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이범종

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안녕하세요, 이범종입니다.
효율성·지능 갖춘 '똑똑한 제철소'들

(침체 극복 모색하는 철강)②IoT·빅데이터·AI 접목

2022-08-17 06:00

조회수 : 2,909

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[뉴스토마토 이범종 기자] 철강사들이 사물인터넷(IoT)과 빅 데이터(Big Data), 인공지능(AI) 등을 접목한 스마트 팩토리 구축에 안간힘을 쓰고 있다. 적절한 원료 사용과 신속한 위기 대응으로 효율과 안전성을 높이고 탄소중립 실현에도 필요하기 때문이다.
 
작업자가 현장에 스마트 세이프티 볼을 부착해 유해가스를 실시간 확인하는 모습. (사진=포스코)
 
포스코는 세계 최고의 '지능형 스마트 제철소'가 목표다. 이를 위해 2016년~2020년 추진 조직 정비와 인재양성, 인프라 구축과 단위 공정에 대한 기술개발 등을 확립했다. 지난해부터는 공정 간 통합과 연결, 전 가치사슬 대상으로 스마트 기술을 확대하는 '스마트 팩토리 2.0'을 추진하고 있다.
 
우선 가상 제철소에서 원료와 배합비 변동에 따른 원가 분석과 수익성을 종합 판단하는 원가 분석 시스템(PosPLOT)를 운영하고 있다. 원료 변경에 따른 기회비용을 줄이고 전사 차원의 경제 효과 관점으로 의사 결정할 수 있는 기반을 마련했다. 포스코는 앞으로 연원료 원가 최적화 솔루션에서 탄소중립 실행을 위한 분석 시스템으로 활용도를 넓힐 계획이다. 
 
설비 이상을 예방하는 설비 이상 예지 시스템도 만들었다. 전류와 영상, 화상 카메라, 진동 등 다양한 설비 데이터와 조업 데이터를 수집하고 AI 모델 등 기법으로 이상 징후를 사전 감지한다. 이 기술은 핵심 설비에 우선 적용해 돌발장애를 최소화하고 향후 전 공정에 확대해 설비 장애를 줄인다는 방침이다. 
 
무재해 사업장을 위한 '스마트 세이프티'도 적용하고 있다. 포스코 공장 안을 돌아다니는 지게차는 앞에 사람이 있을 때 알아서 멈춘다. 지난 5월 도입된 지게차 자동 정기 기술 덕분이다. AI 기반 영상인식 기술과 자동 정지 제어 기술이 접목됐다. 충돌 위험 거리가 6m 이내면 알람이 울리고 4m 지점에서 감속이 시작된다. 작업자가 2m 이내로 가까워지면 자동 정지된다.
 
작업자들은 지난해부터 '스마트 세이프티 볼'을 쓰고 있다. 밀폐 작업 공간에 공을 던져 유해가스가 있는지 파악할 수 있다. '작업현황 종합 모니터링 시스템'은 제철소 작업별 위험정보와 개소별 작업자 현황, 관계사 투입 현황 등을 실시간으로 제공한다.
 
2020년 도입된 스마트 워치는 넘어짐과 심박 이상, 추락 등을 실시간 감지해 주변 동료에게 즉각 구조신호를 보낸다. 포스코는 제철소와 협력사직원 외에도 스태프 부서 중 건강 관리가 필요한 직원에게도 스마트 워치를 배포했다.
 
CCTV도 똑똑해졌다. 2018년 도입된 스마트 CCTV는 전 제철소에 확산중이다. AI가 작업자 안전보호구 미착용과 위험지역 진입, 불완전 행동 등을 실시간 감지한다.
 
저탄소에도 스마트 기술이 쓰인다. 현재 포스코는 고로·소결·원료공정 스마트화를 통한 편차 개선으로 연·원료 사용량을 줄이는 기술을 개발하고 있다. 스마트 기술을 통한 코크스 오븐 및 건식소화설비(CDQ) 최적 운전 기술도 만들고 있다. 스마트 기술을 고로와 파이넥스에 적용해 노황을 안정적으로 제어해 조업 편차와 석탄 사용량을 줄일 계획이다.
 
현대제철 인천공장 전기로. (사진=현대제철)
 
현대제철은 2025년까지 스마트 팩토리를 넘어 '스마트 엔터프라이즈' 혁신을 완성한다는 목표를 세웠다. 제조·생산 외에도 시스템·인프라 등 프로세스 전 부문에 걸친 관리 체계를 구축한다는 의미다.
 
현재 사장 직속 '프로세스 혁신 태스크포스팀(TFT)'이 데이터 신뢰성 확보를 위한 기준 정보 표준화에 주력하고 있다. 전사 데이터 품질 향상을 모색하고 판매부터 출하까지 모든 공정을 관통하는 혁신을 동시 추진중이다.
 
효율성을 높이기 위해 사업부마다 단절된 데이터와 프로세스를 연결하고 빅테이터와 AI 등 데이터 분석 플랫폼을 만들어 생산·구매·원가·판매 전 부문을 고객 중심으로 운영한다.
 
디지털 의사결정 모델도 개발해 계획 측면에서 다양한 시나리오별 데이터와 시스템 기반 의사 결정 환경을 만든다. 실행 측면에서 공정과 작업별 이상 상황을 감지해 실시간 조치 기반을 세울 계획이다.
 
지능형 생산체계의 핵심은 AI와 빅데이터다. 현대제철은 제강·압연 등 전체 생산 공정 부문마다 계측 장비를 고도화하고 빅데이터를 통한 맞춤형 AI 기술을 구현하는 방안을 추진하고 있다.
 
특히 압연 분야에서 수입에 의존하던 계측 설비를 자체 개발 지능형 계측기로 대체할 방침이다. 이 계측기는 자체 이상 진단과 고장 예지, 신뢰성 평가 등을 알리는 기능이 추가됐다. IoT와 빅데이터, AI가 접목돼 다른 제어요소 데이터와 융합해 학습한 뒤 모델화하기도 한다. 이를 통해 제품 생산에 대한 계측 데이터 간 상관성이나 인과성을 분석할 수 있어 기존 수입 설비와 차별화된다. 현대제철은 상용화 시점을 내년으로 본다.
 
현대제철이 2030년까지 구축할 탄소중립 철강 생산체제 하이큐브. (사진=현대제철)
 
탄소중립 생산 체계 구축도 한창이다. 현대제철은 독자적인 전기로 기반 탄소중립 철강 생산체제 '하이큐브(Hy-Cube)'로 2030년까지 수소 기반 철강 생산체제로 전환해 저탄소 고급 판재를 생산할 계획이다. 이를 위해 기존 전기로 원료인 스크랩을 AI 기반으로 적절히 사용하고 수소환원철과 탄소중립형 용선을 혼합 사용한다는 방침이다. 하이큐브는 현재 연구 단계다.
 
현대제철 관계자는 "스마트 엔터프라이즈의 핵심은 고객 가치 극대화"라며 "전사적인 데이터 융합을 통해 고객 중심으로 모든 프로세스를 운영하고 이런 시스템과 문화를 정착시켜 최적화 의사결정 시스템을 구축해 스마트 엔터프라이즈를 완성하겠다"고 말했다.
 
이범종 기자 smile@etomato.com
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