이미지 크게보기 인공지능(AI) 기술을 활용한 스마트팩토리인 포스코 제2 열연공장에서 직원들이 모니터를 통해 공장 상황과 데이터를 점검하고 있다. 포스코 제공
■ 포스코 ‘스마트 제철소’
세계 첫‘포스프레임’개발
수주·제강·도금 등에 적용
시간 단축·비용 절감 효과
IoT 활용한‘스마트 고로’
조업 결과 등 선제적 제어
생산량 늘고 연료투입 줄여
포스코는 인공지능(AI) 기술을 활용한 ‘스마트 제철소’를 구축하며 미래를 대비하고 있다. 포스코 자체의 스마트팩토리 플랫폼 ‘포스프레임’을 통해 지난 50년간 현장 경험과 노하우가 축적된 공장의 데이터를 수집하고, 이를 AI가 학습해 최적의 공정조건을 만들어내 생산성과 안전성을 높이고 있다. 포스코는 2016∼2019년 사이 스마트팩토리 구축을 위한 과제 321건을 수행, 총 2520억 원의 원가절감 효과를 거뒀다. 지난해엔 세계경제포럼(WEF)에서 세계의 ‘등대공장’으로 선정됐다.
포스코 스마트팩토리 중심에는 포스프레임이 있다. 포스프레임은 세계 최초 연속 제조 공정용 스마트팩토리 플랫폼이다. 먼저 전 공장의 철강 공정 데이터를 수집하고 정형화한다. 이후 포스프레임이 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 신기술을 이용해 데이터를 학습해 최적의 공정 조건을 내놓고 공장을 제어한다. 포스프레임은 제철소 생산 계획을 수립하는 단계인 수주공정부터 제선(쇳물을 만들어내는 공정)·제강(쇳물에서 불순물 걸러내기)·연주(쇳물을 고체로 만들어 중간소재 생산)·압연(중간소재로 최종 철강제품 생산)·도금에 이르는 연속 공정, 안전한 작업 환경을 위한 스마트 CCTV까지 광범위하게 적용돼 있다.
수주공정에서는 AI를 활용해 강종별 최소 주문량에 미달하는 주문의 생산 가능 여부와 필요조건을 판단하는 데 걸리는 시간을 기존 12시간에서 1시간으로 대폭 줄였다. 제선공정에서는 딥러닝 기술을 이용해 ‘스마트고로(高爐)’를 만들었다. 스마트고로 기술은 지난해 국가핵심기술로 지정됐다.
제강공정에서는 전로(고로에서 생산된 쇳물을 용강으로 정련하는 설비)부터 연주공정까지 시간과 온도, 성분을 제어하는 통합 제어시스템을 개발했다. 이를 통해 전로 최종 온도 적중률을 80%에서 90%로 높이고, 열 제어에 쓰이는 원료사용량은 60% 줄였다.
도금공정에서는 딥러닝을 이용해 강종, 두께, 폭, 목표도금량 등을 학습해 제어하는 AI 초정밀 도금기술로 도금량 제어 적중률을 89%에서 99%로 높였다. 이 기술도 국가핵심기술이다. 스마트 CCTV는 제철소 현장의 특정 문자, 형상, 움직임 등을 자동으로 감지, 수집한 정보에서 이상이 발견되면 관리자에게 알려주는 지능형 CCTV다.
이미지 크게보기 최정우(왼쪽) 포스코 회장이 지난 9일 경북 포항시 포스코 스마트 공장을 방문한 문재인 대통령을 안내하고 있다. 뉴시스
포스코는 세계 최초 스마트고로의 성공에 힘입어 제조업 혁신에 탄력을 붙이고 있다. 스마트고로는 AI를 활용해 노황(爐況·고로 내부 상태)을 자동제어할 수 있는 고로다. 쇳물을 생산하는 고로는 높이가 110m에 이르는 대형 설비인 데다, 최고 2300도에 달하는 뜨거운 용선(쇳물)을 담고 있어 내부에서 많은 변화가 발생한다. 24시간 연속 생산체제라 설비를 멈추고 내부를 보기도 쉽지 않다. 스마트고로는 실시간 측정된 데이터로 수많은 사례를 학습한 뒤, 내부에 들어간 연료와 원료의 성분, 노황을 스스로 확인해 조업 결과를 예측하고, 조업 조건을 선제적으로 자동제어해 품질 편차가 적은 ‘최고의 쇳물’을 생산한다.
포항 2고로에 적용된 스마트고로 기술은 원가절감, 품질향상 등 뚜렷한 효과를 내고 있다. 용선 1t당 연료투입량이 4㎏ 감소했고, 고로 일일 생산량은 240t 늘었다. 연간으로 환산하면 중형 승용차 8만5000대를 더 생산할 수 있는 양이다. 포스코는 약 3년에 걸쳐 고로 부위별 자동제어시스템 개발을 마치고, 이를 더욱 업그레이드한 통합시스템을 개발 중이다.
포스코는 스마트 제철소 구축에 그치지 않고 ‘상생형 스마트팩토리 지원사업’도 펼치고 있다. 지난해 시작해 오는 2023년까지 5년간 총 200억 원을 출연해 중소기업 1000곳에 스마트공장을 구축해주는 프로젝트다. 중소벤처기업부도 100억 원을 보탠다. 지난해 기준 110곳에 스마트팩토리 구축을 마쳤다.
김성훈 기자 tarant@munhwa.com
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