Mueller Water Products, Amazon SageMaker를 사용하여 누수 감지 성능 개선

Mueller Water Products Inc. (Mueller)는 기술 인프라를 지속적으로 개선하고, 정교한 데이터 수집 솔루션을 기반으로 고객에게 중요한 인사이트를 제공하기를 원했습니다. 이에 이 회사는 여러 클라우드 및 온프레미스 시스템을 하나의 포괄적인 클라우드 시스템으로 통합할 계획을 세웠습니다.

Mueller는 업계 최고의 확장성, 데이터 가용성, 보안, 성능을 제공하는 객체 스토리지 서비스인 Amazon Simple Storage Service(S3)를 기반으로 데이터 레이크를 구축함으로써 Amazon Web Services(AWS)에서 이를 실현했습니다. 그 결과, ML 모델을 신속하게 구축, 훈련 및 배포할 수 있는 완전관리형 서비스인 Amazon SageMaker를 사용하여 누수 감지 성능을 높일 수 있었습니다.

확장 가능한 소프트웨어와 데이터 솔루션을 AWS에서 구축함으로써, Mueller는 누수를 비롯하여 중요한 상수도 관련 데이터를 더 정확하게 보여주고 고객이 인프라를 보다 효율적으로 관리하도록 지원할 수 있게 되었습니다. 이제 Mueller는 주로 클라우드를 기반으로 상수도 인프라에서 기술의 역할을 재정립하면서 성공을 더욱 확대해나갈 계획입니다.

1857년부터 시작된 오랜 역사를 자랑하는 Mueller는 글로벌 제품 제조사이자 상수도 전달, 공급 및 측정 솔루션의 제공업체입니다. 전 세계적으로 3,100여명의 직원을 고용하고 있는 Mueller는 인프라와 기술이라는 두 부문을 모두 전문으로 합니다. 인프라 측면에서는 소화전, 밸브, 커플링 등의 부품을 제조합니다. Mueller는 미국 최대의 소화전 및 게이트 밸브 설치 기지 중 하나를 보유하고 있습니다. Mueller는 미국의 수도 인프라에서 차지하는 유력한 입지를 활용하기 위해 2000년대 초부터 스마트 계량 및 누수 감지 역량을 강화해줄 여러 기술 회사를 인수하면서 기술 인프라를 개발해왔습니다.

이후 시간이 지나면서 데이터 호스팅 회사처럼 변해가는 데 부담을 느낀 Mueller는 보다 쉽게 내부 협업 및 온프레미스 요구 사항을 관리할 솔루션의 필요성을 인식했습니다. Mueller의 스마트 인프라 부문 이사인 Dave Johnston은 "우리는 수많은 데이터 수집 파이프라인과 장소에 걸쳐 온프레미스와 클라우드 모두에서 데이터를 호스팅하고 관리해야 했습니다. 그리고 몇 년 전, 전반적인 전략을 쇄신하고 클라우드 기반 서버 인프라에서 모든 리소스를 중앙 집중화하기로 결정했습니다. AWS는 이러한 이니셔티브를 지원해주었습니다."라고 말합니다. 기업 인수로, Mueller의 개발 로드맵 범위가 크게 확대되었습니다. AWS를 기반으로 수동 데이터 수집이 완전히 자동화됨에 따라, Mueller는 최소의 시간과 노력으로 하루에 5GB 이상의 사물 인터넷(IoT) 데이터를 수집할 수 있게 되었습니다. 즉, 수작업으로 수집하는 데 수백 시간이 걸리던 데이터를 하루 만에 기록할 수 있게 되었습니다.

Mueller는 고려하던 모든 클라우드 전략 중에서 AWS를 통합하는 것이 가장 실용적이라고 판단했습니다. 이와 관련해 Mueller의 기술 솔루션 부문 수석 부사장인 Kenji Takeuchi는 "우리는 단일 솔루션으로 개발하는 것이 더 저렴하고 간단하다고 판단했습니다. AWS를 사용하면 개발 프로세스를 더 빠르게 진행할 수 있습니다."라고 말합니다.

Mueller의 인프라 데이터 솔루션에서 첫 번째 부분은 Amazon S3에 데이터 레이크를 구축하는 것이었습니다. Takeuchi는 "소프트웨어 및 데이터 제품을 위한 기반 솔루션으로 AWS를 선택했습니다. 데이터를 취합하고 ML 및 인공 지능 인사이트를 도출할 수 있는 데이터 레이크를 비롯하여, 확장 가능한 클라우드 기반 인프라를 갖추는 것이 목표였습니다."라고 말합니다. Mueller는 AWS 소프트웨어와 분석 서비스를 활용하여 풍부한 데이터를 기반으로 한 Sentryx Water Intelligence Platform을 지원합니다. 이 플랫폼은 Mueller의 모든 소프트웨어 솔루션 및 제품에 걸쳐 공용 사용자 인터페이스를 제공합니다.

