[2025 AI 대전환] 포스코, 스마트팩토리 'AI 공정 최적화'...안전·생산성 혁신

생산 계획, 공정 최적화 등 AI 혁신
소량 주문 설계 12시간→1시간, 용선 운반·설비 제어 자체 최적화
고온·중량물 등 위험 작업…로봇·영상 AI, 자동화 설비로 무인화

[포인트경제] 포스코가 제철 공정에 AI를 투입하며 혁신적인 변화를 만들어내고 있다.

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과거 12시간이 걸리던 복잡한 소량 주문 설계가 AI 덕분에 단 1시간으로 단축됐고, 용광로에서 쇳물을 빼는 출강 과정까지 AI가 스스로 최적화하고 있다. 포스코는 AI 기반의 생산 최적화의 공정 자율화를 통해 원가를 절감하고 생산성을 끌어올리며, 글로벌 철강 산업의 미래 경쟁력을 좌우할 '스마트 팩토리'를 빠르게 완성해나가고 있다.

[사진=포스코] (포인트경제)

글로벌 경쟁이 심화되고 고객 요구가 다품종 소량 주문으로 까다로워지면서, 철강 산업은 난제에 직면했다. 용광로의 온도부터 압연 속도, 제품의 성분 배합에 이르기까지 수많은 변수가 복잡하게 얽혀 있는 제철 공정은 그동안 숙련된 엔지니어의 경험과 직관에 크게 의존해 왔다. 그러나 인간의 경험에 의존하는 방식은 미세한 품질 편차를 잡아내기 어렵고, 작업자의 피로도나 순간적인 판단 착오는 곧바로 막대한 생산 손실로 이어지는 치명적인 한계를 안고 있었다.

포스코는 이러한 산업의 한계를 극복하고 미래 경쟁력을 확보하기 위해 AI 도입했다. 해법은 IT와 60년 제철소 운영 노하우가 집약된 OT(운영 기술)를 융합하는 것이다. 포스코가 구축한 산업 AI는 현장에서 발생하는 방대한 데이터를 실시간으로 학습하고 분석하며, 인간의 개입 없이 스스로 최적의 조건을 판단하고 설비를 제어하는 수준에 도달했다.

△ AI 기반 생산 계획·공정 최적화

포스코의 AI 전환은 가장 복잡한 공정부터 파고들었다. 그 대표적인 사례가 광양제철소에서 운영 중인 'AI 기반 용선 스케줄링 시스템'이다. 이 시스템은 고로에서 배출되는 용선의 조업 종료 시점과 출선량을 예측한 뒤 제강공정으로 향하는 용선운반차의 배치와 이동 계획을 자동으로 수립한다. 과거 작업자의 경험과 수동 조전에 의존하던 영역을 AI가 대신하면서 제강공장별로 적기 공급이 가능해졌고, 조업 효율도 높아졌다.

또한, 회사는 생산 계획 분야에서도 AI 도입 효과를 입증하고 있다. 제철·제광·압연 공정을 통합 관리하는 플랫폼 'PosFrame'을 기반으로, 고객 맞춤형 소Lot 주문의 자동 설계 기능을 구축한 것이다. 회사에 따르면 이전까지 최대 12시간가량 소요되던 소Lot 설계 작업은 AI 적용 후 1시간 이내로 단축됐다. 수많은 제약 조건을 동시에 반영해야 하는 복잡한 설계 업무를 AI가 대신 처리하면서 생산 계획의 속도가 높아졌고, 이는 다품종·소량 주문이 늘어나는 산업 환경에 대응하는 핵심 역량으로 자리 잡고 있다.

△ 고위험·고강도 작업의 자동화·무인화

포스코의 AI 혁신은 작업자의 안전을 위협하는 고위험·고강도 작업 영역까지 확장되고 있다. 제철소 특성상 고열, 가스, 중량물 등 위험 요소가 많은 만큼, 회사는 사람이 직접 접근하기 어려운 작업부터 자동화·무인화 체계를 구축해 산업재해 가능성을 근본적으로 줄이는 데 집중하고 있다.

포스코는 '스마트 세이프티' 전략 아래 고위험 공정에 AI 기반 영상 분석, 스마이트 센서, 자동 제어 시스템을 확대 적용하고 있다. 실제로 고온의 도금욕에서 불순물을 제거하는 공정은 과거 작업자가 하루 수차례 반복하던 고강도 작업이었지만, 최근 로봇과 비전 AI를 결합한 자동화 설비로 전환되면서 작업 위험도가 크게 줄었다.

4족 보행 로봇이 광양제철소 1고로에서 설비를 자율점검 하는 모습. [사진=포스코] (포인트경제)

아울러 사람이 접근하기 어려운 일부 고온 설비 구역에서는 4족 보행 로봇 등 원격 점검 장비를 시범적으로 활용해, 작업자가 직접 위험 환경에 노출되는 빈도를 줄이는 시도를 진행하고 있다.

크레인이 선재 코일의 중심점 위치를 추적해 제품 야드에서 제품을 들어 올리고 있는 모습 [사진=포스코] (포인트경제)

또한, 수십 톤에 달하는 코일을 운반하는 크레인 운송 역시 AI의 영역이 됐다. AI 기반 크레인 자동 운송 시스템은 비정형으로 쌓인 코일의 위치를 영상인식과 LiDAR 센서로 정확히 파악하고, 최적 경로를 계산해 크레인을 자동으로 운행한다.

이를 통해 기존 인간 작업에서 발생할 수 있는 안전사고 위험을 낮추고, 보다 정밀한 운송 작업이 가능해졌다. 특히 한 번에 최대 8톤까지 운반할 수 있어, 복잡한 물류 환경에서도 안정적인 작업이 가능하다.

포스코의 AI 기반 시스템은 원가 절감과 에너지 효율 향상을 동시에 실현하며, 복잡했던 생산 과정을 데이터 기반의 통제 영역으로 전환시키는 데 성공했다.

이 기술력은 포스코의 글로벌 경쟁력 강화에 중요한 역할을 하고 있다. 앞으로 포스코는 AI, 빅데이터, 디지털 트윈 등 첨단 기술을 공정에 더욱 깊이 접목해 자율적으로 운영되는 공장을 구현할 것으로 보인다.