[르포] 산업현장까지 스며든 AI·로봇… 안전성·생산성 `UP`

입력: 2024-06-18 12:00 팽동현 기자

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포스코 광양제철소
포스코DX 협력… 로봇자동화 변모
첫 PF센터 자재 수요 예측·관리아연 도금 공정·이물질 제거 등
로봇 팔 등 활용해 고위험군 활약

#1. 제철소에서 쓰이는 다양한 자재들이 크기와 무게에 맞춰 드넓은 창고에서 제자리를 찾아간다. 사람이 관여하는 것은 지게차 등으로 자재를 측정대에서 창구로 잠시 옮기거나 필요 시 작은 물건을 포장하는 정도다. 오토스토어 로봇, 무인운반로봇(AGV), 스태커크레인 등이 여러 자재를 알아서 나르고 저장한다.

#2. 약 2m 높이의 로봇 팔이 일견 협소해 보이는 공간에서 부지런히 움직인다. 아연이 끓는 포트 안에서 회색빛으로 바뀐 철판을 건지고 불순물(드로스)을 인공지능(AI)으로 인식해 이리저리 걷어낸다. 에어나이프를 이용해 얇게 가공된 철판을 코일로 감고 밴드커터로 안전하게 끊는다. 사람이 하긴 위험한 작업뿐 아니라 라벨링까지 자동으로 이뤄진다.

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 사진은 광양제철소 도금공장에 적용된 드로스 제거 로봇. 포스코DX 제공

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 기존 스마트팩토리에 로봇과 AI 등을 더해 작업의 안전성과 생산성을 함께 높이고 있다. 포스코 광양제철소는 이 같은 '인텔리전트 팩토리' 전환의 실험실 역할을 한다.

지난 14일 찾은 광양제철소에서는 정보기술(IT)과 운영기술(OT)의 융합을 통해 고위험·고강도 작업과 제조 물류가 자동화된 모습이 눈에 띄었다. AI·로봇·디지털트윈 등의 첨단기술을 통해 자동화를 넘어 자율제조가 현실화되고 있었다.

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 사진은 광양제철소 PF센터 체적 측정 시스템. 포스코DX 제공

◇제조업 첫 PF센터로 자재 조달 혁신

광양제철소는 지난 4월 포스코 풀필먼트센터(PF센터)를 준공했다. 풀필먼트센터는 물류 주문·보관·포장·배송·회수·반품까지 통합 서비스를 제공하는 곳으로, 주로 물류기업들이 신속·정확한 배송을 위해 활용한다. 포스코는 제철소에 필요한 자재조달을 효율화하기 위해 국내 제조업 최초로 이 개념을 도입했다. 기존에 자재들을 300여개 자재 창고에 분산 운영하며 발생하던 비효율을 개선하기 위해서다.

PF센터의 면적은 약 5만㎡로, 축구장 7개 규모다. 제철소 조업에 필요한 다양한 규격의 자재들을 3만4000개 이상 셀에 저장한다. 지붕에 1.4메가와트(MW) 규모로 설치된 태양광 패널은 750가구의 연간 전력사용량에 맞먹는 발전량으로 PF센터에 필요한 전력을 공급하고도 남아 판매까지 계획하고 있다.

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 사진은 광양제철소 PF센터에 적용된 오토스토어 설비. 포스코DX 제공

제철소에 필요한 모든 자재는 이 센터에 우선 입고된다. 먼저 전문 검수요원의 검수를 거치는데, 이때 쓰이는 스캐너도 웨어러블 형태로 편의성을 높였다. 이어 측정 단계에서는 3D 센싱 기기로 중량과 사이즈에 따라 대·중·소로 자동 분류한다. 중량 기준은 5톤, 1톤, 30kg으로 각각 하루 300개, 600개, 분당 1개씩 소화 가능하다.

분류된 자재를 입고창구로 옮기면 본격적으로 로봇들이 활약한다. 높이 28.5m의 입체자동화창고에서는 층층이 배치된 셀 사이를 스태커크레인들이 이동하며 중대형 자재들을 보관·출고한다. 30kg 미만 소형 자재들은 큐브형 창고인 오토스토어로 이송된다. 이곳에서는 로봇들이 최적 물류이송 경로에 따라 자재들을 저장하고, 현업부서에서 필요한 자재 배송을 요청하면 피킹해 아래층 작업자에게 전달한다.

