2025 LG Awards 고객만족상 수상! AI가 산업 혁신의 주인공이 되기까지

한 해 동안 제품, 기술, 서비스 혁신을 통해 고객에게 실질적인 가치를 제공한 성과를 조명하는 LG Awards! 고객과 구성원이 직접 수상자를 선정해 더욱 의미가 남다른 LG Awards에서 올해는 기쁜 소식이 전해졌습니다. 바로 LG AI연구원의 ’NCC 운영 최적화 AI 스케줄러 개발 프로젝트’가 2025 LG Awards 고객만족상을 수상한 것입니다.

수상의 주인공들을 직접 만나, 고객의 언어를 이해하며 현장의 문제를 함께 해결해 나간 과정을 들어봅니다. “할 수 있을까?” 하는 걱정으로 시작했던 여정이 “해냈다!” 라는 성취로 마무리되기까지! 프로젝트 참여 멤버들을 직접 만나 생생한 이야기를 들어봅니다.

AI 스케줄러가 바꾼 생산 공정의 법칙

저희가 LG Awards를 수상한 ‘NCC 운영 최적화 AI 스케줄러 개발 프로젝트’는 NCC(Naphtha Cracking Center) 생산 계획에 AI기술을 접목해 보다 효율적으로 수립하고, 생산성과 수익성을 동시에 높일 수 있는 AI 기반 스케줄러를 개발하는 프로젝트였습니다. 쉽게 표현하면, 매우 복잡한 NCC 생산 공정을 효율적이고, 생산적으로 운영할 수 있도록 스케줄링 하는 AI를 개발하는 과제입니다.

NCC란 납사(Naphtha)를 열분해하여 에틸렌, 프로필렌 등의 기초 석유화학 원료를 생산하는 공정인데요. 에틸렌과 프로필렌은 ‘석유화학의 쌀’이라고 불릴 정도로 플라스틱, 합성섬유, 합성고무 등 다양한 제품의 핵심 원료로 활용됩니다. 그만큼 NCC는 석유화학 산업의 핵심이며, 그 운영 효율은 곧 기업의 경쟁력과 직결됩니다. 이 프로젝트도 LG화학의 NCC 운영 효율을 높이기 위해 시작되었습니다. 당시 LG화학 대산 NCC 공장에서는 복잡한 생산 스케줄링과 한계이익 최적화의 어려움이라는 현장 과제에 직면해 있었습니다. 이를 해결하기 위해 2022년 4월부터 LG화학과 LG AI연구원이 함께 프로젝트를 추진하게 되었습니다.

그 결과, 저희가 개발한 AI 스케줄러는 기존 사람 중심의 스케줄링 대비 3% 이상의 성능 향상을 달성했고, 대산 NCC 공장에서만 연간 100억 원 이상의 한계이익 증대를 이뤄냈습니다. 이러한 실질적 성과는 현장 전문가조차도 예상하지 못했던 수준이었습니다. 당초, 프로젝트를 시작하던 당시에는 기존 대비 0.1%의 성능 향상만으로도 유의미한 성과로 판단했었는데, 결과적으로 목표 대비 30배 이상의 성능 향상을 달성한 것이죠.

산업 현장을 이해한 AI, ‘실제 도구’로 자리잡다

이번 프로젝트는 끊임없는 도전의 연속이었지만, 그 중에서도 잊을 수 없는 순간들이 있었습니다. 첫 번째는 프로젝트 착수 약 6개월 만인 2022년 10월, 프로젝트 1차년도 완료 보고에서였습니다. 당시 현장에서 받은 첫 피드백은 AI가 제시한 스케줄이 “실제 운영에는 사용할 수 없다”는 평가였습니다. 이는 산업 현장의 현실적인 제약들을 충분히 반영하지 못한 결과였습니다. 컴퓨터 시뮬레이션 기반의 최적 스케줄과 실제 공장 운영 사이의 간극을 실감한 순간이었어요.

