[미국] 에인슬리 로렌스, "수도시설에 첨단기술의 지속적 도입은 효율성·지속가능성의 새로운 시대를 예고"

첨단 기술과 시스템의 구현, 운영 효율성 높이고 지속가능성을 보장 및 물관리를 현대화하는 데 매우 중요

간소화된 프로세스와 최첨단 기술의 만남은 수도시설의 새로운 시대를 예고

미국 샌디에이고시, 상하수도 인프라 모니터링 위해 무인항공기(UAVs) 도입…상하수도 시설 점검에 필요한 시간·인력 크게 줄여

호주 멜버른시, 포괄적인 디지털 물프로그램(Comprehensive Digital Water Program) 도입 …물관리 관행 개선

 

스마트 센서(Smart Sensor), 데이터 분석(Data Analytics), 자동화(Automation)와 같은 기술은 전통적인 방법을 변화시키고 있으며, 수도시설이 자원 할당을 최적화하고 낭비를 줄일 수 있게 해준다. 특히, 호주의 멜버른시는 포괄적인 디지털 물 프로그램(Comprehensive Digital Water Program)을 도입하여 물관리 관행을 개선했다. [사진출처(Photo source) = 멜버른 워터(Melbourne Water)]

미국의 환경 및 로봇공학 전문가이자 프리랜서 작가인 에인슬리 로렌스(Ainsley Lawrence)는 물 관련 정보를 제공하는 미국의 『워터온라인(WaterOnline.com)』에 ‘간소화된 프로세스와 최첨단 기술의 만남 : 수도시설의 새로운 시대(Streamlined Processes Meet Cutting-Edge Tech: A New Era For Water Utilities)’라는 제목의 기고문을 게재했다. 그 내용을 소개한다.

전 세계적으로 물 수요가 증가함에 따라 공공수도시설은 간소화된 프로세스와 첨단 기술이 얽혀 있는 새로운 시대로 접어들고 있다. 첨단 도구와 시스템의 구현은 운영 효율성을 높이고 지속 가능성을 보장하며 물관리 관행을 현대화하는 데 매우 중요하다.

스마트 센서(Smart Sensor), 데이터 분석(Data Analytics), 자동화(Automation)와 같은 기술은 전통적인 방법을 변화시키고 있으며, 수도시설이 자원 할당을 최적화하고 낭비를 줄일 수 있게 해준다.

이러한 진화는 단순히 성장에 발맞추는 것이 아니라 기후변화와 인구 증가 속에서 중요한 물 공급을 보호하는 데 필수적이다. 혁신적인 솔루션을 활용하면 수도시설은 인프라 상태를 더 잘 모니터링하고 시스템 장애를 예측하며 서비스 제공을 개선할 수 있다.

궁극적으로 이러한 기술과 효율성의 통합은 환경 문제에 대한 회복력을 강화할 뿐만 아니라, 이러한 필수 서비스에 의존하는 지역사회와의 신뢰와 참여를 촉진시킨다. 앞으로 내다볼 때, 간소화된 프로세스와 첨단 기술 역량의 결합은 상수도의 미래를 정의하여 앞으로 세대에 걸쳐 지속 가능하고 공평한 상수도 공급을 촉진시킬 것이다.

수도시설을 혁신하는 무인 시스템

드론(Drone)과 자율주행차(Autonomous Vehicles)와 같은 무인 시스템의 중요한 기술 발전은 최근 몇 년 동안 다양한 응용 분야에서 효율성과 신뢰성을 향상시켰다.

예를 들어, 자동화된 인프라 점검을 위해 드론을 사용하면 교량과 타워를 신속하게 평가할 수 있으며, 고해상도 이미징과 데이터 분석을 활용하여 수작업으로 점검할 필요 없이 구조적 문제를 식별할 수 있다.

마찬가지로, 자율 주행 차량은 수질 모니터링에 점점 더 많이 활용되고 있으며, 이는 어려운 수중 환경에서도 실시간 데이터 수집을 가능하게 하여 잠재적인 오염에 대한 대응 시간을 향상시킨다.

이러한 혁신은 무인 시스템이 최소한의 인간 개입으로 지능적인 의사 결정을 내릴 수 있도록 자율성을 높이는 것의 중요성을 강조한다. 5G(5세대 이동 통신)와 같은 기술로 구동되는 향상된 연결성은 이러한 시스템과 제어센터 간의 강력한 통신을 보장하여 적시에 데이터 전송과 의사 결정을 용이하게 한다.

