철강 및 제조 산업들이 IoT, 인공지능, 이미지 인식, 스마트 센서 등을 도입하며 디지털 제조로의 전환 단계를 밟아가고 있다. 특히 열연설비 상태를 스마트 진단하는 모델을 구축하거나 데이터를 활용한 스마트 팩토리의 활성화, 장비 무인화 시스템 구축 등 다양한 방식으로 제조 혁신 기술을 도입하고 있는 만큼 이와 관련된 수요도 지속 증가하고 있다. 한편, 크레인 무인화 시스템 및 장비, 데이터 프로그램 등 토털 엔지니어링 솔루션을 제공하는 (주)이레에프에이는 국내 산업계의 새로운 시스템화를 제안하고 있다. 본지에서는 (주)이레에프에이의 제품과 솔루션을 소개한다. 

(주)이레에프에이 한승원 대표이사

크레인 무인화 종합 솔루션 제공

재료산업인적자원개발위원회가 밝힌 자료에 따르면 ▲신흥국의 신규설비 대비 고비용 생산 구조 확대 ▲건설, 자동차, 조선 등 대표산업의 부진 ▲코로나19에 따른 글로벌 보호무역주의의 강화 등으로 국내 철강산업의 경쟁력과 성장 동력은 최근 침체기에서 벗어나지 못하고 있다. 더불어 철강 산업이 온실가스 다배출 업종으로 지적되면서 생산방식의 변화를 통한 탄소배출 저감 강화가 요구되고 있는 상황이다. 철강업계는 이러한 상황을 타개하고자 지난 2월, 정부와 ‘철강업계 2050 탄소중립 공동선언문’을 발표하면서 저탄소 산업구조로의 전환과 탄소중립 신산업 육성을 위한 ‘2050 탄소중립 산업대전환 비전과 전략’을 연내에 수립하겠다고 밝히며 한계돌파형 기술개발 전략을 마련하겠다고 강조했다. 

이와 관련해 철강업계에서는 사물 인터넷, 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 인공지능 등 4차 산업을 활용한 디지털 제조로의 전환을 가속화하고 있다. ▲제조 공정용 스마트팩토리 플랫폼 구축 ▲빅데이터 기반의 생산 계획 편성 ▲인공지능, IoT, 이미지인식 등을 활용한 장비의 무인화 등이 그 예이다.

한편, 국내 철강·제조 분야에서 스마트 팩토리, 크레인 무인화 등과 같은 자동제어 토털 솔루션을 제공하고 있는 (주)이레에프에이(이하 이레에프에이)는 이러한 시장 수요에 적극적으로 대응하는 한편, 지속적인 신기술 개발로 철강 및 제조 산업의 기술 혁신을 제안하고 있다. 

이레에프에이 한승원 대표이사는 “당사는 현장에서 사용하는 대형 장비의 토털 엔지니어링 솔루션을 보유하고 있으며 특히 3차원 영상을 통한 스마트 센서의 개발과 영상처리기술을 개발·공급하는 데 주력하고 있다”라며 “특히 철강 및 제조 산업의 핵심장비로 꼽히는 크레인의 흔들림 방지 제어장치 및 흔들림 각도센서 등을 개발해 공급하고 있고, 스마트 팩토리의 인프라 구축을 위한 무인 크레인 제어 솔루션을 제공하고 있다”라고 전했다. 

흔들림 방지 기술 도입

크레인 무인화는 ▲물체 인식 ▲크레인 이동 ▲포지션 선정 ▲픽-앤-플레이스(Pick-and- Place) 과정을 거친다. 특히 적재된 물체를 운반하기 위해서는 크레인이 이송할 물체의 무게중심을 파악하고 정확한 위치에 포지셔닝을 해야 하는데 이를 위해서는 ‘형상 인식 기술’과 ‘위치 제어 기술’이 필요하다. 아울러 크레인이 물체를 집기 전/후 특정 위치로 이동하는 과정에서 물리적인 흔들림 현상, 즉 진자운동이 발생되는데 이러한 주행, 횡행 모션을 제어할 수 있는 ‘흔들림 방지 기술(Anti-sway)’이 요구된다.

ere X-way(Electronic Anti-sway Controller)

이레에프에이는 산업현장에 크레인 무인화를 수행하기 위해 여러 기술을 도입하고자 노력하고 있으며 그 일환으로 크레인의 모션을 제어하는 ‘ere X-way(Electronic Anti-sway Controller)’를 시장에 공급하고 있다.

