○ 빅데이터는 기존의 관계형 DB로는 처리에 한계가 있어 고속의 통합 진단용 빅데이터 처리 환경 플랫폼 및 병렬 데이터 처리 기술의 개발이 시도됨.
○ 인공지능 기술은 학문적인 단계에서 많은 연구는 있으나, 아직 원전 분야에 대한 실제 적용 예가 드물며, 선진국관의 기술 격차가 큼.
○ 자가발전(Energy Harvesting) 기술은 저전력 소형화가 필요한 통신 산업에 서 적극 개발되고 있음, 기기 상태진단용 센서망 구축을 위한 에너지 자가 발전 확보 기술의 경우, 주로 하계에서 실험실 수준의 연구 진행 중임.
○ 4차 산업과 융합하여 빅데이터 활용 인공지능 기반 공정계측제어기기 고장 진단예측기술의 개발은 시작 단계임.
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국외 기술개발 수준 및 현황
○ 인공지능 및 빅데이터 기반 지능형 진단 및 예측 플랫폼 기술개발을 선도하 고 있음.
○ 미국, 유럽에서는 전기전자 부품/장비 열화 진단 관련 평가 기술를 확보함.
○ 상태기반정비 기술을 상용화하여 발전소에 적용하고 있음.
○ 광섬유 센서를 활용하여 핵연료 저장조에 대한 복합 분포형 모니터링(온도, 수위)하는 연구를 수행하고 있음.
○ 극한환경 상태진단용 센서 소재는 1970년대부터 미국과 유럽에서 개발하여 원천기술을 보유한 소수의 글로벌 기업이 전 세계시장을 독점하고 있음.
○ 일반산업용 스마트 센서는 다양하게 개발되어 있으나, 원전기기의 구조상태 진단/감시용 스마트 센서의 연구개발은 활발하나 아직 적용은 미미함.
○ 빅데이터 처리 기술관련 시계열 데이터 처리 기술 개발은 시작단계에 있음.
○ 인공지능 분야에서 실제+모의 빅데이터 기반 지능적인 자율진단 방법의 적 용이 학계를 중심으로 시도되고 있으며, 원전에서의 적용은 미미한 상황임.
○ 자가발전 센싱 소재 부품 기술의 다양한 응용연구가 진행 중이며, 원전과 같은 극한환경에서는 아직 적용이 되지 않고 있음.
○ Smart IoT 기술, 고장 및 운영 빅데이터 및 인공지능 기술을 융합한 공정계 측제어기기 고장진단예측기술의 개발은 시작 단계임.
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미래동향 예측
○ 원전 압력경계 기기에 대한 고신뢰 고장진단 기술개발이 진행 중이며, 빅데
이터 및 인공지능 기술을 적용하여 기계/전자/구조물의 통합 안전진단 지능 화 기술로 발전을 예상함.
○ 원전과 인공위성에 사용되는 전기전자장비의 방사선 손상진단 및 예측 기 술의 개발이 확대될 것으로 예측함.
○ 상태기반 정비기술의 국외 기술 개발수준은 이미 상용화 되어 있으므로 국 내 기반기술을 기반으로 상용화가 필요할 것으로 예상됨.
○ 분포형 융합 센싱은 내열/내방사선 원격 측정장치 및 다기능 측정시스템으 로 활용될 것으로 예상함.
○ 극한환경 상태진단용 센서 소재는 가동원전의 고온/방사선 환경 설비의 상 시 안전 진단 및 재난/재해 사고환경에서의 기기 상태진단용 센서에 적용되 기를 기대함.
○ 가동원전 감시사각지대 해소를 위한 스마트센서망의 개발 및 적용 가능성 이 높음.
○ 4차 산업혁명에 힘입어 빅데이터와 인공지능 기술을 기반으로 하는 ICT기 술이 폭발적으로 증가할 것으로 예상되며, 이에 따라 빅데이터 저장 처리 기술 및 관련 플랫폼, 인공지능 자동화기술, 인공지능 기반 고장진단예측 기술 등의 다양한 연구가 진행될 것으로 예상됨.
○ 인공지능 분야에서 실제 대규모 센서망과 연동되어 자율진단을 수행하는 인공지능 플랫폼 구축이 진행될 예정임.
