이 글에서는 많은 기업이 안고 있는 고민과 과제, 그리고 이들을 해결하기 위해 C&G시스템즈에서 개발·판매하고 있는 생산 관리 시스템 ‘AIQ’에 대해서 소개한다. 효율화·생력화에 기여하기 위한 여러 가지의 기능이 고려되어 있다. 최신판에는 AI 유사 이미지 검색 기능이 탑재되고 CAD/CAM 시스템과 연계하는 기능도 준비되어 있으며, 설계에서 제조까지의 과거 데이터를 심리스하게 활용할 수 있다. 금형 제조의 폐해와 과제 해결을 위한 생산 관리 시스템 금형 제조 현장에서는 어떤 기업이나 주문을 위한 견적 관리, 제조 공정이나 납기 관리, 재고품이나 재료와 같은 구입품 관리 등 방대한 관련 정보를 관리하고 있다. 관리하고 있는 정보의 종류는 기업마다 비슷하지만, 관리 기법은 천차만별이며 정보 공유의 방법이나 특급품 대응 등의 납기에 대한 접근도 다양하다. 많이 사용되고 있는 방법은 화이트보드에 의한 관리나 표계산 소프트웨어의 데이터 관리로, 이러한 관리 방법은 도입 비용이 적고 기능 습득에 걸리는 시간도 비교적 적기 때문에 모든 업무에서 활용되고 있다. 특히 표계산 소프트웨어에 관해서는 함수나 매크로 등을 이용한 관리 등 활용 수단이 많다. 그러나 도입
이 글의 큰 주제이기도 한 ‘데이터로 구동하는 시스템 제어—이론과 응용의 새로운 전개와 최신 동향—’에 대해서, 총론의 목적은 데이터 구동 제어의 지금까지 흐름과 최근 동향에 대해서 간단히 해설하는 것이다. 우선 데이터 구동 제어의 아웃라인을 그림 1에 나타냈다. 제어계를 설계하기 위해서는 시스템 동정 등에 의해 대상의 동특성 법칙을 나타내는 수식 모델을 작성하고, 그것에 근거한 설계를 추진하는 것이 통상의 합리적인 수단이다. 이것이 그림 1에서 보면 중심의 세로 화살표의 흐름이다. 한편 그림 1에서 대상의 수식 모델을 거치지 않고 데이터를 직접 이용함으로써 제어계를 갱신하거나(그림 1에서 A), 데이터에 직접 근거해 설계하는(그림 1에서 B나 C) 접근법이 활발히 연구되고 있다. 이들이 이른바 데이터 구동 제어라고 불리는 접근법이다. 최근 몇 년간 데이터 구동 제어에 관한 많은 연구 성과가 발표되고 여러 학회의 해설 기사나 논문 특집호에서도 많이 다루고 있으며, 국제회의에서도 관련된 OS 기획이나 강연이 활발하게 이루어지고 있다. 예를 들면 2023년 7월에 일본 요코하마에서 개최된 IFAC World Congress에서도 매우 많은 관련 세션이 편성되어
배전계통에 태양광 발전 도입량이 증가한 경우, 역조류에 의해 배전선의 전압이 상승한다. 따라서 배전계통 설비 계획을 할 때는 기존의 수요 예상에 기초한 설비 계획에 더해, 전압 상승분을 고려할 필요가 있다. 이 글에서는 태양광 발전에 의한 전압 상승 메커니즘을 설명하고, 배전 설비 측과 태양광 발전 설치자 측의 대책을 다루어 본다. 일부 대책의 효과에 대해서는 계산기 시뮬레이션 예를 제시한다. 또한 최근 태양광 발전의 도입량이 급격하게 증가한 배전선에서 배전선 전압의 저하, 전압 불평형의 확대, 전압 플리커와 같이 지금까지 볼 수 없었던 현상이 관측되고 있다. 