AI, 日의 ‘노후화된’ 시멘트 산업에 재활 기회 제공… 숙련공 노하우 전수 한계 넘는다

숙련된 장인의 ‘감’과 ‘경험’에 의존해왔던 일본 시멘트 산업이 인공지능(AI)을 통해 새로운 돌파구를 찾고 있다.

고령화와 인구 감소로 전통적인 현장 교육(OJT)이 한계에 직면하자, 수십 년간 축적된 베테랑의 노하우를 데이터로 학습시켜 공장을 가동하는 ‘AI 자동화’ 시대가 열린 것이다.

2일(현지시각) 닛케이 아시아에 따르면, 일본 최대 시멘트 업체인 타이헤이요 시멘트는 2026 회계연도부터 AI를 활용한 회전 가마(킬른) 자동 운전 시스템을 본격 도입할 예정이다.


시멘트 제조의 핵심인 회전 가마 운영은 매우 까다로운 공정이다. 원료가 고온에서 화학 반응을 일으키는 동안 작업자는 연소 패턴, 장비 상태, 원료의 미세한 변화를 실시간으로 예측하고 제어해야 한다.
특히 최근에는 연료비 절감을 위해 원료 1톤당 약 500kg의 산업 폐기물을 혼합 사용하고 있는데, 폐기물의 구성 성분이 수시로 바뀌기 때문에 이를 조절하는 것은 오직 노련한 숙련공의 ‘손맛’에 달려 있었다.

타이헤이요 시멘트가 개발한 AI는 가마 내부의 온도와 압력 등 방대한 데이터를 분석해 숙련공들이 가졌던 복잡한 판단 패턴을 학습한다.

홋카이도 가미이소 공장에서 실시된 시험 운영 결과, AI는 과거 매뉴얼화하기 어려웠던 전문가들의 노하우를 성공적으로 습득하며 자동 제어의 가능성을 입증했다.

카와베 타카지 타이헤이요 시멘트 전무는 “전문가들의 노하우를 AI로 이전해 이를 현장의 핵심 자산으로 활용할 것”이라고 밝혔다.

일본 제조업이 AI에 매달리는 이유는 절박한 인력 구조 때문이다. 경제산업성의 제조업 백서에 따르면 일본 제조업체의 60% 이상이 기술 전수를 담당할 인력 부족을 호소하고 있다.

특히 시멘트와 철강 등 소재 산업 종사자의 37%가 50~64세에 집중되어 있어, 이들이 은퇴할 경우 현장의 기술력이 통째로 사라질 위기에 처해 있다.

이러한 ‘기술 단절’ 리스크에 대응하기 위해 소재 업계 전반으로 AI 도입이 확산하고 있다.

아사히 카세이는 생성형 AI를 활용해 현장 작업의 위험 예측 정확도를 높이고 있으며, 시스템 자체 구축을 통해 유지보수 비용을 외부 조달 대비 5% 수준으로 낮췄다.

고베 제강은 이미지 인식 기술과 실시간 제어를 결합한 AI 용접 로봇을 개발해 조선과 교량 건설 현장 자동화를 추진 중이다.


일본의 사례는 유사한 고령화 문제를 겪고 있는 한국의 시멘트, 제강, 화학 등 이른바 ‘장치 산업’과 ‘뿌리 산업’에 중요한 시사점을 제공한다.

현장 전문가들이 은퇴하기 전, 그들의 경험적 지식을 데이터로 변환하여 디지털 자산으로 확보하는 ‘기술 아카이빙’ 전략이 시급하다. 이는 단순한 자동화를 넘어 기업의 지속 가능성을 결정짓는 핵심 요소다.

아사히 카세이처럼 외부 모델을 활용하되 내부 최적화 시스템을 갖춰 도입 비용을 낮추는 실용적인 AI 접근 방식이 필요하다. 고가의 설비 투자 없이도 현장 데이터를 효율적으로 활용할 수 있는 중소·중견 기업형 AI 솔루션 보급이 요구된다.

타이헤이요 시멘트가 3D 지도를 통해 공장 설계를 시험하듯, 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 도입해 공정 오류를 사전에 예측하고 최적화함으로써 인력 부족으로 인한 안전사고와 생산성 저하를 방지해야 할 것이다.


신민철 글로벌이코노믹 기자 shincm@g-enews.com