4th industrial revolution vs water 4g · 2018. 11. 19. · 4 g water tech. 4g water infra concept :...

4th Industrial Revolution vs Water 4G

K-water 융합연구원스마트워터연구소

이 두 진

4th Industrial Revolution…?

한국은왜 ‘4차산업혁명’이안보일까(한겨례, ‘17.1.23)

‘4차산업혁명, 유행어인가혁신의물결인가’(이데일리, ‘17.8.21)

‘4차산업혁명과빅데이터는 허구다’(조선일보, ‘17.7.10)

1


2


Industry 4.0 ?

독일 HighTech Strategy 2020(2011) 제조업 혁신을 위한 4세대 산업생산 시스템 Smart Factory

- Industry 1.0 : 제조업의 기계화, Industry 2.0 : 대량생산, Industry 3.0 : 부분자동화

Cyber-Physical System

통신기능과 연결성이 증대된 메카트로닉 장비에서 진화하여 컴퓨터 기반의 알고리즘에 의해 서로 소통하고 자동적,

지능적으로 제어되고 모니터링 되는 다양한 물리적 개체(센서, 제조장비 등)들로 구성된 시스템(www.wikipidia.com)

3


Klaus Schwab (Founder and Executive Chairman, WEF)

- 3차 산업혁명과의 차이는 속도(velocity), 범위(Scope), 영향(System impact)

- 4차 산업 진화속도는 지수함수형태로 빨라지고, 모든 산업 모든 나라에 영향을 미치고, 그 충격이 엄청남

Jeremy Rifkin (Founder, Foundation on Economic Trends(FOET))- 1차 산업혁명 : 석탄, 기계화 혁명, 2차 산업혁명 : 석유와 철강, 전기에너지 대량생산체계

3차 산업혁명 : 정보기술과 재생에너지, 정보화 혁명

- 현재는 3차 산업혁명이 가속화되고 있는 상태(Digital Transformation)

4

Robert J Gordon (Professor, Northwestern University)- AI와 공장자동화는 20여년 전부터 이미 시작, 생산성의 극적인 향상 증거 없음

- 혁명(Revolution) 보다는 진화(Evolution) : 말을 대체해서 자동차가 등장한 것과 같은 극적인 변화가 있는가?

출처 : 200 Years of Innovation and Growth, WIPO Report, 2015 재구성


Industry 4.0 ? , 4th Industrial Revolution ?

자동화(Automation) vs 자율화(Autonomisation)

3th Industrial Revolution vs 4th Industrial Revolution

5


Hyper-Connection, Hyper-Automation, Hyper-Intelligence

출처 : 김상훈, ‘4차 산업혁명 – 주요개념과 사례’ 산업경제(2017)

6


ICBM + AI Core-Tech. :

Internet of Things Cloud

Big DataMobile

AI

7


출처 : 김상훈 외, ‘4차 산업혁명과 뿌리산업 발전방향, 산업연구원(2017)

Information Tech.(IT) : Enabler Operational Tech.(OT) : AdopterCo-Evolution

8

Water Industry

AMI Energy savingWater SecurityEfficiencyHigh Quality

- Smart Water Management System

- Smart Water City

Water Industry

출처 : 딜로이트안진회계법인, ‘4차산업혁명의 Tipping Points & Technologies’(2017)


9

Smart Water Management vs 4th or 3.5th Industrial Revolution

10

Smart Water ·······

출처 : Frédérik Blank, ‘Walk the Walk or Talk the Talk? Where will we be in 5, 10, 15 years?’(2014)

Smart Water ? 3.5th Industrial Revolution ? The Tech. that are caught in the hand is not Revolution Tech.

11


Smart Water ? 3.5th Industrial Revolution ?

The Tech. that are caught in the hand is not Revolution Tech.

2 3 4

- Smart water metering 구축및운영

- 계측기기 최적 위치 선정

- 관망감시용 계측기기성능고도화

(비파괴 상태진단, 수질계측기기등)

- Smart water metering 정보제공웹포털

- 실시간 계측데이터검,보정 기술

- 정수처리 공정 Simulator

- 관망해석및운영프로그램고도화

- 비파괴 관망진단 Tool

12


What’s better than 3th Industrial Revolution in Water Sector

- 감시, 해석, 예측 기술 고도화를 통한 시스템 운전 안전성 증대(Safety)

- 에너지, 인력 등 소요 비용 절감(Cost)

- 소비자 맞춤형 서비스 제공(Service)

- 다양한 정보제공을 통한 서비스 수준 향상(Service)

- 새로운 비즈니스 창출 및 관련분야 산업육성(Business)

출처 : ITU, ‘Smart Water Management in Cities’(2014) 출처 : ITU, ‘ICT as an Enabler for Smart Water Management’(2010) 13


Water 4.0 G ?

David Sedlak(2015) ‘Water 4.0 : The past, present, and future of the World’s most vital resource’

Revolutions of Water Industry

1.0 : 고대 로마시대 수로, 하수관거, 분수시설

2.0 : 모래여과, 염소소독을 통한 음용수 처리

3.0 : 하수처리장과 하수관로시스템

4.0 : 에너지자립, 물부족(물재이용) 문제를 다루는 기술로 진화

David Sedlak (Professor of UC Berkeley)

14

Water 4.0 Water 5.0

Water 4.0 G ?

