포스코, 포스프레임 드론으로 원료 재고 분석

현대제철, 스마트팩토리 스마트매니저먼트 시스템 구축

동국산업, 아주스틸, 한진철관 등 스마트팩토리 적용

철강업계가 스마트팩토리 플랫폼을 구축해 생산성과 물류 기능의 고도화에 나서고 있다. 스마트팩토리는 제철소에 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터 등 신기술을 이용해 최적의 공정 환경을 제공하는 것은 물론 스스로 공장을 제어하는 개념이다.

스마트공장 도입 기업의 경우 생산성 30.0%↑, 불량률 43.5%↓, 원가 15.9%↓, 납기 15.5%↓ 등이 향상되고 산업재해도 22% 감소한 성과를 거둔 것으로 나타났다.

포스코는 포스코는 철강 본원 경쟁력 강화를 위해 5년간 꾸준히 스마트제철소 만들기에 힘써왔다. IoT, AI, 빅데이터 등의 기술을 생산공정에 접목해 세계 최초의 ‘연속 공정’ 스마트팩토리를 구축했다. 포스코는 자체 철강 스마트팩토리 플랫폼인 ‘포스프레임’을 통해 지난 50년간 현장 경험과 노하우가 축적된 공장의 데이터를 수집․정형화하고, 이를 스스로 학습해 최적의 공정조건을 만들어 생산과정을 실시간 제어하는 스마트 제철소를 구현해왔다.

포스프레임은 주문투입 단계부터 제품 출하까지 여러 공장에서 발생하는 서로 다른 특성의 데이터들을 유기적으로 수집하여 저장하고 관리한다. 현재 포스코 제철소 내 20개 공장에서 포스프레임을 적용 중이며, 올해 안에 포항, 광양제철소 소재 7개 공장에 추가로 도입할 계획이다. 포스프레임은 사람이 직접 관찰하고 관리했던 원료 재고 분석에 드론을 도입했다.

드론은 사람이 접근하기 어려운 협소한 곳까지 정밀하게 점검하고 추적해 재고 현황을 보다 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 안전사고 역시 예방할 수 있다.

현대제철은 기존 스마트팩토리를 강화한 ‘스마트 엔터프라이즈’ 구축을 추진하고 있다. 스마트팩토리가 기존 제조․생산 부문의 고도화에 초점이 맞춰줘 있다면 스마트 엔터프라이즈는 제조․생산뿐 아니라 시스템․인프라를 비롯한 프로세스 전 부문에 걸친 스마트 매니지먼트까지 구축하는 개념이다.

기존의 스마트 팩토리는 제조·생산 부문의 고도화에 초점이 맞춰줘 있었다. 현대제철이 내세우는 스마트 엔터프라이즈는 이뿐 아니라 시스템·인프라를 비롯한 프로세스 전 부문에 걸친 스마트 매니지먼트(관리)까지 포괄하는 개념이다.

이를 위해 현대제철은 올해 초 ‘프로세스혁신TF팀’을 안동일 사장 직속으로 배치했다. 혁신TF는 프로세스와 시스템·인프라 부문의 스마트 매니지먼트를 조직이다. 현대제철은 오는 2025년까지 스마트 팩토리 고도화와 스마트 매니지먼트 융합을 통한 스마트 엔터프라이즈 시스템을 완성할 방침이다.

스마트팩토리는 중소 철강사에도 영향을 미치고 있다. 동국산업은 포스코의 도움을 통해 스마트팩토리를 정착시켰다. 이를 기반으로 동국산업은 ‘AI 산세조업 제어시스템’을 구축했다. 포스코가 생산한 열연강판의 표면품질 정보를 포스프레임이 수집해 동국산업에 제공하면, 동국산업은 이 정보를 이용해 최적화된 산세처리 속도와 자동 제어값을 공정에 적용한다. 제품의 정보는 빅데이터로 포스프레임에 저장되고, AI는 예측 모델을 지속적으로 학습한다.

시스템 도입으로 동국산업은 산세작업 소요 시간 대폭 개선해 생산성을 기존 대비 평균 1.6배 향상시켰고, 고객사가 요구하는 표면 품질을 확보해 글로벌 부품사로 판매하는 고급재 판매량을 기존대비 1.5배 확대할 수 있게 됐다.

이어 한진철관은 통합생산관리시스템(Manufacturing Execution System) 도입과 전사적인 스마트 시스템을 도입할 계획이다. 통합 생산관리 시스템으로 불리는 MES는 제품 주문에 의한 생산에서 완성품의 품질검사까지 전 생산활동을 관리하는 시스템으로 생산 현장의 각종 정보와 생산실적, 작업자 활동, 설비 가동, 제품 품질 정보 등을 실시간으로 수집한다. 이를 통해 분석 및 모니터링으로 생산공정을 제어함으로써 고품질 수익 지향성 생산체제를 갖추게 하는 시스템이다.

이를 통해 천안공장을 스마트공장으로 탈바꿈한다는 게 회사측 설명이다. 국내 구조관 업계에서 최초로 MES를 도입한 한진철관은 축적된 기초데이터를 활용해 계획 생산과 불량률 감소에 중점을 둘 계획이다. 이번 MES도입으로 시간당 생산량은 물론 라인별 실시간 상황 점검, 원자재 재고량 등 전선화하면서 한눈에 흐름을 파악할 수 있게 된다.

마지막으로 아주스틸은 김천산업단지에 스마트공장을 증설할 계획이다. 아주스틸은 신규 컬러강판 생산라인에 혁신적인 4세대 기술을 적용해 한국형 K-CCL 스마트팩토리로 구축할 계획이며 내년 상반기 가동을 목표로 하고 있다. 올해 2월부터 세계 최초로 양산 중인 롤투롤(Roll To Roll) 디지털 프린팅 강판 생산라인의 전문화와 효율성을 제고함은 물론 친환경 건축 내외장재 생산을 위한 설비투자라고 볼 수 있다. 이번에 도입되는 설비는 3Coating 3Baking 라인으로 연간 생산량은 8만톤이다.

철강업계 관계자는 “코로나19 이후 스마트팩토리에 대한 철강 제조기업들의 관심이 높아지고 있다”며 “스마트팩토리를 통해 생산성부터 물류기능까지 효율성을 높여 나갈 것”이라고 말했다.