이 피드백을 받은 직후, 저희는 바로 대산 공장으로 내려가 공장장님을 비롯한 현장 엔지니어 분들을 직접 만나 현장을 이해하기 위한 노력을 시작했습니다. 일부 엔지니어분들이 주말마다 서울로 올라오신다는 이야기를 듣고, 매주 금요일마다 오프라인 회의와 식사를 함께하며 그렇게 ‘진짜 현장 이야기’를 들었습니다. 이 과정을 통해 실제 운영의 복잡한 맥락을 이해할 수 있었고, 이를 반영해 AI 스케줄러 역시 점점 더 현장 친화적인 방향으로 진화할 수 있었습니다.

이러한 노력으로 구현한 새로운 AI 스케줄링 기술은 현장에서 “이 정도면 실제로 사용할 수 있겠다”는 긍정적인 피드백을 받았어요. 2023년 9월부터는 본격적으로 대산 NCC 공장의 주간 생산계획 회의에서 AI가 생성한 스케줄이 정기적으로 검토되기 시작했습니다.

하지만 저희는 또 다른 상황을 마주했습니다. 2024년 2월, AI 스케줄러의 활용도가 10%대에 머물고 있음을 확인한 것이죠. 단지 ‘쓸 수 있는 수준’이 아니라, ‘현장에서 반드시 쓰게 만드는 기술’이 되어야 했습니다. 저희들은 대산 NCC 현업 담당자와 다시 함께 모여 실제 업무 흐름을 하나하나 짚어가며, 반영되지 못했던 세부 제약을 정교하게 보완하고 알고리즘과 서비스 UI/UX를 함께 고도화했습니다. 그 결과, 2024년 8월 대규모 업데이트 이후 사용률을 85% 이상까지 끌어올릴 수 있었고, AI 스케줄러가 실질적인 운영 도구로 자리 잡는 것을 확인할 수 있었습니다. 현재도 NCC 스케줄러는 산업 환경 변화에 맞춰 지속적으로 진화하고 있으며, 70% 이상의 사용률을 안정적으로 유지하고 있습니다.

특히 인상 깊었던 순간도 있었습니다. AI가 기존에는 한 번도 시도되지 않았던 방식의 스케줄을 제안했을 때였습니다. 일반적으로 여러 개의 분해로는 모두 같은 방향으로 운전되며, 예를 들어 온도를 함께 올리거나 함께 내리는 것이 통상적인 방식입니다. 그런데 AI는 한 분해로는 온도를 올리고, 다른 하나는 내리는 방식의 스케줄을 생성했습니다. 처음에는 너무 낯설고 이례적인 방식이라 즉시 적용되지는 않았지만, 현장에서 면밀히 검토한 끝에 기술적, 운영 상 문제가 없다는 판단이 내려졌고, 이후 동일한 상황이 발생할 경우 이 스케줄을 기준으로 운전하기로 결정되었습니다. AI가 단순한 보조 도구를 넘어, 실제로 새로운 기준을 제시할 수 있다는 가능성을 보여준 상징적인 사례였습니다.

현장을 이해한 AI, 압도적 고객 가치를 만들다

이번 프로젝트는 AI연구원의 핵심가치인 Our DNA 중 Amaze the Customer를 실천한, 진정한 고객 중심 혁신 사례라고 생각합니다. 현실의 복잡함을 깊이 이해하고 기술을 그 위에 맞춰가며 결국 사람의 직관과 경험을 뛰어넘는 새로운 기준을 만들어냈죠.

프로젝트 멤버 모두가 고객의 문제 해결에 집중했고, 단순히 AI 기술을 개발하는 것을 넘어, 고객의 문제를 진짜로 해결하는 기술을 구현해내고자 모두 힘을 합쳤습니다. 이번 프로젝트를 위해 LG AI연구원의 Data Intelligence Lab, AI Biz. Transformation Unit, Product Unit이 각자의 역할을 중심으로 움직이되, 고객이 실제로 “이건 정말 다르다”고 느낄 수 있는 차별화된 가치를 제공하는 것, 즉 “Amaze the Customer”라는 핵심 목표 달성을 위해 긴밀하게 협력했어요. 프로젝트에 참여한 모두가 고객의 실질적인 문제를 해결하는 데 집중했죠. 처음부터 세계 최고 수준의 기술을 목표로 세우고, 중간의 어려움에도 굴하지 않고 끝까지 완수하고자 했던 열정이 있었기에 성과로 이어질 수 있었습니다. 기술 개발부터 과제 기획·관리, 제품화까지 전 과정을 서로 끊김 없이 연결하며 함께 이끌어갔고, 유기적인 조직 협업 체계가 그 기반이 되었습니다.

