포스코 “인공지능 제철소로 글로벌 철강경쟁력 강화”

[뉴스포스트=이상진 기자] 포스코가 세계 최초로 철강연속공정 특성을 반영한 스마트팩토리 플랫폼인 포스프레임(PosFrame)을 자력 개발하고, 생산공정 과정에 인공지능을 도입했다고 28일 밝혔다.

포스코의 스마트팩토리는 지난 50년간 축적된 현장 경험과 노하우에 사물인터넷(IoT), 빅 데이터(Big Data), 인공지능(AI) 기술을 접목해 최적의 생산현장을 구현함으로써 최고 품질의 제품을 가장 경제적으로 생산 공급한다는 평가를 받는다.

이를 통해 무(無)장애 조업체계를 실현하고, 품질 결함 요인을 사전에 파악해 불량을 최소화하고, 작업장의 위험요소를 실시간으로 파악해 안전한 생산환경을 구현할 수 있다는 설명이다.

지난해 7월에는 국내 기업 최초로 지난해 세계경제포럼에서 세계 제조업의 미래를 선도할 ‘등대공장’으로 선정되는 등 철강산업 고유의 스마트 공장 플랫폼을 구축한 점을 높이 평가받기도 했다.

포스코 스마트팩토리는 생산계획부터 출하까지 전 공정을 관통하는 수준으로 진화하고 있다. 특히 포스코 고유의 연속 공정용 스마트팩토리 플랫폼인 포스프레임(PosFrame)은 포항과 광양을 통틀어 20개 공장을 관통하면서 공정의 전후 데이터를 동시에 분석하고 인공지능으로 발전하고 있다.

포스프레임은 포스코가 개발한 세계 최초의 연속 제조 공정용 스마트팩토리 플랫폼이다. 포스프레임은 주문투입 단계부터 제품 출하까지 여러 공장에서 발생하는 서로 다른 특성의 데이터들을 유기적으로 수집하여 저장하고 관리한다. 현재 포스코 제철소 내 20개 공장을 관리한다.
 

원료야드 관리 1시간 단축하는 드론, 올해 27개 공장에 도입

포스코는 올해 안에 포항과 광양제철소 등 27개 공장에 포스프레임을 적용하는 것이 목표로 하고 있다. 선제적으로 제철소 관리용 드론을 도입할 예정이다.

포항제철소와 광양제철소에는 총 2.73제곱킬로미터의 원료야드가 있다. 여의도 면적의 3분의 1에 달하는 드넓은 원료야드를 이전엔 사람이 직접 관찰하고 관리해 재고 측정엔 1시간 20분, 재고 분석엔 4시간이 소요됐다.

포스코는 드론을 도입해 원료야드 재고 측정 시간을 20분으로 줄였다. 자체 개발한 데이터 처리 알고리즘을 활용해 재고 분석 시간도 1시간으로 단축했다. 또 드론은 사람이 접근하기 어려운 협소한 곳까지 정밀하게 점검하고 추적해 재고 현황을 보다 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 안전사고 역시 예방할 수 있게 됐다.
 

AI용광로 도입...중형 승용차 8만 5,000대 생산할 쇳물 추가 생산한다

철의 원료인 철광석은 용광로에 들어가기 전 균일한 크기와 성분으로 만드는 소결 공정을 거친다. 이때 철광석은 육안으로는 확인하기 어려울 만큼 알맹이가 작아져, 작업자의 숙련도와 노하우에 따라 소결광의 품질이 달라지는 한계가 있었다.

이에 포항제철소 제선부 3소결공장은 스마트 센서를 활용해 작업자가 육안으로 확인해야 했던 부분들을 빅데이터화했다. 또 딥러닝을 통해 인공지능이 스스로 실시간 제어할 수 있도록 자동 제어 시스템 적용했다. 그 결과 조업 편차는 60% 개선됐으며 3%에 달하는 연료비가 절감됐다. 연 단위로 환산하면 19억 원의 비용 절감 효과가 있다는 설명이다.

또 포스코는 포항 2고로를 포함, 최근 2차 개수를 마치고 조업을 재개한 광양 3고로 등 포항과 광양에 각각 2기씩 총 4기의 스마트 고로를 구축하거나 가동하고 있다.

포스코의 AI 용광로는 수많은 변수와 케이스를 스스로 학습하고, 연·원료의 성분과 용광로 상태를 스스로 체크한다. 이를 바탕으로 조업 결과를 예측해 조업 조건을 자동 제어한다. 포스코의 스마트 용광로는 일일 용선 생산량을 240톤가량 증대했다. 이는 중형 승용차를 연간 8만 5천 대 더 생산할 수 있는 양이다.
 

최종 공정에 스마트기술 적용해 품질 편차 줄인다

열연, 냉연, 도금 등 최종 제품을 생산하는 공정에도 스마트기술을 적용해 품질 편차를 줄이고 제품 손실을 줄이고 있다.

열연 공장의 경우 올해 7월 가열, 압연, 권취 등 전 공정에 스마트 기술을 적용해 한곳에서 컨트롤 할 수 있는 통합운전실을 구축했다. 가열 공정의 경우, 인공지능을 적용해 품질 편차를 획기적으로 줄였고, 압연 공정은 조업 상황에 따라 최적의 압연량을 자동 설정해 주는 스마트 기술로 제품 손실을 크게 줄였다.

기가스틸 등 고급 자동차 강판을 생산하는 도금 공정에도 실시간으로 최적의 도금량을 제어할 수있는 ‘인공지능 초정밀 도금 제어 기술’을 개발해 적용했다.

이 기술은 딥러닝을 이용해 제품의 강종, 두께, 폭, 조업 조건과 목표 도금량을 스스로 학습해 정확히 제어하는 것이다. 기존에는 89% 수준이었던 도금량 제어 적중률이 이제는 99% 이상을 웃돌고 있다. 현재 인공지능 초정밀 도금 제어 기술은 포항, 광양제철소 모든 도금공장에 적용됐고, 우리나라 ‘국가핵심기술’로 등재됐다.
 

인공지능 배선 시스템 구축으로 물류비 절감

제품 출하 역시 인공지능과 로봇기술을 적용해 물류비를 절감하고 있다. 포스코는 인공지능과 빅데이터 기술을 적용한 ‘AI 배선 시스템’ 구축을 통해 선박이 항구에서 대기하는 시간을 최소화해 손실과 비용을 줄인다는 복안이다.

또 고객이 요청한 출하 목적지별로 포항, 광양제철소 물류비를 계산해 어느 제철소에서 생산하는 것이 물류비 절감에 더 도움이 되는지를 인공지능이 스스로 판단하게 할 계획이다. 포스코는 인공지능 제철소 지정 시스템을 가동해 물류비가 연 5억 원가량 절감될 것으로 예상하고 있다.