포스코, 국내 기업 최초로 다보스포럼 ‘등대공장’ 선정
포스코, 국내 기업 최초로 다보스포럼 ‘등대공장’ 선정
  • 김봉주 기자
  • 승인 2019.07.30
  • 댓글 0
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[팍스경제TV 김봉주 기자]

포스코(회장 최정우)가 국내 기업 최초로 세계 제조업의 미래를 선도할 ‘등대공장(Lighthouse factory)’으로 선정됐습니다.

등대공장은 어두운 밤하늘에 ‘등대’가 불을 비춰 길을 안내하듯, 사물인터넷(IOT), 인공지능(AI), 빅데이터 등 4차산업 혁명의 핵심기술을 적극 도입해 세계 제조업의 미래를 혁신적으로 이끌고 있는 공장을 뜻합니다.

지난해부터 세계경제포럼(WEF, World Economic Forum, 다보스포럼)이 전세계 공장들을 심사해 매년 2차례씩 발표하고 있으며, 이달 초 포스코가 '등대공장'으로 선정된 겁니다.

세계경제포럼은 “포스코는 철강산업에서 생산성과 품질 향상을 위해 인공지능 기술을 적용하고 있다. 또한, 중소기업, 스타트업들과의 협력 생태계를 구축해 상호협력을 통해 철강산업 고유의 스마트 공장 플랫폼을 구축하고 있다.”며 포스코의 등대공장 선정 이유를 밝혔습니다.

포스코는 지난 50년간 축적된 현장 경험 노하우를 바탕으로 전 생산 공정에 사물인터넷(IOT), 인공지능(AI), 빅데이터 등을 접목하고 있다고 밝혔습니다.

이를 통해 최적의 생산현장을 구현함으로써 최고 품질의 제품을 효율적으로 생산하고 있으며, 철강기술을 선도하는 글로벌 철강사로서의 롤모델 역할을 적극 수행하고 있다고 설명했습니다.

포스코는 이번 등대공장 선정에 앞서 스마트팩토리 기술 중 △스마트 고로 기술, △CGL(용융아연도금공장) 도금량 자동제어기술, △ 압연 하중 자동배분 기술 등 AI기술 적용 사례와 현황을 세계경제포럼에 제출했습니다. 또, 글로벌 컨설팅사 맥킨지&컴퍼니가 직접  현장을 방문해 관련 기술을 검증하기도 했습니다.

이번 세계경제포럼 등대공장 선정으로, 포스코는 최고 품질의 'World Top Premium' 제품 생산 기술력을 세계적으로 인정받음과 동시에 기술 선진국으로서의 대한민국 위상을 높이는 데 기여할 수 있게 됐습니다.

또한 미국 경제전문지 포춘은 포스코를 2019 글로벌 500대 기업 순위에서 지난해 대비 13위 상승한 171위로 선정한 바 있으며 UN지속가능개발목표 지원기구인 UN지원SDGs협회는 포스코 최정우 회장을 ‘가장 지속가능한 기업리더’로 선정하고 포스코 역시 ‘글로벌 지속가능 기업 100’으로 발표했습니다.

포스코가 이처럼 세계 유력 경제지 등으로부터 인정받고 있는 이유는 철강산업에서 생산성과 품질 향상을 위해 인공지능 기술을 적용하고 실효성 있는 스마트 기술을 생태계 전반에 적용, 안전하고 경제적인 생산체제 구축에 집중함으로써 세계 최고의 경쟁력을 확고히했기 때문입니다.

이 외에도 포스코는 세계에서 가장 경쟁력 있는 철강사로 10년 연속 1위에 선정됐습니다. 포스코는 세계적인 철강 전문분석기관인 WSD로부터 글로벌 경기둔화와 수요산업 침체, 보호무역주의 강화 등 어려운 판매여건 속에서도 고부가가치제품, 가공비용, 기술혁신, 인적역량, 신성장사업 육성, 투자환경, 국가위험요소 등 7개 항목에서 최고 점수를 획득하며 종합 1위를 기록했습니다.

