[AD]포스코, 세계 최초 인공지능 제철소 구축

포스프레임 : 스마트팩토리가 구현되었을 때를 가상한 모습으로 설비 가동상태 및 데이터 흐름을 실시간으로 점검할 수 있다.ⓒ포스코

포스코가 4차 산업혁명의 키워드인 '스마트(SMART)화'에 한발 앞서 나가기 위해 기업·국가·산업을 뛰어넘는 시스템 혁신에 나섰다. 포스코는 ‘스마트 POSCO’로의 체제 전환을 통해 미래 50년을 준비한다는 방침을 밝힌 바 있다.

포스코는 지난 4월 1일 창립 50주년을 맞아 글로벌 100년 기업으로 성장해나가기 위한 새로운 미션 ‘Unlimit the Limit: Steel and Beyond(한계를 뛰어 넘어: 철강 그 이상으로)’과 사업구조와 기술, 조직문화를 최고 수준으로 끌어린다는 의미로 ‘POSCO the Great’를 비전으로 선포했다.

이를 위해 포스코는 그룹 이익의 80% 가량을 철강 및 그 관련 분야에서 거둬들이는 현재의 수익구조를 철강, 인프라, 신성장 등 3대 핵심사업군에서 4:4:2의 비율로 고르게 수익을 낼 수 있도록 육성할 계획으로, 포스코 그룹 사업의 스마트화와 함께 그룹사간의 융복합 사업 모델도 개발할 계획이다. 이로써 창립 100주년이 되는 2068년에는 연결 매출 500조원, 영업이익 70조원을 달성한다는 목표다.

포스코의 스마트팩토리는 지난 50년간 축적된 현장 경험과 노하우에 사물인터넷(IoT), 빅 데이터, 인공지능(AI) 기술을 접목해 최적의 생산현장을 구현함으로써 최고 품질의 제품을 가장 경제적으로 생산 공급하기 위한 것이다. 이를 통해 ‘무(無)장애 조업체계’를 실현하고, 품질 결함 요인을 사전에 파악해 불량을 최소화하는 한편, 작업장의 위험요소를 실시간으로 파악해 안전한 생산환경을 구현할 수 있다.

포스코는 세계 최초로 철강연속공정의 특성을 반영한 스마트팩토리 플랫폼인 포스프레임(PosFrame)을 자력 개발하고, 철강업체로는 세계 최초로 생산공정 과정에 인공지능을 도입함으로써 인공지능 제철소로 탈바꿈을 추진하고 있다.

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

포스코는 딥러닝을 통한 인공지능을 구현해 용광로의 노황을 자동제어하고자 했다. 그동안 수동제어하던 것을 딥러닝, 인공지능 구현을 통해서 용광로의 노황을 자동제어하는 것이다. 우선 비정형데이타를 정형화하는 1단계 디자타이제이션(digitization)과 2단계 딥러닝 인공지능을 활용하여 용광로 노황을 자동제어하는 스마타이제이션(smartization)으로 나눠 진행했다.

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

예를 들어, 용선 온도는 1500도로 이 보다 온도가 떨어지면 유동성이 낮아져 조업이 잘 안되기 때문에 용선온도 관리는 매우 중요하고, 일정하게 편차 없이 관리해야 연료비를 절감할 수 있다. 과거에는 사람이 2시간 한번씩 찍은 사진으로 온도를 체크했지만, 지금은 딥러닝이라는 알고리즘을 활용해서 1시간 후의 노열까지도 예측하고 자동으로 제어할 수 있게 됐다.

이를 통해 포스코는 포항 2고로의 2017년 생산량은 5% 개선되었고, 연료비는 4% 절감되는 효과를 거뒀다.

또한 지난해 초부터 제철소, 기술연구원, 성균관대 시스템경영공학과(이종석 교수) 산학연 공동으로 ‘인공지능 기반 도금량 제어자동화 솔루션 개발’해 광양 3CGL에서 본격 가동 중이다.

인공지능 기반 도금량 제어자동화 솔루션은 자동차강판 생산의 핵심기술인 용융아연도금(CGL, Continuous Galvanizing Line)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 기술이다.

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 방침이다.

올해 2월에는 포스코와 GE가 양사의 대표적인 스마트팩토리 플랫폼을 접목해 제철설비에 최적화된 하이브리드형 스마트팩토리 플랫폼을 공동개발하고 사업화를 적극 추진키로 했다.

이에 따라 포스코와 GE 양사는 포스코의 스마트팩토리 플랫폼인 '포스프레임(PosFrame)’과 GE의 대표적인 스마트팩토리 솔루션인 ‘APM (설비자산 성과관리솔루션:Asset Performance Management)’을 결합하고 양사 플랫폼간 철저한 호환성 검사를 거쳐 제철설비에 최적화된 하이브리드형 스마트팩토리 플랫폼인‘포스프레임 플러스(PosFrame+)’를 개발·사업화하게 된다.

포스코의 철강산업 전용 스마트팩토리 플랫폼인 ‘PosFrame’은 철강제품 생산과정에서 수집한 모든 정보를 모으고 분석해 시각화할 수 있으며, GE의 APM은 제조설비의 수집된 데이터를 바탕으로 설비의 고장을 예측해 조기경보하고, 설비유지비용과 고장 리스크를 고려한 최적의 설비상태를 유지하도록 함으로써, 가동율과 안정성을 높인다.

포스코와 GE는 그 첫단계로 포항제철소 5호기 발전설비 등에 APM을 적용해 기존 PosFrame과 호환성을 테스트하고, 연말까지 모듈 개발 및 적용성을 검증할 계획이다. PosFrame과 APM을 결합해 제철설비에 적합한 설비고장 예지모델인 하이브리드형 플랫폼 ‘포스프레임 플러스 (PosFrame+)’가 개발되면 제철설비에 최적화된 설비고장 예지모델을 개발은 물론 철강산업에서 설비 운영효율 향상과 안전사고 예방에도 획기적인 전환점을 가져 올 것으로 기대된다.

양사는 향후 ‘포스프레임 플러스(PosFrame+)’을 더욱 발전시켜 제철설비는 물론 관련 후방산업 전반에 적용시키는 한편, 스마트팩토리 부문 연구사례, 주요기술 등을 공유해 ‘PosFrame+’의 글로벌 사업화를 위한 협력모델도 만들어갈 계획이다.

앞서 권오준 회장은 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 세계 최대 규모의 가전·IT전시회 ‘CES 2018’을 직접 참관한 바 있다. 당시 권 회장은 스마트 기술의 최신 트렌드를 현장에서 직접 점검하고 철강은 물론 건설, IT, 에너지 등 그룹사 사업 전반에 걸친 스마트화를 통한 경쟁력 강화 방안과 함께 스마트 기술을 접목한 신사업 전략을 구상했다.

특히 포스코ICT가 스마트 건설 분야 세계 1위 기업인 DPR Construction과 Smart 사업을 공동으로 추진키로 하는 MOU를 체결함으로써, 건설에 ICT 신기술을 접목하는 스마트 컨스트럭션(Smart Construction)분야에서도 새로운 사업기회를 모색했다.

향후 포스코는 포스코건설, 포스코에너지, 포스코ICT 등 그룹의 주력 계열사를 모두 참여시켜, 스마트 팩토리, 스마트 빌딩 앤 시티), 스마트 에너지 등 그룹차원의 전체 사업영역에 플랫폼을 구축하고, 스마트 솔루션 사업을 적극 발굴해 나아감으로써 궁극적으로 스마트 인더스트리를 위한 그룹 전체의 비즈니스 구조를 재편해 나갈 방침이다.[자료제공 포스코]