그러나 자동화에 대한 몇 가지 오해는 여전히 남아 있다. 한 가지 일반적인 오해는 자동화가 광범위한 실직으로 이어질 것이라는 생각이다. 실제로 자동화는 종종 시스템 관리와 감독에 초점을 맞춘 새로운 역할을 창출한다.

또한 일부 사람들은 자동화가 대규모 운영에만 적합하다고 생각하지만, 소규모 조직도 프로세스 모니터링이나 재고 관리와 같은 특정 작업을 자동화함으로써 효율성을 높이고 운영비용을 절감할 수 있어 큰 이점을 얻을 수 있다.

미국의 샌디에이고시는 상하수도 인프라 모니터링을 위해 무인 항공기(UAVs)를 도입하여 상하수도 시설 점검에 필요한 시간과 인력을 크게 줄였다. 사진은 샌디에이고시 전경. [사진출처(Photo source) = 엔디에고시(City of San Diego)]

 

프로세스 흐름 매핑을 통한 운영 최적화

간소화된 프로세스는 비효율성을 줄이고 운영비용을 절감시킨다. 워크프로우(Workflow, 작업속도)를 최적화함으로써 조직은 낭비를 최소화하고 생산성을 향상시키며 전반적인 성과를 개선할 수 있다.

효과적인 프로세스 흐름을 만들기 위한 모범사례에는 목표를 명확하게 정의하고, 워크프로우를 시각적으로 매핑(Mapping)하며, 팀원들을 디자인 단계에 참여시켜 구매와 실용성을 보장하는 것이 포함된다. 흐름도(Flowchart)와 다이어그램(Diagram)과 같은 도구를 활용하면 병목현상(Bottlenecks)과 중복을 식별하는 데 도움이 되어 팀이 이에 따라 프로세스를 조정할 수 있다.

자동화 및 데이터 분석과 같은 새로운 기술을 통합하면 이러한 작업속도를 더욱 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제조 분야에서 자동화된 픽 앤 플레이스 시스템(pick-and-place system, 지정된 물체를 한 장소에서 다른 장소로 높은 정밀도와 속도로 이동시키는 자동화 시스템)은 수작업 처리 시간을 줄여 생산을 가속화할 수 있는 반면, 고급 데이터 분석은 수요를 예측하고 재고 수준을 최적화할 수 있다.

하·폐수 관리에서 실시간 모니터링 시스템을 구현하고 예측 유지보수를 활용하는 등의 최적화 전략은 운영을 크게 간소화할 수 있다.

이러한 기술을 통해 유틸리티는 문제가 확대되기 전에 문제를 식별할 수 있으므로 가동중지(Downtime)와 유지보수 비용(Maintenance Cost)을 줄일 수 있다. 또한 지속적인 개선 마인드를 채택하면 프로세스에 대한 정기적인 평가를 장려하여 조직이 변화하는 조건과 기술에 효과적으로 적응할 수 있다.

실제로 수도시설은 처리 과정 전반에 걸쳐 센서로부터 데이터를 수집하는 실시간 모니터링 시스템을 구현할 수 있다. 운영자는 시스템 성능에 대한 즉각적인 피드백(Feedback)을 받을 수 있어 사전 예방적인 유지보수가 가능하다.

예를 들어 펌프에 고장 징후가 나타나면 자동화된 알림을 통해 직원들이 가동중지(Downtime)로 이어지기 전에 문제를 해결하도록 요청할 수 있다. 이러한 사전 예방적 접근 방식은 효율성을 높이고 운영비용을 줄이면서 수질기준을 일관되게 충족하도록 보장한다.

간소화된 프로세스와 새로운 기술을 결합함으로써 조직은 상당한 비용 절감과 운영 효율성을 달성하여 보다 지속 가능하고 탄력적인 운영 모델을 구축할 수 있다.

미래를 보면서 수도 서비스 부문의 혁신 가능성은 엄청나다. 스마트 기술과 데이터 분석을 도입하면 유틸리티가 지속 가능하게 운영되고, 증가하는 지역 사회 수요를 충족하는 동시에 수자원을 효과적으로 관리할 수 있다. [사진출처(Photo source) = 멜버른 워터(Melbourne Water)]

사례 연구 및 실제 응용

많은 기업들이 무인 시스템(Unmanned System)과 최적화된 워크플로우를 성공적으로 도입하여 하·폐수 관리의 운영 효율성을 높이고 있다. 예를 들어 샌디에이고시는 인프라 모니터링을 위해 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicles, UAVs)를 도입하여 시설 점검에 필요한 시간과 인력을 크게 줄였다.

