
▪ 기존 기술 간의 융합과 신기술의 도입을 통해 교육, 재난, 안전, 생활 등 다양한 응용 산업에 적용
[ 용도별 분류 ]
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용도
| 세부 내용
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제조 공정
| •반도체 제조 공정과 같이 가연성, 자연 발화성 및 유독성 가스가 있는 공정에서는 각종 안전장치를 누출 사고 예방을 위한 반도체 제조 장비의 공정용 챔버 내 가스누출을 방지하기 위해 가스의 흐름과 유해가스 누출을 감지하고 제어하는 등의 기술개발 진행
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식품 유통
| •RFID/USN을 활용한 안전/품질 관리, 유통정보 실시간 관리 및 스마트 센서를 활용한 유통 중 품질 관리 기술 등에 관한 관심이 높아지는 추세
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원격의료
| •고도 정보화 사회의 성숙과 컴퓨터 기술의 발전으로 성과가 기대
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모니터링
| •홍수 위험에 대비해 제방에 센서를 설치해 실시간으로 위험정보를 수집, 분석해 경보를 전달하는 홍수 조기 경보시스템 등 안전사고 대응 지능형 모니터링 시스템의 활용
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화재
| •국내 건축물은 대형화, 복합화되는 반면, 화재 안전에 관한 규정은 부족, 화재로 인한 피해가 증가
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범죄
| •지능정보 핵심기술들이 융합해 새롭게 만들어낼 ICT 기반 범죄 테러 대응 시스템 개발 등에 대한 투자 강화
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3. 산업 및 시장분석
가. 산업분석
◎ 안전에 대한 산업 특징
□ 미국, 독일, 영국 등 선진국에서는 자국 및 해외 안전 수요와 시장구조를 망라한 안전 솔루션을 제공하는 글로벌 기업이 활발하게 활동 중
▪ 건물 안전 및 방화시설의 검사 부분에서는 Bureau Veritas(프랑스), TÜV Rheinland(독일) 사가 서비스 제공 및 인증으로 기술‧사업적 우위
▪ 안전 장비 상위 업체는 Tyco(스위스), Honeywell(미국), Bosch(독일) 등으로 센서 및 ICT 요소 부품 등을 제작할 수 있는 업체들이 주류
□ 미국은 미국 통신정보 관리청 내에 FirstNet(First Responder Network Authority)이라는 독립 주체를 창설하여 운영 중
▪ 기존의 TETRA(Terrestrial Trunked Radio) 방식에서 LTE 방식으로 전환하기 시작
▪ FirstNet은 전국망으로 구축될 무선통신망의 배치 및 운용을 관리하게 되며, 관련 광대역 데이터망의 설계, 구축, 배치, 운용에 필요한 모든 부분을 배치
▪ 망 정책 결정 및 기술적으로 향상된 공공 안전망의 단일·전국적 아키텍처를 개발하고 기존의 상용 무선 인프라를 활용, 상용 망 공급자와 적절한 로밍 협약을 통한 지속 가능한 비즈니스 모델 개발
□ 유럽은 Horizon 2020을 바탕으로 자연 및 사회재난 대응 기술 연구, 재난구조 로봇 기술 연구 등의 프로젝트를 추진 중
▪ 재난 사고 수습 시 인간과 로봇 간 협력 체제 구축을 위해 TRADR 및 NIFTi 프로젝트를 진행
▪ 재난안전 통신망은 주파수공용 무선 통신시스템 표준의 TETRA를 기반으로 구축
□ 안전 산업의 개발제품 공급량을 늘리기 위해 관 주도의 구매가 이루어지면서 안전 재화와 서비스의 공급은 정부 규제와 공공수요에 의존
▪ 규제 의존성이 높아질수록 제품 품질의 저하와 일시적 수요증가 유인으로만 작용
▪ 국내 대부분의 안전 관련 업체가 법이 정하는 최저 설계 기준에만 충족하는 수준의 내수형 단순 제품 제조업에 종사
□ 스마트제조에 대한 관심과 함께 산업환경 안전 솔루션에 대한 관심도 증대
▪ 2019년 11월 개최된 독일 뒤셀도르프 A+A 전시회는 산업안전, 산업의학, 재난방지, 측정 기술, 보호장치, 방호복, 보안기술, 환경보호 등 산업안전 분야 제품과 솔루션을 포괄적으로 전시
▪ ‘A+A 2019’는 63개국 2,121개 사가 참가하고 134개국 7만3,000명 이상이 방문 신기록을 경신했고 국내 참가업체도 늘어 효성티앤씨, 성진나이스 등 44개 부스 개설
*설명: 날로 커지는 산업안전시장, 獨 A+A 관람객 사상 최대(한국섬유신문, 2019.11.15)
나. 시장분석
◎ 세계시장
□ 전 세계 산업안전 관련 시장규모는 2021년 약 59억 달러에서 연평균 성장률 6.40%를 보이며, 2026년에는 약 80억 달러로 성장할 것으로 전망
