[첨단 헬로티] 소프트웨어 개발 중 발생한 다양한 문제를 해결하기 위한 비용은 개발의 시간이 지남에 따라 기하급수적으로 늘어난다. 이 때문에 개발 초기에 최대한 많은 문제를 발견하고 해결하는 것이 문재 해결 비용을 최소화할 수 있는 최적의 방법이다. 즉, 개발 초기 코드 작성 단계부터 코드의 문제를 쉽게 검사하고 문제 확인과 문제의 수정을 쉽게 할 수 있는 도구가 필요하다. 코드 분석 도구 현재의 소프트웨어 산업에서 가장 큰 화두 중 하나는 소프 트웨어의 품질이다. 빠르게 발전하는 소프트웨어 산업으 로의 소프트웨어 다양성 확대, 소프트웨어의 기능 확장, 소프트웨어의 복잡도 증가 등의 이유로 소프트웨어 밸리 데이션, 테스팅, 위험관리 등의 품질 관련한 이슈가 많아 지고 있다. 소프트웨어 개발 중 발생한 다양한 문제를 해결하기 위한 비용은 개발의 시간이 지남에 따라 기하급수적으로 코커질 수밖에 없다. 가능한 개발 초기에 최대한 많은 문제를 발견하고 해결 하는 것이 문재해결 비용을 최소화할 수 있는 최적의 방법이다. 따라서 개발 초기 코드 작성 단계부터 코드의 문제를 쉽게 검사하고 문제 확인과 문제의 수정을 쉽게 할수 있도록 다양한 도구의 필요성이 강조된다. 이러
[첨단 헬로티] 사물인터넷(Industrial Internet of Things, IIoT)을 현장에서 활용하게 되면서, 디지털화는 산업 현장에서 핵심 동력이 되었다. 즉, 디지털화로 인해 산업제어시스템(ICS) 환경을 빠르게 발전시킬 수 있었다. 초기에는 ICS 네트워크는 물리적으로 고립되어 있었기 때문에 사이버 공격 위험으로부터 자유로웠다. 그러나 최근에는 사이버 공격이 더욱더 정교해 짐에 따라서 IT 뿐만 아니라 OT에서도 산업 분야 사이버 보안을 향상시키는 솔루션을 개발하게 되었다. OT 분야는 IT 분야와 다르게 최우선 순위로 생각하는 것은 가용성과 제어 프로세스에서 다운타임을 허용하지 않는 것을 초점으로 보호대상도 산업용 레거시 장치들이며, 극한의 온도와 진동, 충격에 노출된 환경 조건들을 가지고 있다. 또한, 산업용 사이버 보안은 포괄적인 이해를 가지고 전체적인 접근 방식을 취해 네트워크를 보호해야 한다. ▲ IEC-62443 표준 장치 보안 솔루션 산업용 사이버 보안을 구현할 때 알아야 할 것들이 몇 가지 있다. 첫째, 산업제어시스템은 단 몇 초라도 동작되지 않는 시간이 있을 수 없다. 둘째, 산업 네트워크에 사용되는 레거시 장치에는 광범위한
[첨단 헬로티] 노버트 위너(Norbert Wiener)의 ‘사이버네틱스(Cybernetics)’(1948년)는 생물과 인공물에 공통되는 통신과 제어의 구조, 즉 정보 시스템으로서 생물이나 기계의 수리적 구조를 의논한 것이다. 잘 알려져 있듯이 이 책에서 피드백을 비롯한 다양한 제어기구가 생물에도 포함되어 있는지와 이러한 제어기구의 실체인 뇌 신경계의 수리 모델이 고찰되어, 이후의 제어공학이나 로봇공학의 출발점이 됐다. 1961년에 출판된 증보판에서는 자기조직화, 자기복제, 적응과 진화 등 생물 특유의 성질 수리까지 더욱 깊이 파고든 의논이 이루어졌다. 사이버네틱스의 의의는 이와 같이 생물과 인공물을 정보 시스템론이라는 공통의 틀에서 파악한 점에 있었다. 이와 때를 같이해 왓슨과 크릭에 의해 DNA의 2중나선 구조가 해명되어, 생물이 어떻게 유전 정보를 전달하는지가 밝혀졌다(1953년). 이것을 계기로 분자생물학이 큰 발전을 이루기 시작한다. 분자생물학에 의해 DNA, RNA, 단백질 등 생체를 구성하는 분자와 그 기능, 즉 생명현상의 물질적 기반이 드러나게 되고, 모든 생물에 공통되는 기본 원리로서 DNA→RNA→단백