○ 스마트 안전진단용 자가발전 소재 및 부품 기술은, 원전운영 대책의 하나인 스마트 플랜트 구현을 위한 원전 내 유무선 통합 통신환경 구축을 위한 원 천기술로 활용이 가능함.
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기술개발 수행체계
○ 원천기술, 응용기술, 성능검증 분야별로 산⦁학⦁연 협력체계 수립
○ 기 개발된 상태기반정비를 위한 플랫폼을 기반으로 현장용 DB를 구축하고 상태기반 솔루션을 개발해 현장에 적용함.
○ 원전 현장의 의견 및 요구사항 적극 반영한 기술개발
○ 한국원자력연구원의 기존 실규모 시험시설 및 인프라를 적극 활용
○ 빅데이터 기반 인공지능 고장진단 및 자율진단 기술은 서로 유기적으로 연 계하여 진행될 필요가 있으며, 거시적 관점에서는 통합진단용 빅데이터 구
축, 결함/고장예측, 인공지능 기반 공정계측제어기기 고장진단, 인공지능 자 율진단의 순으로 개발 체계의 구축이 가능함.
○ 원전기기 안전진단 자가발전 센싱 소재 및 부품 기술은 외부전원이 상실된 후 최소한 계측정보를 수집하기 위한 기술로서 통합진단용 빅데이터 구축 기술과 연계하여 수행함.
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세부기술의 구성 및 주요 내용
항목 주요 내용 개발대상 핵심 요소기술
Ÿ 스마트 센싱 기반 지능형
기계/구조물 통합 안전진단 및 예측 기술
Ÿ 지능형 통합 안전진단 기반 기술 개발 Ÿ 원전 기계설비/구조물의 지능형 통합
안전진단 및 예측 플랫폼 개발 및 성능검증
Ÿ 통합진단 지능화 기술 Ÿ 예측진단 플랫폼
Ÿ 전기기기 온라인 열화진단기술
Ÿ 한국형 원전 전기전자장비(부품) 방사선 열화진단 기술개발
Ÿ 고방사선 구역 전자계통 열화 저감화 및 고장예방 기술개발
Ÿ 시열화 손상 및 진단 기술 Ÿ 열화 예측 기술
Ÿ 분포형 고온 내방사선 온도/변위/진동 융합센싱 기술
Ÿ 고온/고방사선 환경용 융합센싱기술 개발
Ÿ R원전 통합 안전진단용 복합 센서그리드 개발
Ÿ 광 센싱 진단/분석 기술 Ÿ 내열/내방사선 원격
측정장치
Ÿ 극한환경 스마트센싱용 소재/부품 기술
Ÿ 극한환경 동작형 상태진단 센서 부품/소재 기술 개발
Ÿ 센싱 시스템 최적화 및 성능 검증 Ÿ 극한환경 원전 핵심기기 안전감시를
위한 스마트센싱 소재 및 부품 기술 개발
Ÿ 극한환경 동작형 상태진단 센서 부품/소재 기술 Ÿ 성능검증 및 소재구조
최적화 기술
Ÿ 네트워크형 스마트 센서 소재/부품 기술
Ÿ 상태기반정비 시스템 기술
Ÿ 상태기반정비 실용화 기술 개발 Ÿ 상태기반정비 솔루션 개발 및 적용
Ÿ 플랫폼 구축 기술
Ÿ 상태기반정비 솔루션 기술
Ÿ 스마트센싱
Ÿ 스마트센싱용 하드웨어 및 이상상태/노화 진단용 신호처리알고리즘 개발
Ÿ 스마트센서 운영 플랫폼 개발 및 현장성능 시험
Ÿ 스마트 센싱용 신호처리 및 진단 알고리즘
Ÿ 원전기기 사각지대 감시용 스마트 센서망 기술
Ÿ 사이버물리 모델링 및 해석
Ÿ 펌프 등 일부 기기에 대한 모델 기반 사이버 물리 모델링 기술 개발
Ÿ 주요 원전 기기에 대한 데이터 기반 사이버 물리 모델링 기술 개발 Ÿ 물리기반 및 데이터기반 사이버물리
모델링 기술 통합 및 대상 기기 확장
Ÿ 주요 기기 사이버 물리 해석 체계