그 결과 대산 NCC 공장에서만 연간 약 100억 원 수준의 한계이익 증가라는 실질적 성과를 이루고, 기존 목표 대비 30배가 넘는 생산성 향상을 달성할 수 있었습니다. 현장 엔지니어분들까지도 AI가 제시한 스케줄을 직접 분석하고 참고하며 운영에 적극적으로 반영하는 흐름이 만들어졌죠. 이는 AI가 사람의 직관을 배우되, 데이터 기반의 과학적 최적화를 통해 더욱 뛰어난 결과를 만들 수 있다는 저희의 믿음을 증명한 성과였습니다.

저희의 강화학습 기반의 AI 기술력 역시 고객 만족을 이끌어낸 중요한 요소입니다. LG AI연구원은 국내 최고 수준의 강화학습 연구진을 중심으로, 이론부터 응용, 서비스 개발까지 아우르는 탄탄한 기술력을 보유하고 있어요. 특히 이번 프로젝트에서 개발한 AI 스케줄러는 강화학습 분야에서는 세계 최고 수준의 기술로, AAMAS 2024, ICML 2025 등 권위 있는 국제 학회에서도 발표되며 기술력을 공인받았습니다.

강화학습은 알파고 이후 전 세계적으로 주목받아온 기술이지만, 이를 산업 현장에 실제 적용해 성과를 낸 사례는 여전히 드물어요. 하지만 저희는 석유화학 공정이라는 고난이도의 현실 문제에 강화학습을 적용하여 실제 수익 개선이라는 성과로 연결시킨 매우 의미 있는 사례를 만들어냈고, 이 점에서 LG AI연구원이 가진 기술력과 실행력이 함께 증명되었다고 생각합니다.

산업 현장에 뿌리내린 AI, 더 많은 고객 문제 해결을 향해 간다

최근 석유화학 산업이 전반적인 위기를 겪고 있는 상황에서, AI 기술을 통해 하나의 실질적인 돌파구를 마련했다는 점이 이번 고객만족상 수상에 중요한 의미로 작용하지 않았나 생각합니다.

무엇보다 이번에 적용된 AI 기술은 석유화학이라는 전통적인 제조 산업의 고질적 난제였던 NCC 스케줄링 문제를 성공적으로 해결하고, 현장에 실제로 적용되어 1년 이상 안정적으로 운영되고 있다는 점에서 큰 자부심을 느끼고 있습니다.

이번 프로젝트를 통해 강화학습 기반 AI 기술이 실제 산업 문제를 해결할 수 있다는 가능성을 확인한 만큼, 앞으로는 이를 더욱 확장하고 고도화하는 방향으로 연구를 이어갈 계획입니다.

우선, 대산 NCC 공장에 적용된 멀티에이전트 강화학습 기반 AI 스케줄러는 지속적으로 성능을 개선하고, 다양한 생산 조건과 제약을 반영할 수 있도록 알고리즘을 진화시켜 나갈 예정입니다. 동시에, 유사한 과제를 가진 다른 제조 현장에도 확장 적용할 수 있도록 기술을 범용화하는 작업을 진행 중입니다.

핵심 기술 측면에서는, 과거 운영 데이터를 효과적으로 활용해 학습 효율을 높이는 강화학습 기초 연구를 병행하고 있으며, 관련 성과는 ICML 2025 등 주요 국제 학회에 다수 채택되어 기술적 우수성을 인정받고 있습니다. 이러한 연구를 기반으로 기초 기술과 산업 응용 간의 간극을 줄이는 데 집중하고자 합니다.

궁극적으로는 강화학습 기술을 중심으로, LG그룹 내 다양한 계열사에서 발생하는 복잡한 의사결정과 스케줄링 문제를 해결할 수 있는 AI 기술을 통합적으로 제공하는 것을 목표로 하고 있습니다. 나아가, 제조 산업 전반에서 사람의 경험에 의존해오던 공정 운영 의사결정을 AI가 자동화하고 최적화하는 시대를 여는 데 앞장서겠습니다.