[첨단 헬로티] 분자 로봇 시스템의 실현에는 DNA나 RNA 등의 생체고분자나 인공고분자 등의 제어 대상에서 로봇으로서의 다양한 기능(센싱, 컴퓨테이션, 액추에이션)을 실현하는 것이 필요하다. 조건은 엄격하고 식별 불가능(익명)하며 고도의 계산 능력을 갖지 않는, 아보가드로 수 오더의 제어 대상이 집합적으로 시스템을 구성한다. 인공적으로 정확한 제어를 실현하는 것은 쉽지 않기 때문에 목적하는 기능의 실현뿐만 아니라, 제어 대상의 집합이 자동적으로 기능을 실현하는 자율성, 예기치 않은 동작이나 외란에 대한 견고성을 보장하는 것이 기대되고 있다. 분산 시스템이란 서로 작용하는 다수의 계산 주체군이 창출하는 계이다. 각 계산 주체는 시스템 전체의 상황을 파악할 수 없고, 국소적인 정보를 기초로 비동기적, 병렬적으로 계산을 한다. 이러한 국소성, 비동기성, 병렬성 하에 계산 주체군이 어떤 합의를 형성할 수 있는지, 합의 형성의 방법, 효율성, 한계, 고장 내성이나 자율적응성에 대해 많은 연구가 이루어지고 있다. 필자는 이론계산기 과학의 입장에서 저기능의 익명 계산 주체군이 구성하는 분산 시스템의 연구에 종사하고 있다. 이 글에서는 분자 로봇 시스템을 분산 시스템으로
[첨단 헬로티] 반도체 기술의 진화 덕분에 이제는 산업용 애플리케이션에서 데이터를 포착, 측정, 해석 및 분석해서 더 많은 새로운 일들을 할 수 있게 되었다. 하나의 예로 상태 기반 모니터링(condition-based monitoring, CbM)을 들 수 있다. CbM은 MEMS 기술 기반의 최신 센서와 분석을 위한 첨단 알고리즘을 결합해 설비의 고장으로 인해 가동이 중단되는 시간을 최소화하고, 공정 수준을 강화하며, 생산성을 높일 수 있다. CbM의 이점을 최대한 살리려면 정확하고 신뢰할 수 있고 견고한 솔루션이 필요하다. 실시간 모니터링을 단순히 장비 결함을 포착하는 수준을 넘어서 유용한 통찰과 유의미한 정보를 도출하는 것까지 확장할 수 있다. 첨단 기술과 시스템 차원의 통찰을 결합함으로써 애플리케이션에 대한 보다 깊이 있는 이해가 가능한 것은 물론, 관련 과제를 해결하는데 필요한 요구사항들도 더 잘 파악할 수 있다. 진동은 기계 진단에 사용되는 핵심 요소 중의 하나로서, 이 진동을 사용해 다양한 산업 분야에 사용되는 기계 장비의 모니터링이 가능하다. 첨단 진동 모니터링 솔루션의 다양한 진단 기법이나 예측 기법을 다룬 문헌들은 수 없이 많다. 하지만
[첨단 헬로티] 요꼬가와전기는 실시간으로 플랜트 소음 수준을 모니터링하고 매핑하는 무선 소음 감시 시스템을 개발했으며, 이를 OpreXTM 측정 라인업의 일부로 발표했다. 이 시스템은 7월 24일 유럽에서 처음 출시되어, 다른 시장으로도 확대할 예정이다. ▲ 무선 소음 측정기 ‘WN100’ 이 온라인 공장 소음 감시 시스템은 업계 최초 무선 기술 및 방폭 센서를 사용한다. 소음 수준이 시간이 지나면서 급격하게 변하는 플랜트에서도 소음 매핑을 적용하여 작업자가 시끄러운 환경에서 작업 시간의 제한을 초과하지 않도록 작업 일정 계획을 세울 수 있다. 이러한 솔루션을 통해 고객의 건강, 안전 및 환경(HSE)을 개선하고 작업 생산성을 향상시키는 데 도움을 주게 된다. 개발 배경 공장의 여러 가지 소음으로 인한 근로자의 청력 손상 방지를 위하여, 시끄러운 작업 환경에서는 작업 시간제한 및 귀마개 사용과 같은 조치가 필요하다. 여러 위치에서 소음 수준을 정기적으로 측정하기 위해 휴대용 사운드 레벨 미터를 플랜트에 도입하지만, 실제 소음 수준은 플랜트 장비의 상태 및 측정 시간 등과 같은 요인에 따라 측정값이 상당히 다를 수 있다. 적절한 작업 스케
