한성인더스트리(대표 박근식)는 최근 환수온도를 비롯한 실내·외 영향인자를 AI로 분석함으로써 쾌적환경을 효율적으로 조성하는 에너지절감시스템을 개발했다.
AI신경망이 환수온도, 실내환경, 사용자 등을 학습하는 ‘인공지능 에너지절감시스템’은 한성인더스트리의 홈 자동화시스템 브랜드인 ZIPS에 탑재된 상용화 제품이다. 이는 지난해 처음으로 LH가 개최한 에너지공모전에서 최우수상을 수상하며 기술적 우수성을 검증받았다.
한성그룹의 지주사인 한성인더스트리의 대표를 맡고 있는 박근식 대표를 만나 시스템에 대한 설명과 개발과정에 대해 들었다.
■ 기업소개 및 주력제품은한성인더스트리는 AI스마트홈 및 ESS 전문기업이다. 계열사로는 △스마트팩토리 AI머신비전 전문기업 ‘한성시스코’ △대기환경전문기업 ‘대양이엔아이’ △플랫폼서비스 전문기업 ‘자이시스’ △IoT 및 AI 기술개발 전문기업 ‘체인브리지’ 등이 있다.
1996년 기술벤처로 한성시스코를 설립해 2012년 대양이엔아이의 전신인 대양환경 인수, 2016년 자이시스 설립, 2017년 한성인더스트리 설립·지주사 인적분할 단행 및 체인브리지 설립 등으로 2019년 기준 그룹 전체매출 약 1,050억여원을 달성하며 사세를 확장해 왔다.
관계사의 주요 실적으로는 △2002년 고효율에너지 전동밸브 출시 △2003년 ISO 9001 품질인증 획득 △2005년 기술혁신형기업(Inno-Biz)인증 획득 △2007년 신재생에너지 전문기업 등록 △2008년 수출유망중소기업 선정 △2011년 인도네시아 법인설립 △2014년 미국법인 설립 △2017년 녹색경영 대통령상 수상 △2018년 산업부 녹색기술인증 획득 및 환경부 장관상 수상 △2019년 중소벤처기업부 장관상 수상 △2020년 LH 기술혁신제품 신기술인증, 산업부장관상 수상, 중기부 AI경진대회 은메달, LH 에너지공모전 최우수상 수상 등 대내·외적 성과를 내고 있다.
한성인더스트리는 2017년 지주사로 인적분할해 한성시스코가 17년간 기술을 다져온 스마트홈홈 ZIPS를 넘겨받아 인더스트리4.0 기술을 접목해 제품수준을 글로벌 수준으로 키워가고 있다. 다년간의 연구개발을 통해 독자기술을 적용한 가정용 통합온도조절시스템 ZIPS로 해외 우수제품들과 경쟁하고 있다.
■ ZIPS는 어떤 시스템인가
ZIPS는 4차 산업혁명과 IoT 기술을 적용한 홈 자동화시스템 전문브랜드로 △가정용 통합온도조절시스템 △세대환기시스템 △공기청정시스템 △세대 환경관리시스템 △네트워크 스위치 △대기전력차단 스위치 등을 포함한다.
ZIPS의 주력제품인 통합온도조절시스템은 쾌적하고 편리한 실별 온도조절이 가능하다. 세대 실내온도와 공급 및 환수온도를 감지해 난방을 제어하는 세대 차압유량조절 밸브와 동적유량 밸런싱밸브를 이용한 비례제어 바닥복사난방시스템으로 불필요한 난방을 줄여 난방비를 절감할 수 있다.
ZIPS 통합온도조절시스템은 열원 및 주거형태에 따라 최적의 난방시스템을 제공하며 거실 조절기에서 모든 방의 모니터링과 난방온도 설정을 할 수 있어 사용이 편리하다. 보일러 연동 시 온수 및 난방수 온도설정이 가능하며 실내 구성원의 온도취향에 맞춰 각방별로 난방온도조절 및 기능사용이 가능해 에너지절감에 용이하다.
■ LH 에너지공모전 최우수상을 수상했는데
이번 공모전에서 수상한 모델은 ‘환수온도 AI모델 학습을 통한 에너지절감시스템 ZipsOn’이다. AI가 실내·외 다양한 조건을 학습해 최소한의 에너지로 최적환경을 조성한다. 세대 내 냉난방공조제품을 모두 컨트롤할 수 있어 온·습도, 실내공기질 등 종합적인 관리가 가능하다.
