포스코DX, 전체 공정에 AI 옷 입힌다 (2024)

“‘인텔리전트 팩토리(Intelligence Factory)’ 전환을 선도하는 기업으로 거듭나 국내를 시작으로 글로벌로 나아갈 구상입니다.”

18일 서울 광화문에서 열린 ‘로봇 자동화 사업 미디어데이’에서 윤석준 포스코DX 로봇자동화센터장은 이같이 말하며 로봇 자동화 설루션 선도 기업으로 거듭나기 위한 전략과 로드맵을 밝혔다.

개별 단위 공장에 제조 공정 기반 스마트 시스템을 적용하는 스마트 팩토리를 넘어 제조·생산·판매까지 연결된 서플라인 체인(공급망)을 관통하는 프로세스에 인공지능(AI)·로봇 기술을 최적화하는 인텔리전스 팩토리 강자가 되겠다는 게 포스코DX의 포부다.

이날 포스코DX는 목표 실현을 위한 3가지 전략 방향을 발표했다. 먼저 제철소 등 산업현장 고위험·고강도 작업 로봇을 자동화해 안전성·생산성을 높인다. 또 로봇 기술 기반 제조 물류 최적화 등 물류 흐름을 분석해 자동화를 구축한다. 마지막으로 이기종 로봇 제어의 어려움과 유기적 연결을 위한 플랫폼 중심 토탈 엔지니어링 서비스를 제공한다는 전략이다.

이를 위해 포스코DX는 올해 초 기존 로봇 관련 조직을 로봇자동화센터로 확대 개편해 산업현장에 필요한 로봇 엔지니어링 핵심기술 개발과 상용화, 현장 확산을 실행하고 있다. 윤 센터장은 “AI·로봇을 활용한 유연하고 효율적인 오토노머스(Autonomous)생산 체계로 바뀌고 있다”며 “올해까지 그룹사 주력 생산현장을 대상으로 로봇·설루션을 우선 적용하고 사업을 확장해 내년에는 대외적으로 사업을 확대할 계획”이라고 말했다.

◇ 그룹사 산업 현장, 로봇 자동화로 안전 확보

포스코DX는 올해까지 제철소 등 그룹사 산업현장 중심으로 로봇을 우선 적용해 안전성 확보와 기술을 고도화한다. 자동화로 최소한 안전을 확보하고 있다. 포스코 광양에서는 고온(460℃) 아연 도금 잔여물 제거 작업에 로봇을 투입 자동화해 안전을 확보하고 있다.

포항제철소에 냉연 공정의 밴드 커터(Band Cutter) 작업에도 자동화를 추진했다. 철강재를 얇게 가공하는 압연 공정에서 생산된 제품인 코일에 체결된 밴드 제거 작업에도 로봇이 적용됐다. 이 코일은 이동 간 풀리지 않도록 밴드로 묶어 두루마리 휴지 형태로 각 공장으로 출하하는데, 재가공 작업을 위해 코일에 묶인 밴드를 제거하는 과정에서 거대한 밴드가 강하게 튕겨 오르며 작업자가 상해를 입을 수 있어 사고 발생 위험이 있었다. 이 밖에 포스코DX는 작업자 안전을 확보하고 단순 반복 작업 생산 효율성을 높이기 위해 다양한 로봇 자동화 사례를 소개했다. 스테인리스 공정에서 날카로운 전단면에 보강대 패드를 삽입하는 작업, 양극재를 담아 굽는 내화용기 사가(sagger) 교체작업에도 로봇 자동화 시스템을 적용을 위한 테스트를 진행 중이다. 양사는 광양 양극재 공장에서의 테스트 결과를 바탕으로 신설 중인 포항 NCA 양극재 공장에 자동화 시스템 적용을 위해 긴밀히 협업하고 있다.

◇ 로봇 통합 관리 운영 개발·테스트 중

산업용 로봇의 현장 적용을 위해서는 해당 사업장 및 공정에 대한 분석, 최적의 로봇 선정, 레이아웃 설계와 같은 컨설팅과 기존 통합생산관리시스템(MES) 등을 비롯한 기간 시스템과 연계해 통합 운영을 지원하는 사업자가 필요하다.

윤 센터장은 “AI 기반 장비 가동률, 모니터링, 사이클 관리 등 분석을 통해 플랫폼 기반으로 로봇 적용, 사전에 디지털 트윈(Digital Twin)을 최대한 이용해 현장 셋업을 시간을 단축하고 간소화할 것”며 “로봇 통합관리 운영 플랫폼 개발이 완료됐고, 성능 테스트 중”이라고 밝혔다.

