GS건설, 폐기물 크레인 자동화 시스템 개발… 국내 첫 현장 실증 성공

GS건설이 폐기물 처리시설의 운영 효율성과 안전성을 높이기 위한 ‘폐기물 크레인 자동화 시스템’을 공동 개발하고, 국내 최초로 현장 실증에 성공했다고 23일 밝혔다.
폐기물 크레인은 폐기물 자원화 시설 내 연료저장조(벙커)에 모인 폐기물을 혼합하고 소각로 투입구로 옮기는 핵심 설비다. 폐기물은 종류와 크기, 수분 함량 등이 서로 달라 이를 고르게 혼합하고 적정량을 투입하는 것이 소각로의 안정적인 운영에 중요하다.
기존에는 운전원이 직접 크레인을 조작하는 방식으로 운영돼 운전자의 숙련도에 따라 작업 효율에 차이가 발생하고, 운전 과정에서 각종사고가 발생할 우려도 있었다.
이에 GS건설은 크레인 전문회사인 ㈜부천기업과 공동으로 폐기물 크레인 자동화 시스템을 개발하고, 대전광역시 환경에너지종합타운에서 현장 실증을 진행해 최근 성공적으로 마쳤다.
이번 기술의 가장 큰 특징은 기존에 운영 중인 크레인을 교체하지 않고도 자동화 시스템을 적용할 수 있다는 점이다. 
기존 설비에 폐기물 저장 상태를 인식하고 크레인 작업을 자동으로 수행하는 기술을 추가하는 방식으로, 신규 설비 도입 비용과 운영 중단 부담을 줄일 수 있다.
시스템은 ▲저장조 높이 측정 시스템 ▲크레인 자동운전 시스템 ▲운전자용 HMI(Human-Machine Interface) 등으로 구성된다.
먼저 저장조 높이 측정 시스템은 여러 대의 거리센서를 활용해 폐기물의 저장 상태를 실시간으로 측정하고, 이를 3차원 지도로 구현한다. 
이를 통해 저장조 내부의 폐기물 분포와 적재 높이를 파악할 수 있다.
크레인 자동운전 시스템은 측정된 정보를 바탕으로 폐기물을 집어 올릴 위치와 옮길 위치를 판단하고, 크레인의 이동과 작업을 자동으로 수행한다.
운전자용 HMI는 저장조의 폐기물 적재 현황과 크레인의 운전 상태를 한 화면에서 확인할 수 있도록 구성한 조작·모니터링 시스템이다. 개발 과정에서 현장 운전원과 크레인 전문회사의 의견을 반영해 사용 편의성을 높였다.
크레인 이동 과정에서 발생하는 폐기물을 집는 버켓의 흔들림을 줄이는 제어 기술도 함께 적용했다. 이를 통해 주변 설비와의 충돌 위험을 줄이고, 크레인의 운전 안정성과 작업 효율을 높일 수 있도록 했다.
실증 결과, 크레인이 목표 지점에 얼마나 정확하게 도달하는지를 평가하는 위치 정밀도 시험에서 오차가 모두 10cm 이내로 나타나 전 항목 합격 판정을 받았다. 또한 반자동 운전 시 이동속도도 숙련된 운전원의 수동 운전과 유사한 수준으로 나타나, 기존 작업 효율을 유지하면서 자동화 기술을 적용할 수 있는 가능성을 확인했다.
GS건설은 최근 'AI를 기반으로 한 천장크레인의 자동화 시스템' 관련 특허를 등록하며 기술 경쟁력 확보에도 나섰다. 
현재는 일부 운전자 보조가 필요한 단계로, 향후 기술을 고도화해 일정 조건에서 운전자 개입 없이 작업할 수 있는 조건부 자율운전 수준으로 발전시킬 계획이다.
이를 통해 운전원의 반복 작업 부담을 줄이고 근무 환경을 개선하는 한편, 크레인 운전의 안전성과 환경플랜트 운영 효율도 높일 수 있을 것으로 기대된다.
GS건설은 2000년부터 국내에서 총 21개 환경플랜트 사업을 수행했으며, 이 중 6개 사업에는 민간투자 방식으로 참여해 운영에도 관여하고 있다.
GS건설은 이번 기술 개발을 바탕으로 환경플랜트의 운영 효율을 높이는 동시에, 향후 관련 사업 입찰에서도 기술 차별화를 통한 수주 경쟁력을 강화해 나갈 계획이다.
GS건설 관계자는 "이번 기술은 기존 크레인을 활용하면서 자동화를 구현해 현장 적용성과 경제성을 함께 확보했다는 데 의미가 있다"며 "실증 결과를 바탕으로 기술을 지속적으로 고도화해 폐기물 처리시설의 안전하고 효율적인 운영에 기여하겠다"고 밝혔다.