Mueller는 현재 누수 감지, 압력 모니터링 및 측정과 관련한 테라바이트 규모의 상수도 사용 데이터를 저장하는 데 Amazon S3 데이터 레이크를 사용하고 있습니다. Takeuchi는 "지난 9개월 동안 100만여 개의 연결된 계량기를 포함한 세 가지 주요 제품군을 AWS 기반 Sentryx Water Intelligence Platform에 통합했습니다."라고 말합니다.

이 모든 데이터를 한 곳에 취합하면서 Mueller는 Amazon SageMaker를 사용하여 ML 모델을 보다 쉽게 개발할 수 있게 되었습니다. Takeuchi는 "누수 이벤트를 보다 정확하게 분류하는 데 Amazon SageMaker를 활용하고 있습니다."라고 말합니다. 서비스 배포 후 잘못된 알림 건수가 절반으로 줄고, 실제 누수 이벤트를 식별하는 Mueller의 능력이 극대화되었습니다.

이 사용 사례는 미국에서 매년 약 1조 7천억 갤런의 유실수가 누수로 인해 발생하며 전체 처리수의 약 30%를 차지한다는 점을 고려할 때 매우 중요한 의미를 갖습니다. 이 같은 손실은 환경적 측면에서 뿐만 아니라, 유실수로부터 수익을 얻지 못하게 되는 상수도 회사의 지속 가능성과 재정적 측면에서도 중대한 문제가 됩니다. Johnston은 "손실 규모가 수십억 USD에 이르며, 이는 상수도 산업의 탄소 발자국을 불필요하게 증가시킵니다. 그 수치는 놀라울 정도입니다."라고 말합니다.

Mueller는 AWS 지원 분석 솔루션을 사용하여 누수 감지 역량을 지속적으로 개선하고 있습니다. Mueller 누수 감지 시스템을 설치한 미국 북동부의 한 수도 사업자는 현재 성능을 기준으로 할 때 5년간 800만 USD의 운영 비용이 절감될 것으로 추산하고 있습니다. 하지만 누수로 인한 문제는 상수도 비용만이 아닙니다. 빨리 발견하지 못할 경우 누수가 증가하여 막대한 피해와 인프라 수리 비용은 물론, 규제 당국이 부과하는 벌금까지 부담하게 될 수 있습니다. 한 Mueller 고객은 보호 상수원으로 염소 처리된 물을 통제 없이 방류할 경우 수백만 USD의 벌금을 부과할 수 있도록 한 환경 규정 준수 명령에 따른 위험 노출을 Mueller 기술을 사용하여 완화할 수 있었습니다("Small Leaks, Big Money". American Water Works Association 2020 Virtual Summit, 2020년 12월).

Mueller는 AWS를 기반으로 확장 가능한 소프트웨어 및 데이터 솔루션을 성공적으로 구축했으며, 이는 시작에 불과합니다. Takeuchi는 "우리는 시각화에 많은 노력을 기울이고 있습니다. 그와 동시에 완전한 자동화를 제공하고자 합니다. 일례로, 압력 제어 밸브 분야의 선도 업체로서 압력 모니터링 솔루션을 사용하여 필요에 따라 자동으로 압력을 제어하는 데 있어 훌륭한 경쟁력을 갖추게 되었습니다."라고 말합니다. 압력 관리는 수질을 제어하고 파이프의 수명을 연장하는 주된 방법 중 하나라는 점에서, 기술을 통해 프로세스를 자동화하면 비용 절감과 물 손실 감소에 큰 영향을 미칩니다. 이 이니셔티브의 일환으로 Mueller는 사용자가 IoT 데이터에 대한 분석을 실행할 수 있는 완전관리형 서비스인 AWS IoT Analytics를 활용할 계획입니다.

더 포괄적인 계획으로서, Mueller는 적극적으로 분석 및 ML 기능을 기반으로 인프라를 구축해나갈 예정입니다. Mueller는 고객에게 수질 평가, 압력 모니터링 및 상수도 공급의 다른 여러 측면에 대한 중요한 인사이트를 제공하기 위해 서비스형 소프트웨어 전략을 수립했습니다. Mueller는 고객의 문제 해결 능력을 강화함으로써 시장의 혁신과 성장으로 이끌고 있습니다.

Johnston은 "AWS 팀의 지원 수준은 놀라웠습니다. 기술적인 문제를 해결하는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 고객을 고려하면서 신속하게 개발해야 한다는 요구 사항을 잘 지원해 주었습니다. AWS는 저희의 요구에 귀를 기울이며, 항상 더 빠르게 솔루션을 구현할 기회를 모색하고 있습니다."라고 말합니다.