이 글에서는 이러한 현상에 대해서도 개략적으로 설명한다. 배전계통의 구성 1. 배전계통의 개요 전력계통은 전압 레벨로 송전계통과 배전계통으로 크게 나뉜다. 송전계통은 화력 발전이나 수력 발전 등 대형 설비에서 발전된 전력을 수요의 중심지에 설치된 변전소까지 보내는 설비로, 전압 레벨은 500kV나 275kV와 같은 고전압이다. 배전계통은 그림 1에 나타냈듯이 66kV로 수전하는 배전용 변전소에서 전압 레벨을 6.6kV로 강압해 고압배전선, 주상변압기를 통해 각 가정까지 전력을 보내는 설비이다. 송전계통
산업혁명 이후, 제조업은 끊임없는 기술 혁신을 통해 생산성과 효율성을 높여왔다. 현재 제조업은 4차 산업혁명의 중심에 있으며, 그 중 하나의 핵심 기술은 로봇 비전 시스템이다. 특히 3D 로봇 비전 시스템은 현대 제조업에서 필수적인 요소로 자리잡고 있다. 이번 글에서는 제조업에서 왜 로봇의 눈이 필요한지와 이에 대한 시대적 흐름을 살펴보겠다. 로봇의 눈, 3D 비전 시스템의 필요성 1. 정확한 부품 처리와 조립 제조 공정에서 정확한 부품의 선택과 배치는 생산 효율성과 제품 품질에 직결된다. 전통적인 자동화 시스템은 고정된 위치에서 정형화된 작업만을 수행할 수 있지만, 3D 비전 시스템은 다양한 위치와 각도에서 부품을 인식하고 처리할 수 있어 더 유연한 생산 공정을 가능하게 한다. Pickit 3D 비전 시스템은 팔레트나 빈(통)에서 물체를 집어 원하는 위치에 정확하게 놓을 수 있도록 도와준다. 2. 숙련된 노동력 부족 문제 해결 제조업체들은 숙련된 노동력 부족으로 인해 어려움을 겪고 있다. 특히, 반복적이고 단순한 작업은 인력의 소모를 유발하며 생산성을 저하시킨다. 로봇 비전 시스템은 이러한 작업을 자동화하여 인력을 보다 고부가가치 작업에 투입할 수 있게 한
최근 제조업에서 생산성 향상이 중요한 과제가 되고 있는 가운데 공작기계의 시각화 기술이 점점 더 주목을 받고 있다. 니덱오케이케이(주)에서는 이러한 시각화에 대응한 소프트웨어로서, 가동 감시 기능을 주체로 한 ‘Net Monitor’와 가공 중인 기계를 상세하게 분석하는 것을 목적으로 한 ‘로드로거’를 비롯해 공작기계 내장형 소프트웨어로서 기계의 온도 변화와 소비전력 정보 등을 가시화하는 기능을 제공하고 있다. 이들은 공작기계의 안정 가동이나 고능률 생산, 전력 사용량 절감 등에 도움이 되는 툴이다. 이 글에서는 이들 소프트웨어의 각 기능이 가져오는 이점과 특징 등에 대해서 소개한다. 가동 상태의 시각화 ‘Net Monitor’ 제조업에서는 생산성 향상이 경쟁력의 열쇠로 되어 있으며, 공작기계 가동 상태의 실시간 파악은 오늘날과 같이 IoT가 활발한 시대보다 훨씬 이전부터 대응이 추진되어 생산라인의 효율이 낮은 영역이나 기계 트러블 등의 시각화에 의해 생산성을 향상시키는 구조 구축이 이루어져 왔다. 니덱오케이케이(주)의 가동 감시 애플리케이션인 Net Monitor는 1999년부터 제공되기 시작해 ‘손쉽게 도입’할 수 있는 가동 감시 툴로서 활용되고 있다.