[첨단 헬로티] 최근 인수한 Kliklok Corporation과 협력사인 Bosch Packaging Technology Company의 까다로운 포장 애플리케이션을 위해 고속이면서도 대량생산이 가능하며, 유지보수가 적은 해결책을 제공해 달라는 의뢰가 리니어 모션 전문가인 햅코모션(HepcoMotion)에 들어왔다. ▲ 햅코의 GFX 가이드 Kliklok의 Integrated Topload Cartoner (ITC : 상부 적재 방식의 통합 종이팩 제조포장기)는 제품을 위에서 적재해주는 방식으로 종이팩이나 트레이를 제작하고, 여기에다 포장이 끝난 제품을 최종 마무리 작업을 위해 자동으로 로딩해 주는 시스템이다. 즉, 제과류나 시리얼 바, 베이커리 제품 및 쿠키 생산자에게 매우 이상적인 ITC는 세 가지 기능을 하나로 통합시킨 솔루션인데, 이는 종이팩 제작과 제품 로딩 및 포장 마무리 작업까지의 세 가지 기능을 한 명의 작업자가 하나의 HMI를 사용하여 작업하는 것이다. 이 기계는 인체공학적 설계로 인해 고객의 설치공간을 줄여주며, 세 가지 작업에 대한 장비를 각각 별도로 공급하여 이들을 다시 연동 및 통합해야 하는 기존의 방식이 전혀 필요 없다. ITC는
[첨단 헬로티] 올해 1월, 정부는 수소경제 활성화 로드맵을 발표하며 2040년 세계 최고 수준의 수소경제 선도국가로 도약하겠다는 포부를 드러냈다. 수소경제의 핵심은 수소다. 이 수소를 생산하는 친환경적인 방법으로는 ‘물의 전기분해’가 꼽힌다. 물에 전기를 흘려서 수소와 산소로 나누는 이 방법에는 반응을 돕는 ‘촉매’가 필요하다. 지금까지는 기존 귀금속 촉매를 대체하는 값싼 비귀금속 촉매 연구가 활발히 진행됐다. 이 가운데 촉매 구조의 ‘빈틈(vacancy)’을 이용하는 방법이 소개되면서 눈길을 끌고 있다. ▲ 박혜성, 김건태, 이준희 교수팀은 ‘이셀레나이드 몰리브덴(MoSe₂)’가 가지는 빈자리 결함(vacancy)을 조절해 수소발생반응이 촉진되는 원리를 알아냈다. <사진 : UNIST> 빈자리 결함 조절해 수소발생반응 촉진되는 원리 밝혀 박혜성, 김건태, 이준희 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수 공동연구팀이 전이금속 기반 촉매인 ‘이셀레나이드 몰리브덴(MoSe₂)’가 가지는 빈자리 결함(vacancy)을 조절해 수소발생반응이 촉진되는
[첨단 헬로티] 오츠카 마사히코 (大塚 正彦) 오츠카기술사사무소 성형법 수지 부품을 성형할 때의 주된 성형법과 특징을 표 1에 나타냈다. 표 1에 기재한 공법 이외에 페트병 등을 성형하는 블로 성형, 트레이 등을 성형하는 진공․압공성형 등을 들 수 있는데, 여기에서는 금속 부품 수지화 시에 생산성, 품질 등을 고려했을 때에 유용한 성형법의 개요에 대해 설명한다. 금속 대체 부품을 수지로 제작하는 경우, 내열성, 고강도, 치수안정성 등 제품의 엄격한 요구 사양을 만족시킬 필요가 있기 때문에 제1회에서 말했듯이 카본섬유(CF), 유리섬유(GF) 등을 첨가한 복합강화수지를 사용하는 경우가 많다. 오늘날 금속의 수지화가 진전하고 있는 자동차 부품에서는 사용 환경면에서 고내열, 고강도 및 경량화가 요구되고, 성형 재료도 장섬유의 CF 첨가 복합강화수지의 사용이 반드시 필요해지고 있다. 한편 고하중, 고온이 부하되지 않는 OA 기기, 통신단말에서 사용되는 소형 부품은 단섬유 CF, GF 첨가 복합강화수지가 사용된다. 이와 같이 부품의 요구 사양, 사용 환경, 사이즈 등에 따라 사용하는 수지가 다르기 때문에 코스트 퍼포먼스가 높은 성형법을 선정할 필요가 있다.
