철강 '빅3', ‘스마트팩토리’로 4차 산업혁명 대비한다

포스코, 조업관리와 품질관리, 인공지능 등 구축하고 있어
현대제철, 사업장 내 ‘P-Mobile 보안 네트워크’ 환경
동국제강은 ‘에코 아크 원자로’로 넓은 의미 스마트팩토리 구현

박규석 기자  seok@viva100.com
[2017.1.23. 9면]

국내 철강 빅3가 산업계 전반에서 일고 있는 4차 산업혁명을 ‘스마트팩토리’의 구축으로 선제대응하고 있다. 스마트팩토리는 제조 전 과정을 정보통신기술(ICT)로 통합해 생산성 및 에너지효율 강화 등 생산시스템을 최적화한 공장으로, 제품 기획과 설계부터 유통·판매에 이르는 전 과정에 ICT를 접목해 제조 단가를 낮추고 소비시장에 유연하게 대처하는 등의 역할을 수행할 수 있다. 때문에 포스코, 현대제철, 동국제강 등 국내 철강 빅3는 새로운 산업 생태계에 발 맞춰 스마트팩토리를 점진적으로 구축하고 있다.

22일 포스코에 따르면 세계 최초로 연속공정에 적용된 포스코 스마트팩토리는 사물인터넷(IoT) 센서를 이용해 모든 현장의 데이터를 수집해 빅데이터로 분석, 예측하고 인공지능 기술로 모든 공정을 자동제어한다. 이를 통해 효율적 설비관리로 무장애 조업체계를 실현하고 품질 결함요인을 사전 파악해 불량을 최소화하고 있다.

또 버추얼 팩토리(Virtual Factory)를 적용해 생산공정을 사전 시뮬레이션하고 작업장의 위험요소를 실시간 조치해 안전한 생산환경을 구현한다. 나아가 인공지능으로 스스로 학습, 판단해 자동 제어하는 스마트팩토리를 구축하고 있다.

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실제로 포스코의 스마트팩토리는 △조업관리 △품질관리 △인공지능 △버추얼 팩토리 △안전관리 등의 다섯 가지 장점을 가지고 있다. 조업관리의 경우 반제품 상태인 슬라브를 두 개의 롤 사이로 통과시켜 얇고 길게 펴는 압연설비에서 활용되고 있다. 설비에 장착된 압연기에 IoT 센서를 부착, 롤 사이의 △압력 △진동 △롤 스피드 △윤활 상태 등 모든 데이터를 수집하며, 이 데이터는 빅데이터로 분석돼 실시간으로 자동제어해 최적의 조업환경을 제공한다.

특히 다품종 고급강재 중심으로 변화하는 철강업계에서 포스코의 버추얼 팩토리는 신강종 개발과 설비관리의 효율성을 극대화하고 있다. 3D 가상설비에 실제 조업환경을 부여한 버추얼 팩토리를 구현해 생산공정을 시뮬레이션하고 신제품의 품질을 예측하는 등 조업조건을 사전 검증한다. 이를 통해 빠른 시일 내에 고품질의 신제품을 생산할 수 있는 체계를 구축할 수 있으며, 현장에 익숙하지 않은 신입 근무자는 버추얼 팩토리로 설비 운전방법을 학습해 작업 오류를 최소화할 수도 있다.

현대제철 역시 스마트팩토리 구축에 박차를 가하고 있다. 현대제철은 현재 사업장 내의 업무용 모바일 데이터와 공용 모바일 데이터를 분리 후, 외부 인터넷망 경유 없이 사내 인트라넷 망으로 직접 연결해 ‘P-Mobile 보안 네트워크’ 환경을 마련했다. 이를 통해 현대제철은 기업무선망의 보안강화와 고품질 데이터 서비스를 제공하고 있다.

또 제철소 구내운송차량에 모바일기기와 GPS를 활용한 물류 트랙킹(Tracking) 체계구축 및 차량 이동 고려한 최적의 배차지시로 물류운송 시간을 단축하고 있으며, 제철소 내 각종 설비에 관한 정확하고 효율적인 이력관리체계 구축을 위해 모바일 스마트 워크 방식 추가했다. 이는 신속한 설비진단 업무와 관리, 정비관리 품질 향상에 도움이 된다고 현대제철은 전했다. 이 밖에도 현대제철은 기존 안전관리 시스템(Safety Keeper)에 모바일 기능을 추가해 안전 순찰시 안전 부적합 상태 점검, 관련 부서 실시간 전파 등 모바일 안전점검에도 힘쓰고 있다.

동국제강은 저탄소·친환경 철강생산 방식인 ‘에코 아크 전기로’를 통해 넓은 의미의 스마트팩토리를 실현하고 있다. 동국제강 인천제강소는 2010년, 선제적 투자로 기존의 틀을 완전히 깬 에코 아크 방식의 공법을 도입했다. 이 전기로는 에너지 절감을 위해 원료인 철 스크랩을 전기로에 연속 공급, 에너지 효율 극대화와 온실가스배출 저감효과에 초점을 맞춘 혁신적인 전기로 제강 공법이다. 당시 국내에서는 처음으로 도입된 방법이었다.

동국제강의 에코 아크 전기로는 샤프트식 방식으로 조업한다. 밀폐형 샤프트에서 폐열을 재활용해 철 스크랩을 예열, 전기로에 연속 장입하는 방식이며, 약 30%의 에너지 절감 효과를 볼 수 있다. 특히 배기가스의 연소-냉각 메커니즘을 통해 배기가스의 온도를 800도 이상으로 유지시켜, 다이옥신 등과 같은 유해물질 생성을 원천 차단할 수 있다는 것도 에코 아크 전기로의 장점이다. 또 스크랩 장입 시 발생하는 분진, 소음 감소로 작업환경도 대폭 개선됐다. 이에 동국제강의 에코 아크 공법은 2011년에 국가 지정 온실가스 저감 공법으로 인증을 받기도 했다.

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