이러한 접근 방식은 노동 및 장비와 관련된 비용을 절감할 뿐만 아니라 잠재적인 지자체의 물 문제에 대한 대응 시간을 단축하여 인프라가 최적의 상태를 유지하도록 보장한다.

또 다른 주목할 만한 사례는 호주의 멜버른시로, 포괄적인 디지털 물 프로그램(Comprehensive Digital Water Program)을 도입하여 물관리 관행을 개선했다. 멜버른 워터(Melbourne Water)는 물 분배 네트워크(Water Distribution Network) 전체에 사물인터넷(Internet of Things, IoT) 센서를 구현하여 실시간으로 수질과 흐름을 모니터링할 수 있다.

이 기술을 통해 유틸리티는 누수와 오작동을 신속하게 감지하여 신속한 수리와 최소한의 서비스 중단을 가능하게 한다. 그 결과, 이 도시는 물보존 노력을 개선했을 뿐만 아니라 운영 비용을 크게 줄이고 고객 서비스 경험을 향상시켰다.

이러한 무인 시스템과 최적화된 워크플로는 유틸리티에 리소스를 보다 효과적으로 할당할 수 있는 유연성을 제공하여 궁극적으로 커뮤니티의 요구에 대응하는 능력을 향상시킨다.

이점으로는 △노동력 최소화 △자산 관리 개선을 통한 운영비용 절감 △인프라 문제에 대한 대응 시간 단축 △서비스 품질 개선 등이 포함되며, 이는 고객 만족도를 높여준다. 이러한 첨단 기술을 도입하면 유틸리티는 규제 표준을 준수하는 동시에 지역 사회의 증가하는 수요를 충족할 수 있다.

결 론

무인 시스템과 프로세스 최적화를 통합하면 운영 효율성을 높이고 비용을 절감하며 서비스 안정성을 개선하여 수도 서비스에 혁명을 일으키고 있다. 이러한 발전을 통해 유틸리티는 드론 및 자동화 센서와 같은 기술을 활용하여 보다 정확한 인프라 모니터링과 신속한 문제 식별을 용이하게 하여 대응 시간과 자원 할당 과제를 줄일 수 있다.

미래를 보면서 수도 서비스 부문의 혁신 가능성은 엄청나다. 스마트 기술과 데이터 분석을 도입하면 유틸리티가 지속 가능하게 운영되고, 증가하는 지역 사회 수요를 충족하는 동시에 수자원을 효과적으로 관리할 수 있다. 이러한 혁신적인 접근 방식은 규제 표준 준수를 보장할 뿐만 아니라 기후 관련 과제에 대한 회복력도 증진시킨다.

궁극적으로, 수도시설에서 첨단 기술을 지속적으로 도입하는 것은 효율성과 지속 가능성의 새로운 시대를 예고한다. 혁신적인 솔루션에 투자함으로써, 유틸리티는 진화하는 요구에 대응할 수 있는 적응형 시스템을 만들어 물관리를 위한 보다 환경적으로 책임감 있고 지속 가능한 미래를 위한 길을 열 수 있다.

[원문보기]

Streamlined Processes Meet Cutting-Edge Tech: A New Era For Water Utilities

By Ainsley Lawrence

As global water demands intensify, water utilities are entering a new era where streamlined processes intertwine with cutting-edge technology. The implementation of advanced tools and systems is critical to enhance operational efficiency, ensure sustainability, and modernize water management practices. 

Technologies such as smart sensors, data analytics, and automation are transforming traditional methods, enabling water utilities to optimize resource allocation and reduce waste.

This evolution is not merely about keeping pace with growth; it is essential for protecting vital water supplies amid climate change and population expansion. By leveraging innovative solutions, water utilities can better monitor infrastructure health, predict system failures, and improve service delivery. 

Ultimately, this integration of technology and efficiency not only strengthens resilience against environmental challenges but also fosters trust and engagement with communities relying on these essential services. As we look ahead, the marriage of streamlined processes with advanced technological capabilities will define the future of water utilities, promoting a sustainable and equitable water supply for generations to come.

Unmanned Systems Transforming Water Utilities

Significant technological advancements in unmanned systems, such as drones and autonomous vehicles, have enhanced their efficiency and reliability across various applications in recent years. 

For example, the use of drones for automated infrastructure inspections allows for rapid assessments of bridges and towers, leveraging high-resolution imaging and data analytics to identify structural issues without the need for manual inspections. 

Similarly, autonomous vehicles are increasingly utilized for water quality monitoring, enabling real-time data collection in challenging aquatic environments, thus improving response times to potential contamination.

