소개글
"캡스톤디자인 화학"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 화학산업의 현황과 중요성
1.2. 화학물질 사고의 증가 및 문제점
1.3. 연구의 필요성과 목적
2. 국내 및 해외 화학 산업의 현황
3. 화학 물질 사고 발생 현황과 화학 사고 원인
4. 화학적 요인에 의한 화재 및 인명・재산 피해 현황과 물질별 화학 사고
5. 인공지능 기술 기반의 화학 사고 대응 방안
5.1. 강화학습 기반의 사전 대응
5.2. 컴퓨터 비전 기반의 사후 대응
5.3. 데이터 댐과 연계 기반의 모니터링
6. 화학물질 사고 대응을 위한 모니터링 시스템
6.1. 작업 현장에의 실제적 영향 검증
6.2. 센서 융합을 통한 데이터 수집 및 인공지능 기술 적용
6.3. 모니터링 시스템의 제도화
7. 결론
8. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 화학산업의 현황과 중요성
화학산업은 전 세계적으로 거대한 규모의 시장을 형성하고 있다. 세계 화학산업 시장은 2018년 기준 3조 3,470억 유로(2조 8,340억 달러)에 달하는 거대한 규모로, 이는 세계 GDP의 4.2%를 차지하는 수준이다. 국내의 경우에도 화학산업 시장이 국내 제조업 분야의 16.7%에 해당하는 약 254조 원 규모이며, 이는 세계 화학산업 시장의 3.5%를 차지하는 수준이다. 화학산업은 국가 경제에 있어 매우 중요한 산업 분야이며, 국내에서도 주요 산업 중 하나로 자리잡고 있다. 화학산업은 반도체, 나노, 무기소재, 의약품 등 다양한 첨단 산업 분야의 핵심 소재와 원료를 제공하는 기반이 되는 산업이다. 따라서 화학산업의 성장과 발전은 국가 경제와 산업 전반의 발전에 밀접한 영향을 미치고 있다.
1.2. 화학물질 사고의 증가 및 문제점
화학산업이 빠르게 성장함에 따라 화학물질의 취급이 증가하고 있다. 그러나 화학물질을 생산하고 취급하는 시설이 노후화되고 안전기준을 준수하지 않는 경향이 심해지면서, 최근 화학물질 사고 사례의 발생 건수가 증가하고 있다. 최근 7년간 발생한 전체 화학 사고 720건 중 '시설 결함'으로 인한 사고 발생이 276건(38.3%), '안전기준 미 준수'로 인한 사고 발생이 287건(39.9%)으로 조사되었다. 화학물질의 취급 증가는 신기술 발전에 필수적이지만, 동시에 화학 사고를 미리 예방하고 대응하는 솔루션을 마련하는 일이 더욱 중요해지고 있다. 이는 화학물질 사고로 인한 대규모 인명・재산 피해를 방지하기 위해서이다.
1.3. 연구의 필요성과 목적
화학산업은 전 세계 GDP의 4.2%를 차지할 만큼 거대한 규모의 시장이며, 국내에서도 제조업 분야의 16.7%를 차지하는 주요 산업이다. 그러나 급속한 산업 성장과 작업 현장의 노후화로 인해 최근 화학물질 사고가 지속적으로 증가하고 있다. 화학물질의 취급은 증가하는 반면 작업 현장의 시설 결함과 안전기준 미준수로 인해 사고 위험성이 높아지고 있는 것이다.
화학물질 사고는 대규모 피해를 야기할 가능성이 매우 크다. 화학물질의 무색・무취 특성, 짧은 순간에 강렬하게 일어나는 폭발 사고, 각기 다른 반응성으로 인해 즉각적인 인지와 대응이 어렵기 때문이다. 따라서 화학물질 사고를 미리 예방하고 효과적으로 대응할 수 있는 방안을 마련하는 것이 필요하다.
최근 인공지능 기술이 발달함에 따라 화학 안전 분야에서도 활용 가능성이 높아지고 있다. 따라서 이 연구에서는 인공지능 기술을 활용하여 화학물질 사고에 대한 사전 대응과 사후 대응, 실시간 모니터링 등의 종합적인 방안을 제시하고자 한다. 이를 통해 화학물질 사고로 인한 인적・물적 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대한다.
2. 국내 및 해외 화학 산업의 현황
세계 화학산업 시장은 2018년 3조 3,470억 유로(2조 8,340억 달러)에 달하는 거대한 규모의 시장이다.[1] 이는 세계 GDP인 73조 9,938억 달러의 4.2%를 차지하는 수준이다.[1] 국가별로는 중국이 매출액 기준 1위이며, 1조 1,980억 유로 규모로 세계 화학산업 시장 중 35.8%를 차지하고 있다.[1] 중국이 기존 유럽이 견고하게 지키던 순위를 탈환할 수 있었던 것은 정책적 지원 전략의 힘이 컸다.[2] 중국은 화학산업의 장기적 전략으로 "13th Five-Year Plan"을 발표하며, 2025년을 목표로 화학산업 시장에서 주도권을 갖는 것을 목표로 산업과 교육 부문을 지원해왔다.[2] 국내의 경우 세계 화학산업 시장의 매출액 중 3.5%인 1,220억 유로 수준의 시장 규모를 유지하고 있다.[1] 이를 한화로 환산하면 약 254조 원 정도이며, 이는 한국 제조업 분야의 16.7%에 해당하는 시장 규모이다.[1] 한국의 화학 산업은 제조업 분야의 매출액과 비슷한 추이의 성장 곡선을 보인다.[1] 2014년부터 하락세였던 성장 곡선은 2017년에 회복세로 돌아섰고, 2018년에는 전년도와 비교하여 7.1% 상승한 수치를 기록했다.[1] 국내 화학산업 시장에서 가장 주요한 업종은 '화학물질 및 화학제품 제조업 (정밀화학)'이다.[1] 전체 매출액 규모 중 가장 큰 비중인 164조 원 규모의 업종이...
참고 자료
2020년도 화학・바이오분야 산업인력현황 자료 조사·분석 보고서, 화학산업인적자원개발위원회, p.1–148 (2020).
2019년도 화학・바이오분야 산업인력현황 자료 조사·분석 보고서, 화학산업인적자원개발위원회, p.1–113 (2019).
김연진, 박봉섭, 김경배, 인공지능기술 기반의 유해화학물질 사고 대응에 관한 연구, 한국통신학회 학술대회논문집, 한국통신학회, p.359-360 (2022).
화학물질안전원 (https://nics.me.go.kr/)
국가화재정보시스템 (http://www.nfds.go.kr/stat/general.do)
화학물질정보 (http://msds.kosha.or.kr/MSDSInfo/m/msds/main.mdo)
김지한, 인공지능 기술과 화학공학, NICE (News & Information for Chemical Engineers) Vol.39, No.2, 한국화학공학회, p.179-195 (2021).
CS234: Reinforcement Learning Winter 2022, Stanford, 2022 (http://web.stanford.edu/class/cs234/index.html)
CS131 Computer Vision: Foundations and Applications, Stanford, 2017 (http://vision.stanford.edu/teaching/cs131_fall1718/)
이슬기, 김은희, 마병철, 화학물질 누출 원격 모니터링 시스템 신뢰도 향상 방안 연구, 학술대회 발표논문집 Vol.28, No.1, 한국화학공학회, p.270 (2022).
유지선, 정영진, 유해화학물질 유출의 사례 분석, 한국화재소방학회논문지 Vol.28, No.6, 한국화재소방학회, 2014
