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포스코

포스코는 지난 2019년 7월 세계경제포럼(WEF)에서 국내 기업 최초로 '등대공장'에 선정됐다. 등대공장은 어두운 밤하늘에 '등대'가 불을 비춰 길을 안내하듯 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터 등 4차 산업혁명의 핵심 기술을 적극적으로 도입해 세계 제조업의 미래를 혁신적으로 이끄는 공장을 말한다.

등대공장 포스코의 중심에는 포스코 고유의 연속 공정용 스마트 팩토리 플랫폼인 '포스프레임(PosFrame)'이 있다. 포스프레임은 생산 현장의 다양한 데이터를 고속으로 수집해 빅데이터를 분석·예측함은 물론, 인공지능으로 최적의 제어가 이루어지도록 하는 스마트 팩토리 플랫폼이다.

포스프레임은 제철소의 생산 계획을 수립하는 단계인 수주 공정부터 제선, 제강, 연주, 압연, 도금에 이르는 연속 공정뿐만 아니라 효율적이고 안전한 작업 환경을 위한 스마트 CCTV까지 광범위하게 적용되어 있다.

수주 공정에서는 인공지능이 스스로 주문을 판단할 수 있도록 학습 모델을 구축해 담당자가 모든 주문 조건을 일일이 파악하는 수작업을 줄였다. 특히 제철소에서 요구하는 강종별 최소 주문량에 미달되어 생산상 제약을 받는 주문의 생산 가능 여부 및 필요조건을 판단하는 데 걸리는 시간을 12시간에서 4시간으로 단축했다.

용광로에서 철광석을 녹여 쇳물을 만드는 제선 공정에서는 딥러닝을 이용해 인공지능이 데이터를 학습해 예측, 관리하는 스마트 고로를 만들었다. 스마트 고로란 노황(爐況·고로 내부 컨디션)을 AI를 활용하여 자동 제어할 수 있는 고로를 말한다. 포스코는 그동안 수동 제어하던 것을 딥러닝 기반 AI 기술로 용광로의 노황을 자동 제어하고자 했다. 먼저, 노황 속 수만 종류의 비정형 데이터를 정형화하는 1단계 '디지타이제이션(Digitization)'작업을 완료했다. 이를 통해 그동안 경험에 의존해 비정형적으로 관리해 오던 주요 지표를 실시간 측정해 데이터화했다. 즉 고로가 딥러닝을 할 수 있는 기반을 놓았다. 이후 2017년부터 인공지능을 활용하여 노황을 예측하고 자동 제어하는 2단계 '스마타이제이션 (Smartization)'을 진행했다. '스마트 고로'는 ①실시간 측정된 데이터로 수많은 케이스를 학습한 뒤 ② (분석)내부로 들어간 연료와 원료의 성분과 노황을 스스로 체크해서 ③(예측) 조업 결과를 예측하고 ④(제어)조업 조건을 선제적으로 자동 제어해 ⑤품질 편차가 적은 '최고의 쇳물'을 생산하는 구조다.

이 기술이 최초로 적용된 포항 2고로는 하루에 만들어내는 쇳물의 양이 240t가량 늘었다. 이는 연간 중형 승용차 8만5000대를 생산할 수 있는 양이다. 스마트 고로 기술은 우리나라의 국가 핵심 기술로 지정되기도 했다.

쇳물의 불순물을 제거하고 합금 원소를 첨가해 고객이 원하는 성분으로 만드는 제강 공정에서는 연주 공정(쇳물을 형틀에 부어 두꺼운 직사각형 반제품인 슬라브 등을 만드는 공정)까지 타이밍과 온도, 성분을 제어하는 인공지능 통합 제어 시스템을 개발해 멈춤이나 지연 없는 연속 공정을 가능하게 했다. 공정별로 도착 시각과 온도, 성분을 실시간 확인하고, 용선의 온도와 성분, 원료가 달라도 조건에 맞게 인공지능이 학습하도록 설계하여 정밀하고 안전한 프로세스를 구축했다.

얇게 만든 철강 제품 표면에 부식 방지 등을 위해 아연 등을 입히는 도금 공정에서는 인공지능 초정밀 도금 기술을 개발했다. 딥러닝을 이용해 제품의 강종, 두께, 폭, 조업 조건과 목표 도금량을 스스로 학습하고 정확히 제어할 수 있도록 해 도금량 제어 적중률을 89%에서 99%까지 높였다. 이 기술은 우리나라 국가 핵심 기술로 등재돼 있다. 또 광양제철소에서 원격으로 국내·외 사업장 16곳의 도금 품질을 통합 제어할 수 있는 시스템을 통해 전 세계에 동일 품질의 제품을 공급 중이다.

마지막으로 스마트 CCTV 기술은 녹화만 하는 일반 CCTV와 달리, 제철소 현장의 특정 문자, 형상, 움직임 등을 자동으로 감지하고 수집한 정보에서 이상이 인지되면 관리자에게 알려주는 지능형 CCTV이다. 스마트 CCTV를 활용하면 품질 향상에도 효과적이며, 열화상 등 다중 영상 장치로 화재 위험을 사전에 감지해 예방할 수도 있다.

한편 포스코는 2019년부터 2023년까지 5년간 총 200억원을 출연해 중소기업 1000곳의 스마트 공장 구축 사업도 진행 중이다. 포스코는 스마트 공장 구축과 혁신 컨설팅을 패키지로 제공함으로써 중소기업이 체계적으로 스마트 공장을 구축하고 운영할 수 있도록 돕고 있다. 기고자 : 신은진 기자
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