오토시스, "진동 분석기술로 고장 잡아낸다... 정비주기까지 예측"
지진계측기, 국내 첫 국산화... 대형 구조물에 설치
원전, 발전 터빈, 반도체공정 납품... 방산서도 관심
발전설비 회전체 감시시스템, 외산보다 성능 우수
AI, 빅데이터 활용, 기계설비 고장 사전 감지·예방
초소형 '머신닥터' 선보여... 스마트팩토리 설비관리 '맞춤'
"인프라산업서 전문성·기술력 검증, 철도와 시너지 효과"


오토시스가 개발한 진동감시시스템 SMC-5000S. 개별 모듈 전면에 Graphic OLED 디스플레이를 적용했다. 이 장치가 설치된 현장에선 직접 측정 대상 기기의 진동 현상을 시각적으로 분석할 수 있다. 2025.5.12 / 철도경제

"회전하는 모든 물체는 소음과 진동이 발생한다. 진동현상의 분석을 통해 내부결함을 찾아낼 수 있다."

소음진동 측정장비 전문기업인 오토시스가 독보적인 '진동 분석 기술'에 기반한 상태기반유지보수(CBM, Condition-Based Maintenance) 시스템 구현을 선도하고 있다.

철도 차량이나 시설물 유지관리 분야에서도 오토시스가 갖고 있는 노하우와 정교한 기술력을 접목하면, 각종 철도사고·장애를 예방하는데 크게 기여할 것으로 기대된다.

"진동을 분석한다"고 말하면, 지진과 같은 자연 현상을 측정하는 기술로만 생각하기 쉽다.

'진동 분석 기술'을 적용할 수 있는 분야는 넓다. 산업군에선 기계나 시설의 이상유무를 미리 알아차려 이에 대응하는 '안전 시스템'으로 활용할 수 있다.

이주용 상무이사는 "다양한 물체에서 발생하는 소음이나 진동은 여러 회전요소의 고유의 주파수를 찿아아내, 기계나 시설에 문제가 생기면 정상일 때와 다른 주파수 패턴이 나타나게 될 것"이라며 "진동을 정확하게 측정할 수 있는 센서, 그리고 센서를 통해 수집한 진동 데이터의 신호처리를 통해 결함 요소를 정밀하게 분석하는 기술이 핵심"이라고 강조했다.

국내에서 이런 방식의 기술과 제품을 공급하는 업체가 오토시스만 있는 건 아니다. 하지만 오토시스에선 자체 개발한 측정 장비, 실시간으로 데이터를 수집하고 해석하는 AI 기반 진동 모니터링 기술까지 모두 보유하고 있단 점에서 다르다.

문턱 높은 원전·발전 터빈에 진동감시시스템 공급…기술력 입증


오토시스는 2003년 CMS-3000을 상품화해 원자력 및 화력 발전설비에서 운용한 경험을 기반으로, 2023년 성능이 향상된 진동감시시스템인 CMS-5000을 출시했다. 업계 최초로 각종 진동 센서 신호를 하나의 단일 신호 처리 모듈로 대체해, 예비품 수를 줄이고, 유지보수 편의성을 높였다. 시스템 컨트롤 모듈에 이중화 개념을 도입해 안정적으로 운영할 수 있다. 2025.5.12 / 철도경제

윤대원 오토시스 대표는 신호처리공학 및 정밀측정기술을 전공한, 한 우물만 판 전문가다. 30여년 동안 '소음진동 데이터를 해석하고 판단하는 기술'을 축적했다. 까다롭기로 소문난 발전 설비, 방위 산업에선 이미 차별화된 기술력으로 전문성을 인정받았다.

2002년 오토시스에서 처음 지진계측기를 국산화해 출시했다. 2014년에는 국내 최초로 적합성능인증을 취득했다.

오토시스는 지진재해대책법 시행령에 명시한 성능시험인증을 국내최초로 획득하고, 지진가속도계측기 및 Force Balance 지진가속도센서를 상품화해,시군구청 및 교량에 납품한 실적이 풍부하다. 부산 도시철도 등 철도 시설물에도 오토시스가 개발한 지진계측기가 다수 설치돼 있다.

삼성전자에는 'HDD 회전질량 불평형 교정장치'를 개발해 공급했다. 반도체 공정은 미세한 충격에도 예민하다. 이 때문에 건물 내진설계부터 공을 들이는데 삼성전자가 오토시스의 장비를 선택했다는 건 기술력을 인정했단 의미다.

오토시스는 발전 분야에서 두각을 드러내고 있다.

2004년 두산중공업에 1000MW급 발전기 터빈 진동 모니터링 시스템을 납품했다. 이듬해엔 3MW급 풍력발전 모니터링 시스템 개발해, 제주도 육·해상 풍력발전기에 공급했다.

2008년 한국수력원자력으로부터 회전체진동모니터링장비와 원전안전제어장치 품질인증을 획득했다. 신한울 원전 1, 2호기와 신고리 원전 3, 4호기 등 대형 원전에 진동 감시 시스템을 공급하는 쾌거를 달성했다. 지난해에는 한국원자력연구원과 소형원전(SMR) 진동감시시스템 공급계약을 체결했다.

최근 발전 분야에서 수행한 연구개발(R&D)과제에서도 오토시스의 기술력은 남달랐다.