스마트고로

지난 2016년 이세돌 9단이 알파고와의 바둑 시합에서 진 이후, 딥러닝에 대한 관심이 높아지면서, 같은 해 하반기부터 딥러닝을 활용해 포항제철소의 2고로 스마트화부터 본격 추진했습니다.

포스코는 딥러닝을 통한 인공지능을 구현해 용광로의 노황을 자동제어하고자 했습니다. 그동안 수동제어하던 것을 딥러닝, 인공지능 구현을 통해서 용광로의 노황을 자동제어하는 것입니다. 우선 비정형데이타를 정형화하는 1단계 디자타이제이션과 2단계 딥러닝 인공지능을 활용하여 용광로 노황을 자동제어하는 스마타이제이션으로 나눠 진행했습니다.

과거에는 용광로에 사용하는 석탄과 철광석 등을 수동으로 샘플링했었으나 현재는 고화질 카메라를 설치해 석탄과 철광석의 상태를 실시간으로 데이터화해서 사용하고 있습니다. 또한 용광로의 연소상태도 고화질카메라를 통해 연소상태를 판단 및 예측할 수 있게 됐습니다. 용광로 내부의 쇳물 온도도 과거에는 사람이 찍었는데 지금은 IOT센서를 활용해 실시간으로 데이터화해서 사용하고 있습니다.

예를들어, 용선 온도는 1,500도로 이 보다 온도가 떨어지면 유동성이 안 좋아져서 조업이 잘 안되기 때문에 용선온도 관리는 매우 중요하고, 일정하게 편차없이 관리해야 연료비를 절감할 수 있습니다. 과거에는 사람이 2시간 한번씩 찍은 사진으로 온도를 체크했지만, 지금은 딥러닝이라는 알고리즘을 활용해서 1시간 후의 노열까지도 예측하고 자동으로 제어할 수 있게 됐습니다.

인공지능 기반 도금량 제어자동화 솔루션

인공지능 기반 도금량 제어자동화 솔루션은 자동차강판 생산의 핵심기술인 용융아연도금(CGL)을 인공지능을 통해 정밀하게 제어함으로써 도금량 편차를 획기적으로 줄일 수 있는 기술로 이 기술은 인공지능 기법의 도금량 예측모델과 최적화 기법의 제어모델이 결합되어 실시간으로 도금량을 예측하고 목표 도금량을 정확히 맞추는 자동제어 기술입니다.

포스코는 이번에 검증된 도금량 제어자동화 솔루션을 다른CGL 뿐 아니라 해외 소재 법인 CGL에도 확대 적용하여 세계 시장에서의 자동차용 도금강판 기술경쟁력을 선도하는 한편, 다른 철강제품의 생산공정에도 인공지능 기술을 적극 도입한다는 방침입니다.

제강부 PTX

제철소의 ‘코어근육’으로 상징되는 포스코 제강부는 제어가 가장 어려운 제강공정에 대해 낭비 없이 제품을 생산하고 고객이 필요로 하는 시점에 적기 생산할 수 있는 스마트 기반의 통합모델시스템을 개발했습니다.

제강공정은 고로에서 철광석을 녹여 만든 용선에 고압의 산소를 전로에서 불어 넣어줌으로써 탄소와 인 등 불순물을 없앤 깨끗한 용강을 만드는 과정이며 제품별 투입되는 시간·온도는 제품 생산량과 원료 사용량을 결정하는 핵심 조업입니다.

또한 제강공정은 1650℃의 온도에서 조업이 이루어져 고온과 열풍 등으로 인한 실시간 온도 측정이 어렵고 성분제어가 복잡하여 수십년의 경험과 노하우를 가진 취련사에 많이 의존했습니다.

이에 포항제철소 제강부는 생산제품별 대표적인 조업 경우의 수를 계산하여 12만 5천개의 공정을 도출한 후 Big-Data를 활용해 제강공정의 전로부터 주조까지 시각과 온도 그리고 성분을 제어하는 시스템 개발에 매진해 마침내 PTX(Posco sTeelmaking eXpress)를 개발했습니다.