최근 기업들의 경쟁력 유지에 대한 부담감이 가중되면서, 장비 제조 기업과 공장 운용 기업에서는 데이터 잠재력의 극대화가 중대한 사안이 되고 있다. 힐셔의 마레크 마이어 박사(Dr. Marek Meyer)는 “정확성 향상과 생산성 증가가 데이터 활용의 핵심이다”며. “예를 들어, 데이터는 에너지와 자원의 소비, 폐기물 생성의 감소 등에 사용될 수 있다”고 설명했다. 힐셔의 관련 분야 전문가에 따르면, 올바른 데이터는 장비 관련 서비스를 제공하거나 IIoT와 인더스트리 4.0의 일부인 신규 사업 모델을 고안하는 데에도 사용될 수 있다. 시스템은 대다수의 제조 기업에서 유용하게 사용하는 데이터보다 훨씬 더 많은 양의 데이터를 생성하는데, 이 데이터는 사용자가 활용할 순간을 위해 대기하고 있다. 마이어 박사는 “하지만 이러한 잠재력을 이익으로 구체화하려면 데이터 수집이 먼저”라며 “네트워크 과부하 없이 짧은 주기로 데이터에 액세스하는 이러한 솔루션을 처음부터 개발하는 것은 상당히 복잡하다”고 강조했다. 일단, 데이터에 액세스가 가능하면 개발 단계에 착수할 수 있다. 애플리케이션은 수집한 데이터로부터 얻을 수 있는 이익을 구체화하도록 설계된다. IoT 전문가에 의하면
공압을 이용한 밸브 및 액추에이터의 역사는 산업 혁명과 함께 시작되었다. 19세기 중반 증기 기관의 발전과 함께 압축 공기를 이용한 초기 공압 시스템이 등장했으며, 철도와 광산 산업에서 주로 사용되었다. 20세기 초에는 제조업과 공장 자동화에서 중요한 역할을 하게 되었고, 공압 밸브와 액추에이터는 더욱 다양해지고 정교해져 여러 산업 분야에 적용되었다. 특히 대량 생산 공정에서 널리 사용되었으며, 1950년대와 1960년대에는 전자 공학과 결합하여 더욱 정밀한 제어가 가능해졌다. 이 시기에는 공압 제어 밸브와 액추에이터가 산업 자동화의 핵심 요소로 자리잡았다. 훼스토의 피에조(Piezo) 기술을 이용한 비례제어밸브는 높은 정밀도와 효율성을 자랑하며 기존의 솔레노이드 밸브와 여러 면에서 차별화된다. 이 글 전반부에서는 훼스토의 피에조 비례제어밸브의 동작 원리, 기존의 솔레노이드 밸브와의 차이점, 피에조 비례제어밸브의 특징과 장점에 대해 다룬다. 후반부에서는 이 제품들이 반도체 생산 현장에서 어떻게 사용될 수 있는지에 대해 설명할 것이다. 피에조 비례제어밸브의 동작원리 1. 피에조 기술의 기본 원리 훼스토의 피에조 비례제어밸브는 압전효과(piezo electric
이더넷-APL은 PROCESS 계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 서지보호와 APL 네트워크 설치에 대해서 알아본다. 서지보호 서지보호 장치(SPD/Surge Protection Device)는 전기서지 및 전압 스파이크로부터 전자 장비를 보호하는 데 사용되는 전기 장치다. SPD는 보조 장치인 것이다. 보조 장치의 수는 세그먼트당 2개로 제한된다. 이는 스퍼(Spur)뿐만 아니라 트렁크(Trunk)에도 적용된다. 산업용 응용프로그램에서 번개의 보호를 위해 적용되는 현지 표준 및 규정을 준수 바란다. 잠재적인 서지노출의 위험으로 인해 서지보호를 적용해야 하는 경우 스위치 포트 및 필드장치 포트 모두에 서지 보호기를 설치해야 한다. APS2021에 따라 SPD를 설계해야 하며 최대10cm의 서브길이로 APL 포트와 세그먼트 케이블 사이