오토시스가 주관해 '발전설비 회전체 진동감시시스템' 개발과제를 수행한 결과, 2021년 서부발전으로부터 '아주우수' 평가를 받았다. 이 실증시험에서 해외 최고 수준의 기업인 미국 GE Bently사보다 실시간 진동데이터 처리 속도가 우수한 것으로 입증됐다.

이에 그치지 않고, 2022년부터 가동원전 안전성 향상 핵심기술 개발사업도 수행하고 있다. 이 사업에서 오토시스의 '회전설비 인공지능형 진동감시시스템'은 "Bently사의 성능을 넘어선 기술개발이 이뤄지고 있다"는 평가를 받았다.

"철도 시설·차량, 진동 데이터로 결함·고장 예측 가능…철도안전 확보"


오토시스가 개발한 '머신 닥터(Machine Doctor)'. 다양한 산업현장 장비나 설비에 사용할 수 있는 초소형 '무선 센서 기반 진동·온도 모니터링 AI 분석 진단 시스템'이다. 배터리는 충전식이다. 2025.5.12 / 철도경제

오토시스의 대표 제품군인 회전체 진동감시시스템은 발전기 터빈 설비를 비롯한 다양한 회전체의 유지보수 및 고장 예측을 지원하는 시스템이다. 특히, AI와 빅데이터 분석 기술을 활용해 예기치 못한 기계설비 고장을 사전에 감지하고 예방할 수 있다.

이주용 상무이사는 "회전체 진동감시시스템을 통해 설비를 실시간으로 모니터링하고 정밀하게 데이터를 분석해, 최적의 유지보수 시기를 제안한다"고 강조했다.

이어 "진동 측정에 기반한 상태기반 유지보수 방식으로 설비의 가동률을 향상시키고, 관리비용을 줄이면서 안전성까지 확보할 수 있다"며 "오토시스가 제공하는 클라우드 기반의 원격 모니터링 기능을 활용하면, 언제 어디서나 설비 상태를 확인하고 관리할 수 있어, 유지보수의 효율성도 높일 수 있다"고 설명했다.

오토시스는 지난 3월 '머신 닥터(Machine Doctor)'를 새롭게 출시했다. 손으로 감쌀 수 있을 정도로 작은 '초소형 무선센서 기반 진동·온도 모니터링 및 인공지능 분석 진단시스템'이다. 산업 현장에서 각종 설비에 간단하게 설치하고 바로 모니터링할 수 있는게 특징이다.

베어링 결함이나 축·커플링 불량, 부식·이물질·마모, 기어결함, 볼트풀림·고정불량 등 진단할 수 있는 항목도 다양하다. 방진·방수 기능을 갖고 있고, 충전 배터리를 탑재해 설치 환경에도 크게 제약을 받지 않는다.


철도차량기지에서 KTX를 점검하고 있는 모습. 자료사진. / 사진=코레일

진동 공학에 기반한 오토시스의 전문적인 기술력과 제품은 철도 산업 분야에서도 다방면으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

철도 시설분야에선 현재 이미지나 영상 촬영 데이터를 AI 기술로 분석해 변형·결함 유무를 검측하는 시스템을 활용하고 있다. 초음파나 레이저로 레일을 탐상해 이상유무를 파악하는 장비도 사용한다.

윤대원 대표는 "예를 들어 전차선 장력을 조정해주는 장치에 '진동 모니터링 시스템'을 장착하면, 전차선 및 팬터그래프의 이상 징후를 잡아낼 수 있다"며 "철도 시설 유지관리 기술을 고도화하는데 기여할 수 있을 것"이라고 설명했다.

철도 차량의 대차에는 3축 진동센서가 달려 있지만, 주로 주행 시 발생하는 '이상 진동'을 감지하는 수준이다.

특히, 철도 차량의 축상 베어링에 결함이 생겨, 발열로 차축이 절손돼 탈선하는 사고가 줄지 않고 있다.

이를 막기 위해 차상뿐만 아니라 지상에도 발열감지장치를 설치하고 있다. 최근엔 화차를 중심으로 베어링의 온도와 진동을 실시간 감지하고, 차축의 진동과 튐 현상 등도 파악해 선로 이상 유무를 알 수 있는 기술도 개발한 상태다.

철도 차량에선 전동기 등 구동시스템, 차축과 베어링, 차륜(바퀴) 등도 '회전체'에 해당한다. 하지만 '진동'에 초점을 두면서 모니터링하고, 해당 데이터를 전문적으로 분석하는 기술이 본격적으로 활용되고 있진 않다.

윤대원 대표는 "어느 곳에서 무슨 문제가 발생하고 있는지 진동 데이터로 충분히 알아 낼 수 있다. 진동 데이터를 정밀하게 분석하는 기술이 중요한 이유다"며 "진동 데이터로도 차량 고장이나 부품 정비시기, 시설 이상유무를 예측해 유지관리의 효율성을 높이고, 철도 안전을 확보할 수 있을 것"이라고 말했다.

그러면서 "오토시스가 가진 전문화된 기술력과 검증된 진동감지시스템이 철도와 만나면, 시너지 효과를 낼 것으로 기대한다"고 밝혔다.

/ 장병극 기자
[출처 : 철도경제신문(https://www.redaily.co.kr)]