These innovations underscore the importance of increased autonomy, enabling unmanned systems to make intelligent decisions with minimal human intervention. Enhanced connectivity, driven by technologies like 5G, ensures robust communication between these systems and control centers, which facilitates timely data transmission and decision-making.

However, several myths about automation persist. One common misconception is that automation will lead to widespread job loss; in fact, it often creates new roles focused on system management and oversight.

 Additionally, some believe that automation is only suited for large operations, but even small organizations can benefit significantly from automating specific tasks, like process monitoring or inventory management, thereby boosting efficiency and reducing operational costs. 

As unmanned systems continue to evolve, they promise to address both operational challenges and environmental sustainability, paving the way for smarter, greener solutions.

Optimizing Operations With Process Flow Mapping

Streamlined processes reduce inefficiencies and cut costs in operations. By optimizing workflows, organizations can minimize waste, enhance productivity, and improve overall performance. 

Best practices for creating effective process flows include clearly defining objectives, mapping out the workflow visually, and involving team members in the design phase to ensure buy-in and practicality. Utilizing tools such as flowcharts and diagrams helps in identifying bottlenecks and redundancies, enabling teams to adjust processes accordingly.

Integrating new technologies, like automation and data analytics, can further enhance these workflows. For example, in manufacturing, automated pick-and-place systems can accelerate production by reducing manual handling times, while advanced data analytics can forecast demand and optimize inventory levels.

In wastewater management, optimization strategies such as implementing real-time monitoring systems and leveraging predictive maintenance can streamline operations significantly. 

These technologies allow utilities to identify issues before they escalate, thereby reducing downtime and maintenance costs. Moreover, adopting a continuous improvement mindset encourages regular assessment of processes, allowing organizations to adapt to changing conditions and technologies effectively.

In practice, a water utility might implement a real-time monitoring system that collects data from sensors throughout the treatment process. Operators could receive instant feedback on system performance, allowing for proactive maintenance. 

For example, if a pump shows signs of failure, an automated alert would prompt staff to address the issue before it leads to downtime. This proactive approach enhances efficiency and ensures water quality standards are consistently met while reducing operating costs.

By combining streamlined processes and new technologies, organizations can achieve significant cost savings and operational efficiency, fostering a more sustainable and resilient operational model.

Case Studies And Real-World Applications

Many utilities are successfully adopting unmanned systems and optimized workflows to enhance operational efficiency in wastewater management. For instance, the City of San Diego implemented unmanned aerial vehicles (UAVs) for infrastructure monitoring, significantly reducing the time and manpower required for facility inspections. 

This approach not only cuts costs associated with labor and equipment but also accelerates response times to potential county water issues, ensuring infrastructure remains in optimal condition.

Another notable example is the City of Melbourne in Australia, which has embraced a comprehensive digital water program to enhance its water management practices. By implementing an array of IoT sensors throughout its water distribution network, Melbourne Water can monitor water quality and flow in real-time. 

This technology enables the utility to detect leaks and malfunctions promptly, allowing for swift repairs and minimal service disruption. As a result, the city has not only improved its water conservation efforts but also significantly reduced operational costs and enhanced customer service experiences.

These unmanned systems and optimized workflows provide utilities with the flexibility to allocate resources more effectively, ultimately enhancing their ability to respond to community needs. 

Benefits include reduced operational costs through minimized labor and enhanced asset management, faster response times to infrastructure challenges, and improved service quality, leading to greater customer satisfaction. Embracing these advanced technologies positions utilities to meet the growing demands of their communities while adhering to regulatory standards.

Conclusion

The integration of unmanned systems and process optimization is revolutionizing water utilities by enhancing operational efficiency, cutting costs, and improving service reliability. 

These advancements allow utilities to leverage technologies such as drones and automated sensors, which facilitate more accurate infrastructure monitoring and rapid identification of issues, thereby reducing response times and resource allocation challenges.

As we look toward the future, the potential for innovation within the water utility sector is vast. Embracing smart technologies and data analytics will enable utilities to operate sustainably, effectively managing water resources while meeting increasing community demands. 

This transformative approach not only ensures compliance with regulatory standards but also promotes resilience against climate-related challenges.

Ultimately, the ongoing adoption of advanced technologies in water utilities heralds a new era of efficiency and sustainability. By investing in innovative solutions, utilities can create adaptable systems capable of responding to evolving needs, paving the way for a more environmentally responsible and sustainable future for water management.

[출처=워터온라인(wter online)(https://www.wateronline.com/doc/streamlined-processes-meet-cutting-edge-tech-a-new-era-for-water-utilities-0001) / 2025년 3월 4일]