文대통령도 반한 포스코 ‘등대공장’은 무엇?

문재인 대통령이 9일 경북 포항 포스코 스마트공장을 방문해 시설을 둘러보고 있다. (청와대 제공)

“우리 포스코가 스마트제조 국내 유일의 등대 공장이 되신 것을 축하한다. 포스코의 혁신 노력이 세계적으로 인정 받았다. 대기업들이 중소기업과 상생노력으로 스마트 공장을 세워주신 것에 대해 감사하게 생각하고 있다” (문재인 대통령 9일 포스코 방문 자리)

지난 9일 문재인 대통령이 방문한 포스코 등대공장은 포스코가 야심차게 수년간 준비한 스마트 팩토리다. 포스코는 지난 2016년 이세돌 9단과 알파고의 바둑 대결을 보면서 인공지능(AI)을 제조 현장에 어떻게 적용할지 고민하기 시작했고, 그 결과 공장을 똑똑하게 변신시키는데 성공했다.

◇국내 최초 등대공장, 포스코

등대공장(Lighthouse Factory)은 말 그대로 어두운 밤하늘을 등대가 밝혀 길을 안내하듯이 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능(AI), 빅데이터, 사물인터넷(IoT) 기술을 적극 도입해 제조업에서 혁신을 이뤄낸 공장을 뜻한다. 세계경제포럼(WEF)이 2018년부터 전 세계 공장들을 심사해 매년 2차례씩 발표하는데, 포스코는 작년 7월 국내 최초로 등대공장에 선정됐다. 현재 세계에는 포스코를 포함해 총 26곳의 등대공장이 있다.

포스코가 등대공장에 선정되는데 가장 중요한 역할을 한 것은 포스코의 스마트 팩토리 기술이다. 스마트고로 기술, CGL(Continuous Galvanizing Line·용융아연도금공장) 도금량 자동제어기술, 압연 하중 자동배분 기술 등 AI가 바탕이 된 기술이 대표적이다.

포스코 스마트 팩토리의 중심에는 포스코 고유의 플랫폼인 ‘포스프레임(PosFrame)’이 있다. 포스프레임은 세계 최초 연속 제조 공정용 스마트 팩토리 플랫폼이다. 연속되는 전 공장의 철강 공정 데이터를 수집하고 정형화 시키는 것이 주된 일이다. 이후 포스프레임은 정형화된 데이터를 IoT, 빅데이터, AI등 신기술을 이용해 최적의 공정 조건을 내놓고 공장을 제어한다.

포스코 관계자는 “포스프레임을 활용하면 작업자들은 작업 공정에서 경험에 의존하는 의사 결정을 최소화 할 수 있고, 실수도 방지할 수 있다”며 “객관적이고 정확한 데이터를 바탕으로 창의적인 문제 해결 방법도 도출해 낼 수 있다”고 말했다.

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◇수치로도 증명된 스마트 공장의 위력

포스코는 포스프레임을 제철소의 생산 계획을 수립하는 단계인 수주공정부터 제선, 제강, 연주, 압연, 도금에 이르는 연속 공정에 적용하고 있다. 이런 포스프레임의 효율성 향상은 수치로도 증명되고 있다.

수주공정에서는 주문 생산가능 여부와 필요조건을 판단하는데 걸리는 시간을 기존 12시간에서 1시간으로 줄였다. 제선공정에서는 포스프레임이 적용된 스마트고로(포항 2고로)를 통해 용선(쇳물) 1톤(t)당 연료투입량 4kg 감소에 성공했다. 또 하루에 생산해내는 쇳물의 양도 240톤 늘었는데 이는 연간 중형 승용차 8만5000대를 제조하는데 사용할 수 있는 양이다.

제강공정에서도 전로부터 연주공정까지 타이밍과 온도, 성분을 제어하는 통합 제어 시스템을 개발해 멈춤이나 지연 없는 연속 공정이 가능해졌다. 이를 통해 전로 최종 온도 적중률을 기존 80%에서 90%로 높이고, 열 제어에 사용되는 원료사용량을 60% 줄였다.

도금공정에서도 초정밀 도금기술 개발을 통해 강종, 두께, 폭, 조업조건과 목표도금량을 스스로 학습해 제어할 수 있게 했다. 이로 인해 도금량 제어 적중률은 89%에서 99%까지 올라갔다. 또 스마트 CCTV기술로 제철소 현장의 이상 움직임 등을 자동으로 감지하고 관리자에게 알려주고 있다. 포스코는 2016년부터 2019년까지 스마트 팩토리 구축을 위해 321건의 과제를 수행해 총 2520억원의 원가절감 효과를 거뒀다.

문재인 대통령과 최정우 포스코 회장 등이 9일 포스코 스마트고로를 방문해 기념촬영을 하고 있다.(포스코 제공)

◇국가핵심기술로도 지정된 ‘스마트고로’

포스코의 스마트고로(포항 2고로)는 작년 국가핵심기술로 지정됐다. 스마트고로는 노황(고로 내부 컨디션)을 AI를 활용해 자동제어할 수 있는 고로를 뜻한다.

쇳물을 생산하는 고로는 높이110m로 약 40층 아파트 높이와 비슷하다. 이 안에는 최대 2300도의 뜨거운 쇳물을 담고 있어 변화가 많고, 예측도 쉽지 않다. 24시간 연속 생산체제로 인해 설비를 멈추고 내부를 보기도 힘든 구조다.

포스코는 스마트고로를 2016년부터 연구했고, 2017년부터는 AI를 활용해 노황을 예측하고 자동제어하는 스마타이제이션(Smartization)을 진행했다. 이를 통해 스마트고로는 실시간 측정된 데이터로 수많은 케이스를 학습한 뒤, 분석을 통해 내부 연료와 원료 성분과 노황을 스스로 체크한다. 이후 조업 결과를 미리 예측하고, 조업 조건을 선제적으로 자동제어한 후 품질 편차가 적은 최고의 쇳물을 생산하게 된다.

포스코는 약3년에 걸쳐 딥러닝을 활용한 고로 부위별 자동제어시스템 개발을 마치고, 이를 한 단계 업그레이드한 통합 시스템을 개발 중이다. 포스코는 2고로(내용적 2550㎥)보다 사이즈가 큰 3,4고로(각 5600㎥)에도 적용할 예정이다.

한편 포스코는 중소기업의 혁신성장을 돕고 강건한 생태계 조성을 위해 중소벤처기업부와 함께 ‘상생형 스마트공장 구축 지원 및 스마트화 역량강화 컨설팅’사업을 추진중이다. 2023년까지 총 200억원을 출연해 1000개 기업을 지원할 예정이다.

(서울=뉴스1)