[첨단 헬로티] 마츠무라 타카시 (松村 隆) 東京전기대학 1. 서론 표면에 접촉하는 물질의 물리적 및 화학적인 성질을 제어하는 기능 표면은 최근 많은 산업 분야에서 요구가 증가하고 있다. 최근에는 마이크로 가공의 진척과 함께 표면의 미세한 요철에 의해 습윤성과 마찰 등을 제어하는 것도 가능해졌다. 이와 같은 미세 구조에 의한 표면 기능은 안정성과 기능의 제어성이 우수하기 때문에 그 배열이나 형상을 고능률로 가공할 수 있는 기술이 요망되고 있다. 이번 연구에서는 엔드밀 절삭의 형상 창성기구를 이용한 마이크로 딤플의 고능률 가공 기술을 대상으로 하고, 딤플 형상의 제어를 시도했다. 마이크로 딤플의 가공에서는 평판에 대해 엔드밀에 의한 가공법이 제안되고, 또한 필자 등은 기계 요소에 많은 축 부품에 대해 고속 딤플 가공을 시도했다. 이 글에서는 딤플 가공의 절삭 모델을 나타내고, 공구 자세와 공구 이송 방향이 딤플 형상에 미치는 영향을 해석했다. 2. 마이크로 딤플 가공의 절삭 모델 그림 1에 나타냈듯이 2날의 볼 엔드밀을 기울려 깊이 방향의 절입을 공구 반경 이하로 하면, 2날 절삭날이 재료에 접촉하지 않는 시간이 존재한다. 이 공축 시에 각 절삭날의 제거 영역
[첨단 헬로티] 타니구치 코우키 (谷口 洸紀) 金澤대학 대학원 요네야마 타케시 (米山 猛), 타츠노 다이치 (立野 大地) 金澤대학 마루모 코지 (丸茂 康二) 群馬정공(주) 1. 서론 CFRP는 항공기나 풍력발전 블레이드 등에 사용되고 있는데, 자동차 등의 운송기기 경량화에 의한 에너지 절감, 환경 부하 저감을 위해 CFRP의 양산 성형이 요구되고 있다. 열가소성 수지를 모재로 한 열가소성 CFRP는 가열에 의해 변형이 생기므로 양산 성형용 재료로서 기대되고 있다. 탄소섬유는 연속 섬유 그대로 사용하는 것이 가장 강도가 높은데, 연속 섬유 그대로는 복잡한 형상에 대한 성형이 곤란하기 때문에 일정한 정도의 길이로 자른 불연속 섬유를 이용한 CFRP가 여러 가지 형상으로 성형할 수 있는 양산 성형재로서 주목받고 있다. 이 글에서는 불연속 섬유 CFRP를 이용한 프레스 성형의 방법을 개발했으므로 소개한다. 2. 성형 재료와 성형 금형 열가소성 수지 나일론6(PA6)을 함침시킨 한 방향 탄소섬유 시트(UD 시트)에서 그림 1과 같이 섬유 길이가 30mm가 되도록 컷을 넣고 섬유 방향을 45°씩 변경해 적층 압착한 플레이트를 성형에 사용하는 재료로 했다. 이 재
[첨단 헬로티] 코세무라 토루 (小瀨村 透), 뎅 야오 (鄧 垚), 카와이 세이지 (河井 聖兒) 日産자동차(주) 1. 서론 최근 로봇이나 IoT, AI를 이용해 공장의 자동화·무인화가 다양한 분야에서 대응되고 있다. 동사에서도 금형 제작의 자동화를 추진, 생산성 향상을 도모하고 있다. 특히 금형 보수의 패딩 용접 공정에서는 사람 손에 의한 용접 작업이 주로 되어 있으며, 자동으로 교체하는 것에 의한 금형 제작비 절감 효과가 크다. 또한 용접의 자동화는 화염 등의 환경 보전성이나 화상 등의 작업 안전성 확보, 중노동․혹서 작업의 탈피, 기술자의 후계 문제 해결, 글로벌 기술 전개의 용이성 등 무형 효과도 커서 솔선해서 자동화가 요망되는 공정으로 되어 있다. 2. 대상 금형/자동화 설비 금형 보수의 경우, 모재와 동 재종을 패딩 용접하는 경우와 이 재종의 경우가 있다. 이번에 기술적으로 난이도가 높다고 생각되는 이 재종으로 실험을 했다. 대상 금형으로서 로봇 티칭이 용이한 단조 공정에서 사용되는 커넥팅 로드 버 빼기 금형(트림 금형)을 선정했다. 모재 재질은 S45C(경도 23~27HRC), 패딩 용접하는 용접재는 스테라이트
