AI 기술로 경쟁력 키우는 포스코

스마트 CCTV 활용 검수 자동화
선재제품 라벨 자동 추적해 인식
후판ㆍ코일 검수장에도 적용 가능

데이터 분석 통해 이상징후 감지
고장으로 인한 가동 중지 최소화
작년 설비 장애 10여건 사전 인지지난달 미국 라스베이거스에서 열렸던 세계 최대 전자·정보기술 박람회 ‘CES 2025’의 최대 화두는 인공지능(AI)이었다. 개인 일상의 편리함은 물론 기업 생산 효율 극대화까지 AI 기술로 실현하는 중이며 그 속도는 더욱 빨라질 전망이다. 제조업의 뿌리라 할 수 있는 철강 산업에도 AI를 비롯한 스마트 기술이 차츰 도입되면서 경쟁력 제고를 꾀하고 있다. 포스코는 단순 반복 작업이나 고위험 작업에 인간을 대체할 수 있는 기술을 적용하고, 각종 오류를 사전에 파악해 미리 대비할 수 있도록 한다. 지역 중소벤처기업과의 협업을 통해 기술을 개발하고, 스마트 기술 경진대회를 열어 혁신적인 아이디어가 탄생할 기회 또한 꾸준히 늘려 가고 있다.



●AI 기술로 옷 갈아입은 제철 공정

포스코 포항제철소는 선재 제품 검수 작업 자동화를 위해 ‘스마트 폐쇄회로(CC)TV 제품 라벨 탐지’와 ‘문자 인식 AI 기술’을 융합해 현장에 적용 중이라고 23일 밝혔다. 포항제철소에는 고객사로 출하되는 선재, 코일, 후판 등 제품 생산 정보와 차량에 실은 현품 정보 일치 여부를 검수하는 검수장이 있다. 제품 라벨이 검수 위치 반대편에 부착될 경우 검수자가 차량에 탑승해 직접 육안으로 검수해야 할 만큼 오류 발생 가능성이 있다. 이는 고객사 클레임으로 이어질 수 있다. 적재 차량 위에서 검수 작업에 집중하다 보면 안전사고가 발생할 우려도 있다.

이에 생산기술부 제품출하섹션은 포스코DX와 협업해 스마트 CCTV 12대를 활용한 ‘선재 제품 라벨 검수 자동화’ 기술을 개발했다. 12대 카메라의 회전과 줌 기능을 제어하는 ‘추적좌표 영상 분석’ 모델이 차량에 불규칙하게 적재된 선재 제품의 라벨 위치를 자동으로 추적해 인식한다. 전체 검수 단계에서 사람의 개입이 없는 자동화를 실현했다.

이같은 AI 알고리즘을 기존에 설치된 CCTV에 적용하면 선재 제품뿐만 아니라 후판, 코일 등 다른 제품의 출하 검수장에도 쉽게 확대 적용이 가능하다. 올해 코일 및 후판 제품 검수장에도 확대 적용할 계획이다.

CCTV와 AI 영상 인식 기술을 접목해 모니터링 업무 자동화도 추진 중이다. 제철소 특성상 원료 이송을 위한 벨트 컨베이어가 수천개 설치돼 있으며 원료와 기계 마찰로 인한 화재 발생 가능성이 높다. 작업자가 수시로 설비를 점검하지만 점검 영역이 광범위해 24시간 모니터링에 어려움이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 지난해 4월 3원료 공장에서는 연기·화재 등을 학습한 ‘화재 감시 AI 모니터링 시스템’을 개발했다. 이상 징후를 발견할 경우 담당자에게 해당 영상과 함께 경고 알람을 전송한다.

2선재 공장에서는 압연공정 모니터링 시스템을 개발해 코일 휨, 걸림 등 문제를 즉각적으로 감지해 조치할 수 있어 불필요한 생산 중단 시간을 크게 줄여 주고 있다.



●데이터 축적·활용 고위험 작업장 감시

포스코 포항제철소는 PIMS(POSCO Intelligent Maintenance System)를 활용해 설비 관리와 생산성 향상에 큰 성과를 거두고 있다. PIMS는 제철소 공정의 주요 설비 데이터를 활용·분석해 설비 이상을 예측하는 스마트 설비 관리 시스템이다. 설비의 대형 장애를 예방하기 위해 적용됐다. 데이터 분석을 통해 설비 이상 징후가 확인되면 수리 일정을 사전에 수립하고, 설비 고장으로 인한 가동 중지 시간을 최소화할 수 있다.