포스코DX는 로봇을 공정에 맞게 제어하고, 소프트웨어 측면에서는 3D, AI, DX 기술로 로봇의 고부가가치 역량을 확보하는 데 중점을 두고 있다. 로봇 자동화 구축은 공정 분석, 컨셉 디자인, 기본 디자인, 디테일 디자인, 제작·테스트 과정을 거져 현장에 적용하게 된다. 이 과정에서 포스코DX는 3D 모델링을 통해 현장 3D 데이터를 확보하고 도면을 분석해 3D모델링은 역설계한 이후 로봇 디지털트윈 환경에서 설비 시뮬레이션이 진행되고 테스트를 거쳐 공간 재설계 이후 현장에 적용한다는 얘기다.

포스코DX는 서로 다른 역할을 하는 여러 제조사 로봇들의 현장 적용이 점차 확대됨에 따라 이기종 로봇 간 협업과 작업 할당 등 통합관리를 위한 ACS(AGV Control System) 설루션을 확보하고 현장적용에 매진하고 있다. 산업현장 내 무인운송로봇인 AGV(Automated Guided Vehicle)와 자율이동로봇인 AMR(Autonomous Mobile Robot)을 실시간 제어하기 위한 핵심 기술을 고도화해 나가는 차원이다.

AGV와 AMR에 작업을 할당하고, 작업장내 최적 이동 경로를 빠르게 도출하는 ‘대규모 군집 제어’ Core Engine을 ‘다임리서치’와 협력해 개발했고, AGV 차량의 상태 정보와 이벤트를 처리하는 주기도 단축하였다. 또한 사용자 인터페이스의 UI를 개선해 AGV 통합 관리 등 작업자 편의성을 강화했다.

이처럼 포스코DX는 로봇과 AI 융합을 통한 기술 고도화를 추진하고 있다. AI 기술로 현장의 설비 및 공정 상황을 정확하게 측정∙분석해 로봇 작업의 효율성을 높이고 있다. AGV, AMR을 실시간 제어하는 ACS 설루션 또한 AI 기반으로 작업할당, 최적 경로 설정 기능 등을 지원하고 있으며, 설비진단 AI를 이기종 로봇운영 플랫폼과 융합하기 위한 테스트도 추진하고 있다.

현재 포스코DX에서는 이기종 로봇 간 협업과 작업 할당 등 통합관리를 위한 ACS(AGV Control System) 설루션을 확보해 현장적용하고 있다. 이 설루션의 주요 기능은맵을 구축 및 관리하고 경로 설정, 로봇 잡 할당, 경로 계획, 교통 관제 등이 있다. 산업현장 내 무인운송로봇인 AGV(Automated Guided Vehicle)와 자율이동로봇인 AMR(Autonomous Mobile Robot)을 실시간 제어하기 위한 설루션이다. 윤 센터장은 “로봇이 여러 대가 있을 때 가장 중요한 것이 로봇 상태를 모니터링해 실시간 최적으로 운용하는 것”이라며 “충돌 방지, 최적화에 플랫폼을 강화하고 있다”고 설명했다.

◇ AI·로봇 기술 투자·협업과 인력 육성·영입 강화 등 역량 확보

포스코DX는 인텔리전트 팩토리 설루션 선도 기업 도약을 위해 AI 기술 적용 역량에 집중한다. AI 분야에 대한 회사 차원의 투자와 인력육성 및 인재 영입을 강화해 나간다는 계획이다. 전문 인력 영입, 로봇 자동화 전문 업체 협업, 테크 기업 투자 등을 통해 핵심 기술 내재화, 철강 분야 표준 모델 구축, 최적 운영 시스템 확보 등 성장을 본격화한다.

다만 시장 형성이 쉽진 않을 것으로 예상된다. 국내 시장의 경우 연속 공정 로봇 자동화를 적용할 수 있는 큰 기업이 국내에 많지 않기 때문이다. 이에 대해 포스코DX는 국내 중견 기업을 대상으로 시장을 확대해 글로벌로 진출을 확장한다고 밝혔다. 윤 센터장은 “국내 시장의 경우 열악한 환경으로 영세한 시장이 형성돼 있기 때문에 글로벌 시장으로 나갈 수밖에 없다”고 말했다.

이날 생성형 AI 기술 활용에 대한 본 기자의 질문에 윤 센터장은 생산 현장에서는 도입은 먼 얘기라고 밝혔다. “정확한 수행을 요구하는 생산라인에는 할루시네이션(환각)과 같은 문제로 생성형AI 적용이 어려울 것”이라며 “서비스 설계 최적화 기능에는 활용할 수 있을 것”이라고 답했다.

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