포스코는 4차 산업혁명이라는 패러다임 변화에 선도적으로 대응하고 지속적인 본원 경쟁력 유지는 물론 제조업의 첨단화에 기여하고자 또 한차례 스마트 제철소로의 업그레이드를 진행중이다.

이를 위해 포항제철소 3고로는 총 28회 용광로 개수경험을 바탕으로 고로수명을 예측하여늘리는 기술과 고로 내부 상태를 자동제어하는 기술을 설계단계부터 적용함으로써 가동초기부터 용광로 내외부 상태를 모니터링하고 빅데이터를 수집해향후 인공지능을 활용한 ‘스마트 고로’로 한걸음 더 나아가는인프라를 구축한 것으로 알려지고 있다.

여기에 광양 3CGL에서는 인공지능 기반의 도금량 제어자동화 솔루션을 개발해 지난 1월부터 현장에 적용하고 있다.

도금공정을 인공지능에 의해 자동으로 제어함으로써 자동차용 도금강판의 품질향상과 더불어 과도금량 감소로 인한 생산 원가를 절감할 수 있게 됐다. 뿐만 아니라 자동운전으로 인한 작업자 부하도 경감시켜 작업 능률 및 생산성까지 끌어올릴 수 있을 것으로 기대되고 있다.

또한 향후 다른 CGL 뿐만 아니라 해외 소재 법인 CGL에도 확대 적용해 세계 시장에서의 자동차용 도금강판 기술경쟁력을 선도하는 한편, 다른 철강제품의 생산공정에도 인공지능 기술을 적극 도입해 4차 산업혁명 시대를 선도하는 스마트팩토리 구축에 활용해 나갈 계획이다.

포항 3고로는 개수에 발맞춰 인공지능을 활용해 ‘스마트 고로’를 완성하기 위한 인프라도 구축해 놓았다. 포스코 권오준 회장이 포항3고로에 화입하는 모습.
▲ 포항 3고로는 개수에 발맞춰 인공지능을 활용해 ‘스마트 고로’를 완성하기 위한 인프라도 구축해 놓았다. 포스코 권오준 회장이 포항3고로에 화입하는 모습.

● 포스코型 스마트 팩토리, 광양 후판공장서 실현

포스코는 이미 세계 최초로 철강연속공정의 특성을 반영한 Smart Factory 플랫폼(포스프레임 ; PosFrame)을 자력으로 개발해 놓은 상태며 이를 기반으로 광양 후판공장을 스마트 팩토리로 변화시켜 나가고 있다.

최신 사물인터넷(IoT)기술을 적용해 현장 데이터를 실시간으로 수집, 해석, 상호 연계하여 지금까지 못 보던 데이터를 잘 보이도록 하고(Smart Sensing), 기술적 이론과 전문가의 경험, 빅 데이터 분석의 융합으로 생산 현장의 실물 흐름, 설비의 상태 등 제조 공정의 상태를 예측해 누가 무엇을 어떻게 조치해야 하는지 판단하며(Smart Analytics), 지능화된 기계가 Best Practice를 스스로 학습하고 최적생산을 실행해(Smart Control) 점진적으로 진화 발전해 나가는 제철소를 만들어 나가겠다는 것이다.

철강 제품의 특성상 연속 공정이 필수적이기 때문에 광양제철소 내에 위치한 후판공장에서 세계 최초로 진행중인 철강 연속공정형 ‘모델 플랜트’ 구축은 그 의미가 크다고 할 수 있다.

후판 공장은 선박 및 해양구조물 건조에 사용되는 후판을 생산하기 위한 제강-연주-후판 일관공정으로 구성돼 있으며, 연속공정의 특성을 지니고 있다.

이 같은 연속공정상의 특성으로 인해 공정이 진행됨에 따라 길이와 모양이 바뀌는 후판제품의 제조과정에서 품질 엔지니어가 결함요인을 파악하기 위해 각 공정별로 발생하는 수십만 건의 데이터를 별도로 수집하고 분석하기에 많은 시간과 노력이 소요되는 것은 물론 명쾌한 원인을 파악하기도 어려웠다.

이를 해결하기 위해 포스코는 제품의 길이/폭 단위로 발생하는 조업-품질-설비 업무의 매크로 및 마이크로 데이터를 실시간 수집하고, 이를 제품의 가공단계에 맞춰 상호 연결함으로써 엔지니어의 분석업무 시간을 50%이상 단축시켰다.

후판 제품의 표면품질을 검사하는 장비로 결함(Crack)을 발견할 경우 이전 공정의 조업-품질-설비 데이터를 100mm 단위로 추적 분석해 결함의 원인을 명확히 하고, 개선활동에 집중할 수 있도록 만든 것이다.

포스코 광양제철소내 광양 3CGL에서는 인공지능 기반의 도금량 제어자동화 솔루션을 개발해 지난 1월부터 현장에 적용하고 있다.
▲ 포스코 광양제철소내 광양 3CGL에서는 인공지능 기반의 도금량 제어자동화 솔루션을 개발해 지난 1월부터 현장에 적용하고 있다.

● 버츄얼 팩토리 기반한 인공지능 제철소 목표

포스코는 이외에도 버츄얼 팩토리(Virtual Factory)를 적용해 생산공정을 사전 시뮬레이션하고 작업장의 위험요소를 실시간 조치해 안전한 생산환경을 구현하는 한편 더 나아가 인공지능으로 스스로 학습, 판단해 자동 제어하는 제철소를 만들어 나갈 것으로 기대된다.

대규모 설비 투자가 동반되는 제철공정에서 신제품개발을 위한 테스트 공정을 별도로 구축하기란 만만치 않은 것이 현실이다.

특히 철강 제품의 특성상 냉장고, 세탁기 등 가전제품처럼 설계 및 시뮬레이션 소프트웨어를 통해 제품의 모양과 기능을 사전에 만들어보고 테스트 해보기도 쉽지 않다.

이를 해결하기 위해 가상 환경에서 신제품 개발 및 시뮬레이션이 가능한 가상공장에 대한 연구 필요성이 제기됐다.

그러나 이 같은 신제품 시험 생산을 위한 것이 전부는 아닐 것이다. 가상의 공장에 3D기술로 설비를 세우고, 철강 제조 노하우가 집결된 첨단 제어 알고리즘과 공정기술을 접목해 세계 최고 수준의 생산성과 안전성을 확보한 완벽한 생산현장을 구현해 내는 것.

이것이 포스코型 스마트 팩토리의 완성이 아닐까?

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