[첨단 헬로티] 이나기키 나오토 (稻垣 直人), 히구치 시게키 (樋口 成起) 大同특수강(주) 1. 서론 최근 자동차의 출돌 안전성 및 연비 향상의 요구로부터 차체 골격 부품의 고강도화가 요구되고 있으며, 기존 대비 고강도의 부품 제조가 가능한 핫스탬핑 공법이 주목받고 있다. 핫스탬핑 공법은 가열한 강판을 프레스 성형과 동시에 금형 내에서 일정 온도 이하가 될 때까지 냉각 유지할 필요가 있기 때문에 성형 공정의 사이클 타임이 냉간 프레스 공법보다 대폭으로 길어지는 단점이 있다. 그렇기 때문에 사용되는 금형용 강에는 강판의 발열을 촉진시키고, 사이클 타임을 향상시키는 목적으로 높은 열전도율이 요구된다. 또한 냉간 프레스 공법과는 달리 열 부하에 의해 연화가 발생하기 때문에 내마모성 향상 요구가 있으며, 금형에는 고경도와 고연화저항성이 요구된다. 동사에서는 기존 대비 높은 열전도율을 가지면서도 금형에 필요한 담금질성과 경도를 겸비하고 있으며, 더구나 높은 연화저항성을 가진 핫스탬핑 금형용 강 RDH395(이하 개발강)을 개발해 그 특성을 보고했다. 개발강의 위치매김을 그림 1에 나타냈다. 이 글에서는 실제 금형을 모의한 핫스탬핑 시험을 이용해 개발강을
[첨단 헬로티] 사이토 타쿠시 (齊藤 卓志), 하세가와 히데키 (長谷川 英紀) 東京공업대학 시라이시 유타카 (白石 豊), 조우타 케이이치 (造田 敬一) 三菱가스화학(주) 1. 서론 플라스틱 사출성형에서는 수지 충전에 앞서 금형을 가열함으로써 성형품에 생기는 여러 가지 문제의 경감을 도모하고 있다. 구체적으로는 금형에 전기히터를 설치하거나, 온조용 유로를 설정하거나 한다. 이들은 공통적으로 금형 전체를 가열하게 되기 때문에 에너지 소비량이 크고, 사이클 타임을 늘리는 경향이 있다. 이에 필자 등은 금형 표면에 설치된 박막 발열체만을 통전 가열하는 방법에 주목하고 있다. 해당 방법은 금형 베이스 상에 단열층으로서 지르코니아 세라믹스(이하 ZrO2)를 설치, 그 위에 니켈인(이하 NiP) 박막(~10µm 정도)을 도금한다. 이 NiP 박막을 통전 가열함으로써 금형 표면만이 효율적으로 고속으로 가열된다. 이번 연구에서는 실제로 사출성형기에 탑재 가능한 금형 구조를 검토한 결과를 기초로, 박막 발열체를 가지는 급속 가열 금형의 성능을 정량적으로 평가하는 것을 목적으로 적외선 카메라에 의해 발열층 표면의 온도 분포 측정을 하는 동시에, 시뮬레이션을 통해 에너
[첨단 헬로티] 타카쿠라 시게루 (高倉 茂), 츠지 마사요시 (辻 雅嘉) ㈜소딕 1. 서론 최근 IoT(Internet of Things)를 활용해 생산성이나 품질 향상을 하는 여러 가지 제안이 이루어지고 있다. 동사에서도 기계의 정보를 수집해 가시화 하는 기능이나 기계의 정보를 통지하는 기능 등을 준비하고 있다. 이들 기능과 동사의 리니어모터 구동 정밀 금속 3D 프린터 OPM(One Process Milling Center) 시리즈로 제작한 3차원 냉각배관 내장 금형 ‘OPM 금형’, 이 OPM 금형의 능력을 최대한으로 발휘하는 eV-LINE® OPM 금형 전용 생산 셀 시스템 ‘ICF-V’(Injection molding Cell Factory by V-Line)에 대해 소개한다. 2. eV-LINE OPM 금형 전용 생산 셀 시스템 MR30 MR30은 OPM 금형을 탑재한 eV-LINE 사출성형 유닛을 베이스로 해서 사출성형에 필요한 주변기기를 올인원 구조로 한 OPM 금형 전용 생산 셀 시스템으로, 표준 장비하는 베이스형에 카세트 방식의 OPM 금형을 삽입해 성형을 한다(그림 1). OP