최근 산업 현장에서 안전성 및 효율성에 대한 중요도가 높아지고 있으며, 공정 오퍼레이터의 운전 능력 향상을 위한 시도들이 나타나고 있다. 이 가운데 공정/장치 원리 및 운전 능력 향상을 위해 Operator Training Simulator(OTS)를 도입하는 시도가 많아지고 있다.

OTS는 정유, 석유화학, 가스, 발전소 등 다양한 산업 현장에서 운전자들이 가상 환경에서 실제 장비나 공정을 모사하여 교육 및 훈련을 받을 수 있도록 설계된 시뮬레이션 시스템이다.

자동화 공정에서 주로 사용되는 DCS/HMI 화면과 유사하게 구성되어 재직자 및 관련 산업군에서 종사하는 전공 학생들이 복잡한 공정과 시스템의 동작을 실제와 같이 경험하며, 정상 및 비정상 상황에서 안전하고 효율적으로 대처할 수 있는 능력을 배양하도록 도움을 준다.
OTS는 다양한 산업 분야에서 사용되며, 운전자의 기술 습득, 안전성 강화, 효율성 증대, 비용 절감 등 여러 가지 이점을 제공한다. DCS/HMI 가상 화면을 통한 보드 오퍼레이팅 능력 향상을 도모하고, 나아가 공장을 3D 화면으로 구상하여 필드 오퍼레이팅 경험도 가능하게 한다.

본고에서는 OTS에 대한 개념 및 필요성과 산학에서 사용되는 OTS 프로그램 및 OTS 모델을 4회에 걸쳐 소개한다.

1. OTS의 정의

Operator Training Simulator(OTS)는 산업 현장에서 운전자들이 실제 장비나 공정에 대한 가상 모델을 통해 교육 및 훈련을 받을 수 있도록 설계된 시뮬레이션 시스템이다. 이를 통해서 운전자들은 안전한 가상 환경에서 다양한 상황에 대한 대응 능력을 배양하고, 공정을 효율적으로 운영할 수 있다. 나아가 기업은 안전성 및 효율성을 바탕으로 이윤을 추구할 수 있다.

2. OTS의 필요성

현대 산업 환경에서 OTS의 필요성은 여러 가지 요인에 의해 강조되고 있다. OTS는 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 하며, 그 필요성은 다음과 같다.

1) 안전성 확보
•실습 환경 제공 : OTS는 실제 장비 및 공정을 가상으로 재현하여 운전자들이 안전한 환경에서 실습할 수 있다. 이는 실제 사고를 예방하는데 큰 도움이 된다.
•비상 상황 대비 : 운전자들은 OTS를 통해 다양한 비상 상황을 경험하고, 대응 방안을 학습할 수 있다. 이를 통해 실제 비상 상황에서 적절한 조치를 취할 수 있는 능력을 배양할 수 있다.

2) 효율성 증대 및 생산성 향상
•반복 훈련 : OTS는 반복적인 훈련을 통해 운전자들의 실수를 줄이고, 작업 효율성을 높이는데 기여한다.
•최적화된 운전 : 운전자들은 OTS를 통해 공정 최적화 기술을 습득하고, 실제 적용하여 생산성을 극대화할 수 있다.

3) 비용 절감
•장비 손상 방지 : 실제 장비를 사용한 훈련은 장비의 마모 및 손상을 초래할 수 있다. OTS는 이러한 문제를 방지하여 장비 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
•훈련 비용 감소 : 물리적인 장비와 자원을 사용하지 않기 때문에 훈련 비용을 크게 절감할 수 있다.

4) 지속적인 기술 습득
•최신 기술 반영 : OTS는 최신 기술과 공정을 반영하여 운전자들이 지속적으로 새로운 기술을 습득할 수 있다. 이는 기술 발전이 빠른 산업 환경에서 매우 중요하다.
•맞춤형 교육 : 산업의 특성에 맞춘 맞춤형 교육 프로그램을 제공하며, 운전자들이 기술과 지식을 효과적으로 습득할 수 있다.

5) 규제 준수 및 품질 관리
•규제 기준 준수 : 규제 기관이 정한 안전 및 운영 기준을 준수해야 한다. OTS는 이러한 규제 기준을 충족하는 훈련 프로그램을 제공하며, 기업이 법적 요구 사항을 준수하도록 지원한다.
•품질 관리 : 운전자들이 고품질의 제품을 생산하고, 공정 관리를 철저히 할 수 있도록 훈련하며, 전반적인 품질 관리 수준을 향상시킬 수 있다.

6) 환경 보호
•환경 리스크 관리 : OTS는 운전자들이 공정 운영 중 발생할 수 있는 환경적 위험을 이해하고, 이를 최소화하는 방법을 학습할 수 있도록 한다. 이는 환경 보호와 지속 가능한 운영을 가능하게 한다.

7) 인적 자원 개발
•전문성 향상 : OTS는 운전자의 전문성을 향상시키고, 고급 기술을 습득할 수 있다.
이는 기업의 경쟁력 강화에 기여한다.
•직무 만족도 : 운전자들이 자신감을 가지고 업무에 임할 수 있어 직무 만족도를 높이고, 이직률을 낮출 수 있다.