생성 AI 기술은 이미지와 동영상을 생성하며 산업 전반에 혁신을 가져오고 있다. 제조업에서 AI 도입이 어려운 이유는 높은 초기 도입비용과 시스템 업데이트의 어려움 때문이다. 생성형 AI와 합성 데이터는 AI 학습을 위한 데이터 문제를 해결하고 비용을 절감할 수 있다. 이 기술은 제조업뿐만 아니라 의료, 금융, 교육 등 다양한 분야에서도 적용 가능하며 시장 변화에 빠르게 적응할 수 있는 유연성을 제공한다. 또한 윤리적, 법적 문제를 해결하고, AI 모델의 성능과 신뢰성을 향상시킨다. 제조 혁신을 위한 생성형 AI 기술에 대해 ‘2024 AI 자율제조혁신포럼’에서 김현수 슈퍼브에이아이 대표가 발표한 내용을 토대로 정리했다. 생성 AI 기술의 혁신적인 발전에 따라, 이제는 텍스트로부터 복잡한 이미지와 동영상까지 생성할 수 있는 AI 서비스가 등장하고 있다. 대표적인 예로는 오픈AI의 다양한 생성 모델과 Stability AI, Midjourney 같은 회사들이 이미지 생성 분야에서 주목받고 있다. 이러한 기술들은 실제 이미지와 구별하기 어려울 정도의 고품질 결과물을 제공하며, 최근에는 동영상 생성까지 가능해진 Sora 같은 제품도 소개되었다. 인지형 AI와 생성
지난 2022년 오픈AI가 공개한 챗GPT는 전 세계 산업에 충격을 안겼으며, 제조 산업도 예외는 아니었다. 제조 기업들은 AI 도입에 대한 의지를 보였지만, 실제 활용도는 아직 낮은 수준에 머물고 있다. 품질 검사 등에서 AI의 활용 가능성이 높아지고 있으며, 특히 딥러닝 기반 AI 비전 검사 시스템이 주목받고 있다. AI 기술이 발전하면서 제조 공정의 자동화와 최적화가 현실화되고 있다. AI와 데이터를 통해 스스로 최적화하는 미래 공장은 어떤 모습인지 ‘2024 AI 자율제조혁신포럼’에서 박진우 알티엠 부대표가 발표한 내용을 토대로 정리했다. 지난 2022년 오픈AI(OpenAI)가 공개한 챗GPT(ChatGPT)는 전 세계 여러 산업에 새로운 충격을 안겼다. 글로벌 산업 흐름이 인공지능(AI)으로부터 변화할 것이라는 기대 혹은 우려 속에서 AI 기술에 대한 주목도가 급상승했다. 그 양상은 제조 산업도 크게 다르지 않다. 각 제조기업은 AI에 대한 투자와 도입 의지를 속속 드러내며 AI 활용에 대한 로드맵을 지속 내놓고 있는 상황이다. 그런 의지와는 반대로 제조 분야에서의 실제 AI 활용도는 크게 높지 않은 것으로 나타났다. 제조기업을 대상으로 진행한 ‘
이 글에서는 전력계통의 수급 조정·제어에 관한 기본적인 해설로서 거버너(Governor) 프리, 부하 주파수 제어(LFC), 경제 부하 배분 제어(EDC) 등에 대해 설명한다. 또한 재생가능 에너지(재에너지) 연계 확대 시의 수급 조정·제어 면의 영향과 대책, 광역적인 수급 조정·제어에 대해서도 간단히 소개한다. 주파수 변동의 발생 메커니즘 및 주파수 변동의 영향 1. 주파수 변동의 발생 메커니즘 전력계통에서는 부하(수요)와 발전(공급)의 균형이 깨지면 주파수가 변동하는데(예를 들어 부하보다 발전 쪽이 큰 경우에는 주파수가 상승한다), 이 원리에 대해 간단히 설명한다. 먼저 하나의 동기발전기를 생각한다(그림 1). 동기발전기에서는 증기터빈 등의 회전자를 회전시키려는 토크(Tm)와 전기적인 출력 토크(Te)가 균형을 이룬 상태에서 회전수(ω)가 일정하게 되고, 이것이 균형을 이루지 않은 상태에서는 동기발전기의 회전수가 상승 혹은 저하한다. 예를 들어 증기터빈 등의 토크 쪽이 크면, 그만큼이 동기발전기의 회전 에너지로서 축적되어 회전수가 상승한다. 이때, 동기발전기의 관성상수(M)가 클수록 회전수의 변화는 완만해진다. 전력계통에는 다수의 동기발전기가 있는데, 이
이 글에서는 카본 뉴트럴 달성을 위해 재생가능 에너지의 주력 전원화를 지향하는 전력 시스템에 관련된 논점을 개관하는 동시에, 여러 가지 과제 해결의 기수로 지목되고 있는 가상 전력 플랜트(Virtual Power Plant: VPP)에 관한 일본의 대응, 현시점의 달성 정도, 앞으로의 과제와 전망에 대해 다룬다. VPP란 다수의 축전지, 전기자동차, 급탕기 등의 축에너지 기기, 자가용 발전기나 에네팜(가정용 연료전지) 등의 창조에너지 기기, 에어컨, 조명, 생산 설비와 같은 전력 부하 등의 기기군을 통신망을 통해 통합 관리해 마치 단일 발전기처럼 기능시키는 기술을 가리키며, 에너지 매니지먼트의 한 형태라고 할 수 있다. 전력 시스템에서는 전기의 총발전량과 그 소비에 해당하는 총수요량이 어떠한 순간에서도 일치하지 않으면 안 된다. 기상 상황이나 시간대에 의해 발전 출력이 바뀌게 되는 태양광 발전이나 풍력 발전은 변동성 재생가능 에너지(Variable Renewable Energy: VRE)라고 불리며, 이들이 주류의 전원이 되는 상황에서는 전력 시스템의 운용이 어려워진다는 것을 쉽게 상상할 수 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서는 전력의 수요 그 자체나 수