특히 핵심은 환수온도 감시다. 세대에서 가장 많은 에너지를 소비하는 난방부문에서 온돌방식에 따른 축열체 과열 등 낭비요소를 획기적으로 절감할 수 있다. 통상 세대 내에서는 실내온도 하락에 따라 보일러난방을 가동하지만 바닥 등 구조체 축열효과는 고려되지 않는다.
실내온도가 서서히 상승함과 동시에 구조체도 열을 머금게 되며 실내온도가 설정온도까지 도달해서야 난방기 가동을 중단한다면 축열체에서 지속적으로 열을 방출, 실내가 과열돼 결국 겨울에 창문을 열어 온도를 낮추게 된다. 이는 그만큼 에너지낭비·손실이며 온실가스·미세먼지 배출을 가속화하기 때문에 반드시 개선해야 한다.
한성인더스트리의 AI 에너지절감시스템은 △외부환경조건 △세대 내 재실여부 △환수온도 △실내온도 △미세먼지 등을 감지해 사용자 편의성과 에너지절감을 실현한다.
먼저 네트워크 기반 AI(Zips Air-NT)를 적용해 세대 내 입주자 사용기기 사용정보, 세대검침정보, 기계실 열공급 및 환수정보 등의 데이터를 분석한 AI모델을 통해 에너지관리를 수행한다.
또한 온디바이스(On-Device) 기반 AI(Zips Air-AI)를 통해 단지 내 별도 서버설치 없이 AI조절기에 학습알고리즘을 탑재해 사용자 편의성 및 에너지절감 솔루션을 제공한다.
이에 따라 세대 내·외 실시간 모니터링이 가능하다는 장점이 있다. 실시간 모니터링을 통해 성능을 개선할 수 있으며 AI기반 상황인식형 서비스를 제공받을 수 있어 사용자 편의성 및 에너지효율이 20~30% 이상 증대된다.
빅데이터 분석기반 고장예측을 통한 생산성 향상도 강점이다. AI를 활용한 빅데이터 분석으로 고장을 예측함으로써 경제성이 향상된다. 이를 통해 시공 및 하자보수 비용을 절감할 수 있으며 고장예측을 통한 유지관리가 가능해 기기수명을 10~20% 연장할 수 있다.
또한 이를 적용한 시스템을 공급하는 기업은 고객만족 향상과 브랜드가치 상승 등이 가능하다. 4차 산업혁명기술로 주목받는 AI·IoT·빅데이터 기술을 활용, 최첨단 서비스를 제공하고 에너지를 절감하기 때문에 유·무형의 브랜드가치 상승을 노릴 수 있다. 이는 국내·외에서 정책적으로 추진되는 그린뉴딜을 실천하는 솔루션이기 때문에 기업에게 ‘사회적가치 준수’라는 이미지를 제공한다.
■ R&D활동이 활발한데
한성그룹은 20여년 전 각방온도제어기를 개발, GS건설을 중심으로 난방분야에서 활동해 왔다. 처음에는 On·Off제어를 활용한 편의성 향상에 기술초점이 맞춰졌으나 이후 에너지절감이 세계적 화두가 될 것을 예상해 차압유량조절밸브(PDCV)를 개발, 층고에 따른 압력차이를 밸런싱함으로써 녹색기술인증을 획득했다.
이어 2017년부터 AI기술을 접목하기 위한 연구를 진행했다. 구글 AI솔루션인 네스트(Nest)를 참고해 AI, 빅데이터, IoT기술을 접목했으나 온돌방식과는 다소 맞지 않아 일부 한계가 있는 것을 확인했다.
글로벌수준의 기술을 구현하기 위해 미국 텍사스A&M공대에 협력의사를 타진했고 현지에 R&D센터를 세워 공동 연구개발을 진행했다. 한성인더스트리가 엔지니어링기술을 기반으로 콘셉트를 보내면 미국 R&D센터에서 AI모델을 개발했으며 이를 국내 필드제품에 적용하는 과정을 거쳤다.
또한 3년 전 AI관련 정부과제를 통해 만들어진 ‘AI적용 냉난방 제어기술’을 이전받은 것도 이번 글로벌 기술수준의 한국형 AI 에너지절감시스템 ZipsOn을 개발할 수 있었던 요인이 됐으며 이에 따라 LH 에너지대전에서 최우수상 성과를 거둘 수 있었다. 미국의 AI모델, 국내 제품, 정부과제를 통한 데이터습득 등 3박자가 갖춰져 신속한 사업화가 가능했다.
■ 기업소개 및 주력제품은
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