인력 앞세운 중국 '이차전지' 추격, AI로 앞선다…품질예측 자동화

[포항=뉴시스]이수정 기자 = 한때 글로벌 시장을 주도하던 국내 배터리 시장은 중국의 거센 추격에 직면해 있다. 대규모 인력과 생산 설비를 앞세운 중국 기업들이 빠르게 시장을 잠식하면서 한국 기업들의 입지도 좁아지고 있다.

이 같은 상황에서 에코프로는 생산성과 품질 경쟁력을 끌어올릴 해답을 인공지능(AI)에서 찾고 있다.

지난 11일 오후 경북 포항 에코프로비엠 포항캠퍼스를 찾았다. 에코프로비엠은 이차전지 양극재 최초로 인간의 개입 없이도 24시간 가동되는 '다크 팩토리' 구축을 목표로 하고 있다.

현재 산업부 제조업 AI 전환 프로젝트 'M.AX(Manufacturing AI Transformation)'에 참여해 '배터리 전극소재 품질예측 및 생산성 향상을 위한 AI 자율제조 시스템' 개발을 추진 중이다.

단순한 공정 자동화를 넘어 AI가 품질을 예측하고 설비를 점검하며, 궁극적으로는 생산 공정 전반을 스스로 운영하는 'AI 자율제조 공장'을 구현하는 것이 목표다.

에코프로비엠은 AI를 생산·품질·설비 운영 전반에 적용해 제조 경쟁력을 끌어올리고, AI 자율운영을 통해 중국 대비 300% 이상의 제조 생산성을 확보한다는 계획이다. 이를 바탕으로 글로벌 하이니켈 양극재 시장 1위 탈환에도 나선다.

송호준 에코프로 대표는 "이차전지 산업은 몇 명의 천재 과학자가 이끄는 산업이 아닌 수많은 연구원과 엔지니어가 시행착오를 반복하며 최적의 공정을 찾아가는 산업"이라며 "중국은 배터리 관련 인력이 한국보다 30배 이상 많다"고 말했다.

이어 "중국의 추격에 대응하는 데 있어 가장 좋은 솔루션은 AI"라며 "AI를 통해 시행착오를 최소화하고 연구개발(R&D)과 제조 생산성을 높여 중국과의 경쟁에서 다시 앞서나가겠다"고 강조했다.

에코프로비엠이 가장 먼저 착수한 것은 데이터 통합이다.

기존에는 생산관리·설비관리·품질관리·센서 데이터·문서 시스템 등이 각각 다른 서버에 흩어져 있었다. AI 학습을 위해서는 데이터를 한 곳에 모으고 표준화하는 작업이 선행돼야 했다.

이를 위해 에코프로비엠은 자체 데이터 플랫폼을 구축했다. 현재 공장에서는 하루 약 4억7000만건 이상의 설비·생산 데이터가 생성된다.

에코프로비엠은 이를 통합 플랫폼에 압축 저장하고 있으며, 과거 5년치 20TB 이상의 데이터를 일원화한 상태다.

특히 양극재 생산 공정의 핵심인 소성 공정은 700~800℃ 고온의 소성로 내부를 직접 확인할 수 없어 품질 예측이 어려웠으나, 연구진은 공정 데이터를 재구성해 AI 학습용 데이터셋을 구축했다.

그 결과 현재 3만건 이상의 데이터를 활용한 AI 품질 예측 모델을 구축했으며, 그 정확도는 99.62% 수준에 달한다.

기존에는 품질 검사 결과가 나오기까지 최대 6시간이 소요돼 그 사이 제품이 후공정으로 이송되는 문제가 있었지만, AI가 실시간으로 품질을 예측하면서 이상 징후를 조기 감지하고 대응할 수 있게 됐다.

아울러 에코프로비엠은 기존 하루 2회 수준이던 리튬 순도 측정을 실시간으로 전환하는 기술도 구축했다. 향후 포항 내 다른 공정 라인과 헝가리 공장 생산라인에도 확대 적용할 계획이다.

AI 전환은 품질 관리에만 그치지 않는다. 공장 곳곳을 돌아다니며 설비를 점검하는 이동형 자율주행 로봇(AMR) 티포이(Tfoi)도 개발 중이다.

이날 공개된 시제품에는 음향 센서와 열화상 카메라, 고성능 카메라가 장착돼 있었다.

로봇은 설비의 소리와 온도, 외관 상태를 실시간으로 점검한 뒤 이상 징후를 발견하면 관리자에게 즉시 알리는 방식으로 설계됐다.

에코프로비엠은 향후 전체 설비 점검 업무의 약 70%를 로봇으로 자동화할 수 있을 것으로 보고 있다.

궁극적인 목표는 '다크 팩토리'다. 사람의 개입 없이 AI와 로봇이 생산 공정을 운영하는 완전 자율형 공장을 구현하겠다는 구상이다.

에코프로비엠은 통합관제센터(ACC)를 구축해 생산과 품질, 설비, 안전환경 데이터를 한곳에서 관리하고, 오는 2030년에는 휴머노이드를 포장 공정 등에 투입해 제조 무인화를 추진한다는 계획이다.

이를 위해 향후 AI 관련 분야에 1500억원 이상을 투자하는 방안도 검토하고 있다. 송 대표는 "AI를 선도적으로 도입해 중국과의 경쟁에서 앞서나갈 것"이라며 "현재 5% 수준인 글로벌 시장 점유율을 20%까지 확대하겠다"고 말했다.

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