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 광양제철소 PF센터에 적용된 AGV 설비. 포스코DX 제공

피킹존과 출하존 200m 사이에서는 무인운반로봇이 무거운 자재들을 나른다. 최대 1톤까지 이송 가능한 AGV가 2대 운영되고 있다. 복수의 AGV를 제어하는 ACS(AGV제어시스템)를 포스코DX와 포스코가 자체 개발해 운영 효율성을 높였다.

PF센터 전체를 관리하는 WMS(창고관리시스템)도 양사가 협력해 개발했다. 데이터 기반으로 자재 수요를 예측하고 재고를 관리한다. 로봇들이 다양한 자재를 각각 적합한 셀에 1분 내로 저장하는 것도 WMS 덕분이다. 사용자들은 PF센터에 방문하지 않고도 자재 위치와 상태를 모바일을 통해 한눈에 조회·주문할 수 있다.

포스코 관계자는 "PF센터 구축 이후 자재 공급체계 혁신 효과를 체감하고 있다"면서 "광양에 이어 포항에도 PF센터를 구축할 예정"이라고 밝혔다.

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 광양제철소 도금공장에 적용된 드로스 제거 로봇. 포스코DX 제공

◇AI·로봇으로 안전성·생산성 '두 마리 토끼'

철판 표면에 아연을 입히는 광양제철소 4도금공장 안은 열기가 가득하지만 작업자들의 모습은 찾기 힘들었다. 로봇과 기계들이 대신 고위험·고강도 작업을 수행하고 있었다. 직원들은 안전한 곳에서 작업 관리·감독과 행정 업무에 바빴다.

아연 도금 공정은 원래 작업자 4명이 한 조가 돼 하루에 10번씩 이물질을 직접 긁어내야 했다. 섭씨 460℃에 달하는 포트 옆에서 이뤄지는 고위험 작업이다. 이젠 포트 주변에 설치된 카메라를 통해 비전AI가 포트 내 이물질 분포를 분석, 로봇 팔이 움직이며 이물질을 자동으로 제거한다.

서신욱 포스코 광양도금부 차장은 "화상 사고 등이 일어날 수 있는 고위험 현장이었는데 AI와 로봇을 통해 수작업이 크게 줄어들고 안전한 현장으로 탈바꿈했다"며 "생산성도 동시에 높아졌다"고 말했다.

포스코DX가 포스코와 협력해 제철소를 '인텔리전트 팩토리'로 바꾸고 있다. 광양제철소에 적용된 샘플 이송 로봇. 포스코DX 제공

이곳에 적용된 로봇 자동화 시스템이 차별화되는 것은 철강·중공업·화학 등 연속산업에 특화됐다는 점이다. 이미 상당 수준 이뤄진 조립산업의 로봇 자동화와 달리 연속산업에선 포스코DX를 제외하곤 국내에 이렇다 할 전문기업을 꼽기 어렵다. 이 회사는 기존 AI조직을 확대 개편한 AI기술센터를 올초 신설, 중후장대 산업현장의 최적화·무인화를 위한 산업용AI 개발·적용에도 집중하고 있다.

윤석준 포스코DX 로봇자동화센터장은 "광양제철소의 자동화 수준은 국내뿐 아니라 세계적으로도 상당히 높다"며 "산업용 로봇은 제조사들이 만든 여러 로봇제품을 각 산업현장에 맞춰 설계·제어 등을 통합 구현하는 게 중요하다. 포스코DX는 여기에다 AI 등 소프트웨어(SW) 역량을 바탕으로 토털 로봇 엔지니어링 서비스를 제공한다"고 설명했다. 이어 "로봇 자동화는 생산성·효율성 제고 효과도 있지만 무엇보다 안전에 초점을 두고 있다"며 "관련 수요에 대비해 대외사업 확대도 고려 중"이라고 했다.팽동현기자 dhp@dt.co.kr

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