PTX는 제강공정을 전로역-BAP역-LF역-RH역-연주역으로 구분한 후 각 공정별 최적 시각·온도·성분을 예측해 전로부터 종착역인 연주 Station까지 조기, 지연도착 없이 달리는 제강 열차입니다.

PTX는 KTX·SRT·무궁화 등 각 기차가 서울역-대전역-동대구역-포항역에서 출·도착하는 시각 개념을 모티브로 하여 PTX를 설계했으며 PTX상환판을 통해 공정별 실시간 조기·지연 도착과 온도와 성분 확인이 가능해 제강부 전원이 조업에 참여하여 조업 낭비를 최소화 하고 정시 적중률을 높여 원가절감 최대화 할 수 있는 시스템입니다.

특히 PTX는 용선의 온도, 성분, 주원료 등 다양한 Input 조건에 대한 실시간 AI 학습이 가능토록 설계되어 각 공정별 목표온도 예측 및 제어가 가능해 PTX 도입전 제강부의 제강조업 온도 적중률은 80% 수준이었으나 현재 90%로 개선됐습니다.

스마트 CCTV

또한 포스코는 제철소 조업 환경에 특화된 스마트 CCTV 인프라를 구축해 지난해 7월 포항과 광양 제철소 현장에 특화된 영상분석 기술을 접목한 스마트 CCTV 인프라를 오픈했습니다.

포스코가 개발한 스마트 CCTV는 녹화만 하는 일반 CCTV와 달리 제철소 현장의 특정 문자ㆍ형상ㆍ모션(움직임) 등을 자동 감지하고 이에 대한 정보를 안전∙품질∙조업 분석에 활용 가능하도록 관리자에게 알려주는 지능형 CCTV입니다.

포스코형 스마트 CCTV를 적용하면 지금까지 작업자가 육안으로 판단하던 조업 모니터링 방식을 시스템을 통한 자동감지 방식으로 획기적으로 개선할 수 있습니다.

고열∙고위험 작업이 반복되는 제철소에는 조업 현장을 원격으로 모니터링할 수 있는 시스템이 필수입니다. 하지만 설치되어 있는 CCTV의 90%가 저화질의 아날로그 방식인데다 분진이나 진동이 잦은 조업 환경에서는 인식률이 더 떨어질 수밖에 없습니다. 또한 한 명의 작업자가 동시에 50여 개의 CCTV 화면을 동시에 확인해야 하기 때문에 정밀 모니터링에도 한계가 있었습니다.

이런 문제를 해결하기 위해 포스코는 포스프레임 기반의 스마트 CCTV 인프라를 구축하고, 포항 및 광양의 시범 공장을 대상으로 기존 아날로그 CCTV의 스마트화 및 신규 고화질 CCTV 설치 작업을 완료했습니다. 광양과 포항 시범공장에는 기존 아날로그 CCTV의 화질을 개선하고 디지털 변환이 가능하도록 해 영상 저장 및 인식을 통한 사후 분석이 가능하게 됐습니다. 광양 2제강공장에는 고화질의 스마트 CCTV를 신규로 설치하고 영상인식 기술 테스트와 현장 적용 검증을 마쳤습니다.

포스코형 스마트 CCTV의 핵심은 문자, 형상, 모션, 열/화상, 구역을 인식하는 상용영상 해석기술에 설비, 재료, 조업 등의 제철소 맞춤 정보를 학습시킨 데 있습니다. 이에 따라 설비 번호를 영상에서 자동으로 인식하고 추적해 설비 효율화를 높이거나 전수 품질 검사도 가능합니다. 또한 열화상 등 다중 영상장치로 화재 위험을 사전에 감지해 예방할 수도 있습니다.

포스코는 스마트 CCTV를 제철소 전 공장으로 확대 적용해 설비 효율화 및 품질을 높이고 안전한 제철소를 만드는데 앞장서는 한편, 딥러닝 알고리즘을 추가로 탑재하고 영상 인식률을 98%까지 높이는 등 스마트 CCTV 인프라를 더욱 고도해 나갈 계획입니다.

 


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