[ 산업 현장안전 관련 세계 시장규모 및 전망 ]
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(단위 : 백만 달러, %)
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구분
| `20
| `21
| `22
| `23
| `24
| `25
| `26
| CAGR
(`20~`26)
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세계시장
| 5,545
| 5,900
| 6,278
| 6,679
| 7,107
| 7,562
| 8,046
| 6.40
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* 출처 : Industrial and Workplace Safety Market Outlook (2022-2032)(Future Martket Insights Global and Consulting, 2022.03) 자료를 재구성하여 추산
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◎ 국내시장
□ 국내 위기 및 사고 관리 시장 규모는 2021년 약 3.4조 원에서 연평균 9.50% 성장률을 보이며, 2026년에는 약 5.4조 원으로 성장할 것으로 전망됨
[ 국내 위기 및 사고 관리 시장규모 및 전망 ]
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(단위 : 억 원, %)
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구분
| `20
| `21
| `22
| `23
| `24
| `25
| `26
| CAGR
(`20~`26)
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국내시장
| 31,096
| 34,050
| 37,285
| 40,827
| 44,706
| 48,953
| 53,603
| 9.50
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* 출처 : 글로벌 시장동향보고서 - 위기 및 사고관리 시장(연구개발특구진흥재단, 2021.07) 자료를 재구성하여 추산
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4. 기술개발 동향
가. 기술개발 이슈
□ 기술경쟁력
▪ 산업용 안전관리 모니터링 시스템은 미국이 최고기술국으로 평가되었으며, 우리나라는 최고기술국 대비 99.8%의 기술 수준을 보유하고 있으며, 최고기술국과의 기술격차는 0.6년으로 분석
▪ 중소기업의 기술경쟁력은 최고기술국 대비 89.7%, 기술격차는 1.4년으로 평가
▪ 한국(99.8%)>EU(96.7%)>일본(93.9%)>중국(72.3%)의 순으로 평가
□ 기술수명주기(TCT)
*설명: 기술수명주기(TCT, Technical Cycle Time): 특허 출원연도와 인용한 특허들의 출원연도 차이의 중앙값을 통해 기술 변화속도 및 기술의 경제적 수명을 예측
▪ 산업용 안전관리 모니터링 시스템은 4.59의 기술수명주기를 지닌 것으로 파악
나. 생태계 기술동향
□ (기술동향) 건물 안전 관리를 위한 IoT 센서와 긴급 신호 전달을 위해 표준화된 통신 프로토콜, 구조 현장에서의 인명피해 감소를 위한 로봇, 정밀화학 및 생활화학 제품의 공정개선 및 유해 물질 저감을 위한 수집 분석 플랫폼 등이 개발
□ (플레이어) Pilz(독), FLIR(미), Hikvision(중), Rockwell Automation(미), Siemens(독), 한화솔루션(한), 삼성SDS(한), KT파워텔(한), 현대중공업(한)
□ (중소기업) 유시스, 무스마, 선테크, 에스넷, 한컴MDS, 아이티공간 등
다. 국내 연구개발 기관 및 동향
[ 공장용 환경 안전 솔루션 주요 연구조직 현황 ]
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기관
| 연구 분야
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한국과학기술연구원
(KIST)
| •산업용 비정상 상황 인지를 위한 스마트 영상 분석 시스템 개발
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한국전자통신연구원
(ETRI)
| •산업 및 사회 문제 해결을 위한 사물 분산지능 핵심원천 기술, 주력산업 고도화를 위한 지능형 상황인지 기반 기술, 소방관용 스마트 헬멧 개발(구조 및 구급대원용_육상) 개발
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5. 전략품목 기술로드맵
가. 핵심기술 리스트
[ 산업용 안전관리 모니터링 시스템 핵심기술 ]