2023년 9월 미쓰도요는 세계 최고 수준의 정도를 자랑하는 CNC 3차원 측정기 LEGEX에 타쿠미(장인)의 기능을 더해 정도를 더욱 향상시킨 LEGEX 타쿠미 모델(이하 타쿠미 모델이라고 한다)을 발매했다(그림 1). 타쿠미 모델에서는 최대 허용 길이 측정 오차 : E0, MPE＝(0.23＋0.7L/1000)μm를 실현, 1m의 측정 오차가 0.93μm 이하가 되어 드디어 측정 정도가 서브 마이크로미터대에 돌입했다. 이 글에서는 타쿠미 모델 상품화까지의 경위와 타쿠미 모델의 특징에 대해서 설명한다. 또한 타쿠미 모델을 설명하는 데 있어, 미쓰도요의 기능 전승에 대한 대응도 빼놓을 수 없기 때문에 이에 대해서도 소개한다. 미쓰도요란 미쓰도요는 ‘정밀 측정으로 사회에 공헌한다’를 경영 이념으로 삼고 있으며, ‘측정’을 통해 제조에 종사하는 사용자의 지속적 발전과 가치 창조에 공헌하는 것을 염두에 두고 1934년에 창업했다. 아날로그식 마이크로미터 생산을 시작으로, 현재는 5,500종류 이상의 정밀 측정기기를 제조/판매하고 있는 세계 유수의 정밀 측정기기 종합 메이커이다. 미쓰도요의 3차원 측정기로 눈을 돌려 보면, 본체, 스케일, 컨트롤러, 프로브, 소프트웨
이더넷-APL은 PROCESS 계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 APL의 차폐개념에 대해서 알아본다. APL의 차폐개념 앞 장에서 설명한 바와 같이 매시(meshed)된 CBN을 가정할 때 APL 네트워크의 케이블 실드는 케이블의 양쪽 끝에 있는 CBN에 연결되어야 한다. 이는 스퍼(spur)뿐만 아니라 트렁크에도 적용된다. 그림 1은 케이블 실드가 양쪽 끝에 있는 공통접합 시스템에 직접 연결되는 것을 보여준다. 부품 또는 그 도전성 하우징이 접지단자를 통해 CBN에 연결되는 것을 알 수 있다. 그와 병행하여 케이블 실드가 하우징에 연결된다. 실드의 연결은 장치의 설계에 따라 달라진다. 일반적으로 그림 2의 실드 연결 대안 1, 2, 3에 따라 또는 M12 또는 M8 커넥터의 하우징을 통해 수행된다. 케이블 실드의 접촉은 표면이 크
이더넷-APL은 PROCESS 계장표준으로 세계 전문 표준개발기구 4곳과 12개의 국제 자동화 메이커에서 합의하여 IEC/IEEE 등의 국제표준기관에서 공인된 새로 나온 신기술이므로, 자세한 설명과 해설이 필요하고 이 기술의 핵심 요체를 설명하는데 자세한 안내가 필요하므로 ‘이더넷-APL 길라잡이’라는 이름을 붙여 10~12회 정도로 내용을 안내 하고자 작명을 했다. 이번 호는 지난 회에 이어 계획 과정 체크리스트와 기능적 결합 및 차폐에 대해서 알아본다. 계획 과정 체크리스트 다음 체크리스트는 이 장에서 제시된 계획 단계를 요약한 것이다. 두 가지 체크리스트를 사용할 수 있다. 표 1은 폭발적인 대기가 없는 지역의 APL 계획을 위한 체크리스트이다. 표 2는 폭발적인 대기가 있는 지역의 계획을 위한 체크리스트이다. 모든 체크리스트에 주의하기 바란다. 전원이 공급되지 않는 트렁크는 [APS2021]에 아직 명시되어 있지 않다. 향후 개발 대상이다. 기능적 결합 및 차폐 다음 장에서는 APL 네트워크의 본딩 및 차폐 개념에 대한 권장 사항을 제공한다. 기능적 결합과 차폐는 두 가지 목적으로 사용된다. 첫째, 폭발성 대기를 점화시킬 수 있는 잠재적인 차이를 피한
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