포스코, 공장 디지털 전환으로 초격차 기술 선도

포스코는 철강 업계 불황 돌파를 위해 철강 분야의 디지털 전환을 추진하고 있다. 포스코는 스마트 팩토리의 자동화를 넘어 모든 공정에서 발생하는 빅데이터를 자동으로 수집·유통·서비스하고 그에 기반한 의사결정까지 자동으로 판단하는 인텔리전트 팩토리를 추구하고 있다.

대표적인 사례가 광양 2제강공장의 자동화 조업기술이다. 제강공장에서는 불순물을 제거해 깨끗한 용강을 만드는 전로 조업이 이루어진다. 전로 조업은 공정 단계마다 취련사의 세심한 조작이 필요하다. 취련사는 전기로에 산소를 불어 넣어주는 양을 조절해 황이나 인, 탄소 따위의 불순물을 없애 쇳물의 성질을 결정하는 역할을 하는 사람을 말한다.

작업 피로도가 높고 작업자별 품질 편차가 발생할 수 밖에 없다. 이런 문제를 해결하고자 광양 제강부와 기술연구원은 2018년도부터 전로 원터치 취련 자동화 조업기술 개발에 착수했다.

7년 간의 기술 개발 끝에 모든 취련 작업을 100% 자동 원터치로 수행하는 혁신적인 시스템이 탄생했다. 이 기술은 현장에서 조업을 해야하는 물리적 한계를 넘어 공간 제약 없이 원격으로 자동 취련을 제어할 수 있는 고도화된 기능을 제공한다.

기술의 핵심은 사물인터넷(IoT) 기반으로 계측된 영상을 AI로 학습해 설비가 자동 운전되는 기술 등이 포함된다. IoT 기반의 영상 계측 시스템이 작업 현장의 사각지대와 고위험 지점을 모니터링하고, 영상을 학습한 AI는 최적의 전로 운전 방법을 제시하는 것이다. 25번의 설비 조작 횟수를 1회로 단축시키고, 용강의 온도와 성분 적중률 향상 및 제강 실수율 개선 등을 통해 일정한 제품 품질을 유지할 수 있게 됐다.

또 제강공장의 핵심 설비인 ‘서브랜스(Sub Lance)’의 과열 방지를 위한 냉각수 설비 이상예지 모델을 개발했다. 이 모델은 서브랜스의 냉각수 공급 호스에서 발생할 수 있는 문제를 조기에 감지해 설비장애를 사전에 예방하는 데 중점을 두고 있다. 서브랜스는 쇳물의 온도와 탄소, 산소 함량을 정밀하게 측정하는 길쭉한 봉 형태의 설비다. 설비 운영자가 측정된 성분 함량에 따라 쇳물 성분을 정밀 조정할 수 있도록 돕는다.

서브랜스 설비에 원활하게 냉각수가 공급되지 않으면 쇳물의 성분 측정에 문제가 생길 뿐만 아니라 설비의 과열이 생긴다. 리를 위해 냉각수 유출을 사전 감지해 이를 예방하는 것이 중요하다.

‘냉각수 설비 이상예지’ 모델은 첨단 데이터 분석 및 예측 알고리즘이 적용되었으며, 실시간으로 냉각수의 흐름과 온도를 모니터링해 비정상적인 패턴이 감지될 경우 즉각적인 경고 메시지를 발송한다.

김우섭 기자 duter@hankyung.com