물류 최적화를 위한 제강공정 개선 방안

국문 초록 (Abstract)

디지털 전환의 가속화로 인해 다양한 산업 분야에서 디지털 트윈에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서 많은 기업들이 디지털 트윈의 개념과 기술을 비즈니스에 적용하기 위해 노력하고 있으며, 제조분야를 중심으로 더욱 진화하고 있다. 제조분야에서는 기업전체 디지털화, 전후방 공급구조의 통합, 플랫폼 기반의 새로운 가치 창출, 디지털 기반의 사회적 비즈니스 창출 등으로 다양한 방식으로 비즈니스 디지털화를 추진하고 있다. 제조 분야의 디지털화는 단계에 따라 점층적으로 진행된다. 첫 번째 단계는 공장을 스마트 팩토리로 전환함으로써 생산 시스템의 효율성을 향상시키는 단계이다. 두 번째 단계는 제조업의 전후방에 있는 공급사와 고객사 간의 디지털을 연결함으로써 거래 비용의 최소화를 달성하는 단계이다. 세 번째 단계는 산업 간의 영역을 붕괴함으로서 이전에는 경험하지 못한 새로운 비지니스의 등장으로 인한 진보된 수익 모델을 창출하는 단계이다. 네 번쨰 단계는 최근 부각되고 있는 환경 문제에 디지털 기술을 적용함으로써 사회적 혁신을 이루어내는 단계라고 할 수 있다. 철강산업은 우리나라 제조업 생산액의 8%를 차지하는 주요 산업으로, 대표적인 장치 기반의 산업이다. 따라서 시스템의 디지털화에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나 우리나라 철강기업들의 디지털화는 1단계인 스마트 팩토리 단계에 머무르고 있어, 글로벌 기업들에 비해 디지털화가 미흡한 실정이다. 본 연구는 우리나라 철강 기업의 철강 생산공정에 디지털 트윈시스템을 적용하기 위한 기초적인 연구이다. 철강의 제조 공정은 광범위하다. 따라서 본 연구는 제강조업 공정에 한정하여 디지털 트윈 기술을 시스템 및 운용 프로세스에 적용하고자 한다. 제강공정은 고객사의 요구에 맞춰 제품특성을 결정할 수 있는 중요한 공정이다. 뿐만 아니라 제조과정에서 온도가 떨어지는 것을 최소화하여 물류를 운반하기 때문에, 디지털 트윈 기술 적용하였을 때에 최상의 효과를 발휘할 수 있는 공정이라 할 수 있다. 제강공정은 용선 예비처리, 전로조업, 정련조업, 연속주조 조업으로 구성된다. 본 연구는 제강 조업에 대한 물류의 흐름을 분석하고, 조업관리 시스템을 분석한다. 구체적으로 용선 예비처리부터 연주조업까지의 업무처리 기준을 파악하고, 조업 패턴을 확인하여 물류 이송 흐름을 확인한다. 이때 조업 및 흐름에 포함되는 작업지시, 실적처리 등의 시스템 관리 방법을 분석하고 과거 시스템을 고찰하여 문제점을 분석하고자 한다. 이 과정에서 디지털 트윈 기술을 적용하여 문제를 해결할 수 있는 방안을 제안하는 제강조업의 디지털화를 목표로 한다. 본 연구를 통해 우리나라 철강산업의 디지털화 단계를 확장할 수 있으며, 이는 철강 산업의 경쟁력 강화 및 철강 비즈니스의 디지털화에 기여할 것으로 생각된다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구 배경 및 목적 1
• 2. 연구 내용 및 범위 3
• Ⅱ. 철강제품 생산 프로세스 5
• 1. 생산 프로세스 5
• Ⅲ. 디지털 트윈 시스템 30
• 1. 디지털 트윈 30
• 2. 디지털 트윈 적용 사례 37
• Ⅳ. 선행연구 42
• 1. 철강산업의 디지털 트윈 적용사례 42
• 2. 디지털 트윈을 적용 연구사례 45
• 3. 디지털 트윈 기술 동향 49
• Ⅴ. 제강공정 시스템 분석 53
• 1. 제강조업 시스템의 기능 및 요소 53
• 2. 시스템 문제점 분석 57
• Ⅵ. 제강시스템 개선 방안 59
• 1. 디지털 트윈 적용 가능성 분석 59
• 2. 제강공정 디지털 트윈 기술적용 방안 62
• Ⅶ. 결론 66
• 1. 연구요약 및 시사점 66
• 2. 연구의 한계점 및 향후 연구 방향 69
• 참고문헌 71