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핵심기술
| 개요
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인체위험물, 파손물 자동감지 기술
| •유해가스, 진동 등 IoT 통합센서 모듈을 이용하여 작업장 내의 직접적인 위험을 실시간 모니터링하여 위험 상황 사전 감지
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지능형 공정 위험요소 진단 및 예측 기술
| •IoT 센서가 감지하기 어려운 작업 현장의 다양한 위험 요소와 작업자 위험 행동을 종합적으로 인지 및 예측기반의 경고(alarm) 위해 AI기술을 활용한 영상 및 공정정보 분석 기술
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상황 인지 기반 차량 안전 제어 기술
| •On-Device 형태의 비전, 실시간 객체 인식 및 딥러닝으로 돌발상황에 대한 손실최소화를 위한 셧다운을 포함하는 공정 제어 기술
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재난발생 시 정보공유 시스템 기술
| •드론을 통한 정밀 안전 정찰 임무 수행을 포함해, 재난 상황 발생 시 주변으로의 피해확산 최소화를 위한 실시간 정보 공유, 최적 초기 진압 및 대응 위한 현장 정보 공유 및 의사결정 지원 시스템
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웨어러블 기기 활용 커뮤니케이션 기술
| •웨어러블(휴대형) 게이트웨이를 활용하여 장소, 상황에 따른 작업자의 안전상황을 인지하여 상황정보를 전송하고 모니터링
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나. 중소기업 기술개발 전략
□ ICT, 센서, 정보보안, AI 모듈 등 각 제조 중소기업 간 긴밀한 협력을 통해 융합 제품의 저가격화 실현
□ 취급 위험물 및 산업 제조 특성을 반영한 재난 발생 요인에 대한 체계적 분석 및 요인별 맞춤형 제품 기술개발
□ 제품의 신뢰성 향상을 위한 센서 수준 향상과 빅데이터 기반의 AI 딥러닝 분석 시스템 구축
□ 재난 안전장치 간 긴급 신호 전달을 위해서는 필수적으로 표준화된 공통 통신 프로토콜 필요
□ AI 시스템 개발 촉진을 위한 산업 유형별 표준 학습 데이터 축적 및 제공
□ 개발 산업용 안전관리 모니터링 시스템의 신뢰성 보장 위한 중소기업 테스트베드 제공
다. 기술개발 로드맵
[ 산업용 안전관리 모니터링 시스템 핵심기술 연구목표 ]
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핵심기술
| 기술
요구사항
| 연차별 개발목표
| 최종목표
| 연계
R&D
유형
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1년차
| 2년차
| 3년차
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인체위험물, 파손물 자동감지 기술
| 위험물질 및 위험물에 대한 실시간 센서 측정
| 위험물질별 분석 기준 수립 및 센서 개발
| 위험물질별 분석 기준 수립 및 센서 개발
| 실시간 상황 정보 구축
| 위험 원인 물질 및 현장 위험물에 대한 분석과 실시간 모니터링 기술 개발
| 산학연
|
지능형 공정 위험요소 진단 및 예측 기술
| AI 영상 및 공정정보 분석
| 실시간 상황 정보 구축 및 인지
| 실시간 인지 및 경고 시스템 구축
| 시스템 고도화
| 클라우드 연계하여 90% 이상의 위험요소 실시간 감지 및 경고 체계 구축
| 기술혁신
|
위험 인식 정보 정확성
| 인식률 85% 이상
| 인식률 90% 이상
| 인식률 95% 이상
| AR을 통한 공정설비의 운영관리 시스템 개발
| 기술혁신
|
위험 상황에 대한 인식 정확도
| 위험 상황 인식 딥러닝
| 주요 위험물 식별
| 위험 인지를 통한 공정 제어 연동
| 실시간 분석을 통한 안전 제어 기술 개발
| 기술혁신
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상황 인지 기반 차량 안전 제어 기술
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운영기기 상호 연동
| 운영기기 통합운영
| 운영기기 통합 연동 100%
| 실시간 정보전송
| 초고속 무선통신(LTE/5G)으로 재난상황 실시간으로 정보 전송 및 공유
| 상용화
|
재난발생 시 정보공유 시스템 기술
|
웨어러블 기기 활용 커뮤니케이션 기술
| 데이터 신뢰성
| 3%이내
| 2%이내
| -
| 웨어러블 센서를 통한 개인별 위험상황을 전송하는 기술
| 상용화
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