포항제철소는 쇳물을 고형화하는 연주공정 유압 밸브에 PIMS를 적용 중이다. 유압 밸브에 이상이 발생할 경우 대형 설비 장애로 이어져 생산 품질이 저하되고 생산량이 감소할 수 있어 작동 이상을 예지할 수 있는 기능이 필수적이다. 센서를 설치해 유압 밸브 동작 신호와 각종 센서 신호를 분석하는 설비 이상 예지 모델을 개발했다. 압력 이상 등을 실시간 감시·평가해 이상 패턴을 식별한다. 지난해 10여건의 설비 장애를 사전 예지해 발 빠른 조치로 생산성 향상에 크게 기여했다.

또한 포스코 전용 와이파이인 P-LTE망과 무선 사물인터넷(IoT) 통합 센서를 결합해 생산성 향상과 안전성 제고에 큰 성과를 거두고 있다. P-LTE는 포스코와 KT가 합작한 기술로 포항제철소 내에서 안정적이고 빠른 무선 인터넷 연결을 제공하는 서비스다. 여기에 무선 IoT 통합 센서를 결합해 열악한 제철소 환경에서도 설비 진동, 온도, 습도 등 데이터를 별도 케이블 공사 없이 손쉽게 수집할 수 있다.

이를 설비 관리에 적용하면 원격 모니터링과 알람 수신이 가능하다. 기존에 접근이 어려웠던 고온·고위험 환경의 설비 데이터를 실시간 감시할 수 있어 생산 장애와 품질 불량을 줄일 수 있다. 상태 점검을 위해 작업자가 가동 중인 설비에 접근할 필요가 없어 현장 안전성도 크게 높일 수 있다.



●혁신 아이디어로 스마트 기술 개발

포항제철소는 지역 중소벤처기업들과 협력해 스마트 제조 혁신을 추진하고 있다. 다양한 스마트 과제를 지역 벤처기업과 함께 수행하면서 제철소의 기술력을 강화하고, 벤처기업 인재의 지역 정착을 유도해 지역경제 활성화에 기여하고 있다.

포항제철소는 포항 체인지업그라운드에 입주한 에이엠스퀘어, 센싱플러스와 함께 AI 및 영상 기술 분야에서 합동 프로젝트를 진행하고 있다. 포스코는 산업 현장의 데이터와 제철공정 운영 노하우를 공유한다. 벤처기업은 최신 스마트 기술과 혁신적인 분석 아이디어를 활용해 예측, 3D 모델로 개발하고 있다. 이러한 과정을 통해 양측은 지속적으로 피드백을 주고받으며 기술을 발전시켜 나가고 있다.

특히 AI 분야에서 두각을 나타내는 에이엠스퀘어와 협력해 생산 공정에 AI 기술을 적용한 스마트 제조 시스템을 구축하고 있다. 대표적인 프로젝트로는 열연 공장의 가열로 소재 추출 최적 타이밍 제어모델 고도화와 STS 냉연공장 슬래브 품질 예측 모델 개발 등이 있다.

또한 스마트 기술을 활용한 현장 개선 우수 사례를 공유하는 스마트 기술 경진대회도 2017년부터 지속적으로 개최하고 있다. 경진대회를 통해 제철공정의 스마트 기술 성과를 공유하고 우수 사례를 다른 공정으로 확산시키는 동시에 현장 기술 엔지니어의 스마트 기술 역량도 향상시키고 있다. 이러한 스마트 기술 선점 노력 덕분에 포스코는 2019년 국내 기업 최초로 세계경제포럼(WEF)에서 ‘등대 공장’으로 선정될 수 있었다. 등대 공장이란 등대가 배를 안내하는 것처럼 IoT, AI 등 4차 산업혁명의 핵심 기술을 활용해 제조업 혁신을 이끄는 공장을 말한다.

포스코 관계자는 “AI 영상 기술을 활용한 자동화 과제는 제조와 안전 분야에 새로운 표준을 제시하고 있다”며 “앞으로도 AI 기술을 활용한 자동화 과제를 지속적으로 추진해 직원들의 업무 부하를 줄이는 동시에 생산 효율을 향상시키고 안전한 작업 환경을 조성해 나가겠다”고 했다.