포스코, 작업자 돕는 ‘협동로봇’으로 현장 안전 책임진다

현대제철 4족 보행로봇 고위험 작업 대체 위험 지역 상황 파악

국내 철강업계가 로봇 투입을 통한 작업자의 안전과 업무 효율성을 높이는데 집중하고 있다.

포스코와 현대제철 등 철강사는 생산 현장에 로봇을 투입해 작업자의 안전을 확보하려는 움직임을 보이고 있다.

먼저 포스코는 근로자 안전과 체계적인 설비 관리 강화를 위해 모바일로봇을 개발에 나서고 있다. 포스코 기술연구원 공정연구소는 지난 16일 로봇솔루션연구그룹 위드로봇·에이딘로보틱스와 각각 스마트 와이어 로봇솔루션 및 4족 보행로봇 개발을 위한 공동 연구개발 협약을 맺었다.

위드로봇은 카이스트 전기·전자공학과 로봇 연구실 박사 출신들이 주축이 돼 설립한 로봇솔루션연구개발 전문업체다. 에이딘로보틱스는 성균관대학교의 로보틱스이노배토리 연구실의 지도교수와 박사들이 함께 창업한 회사로 위험 설비 및 환경에서의 로봇 기술 등을 독자적으로 개발해왔다.

포스코가 위드로봇과 공동 연구를 진행하고 있는 스마트 와이어 로봇은 영상·음향·열적외선·라이다와 같은 다양한 센서를 모듈로 장착한 것이 특징이다. 케이블카처럼 줄을 타고 이동하면서 제조 현장에서 발생하는 여러 사고를 감시하고 찾아낼 수 있다.

기존의 고정형 감시카메라를 활용한 방식의 로봇은 넓은 제철소의 작업 공간에 적용하기에는 설치 필요 대수가 많고 설치 비용이 높다는 단점이 있었다. 이를 해결하기 위해 포스코는 위드로봇과 함께 영상과 여러 종류의 센서를 상대적으로 저렴한 와이어를 따라 움직일 수있게 만들어 제철소에서 활용하기로 했다.

스마트 와이어 로봇은 지난해 개발된 이후 포스코 광양 제철소 연료공장에 시범 설치됐다. 컨베이어 벨트 고장을 효과적으로 검출하며 효용성을 입증했다. 포스코는 위드로봇과 공동연구를 통해 제철소의 다양한 작업 환경에 맞춰 기능을 구현하는 연구를 진행하고 있다.

포스코는 에이딘로보틱스와는 접근성이 제한된 제철설비의 진단을 위해 설비점검용 4족 보행 로봇의 개발을 추진한다.

포스코는 올해 로봇 전문 기업 ‘뉴로메카’와 협력해 기술연구원 실험실에서 이루어지는 산세작업을 로봇화하는 데 성공했다. 시편 이동, 산세, 헹굼에 이르는 전 공정을 협동로봇 시스템으로 대체해 주간에는 작업자의 실험 프로세스를 보조하고, 밤에는 작업자가 없어도 스스로 작동하는 24시간 상시 운영 가능한 무인화 실험실을 구축했다.

또한, 스마트팩토리 전문 기업 ‘열림정보시스템’과 함께 코일 제품 라벨 부착 작업을 자동화했다. 제철소 제품 포장 공정 중 생산된 코일에 라벨을 부착하는 작업은 약 1m 너비의 좁은 공간에서 이뤄지기 때문에 자동화가 어려워 수작업으로 이루어졌다. 포스코는 열림정보시스템과 라벨 부착 전용 엔드 이펙터를 개발하고, 이를 장착한 협동로봇 시스템을 구현해 좁은 공간에서도 로봇이 자동으로 라벨링 작업을 시행할 수 있도록 했다.

현대제철의 경우 4족 보행로봇을 이용해 산소 가스 밸브 개폐, 위험 개소에 대한 일상 점검 등 현장 적용 테스트를 진행하고 있다. 앞으로 비상 상황 발생 시 위험 지역에 4족 보행로봇을 즉각 투입함으로써 화재, 폭발 등 2차 재해를 예방해 작업자 안전을 도모할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또 현대제철은 꾸준히 사물인터넷(IoT) 기술과 AI 기술이 접목된 가스 센서 및 카메라 등을 부착해 4족 보행로봇의 현장 활용도를 높여갈 계획이다.

이런 기술을 접목함으로써 4족 보행로봇이 가스 위험 지역 일상 점검 및 화재, 화학 물질 누출 등 위험 상황을 조기 감지할 수 있도록 하고 가스 중독 및 질식 위험이 존재하는 밀폐 구간의 점검을 대체함은 물론, 근로자의 안전 보호구 착용 등도 점검하도록 해 안전한 작업 환경을 조성해 나갈 예정이다.

이 같은 작업들은 4족 보행로봇에 열화상 촬영을 비롯해 30배 줌(Zoom), 360˚ 회전 촬영, 170˚ 파노라마 영상 촬영이 가능한 최첨단 카메라를 장착해 사고 위험 지역의 상황을 정확히 파악할 수 있기 때문에 가능할 것으로 기대하고 있다.

세아그룹은 지난 2018년부터 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 해당 전문가들로 구성된 조직 ‘디지털혁신팀’을 운영하고 주력 계열사들의 스마트 팩토리 프로젝트를 진행하고 있다.

세아그룹은 강종 특성에 따라 마찰 시 발생하는 스파크 형태를 데이터로 변환하는 머신비전(Machine Vision) 기술을 활용한 ‘스파크 자동판정 모니터링’ 시스템을 개발했다. 해당 시스템은 이종(異種) 강종 판정이 가능하다.

세아그룹은 세아베스틸, 세아창원특수강 등 계열사에 △특수강 제품의 마감·포장 품질을 좌우하는 ‘직각도 모니터링 시스템’ △‘번들링 라벨 문자 자동 인식 시스템’ △제품 공정 단계를 추적하는 ‘소재 트래킹 시스템’ 등을 적용했다.

세아그룹의 협동로봇은 세아베스틸의 1,700도 고열 전기로에서 샘플을 채취하고 온도를 측정하는 작업을 수행한다. 세아홀딩스는 3D 환경으로 공장 내부를 재구현하는 ‘디지털 트윈’ 기술을 세아창원특수강에 시범 적용하는 등 안전한 작업 환경 조성을 위한 솔루션을 개발하고 있다.

마지막으로 동국제강은 로봇 프로세스 자동화(RPA, Robotic Process Automation)를 도입해, 임직원 업무 효율 향상과 업무 만족도를 제고할 방침이다.

RPA는 규칙적이고 반복적인 업무를 로봇 소프트웨어가 자동으로 처리하는 기술을 의미한다. 동국제강은 사내외 시스템의 데이터 등록, 일일 현황보고 등 규칙 기반 반복 수행 업무를 RPA로 자동화함으로 업무 생산성을 높일 수 있을 것으로 판단했다.

동국제강은 지난해 RPA 전문 업체들과 실제 PoC(개념 검증)절차를 거친 끝에, 글로벌 1위 RPA 업체인 유아이패스(UiPath)의 솔루션을 최종 도입했다.

동국제강은 △매월 전 사업장에서 진행되는 매입·매출 부가세 신고 대상 검증 업무 △해외 각국으로 수출 시 국가별 조건에 따른 증명서·신고서 등록 업무 △각종 일일보고서 작성 등 약 20개의 업무를 자동화했다.