한승원 대표이사는 “크레인 무인화는 장비의 물리적인 흔들림을 무인화 시스템을 활용해 방지하고 최종적으로 자동화라는 산업 매커니즘을 완성시키는 것이 기본적인 틀이라고 할 수 있다”라며 “예를 들어 하나의 물체가 10~15m의 줄에 걸려 있으면 무게에 의해 자연스런 진자 운동이 발생하게 되는데 이 과정에서 흔들림을 억제해야 오차율과 사고율을 줄이고 크레인의 완전한 무인화를 구현할 수 있다. 당사가 개발한 ere X-way는 크레인의 가·감속과 진자의 주기운동을 일정한 과학적 원리에 의해서 움직인다는 것을 규명한 제품으로, ere X-way가 진자운동이 일어나지 않는 속도 값(레퍼런스)를 인버터에 전달하면 크레인은 프로그램에 따라 이상적인 움직임을 구현해 흔들림을 억제할 수 있도록 했다.”라고 밝혔다. 

아울러, 동사는 크레인 리프터나 호이스트의 흔들림 상태를 추적·감시해 ere X-way를 제어하는 데 활용되는 각도검출센서 AN-1000(Sensor)을 제안한다. 이 제품은 장비 운행 중 사고로 인해 흔들리거나 이상 환경으로 인해 특정 범위 이상의 각도로 틀어진다면 비상상황임을 파악해 이를 정지시키거나 사이렌을 울리는 등 장비의 불분명한 움직임을 감지하고 안전에 대응하기 위한 용도로 제작됐다. 

또한, 근로자가 작업 부주의로 인해 크레인과 주변 물체 등을 파악하지 못해 협착사고가 발생하는 경우가 빈번하게 일어난다. 이와 관련해 이레에프에이는 크레인이 특정 각도 이상으로 틀어지게 되면 자동적으로 브레이킹을 걸어 물리적·기계적 힘이 작동하지 않게 제어하는 크레인 안전장치(Anti-snag System)도 개발했다.

한승원 대표이사는 “안전사고에 장비가 대응할 수 있는 프로그램의 수요가 확대되고 있는 상황 속에서 당사가 개발한 크레인 안전장치 시스템은 물체를 집어 상승할 때 장착된 줄의 물리적 한계에 의해 특정 각도 이상으로 벌어지게 되면서 주변 작업자와 물체 간의 충돌할 수 있는 상황을 방지하는 프로그램이다. 물리적인 브레이킹을 통해 작업자를 보호하고 나아가 원 터치 버튼(One Touch Button)을 통해 크레인이 각도를 파악해서 물체의 중심으로 이동하는 오토 센터링(Auto Centering) 기능도 구현했다”라고 밝혔다.

각도검출센서 AN-1000(Sensor)

스마트 센서 기술 개발 가속화

이레에프에이는 향후 스마트 센서 기술의 발달로 일상생활은 물론, 산업현장에서도 적용 가능성이 높다고 판단, 이와 관련된 지속 가능한 기술개발에 매진할 계획이라고 전했다.

한승원 대표이사는 “길이, 깊이, 좌표 값, 정밀도 등 프로그램을 활용한 데이터 값과 실제 값의 간극을 얼마나 좁힐 수 있는지가 상용화의 관건이다. 현재 많은 비전솔루션기업들은 자율주행이나 AR, VR과 같은 일상생활에 접목할 수 있는 센서를 공급하고 있지만 향후에는 산업현장에도 적용할 수 있는 스마트 비전 센서의 수요도 지속 확대될 것으로 전망되는 만큼 이에 따른 기술력이 요구되고 있다. 특히 켈리브레이션, 하드웨어 센서기술, 대상 인식, 분별 기술 등의 기술 개발은 물론, 레퍼런스를 다양하고 광범위하게 확보할 수 있어야 하기에 당사는 지속가능한 기술개발에 초점을 맞춰 최소한의 오차율 구현을 통한 토털 솔루션 엔지니어링 업체라는 브랜드 인식을 제고할 수 있도록 노력할 것이다.”라고 밝혔다.