포스코, 세계 철강 업체 최초로 'AI 기술' 적용

[아이뉴스24 양태훈기자] 포스코가 철강업체 최초로 생산 공정에 인공지능(AI)을 도입, AI 제철소로의 탈바꿈을 추진한다.

8일 포스코는 제철소, 기술연구원, 성균관대 시스템경영공학과(이종석 교수) 산학연 공동으로 'AI 기반 도금량 제어자동화 솔루션 개발'에 성공, 지난 1월부터 가동에 들어갔다고 발표했다.

AI 기반 도금량 제어자동화 솔루션은 자동차강판 생산의 핵심 기술인 용융아연도금(CGL, Continuous Galvanizing Line)을 AI를 통해 정밀하게 제어, 도금량 편차를 획기적으로 줄일 수 있는 기술이다.

AI 기법의 도금량 예측모델과 최적화 기법의 제어모델이 결합, 실시간으로 도금량을 예측하고, 목표 도금량을 정확히 맞출 수 있는 것이 특징이다.

도금량 제어는 수시로 조업 조건이 변화되는 완성차 업체의 요구에도 균일한 도금층 두께를 맞출 수 있는 고난이도 기술이다.

그간 수동으로 도금량을 제어했던 탓에 작업자의 숙련도에 따라 품질편차가 발생하고, 고가의 아연이 불가피하게 소모됐던 도금공정을 AI에 의해 자동으로 제어함에 따라 자동차용 도금강판의 품질향상과 과도금량 감소로 인한 생산 원가를 절감할 수 있게 됐다는 게 회사 측 설명이다.

포스코는 또 자동운전으로 인한 작업자 부하도 경감시켜 작업 능률 및 생산성까지 끌어올릴 수 있을 것으로 기대했다.

자동차용 도금강판은 포스코의 대표적인 고수익 고급강인 WP(World Premium) 제품이다. 지난해 포스코는 약 900만 톤(t)의 자동차강판을 판매해 전 세계 자동차강판의 10%를 공급했다. 현재 세계 800여 개 철강회사 가운데 20곳 정도만 생산할 수 있을 정도로 고도의 기술력을 필요로 한다.

AI 기반 도금량 제어자동화 솔루션 개발은 권오준 회장 취임 이후, 스마트팩토리 모델공장 구축 등 '4차 산업혁명'의 흐름을 선도하기 위한 준비를 해온 포스코가 AI를 산업현장에 적극적으로 활용해보자는 아이디어를 내면서 시작됐다.

이에 포스코 기술연구원은 지난해 6월, 도금량 제어자동화에 대한 수요를 발굴한 후 조업, 정비, EIC 등 여러 부서로부터 의견을 수합해 관련 데이터를 수집했다.

이후 통계, 데이터마이닝, 머신러닝, 최적화 방법론 전문가인 이종석 성균관대 시스템경영공학과 교수에게 AI 도금량 예측모델 알고리즘 개발을 위탁, 이 교수는 포스코 연구원과의 협업해 도금량 예측 프로그램을 개발했다.

이어 지난해 7월부터 약 2개월간 기본적인 프로그램이 개발된 후, 포스코 기술연구원은 개발된 AI 프로그램에 조업 노하우를 반영해 현장설비 및 조업조건 변경 시에도 잘 운용되도록 하는 제어기술을 융합한 현장 맞춤 프로그램을 추가해 AI 기반 도금량 제어자동화 솔루션을 완성했다.

도금량 제어자동화에 적용된 AI의 핵심기술은 빅데이터 딥러닝 기법(컴퓨터가 여러 데이터를 이용해 마치 사람처럼 스스로 학습할 수 있게 하기 위해 인공 신경망을 기반으로 한 기계 학습 기술)을 활용한 자가 학습 방법이다.

이는 AI 프로그램이 도금공정에서 발생되는 수백 종류의 데이터를 실시간으로 학습해 제어의 정확도를 최신의 상태로 유지하는 방식으로, 설비 교체나 조업 조건 변경 시에도 실시간으로 자가 학습해 도금량을 정확하게 예측하고 제어할 수 있다.

포스코는 도금량 제어자동화 솔루션을 지난해 11월부터 12월까지 약 2개월 간 광양제철소 2도금공장 3CGL(용융아연도금강판공장)에 시범적용, 정확성과 안정성을 높였다.

이에 기존 수동 조업 시에는 제곱미터(㎡)당 도금량 편차가 최대 7그램(g)이었지만, AI 기반 자동 조업 시에는 ㎡당 0.5g까지 효율이 크게 개선됐으며, 기술검증을 마친 올해 1월 5일부터 광양 3CGL에서 본격 가동 중이다.

포스코는 이번에 검증된 도금량 제어자동화 솔루션을 다른CGL 뿐 아니라 해외 소재 법인 CGL에도 확대 적용해 세계 시장에서의 자동차용 도금강판 기술경쟁력을 선도, 다른 철강제품의 생산 공정에도 AI 기술을 적극 도입해 4차 산업혁명 시대를 선도하는 스마트팩토리 구축에 만전을 기한다는 계획이다.

한편, 권오준 포스코 회장은 지난 달 26일부터 이달 초까지 스마트팩토리 선진기업인 독일의 지멘스와 미국의 GE를 방문, 각 회사의 스마트팩토리와 디지털화를 책임지고 있는 지멘스의 클라우스 헴리히 부회장과 롤랑드 부쉬 부회장, 빌 러 GE Digital 부회장을 면담했다.

권오준 회장은 이번 선진기업들과의 협력해 기존 사업의 본원 경쟁력을 높이는 스마트팩토리에서 한발 더 나아가, 다양한 산업과 ICT 기술의 융·복합해 'Smart Industry'라는 새로운 사업기회를 창출하는 방안을 모색할 계획이다.

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