이처럼 OTS는 운전자들의 안전과 효율성을 높이고, 비용을 절감하며, 최신 기술을 지속적으로 습득하게 하는 등 현대 산업 사회에서 필요성이 크게 증가하고 있다. OTS는 앞으로도 산업 전반에서 그 중요성이 더욱 강조될 것이다.

3. OTS의 중요성

공정 운전 미숙은 기업에 막대한 손실을 초래할 수 있으며, 심각한 사고로 이어진다. 대표적인 사례를 통해 위험성과 OTS(Operator Training Simulator) 도입의 중요성을 설명할 수 있다.

다음은 공정 운전 미숙으로 인한 기업 손실 및 사고 사례이다.
1) BP 텍사스 시티 정유공장 폭발 사고(2005)
•사고 내용 : BP 텍사스 시티 정유공장에서 발생한 폭발 사고로 15명이 사망하고, 180명이 부상했다. 사고는 증류탑 과액위 및 과압으로 인해 발생했으며, 운전자의 운전 실수와 안전 절차 미준수로 인한 것이었다.
•기업 손실 : BP는 이 사고로 약 21억 달러의 벌금과 손해 배상을 지급했다. 또 브랜드 이미지 손상과 규제 강화로 인한 추가 비용이 발생했다. BP는 사고의 영향으로 경쟁사인 엑슨모빌보다 주가가 24% 이상 떨어졌다.
•OTS 도입 연관성 : OTS를 통해 운전자들이 증류탑 과액위 및 과압 상황을 시뮬레이션하고, 적절한 대응 방법을 훈련받았다면 사고를 예방할 수 있었다.

2) Union Carbide 보팔 가스 누출 사고(1984)
•사고 내용 : 인도의 보팔에서 발생한 가스 누출 사고로 2,000명 이상의 사망자가 발생했고, 사고는 메틸이소시아네이트(MIC) 저장 탱크의 운전 미숙과 안전 시스템의 부재로 인해 발생했다.
•기업 손실 : Union Carbide는 수십 억 달러의 손해 배상과 복구 비용을 부담했으며, 기업 가치가 훼손되었다.
•OTS 도입 연관성 : OTS를 사용하여 운전자들이 가스 누출 시나리오를 연습하고, 비상 대처 방법을 학습했다면 대규모 인명 피해와 손실을 줄일 수 있었다.

3) 몬타라 천연가스 생산시설 폭발 사고(2009)
•사고 내용 : 호주의 몬타라 유전에서 발생한 폭발 사고로 해양 환경에 심각한 피해를 입혔다. 사고는 운전자의 불충분한 교육과 부적절한 장비 운영으로 인한 것이다.
•기업 손실 : 사고로 인한 직접 비용뿐 아니라, 환경 복구 비용과 법적 대응 비용도 막대했다.
•OTS 도입 연관성 : OTS를 통해 운전자들이 유정의 압력 조절 및 비상 상황 대응 훈련을 받았다면, 사고를 예방하거나 피해를 최소화할 수 있었다.

위의 사례들은 공정 운전 미숙으로 인한 심각한 손실과 사고를 보여주며, 이러한 문제를 예방하기 위한 OTS의 중요성을 강조한다. OTS 도입은 공정 운전 미숙으로 인한 손실과 사고를 예방하는데 중요한 역할을 하며, 기업의 안전성과 효율성을 높이는데 필수적인 도구이다.

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4. OTS 시장 도입 현황
 북미는 첨단 시뮬레이션 기술을 바탕으로(2023년36%가 넘는 주요 점유율) 글로벌 OTS 시장을 선도하고 있다. 기업은 숙련된 운전자를 필요로 하며, 안전과 엄격한 규제는 고급 교육 솔루션에 대한 수요를 촉진하고 있다. 글로벌 OTS 시장 규모는 2018년에 약 60억 달러(한화 약 7조 8000억 원)이며, 2019년부터 2025년까지 연평균 11.6%의 성장률을 기록할 것으로 예상된다.

다음은 OTS의 수요가 증가할 가능성에 대한 몇 가지 내용이다.
•자동화에 대한 성향이 증가함에 따라 대규모 인프라 변화가 발생하는 공정 및 제조 산업에 특히 해당된다. 이러한 산업이 운전자 교육 활동에 더 많은 자금을 지출함에 따라, OTS에 대한 수요도 상당히 증가할 가능성이 높다.
•고용된 베이비붐 세대의 상당수가 은퇴에 가까워지고 있으며, 적합하고 숙련된 인력으로 대체해야 할 것이다. 적절한 기술을 위한 신규 근로자 교육에 대한 필요성이 계속 증가함에 따라 가까운 미래에 운전자 교육 시뮬레이터 솔루션의 채택이 촉진될 것으로 예상된다.
•화학 / 오일&가스 / 에너지&발전 / 헬스케어 / 제지 / 항공우주&방위 등 다양한 산업군에서 숙련도를 강화하기 위해 OTS를 도입하고 있다. 발전된 시뮬레이션 기술을 활용하여 가상 현실, 인공지능 및 현실적인 물리 엔진을 수용하여 복잡한 상황을 재현한다. 반복적인 훈련을 수행할 수 있는 능력과 결합된 시뮬레이션 교육은 운전자 역량을 강화하고, 의사결정을 가속화하며, 궁극적으로 운전 성공 및 안전 표준을 높이는데 기여한다.

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