JFE는 "JFE Digital Transformation Center"( "JDXC ™ ")를 개설하고 생산 공정의 CPS(사이버 물리
시스템)화를 추진하는 등 DX(Digital Transformation)를 적극적으로 추진하여 혁신적인 생산성
향상 및 안정 조업 실현을 목표로 하고 있음. JFE가 JDXC 개설 후 DX를 공정에 적용하여 고로공정,
압연공정, 그리고 원료야드 물류 부문에서 개선한 성과를 최근 잇달아 공개하였음. 또한 JFE는
'24년까지 검토 및 준비 단계를 거쳐 '25년부터 전 제철소 모든 공정의 CPS화를 추진할 계획임
1. 지능형 조질 압연 제어기술 개발(‘21.6.3.)
○ JFE는 CPS를 적용하여 세계 최고의 조업속도를 구현한 조질 압연 제어기술 개발
- 지능형 조질 압연 제어기술은 CPS(Cyber Physical System)의 개념에 근거해 개발한 각종 센서
데이터 및 최적화 시뮬레이션 기술을 실시간으로 융합한 지능형 제어기술
- 새로운 압연기에 부착한 센서 개수를 늘려, 보다 많은 데이터를 수집하고 재료의 특성이나 작업
이력을 근거로 강판 종류에 따른 공정 Model을 수립
- 공정 모델에 근거하여 센서 데이터와 최적화 시뮬레이션 기술을 즉석에서 융합해, 강판의 형상이나
신장률, 사행량(이동량) 등을 강판의 전체 길이 방향으로 고정밀로 자동 제어할 수 있음
- 세계에서 가장 빠른 속도인 800m/min로 안정된 공정이 가능해져 기존 대비 1.5배 생산성 향상
[그림 1. 지능형 조질 압연 제어]
* 출처: https://www.jfe-steel.co.jp/release/2021/06/210603.html
2. 고로 CPS 적용 성과(’21.8.25.)
○ 서일본 제철소 후쿠야마 지구에서는 5,500입방미터 규모의 제5고로 조업을 고로 CPS를 실현한
'용광로 열 제어 안내 시스템’을 적용하여 7명이 운영 중
- 고로 1기당 약 1,000개에 달하는 각종 센서로부터 얻은 다양한 데이터를 바탕으로 고로 내의
상황을 시뮬레이션하여 용광로에서 나오는 녹은 쇳물의 온도가 최적 범위를 유지하도록 제어
- 후쿠야마 5고로는 8시간 후 용선 온도가 1,510℃ ±10℃의 범위에 맞도록 고로 안 바람의 습도와
풍량, 미분탄의 양을 지속적으로 조정함
- 8~10시간 이후에도 정확하게 용선 온도를 예측할 수 있는 기술은 JFE가 가장 앞서 있다고
주장하면서 향후 고로 조업 완전 자동화를 목표로 기술 개발 중
○ 코로나19 충격으로 휴지에 돌입한 후쿠야마 4고로는 가동 재개 후 정상가동에 2개월이 소요될
예정이었으나, CPS Simulation 기술을 통해 22일 만에 정상화
- ‘20.6월, 코로나19 충격에 의한 철강 수요 침체로 후쿠야마 4고로 휴지에 돌입
- ‘20.8.26.에 가동을 재개하여 10월 하순에 정상가동할 계획이었지만, 한달 이른 9.17.에 정상가동
복귀할 수 있었는데 이는 CPS 시뮬레이션을 적극적으로 활용했기 때문
[그림 2. JFE 후쿠야마 4고로]
* 출처: https://newswitch.jp/p/28519
3. 철광석 원료 물류 계획 최적화 시스템 개발(’21.8.18.)
○ 철광석의 제철소 내 물류 계획을 최적화하는 시스템을 개발하여 철광석 야드(사일로)의 운용
계획을 최적화함으로써 물류 효율의 대폭적인 향상과 안정 조업을 실현
- 철광석은 산지에 따라 품질과 성분이 다르기 때문에 각 산지의 철광석이 섞이지 않도록 야드에
분리 보관
- 야드를 효율적으로 운용하기 위해서는 동일한 종류의 철광석을 통합하여 야드 적치 개수를
적게 해야 하지만, 지나치게 개수를 줄여 버리면 일상적인 유지관리 문제 등으로 조업 안정성이
저하되기 때문에 야드 적치 효율성과 운영 안정성 간 최적화가 필요
- 기존에는 담당자가 원료 수입 · 시판 계획, 재고 상황 및 선박의 운항 상황 등을 확인하면서
몇 주간의 야드 운용 계획을 수작업으로 작성하였는데, 철광석의 종류 및 야적방식이 다양하여
효과적인 운용 계획 수립이 쉽지 않았음
- 야드의 최적 운용을 가능하게 하는 '야드적치 배치계획 시스템(그림 3)’은 배합하는 빈도가 높아
조업 안정성에 미치는 영향이 큰 산지의 철광석을 분산하여 보관하면서 야드 적치 개수가 최소가
되는 패턴을 일 단위로 선택하는 방식으로, 몇 달간의 야드 최적 운영 계획을 세울 수 있음
[그림 3. 야드 배치 최적화 시스템]