1세대(1G) : 우물, 수로 및 우,오수배수 관거

2세대(2G) : 물리화학적 상수처리(모래여과/염소소독), 생물학적 하수처리시설,

3세대(3G) : 기계 및 설비 자동화, 막여과방식 수처리, 빗물 및 하수재이용, 해수담수화

실시간 감시 및 통합운영

4세대(4G) : Innovation Water Infra(Wellness Water Infra)

인프라 혁신(맞춤형-분산화), 빅데이터-인공지능기반 자율운전(AR+AI)

Generation of Water Technology

Doojin Lee (Senior Researcher of K-water Institute)

15

4세대 Wellness Water Factory 모델 제시(Four Free Factory) : O&M

- Human Free, Chemical Free, Fuel energy Free, By-Product Free

- 환경부하 최소화(Zero Effect Green Infra(zero waste/Emission)

4세대 인공지능 기반 상하수도 인프라 운영 기술 : S/W

- 인공지능 기반 무인자율운전 시스템 개발

- 증강현실 기반 운영관리 고도화 기술

4G Water Tech.

4세대 상하수도 인프라 혁신 기술(Thinking Shift) : H/W

- 물순환 회복형-분산형-발생원 처리시스템(취수-생산-공급-처리-방류 상하수도 일체화 기술)

- 정수 원수수질보다 깨끗한 하수 처리수 생산

- 취수구보다 상류에 위치한 방류구

- 취,도수관보다 짧은 송,배,급수관로, 배수관로보다 긴 방류관로

16

4 G Water Tech.

4G Water Infra Concept : 자연으로부터 빌린 물을 더 깨끗하게 돌려주는시스템

Water Quality levelRiver < Treated sewage

Water Treatment Plant

Intake

Pollution levelRiver < Treated sewage

Sewage TreatmentPlant

G Water Infra

thIndustry Revolution

17

4- 상수 원수보다 깨끗한 수질의 하수처리수 생산(하수처리수 가치)

- 취수와 방류가 일체화된 분산형 물순환

- 발생원 맞춤형 물재이용

- 취,도수관로 보다 짧은 송,배,급수관로, 배수관로보다 긴 방류관로

- 환경 부하를 최소화시킬 수 있는 지속가능한 상하수도 인프라


Intake

Ultra AdvancedSwage Treatment Plant

Reuse

Pumping to upstream


Intake

Ultra AdvancedSwage Treatment Plant

Reuse

Pumping to upstream



- 환경부하 최소화(Zero Effect Green Infra(zero waste/emission)




4G Water Tech.



- 상수 원수수질보다 깨끗한 하수 처리수 생산

- 취수구와 방류구가 일체화된 물순환 체계


18

4 Four Free

4 G Water Tech.

4G Wellness Water Infra

19

Zero Effect Green Infra

1 Human Free, 2 Chemical Free, 3 Fuel energy Free, 4 By-Product Free

출처 : World Water Development Report, 2014



- 환경부하 최소화(Zero Effect Green Infra(zero waste/emission)




4G Water Tech.



- 정수 원수수질보다 깨끗한 하수 처리수 생산

- 취수구보다 상류에 위치한 방류구


20

4G Water Tech.

4G Smart Water Factory

21

22

4G Water Infra + IT

4 G Water Tech.

4G Water Tech.

Smart City도시인프라에 ICT를 접목하여 효율성, 안전성, 삶의 질을 향상시키는 지속가능한 네트워크형 도시

23

화재안전

구조물안전성

전기교통

스마트조명

교통제어/ 스마트도로

고속차선 산사태예방 누수감지 무선인터넷 물공급감시 지진조기감지 스마트주차

쓰레기관리

수직축풍력발전터빈

실시간업데이트

화학물질유출감지

스마트그리드

건물통합태양광발전

공기오염방지옥상풍력발전주변접근제어빌딩관리그린빌딩

옥상정원, 건물벽면식생을통한단열및CO2저감/산소생성교통

인프라 유틸리티 생활빌딩환경

스마트시티를위한스마트솔루션도시생활의모든측면에대한스마트모니터/제어가변화시키는도시지형도

난방, 에너지사용, 조명, 환기등서비스의자동화및최적화 CCTV를통한모니터링과접근

제어, 침입자탐지, 경보고층빌딩옥상에설치되거나빌딩설계자체에통합된풍력발전터빈

공장의이산화탄소배출통제및자동차공해모니터링

기존재료를대체하는태양광패널이탑재된새로운건물재료

에너지소비모니터링및관리

누수및공장폐수감지

이동경로와교통정체예방을위한즉각적인스마트폰교통업데이트

효율적공간활용을위한나선형풍력발전터빈

쓰레기수거경로최적화를위한쓰레기수거함의수위측정

에너지소비량측정및관리진동에민감한특정지역모니터링

상하수도수질및수량감시제어공공와이파이수원지밖의유량상태및수도관의수압변동률감지토양수분, 진동, 지질밀도측정

지능형/적응형고속/ 서행가변차로

자동차/보행자맞춤형교통모니터링및제어

날씨적응형지능형가로등

도시곳곳에충전소를갖춘전기차량및대중교통

진동, 건물과인프라의재료상태감지

화재감지및각공간에최적화된지능형소화시스템

4th industrial revolution vs water 4g · 2018. 11. 19. · 4 g water tech. 4g water infra concept :...

Documents