미국 공작기계 시장 동향환율 약세 속주요 국가 수출확대 점화 세계 공작기계 생산액 938억 달러 … 미국은 7위 2011년 세계 공작기계 생산액은 938억 달러(상위 28개국합계)로 2010년 대비 34% 증가했다. 여러 국가에서 생산액은 전년보다 증가했으며, 특히 일본(53% 증가), 스위스(45%증가), 독일(42% 증가)이 호조를 보였다. 상위 28개국 중 2010년 대비 감소한 것은 멕시코와 호주뿐이었다. 중국은 2009년부터 3년 연속 1위를 기록했으며 2011년에는 283억 달러 규모였다. 한국은 2010년 대비 29% 증가한 56억 달러로 5위, 대만은 50억 달러로 6위를 기록했다. 미국은 34% 증가한 42억 달러로 2010년과 마찬가지로세계 7위를 기록했다. 미국 공작기계 수입 추이를 보면 2002년(26억 달러)을 바닥으로 2008년(51억 달러)까지 증가 기조를 보였지만, 2009년에는 2008년 대비 52% 감소한 25억 달러로 급격하게 감소했다. 최대 수입 상대국은 일본으로 2008년까지 수입 전체에서 차지하는 비중이 40% 이상이었지만 2009년에는30%를 밑돌았다. 공작기계 수출은 2003년(14억 달러) 이후 증가 기조를 보여
시스템 분석Ⅴ 민성기 시스템체계공학원장(ise@seinstitute.co.kr) 개요 성공적인 시스템 개발을 위한 가장 중요한 요소 한 가지를 들라면 무슨 내부적인 것과 외부적인 것의 인터페이스가 일어나고 있는가에 달려있다. 당신은 가장 멋있는 알고리즘과방정식 및 의사결정 로직을 만들 수 있지만 만일 기 시스템이그 인터페이스에서 요구 기능을 수행하지 못한다면, 그 로직은 무가치한 것이다. 시스템 인터페이스 특성은 우호적인 외부 시스템의 협력적인 상호운용성으로부터 외부위협(환경, 적대적인 활동 등) 및 생존성 보장을 위한 구조적 통합 시의 취약점을 최소화하기 위한 보호 층에 이르기까지 걸쳐 있다. 이 장은 시스템 인터페이스, 목적, 목표, 속성에 대한 콘테스트와 이를 적용하는 방법론을 소개한다. 논의될 내용은 실패로부터 성공을 보장하기 위한 다양한 인터페이스 형태와 요소들을 살펴본다. 이러한 정보는 인터페이스 설계 및 통제를 제시할 다음 장의 기초를 제공해 준다. 1. 이 장에서 얻고자 하는 내용 •인터페이스란 무엇인가? •인터페이스의 목적은 무엇인가? •인터페이스의 유형은 어떠한 것이 있는가? •포인트 대 포인트 인
기계공학에서의 비선형 특성 Ⅵ. 배영철 전남대학교 공과대학 전기공학과 교수(ycbae@chonnam.ac.kr) 이번 글에서부터는 거의 탄성 충돌을 가진 시스템들의 비선형 특성을 알아본다. 특히 액체를 가진 탱크에서 액체가출렁거리는 운동을 가질 때의 비선형 특성에 대해 살펴본다. 소개 충돌을 가진 시스템들은 마찰에서 고려한 시스템과는 현저하게 다르다. 우선 충돌을 가진 시스템들은 모든 시간에서 상미분 방정식(ordinary differential equation)에 의해서설명될 수 없다. 상미분 방정식들은 충돌 사이에서 유용하지만 몇몇의 추가적인 운동학 조건들은 각각의 충돌 후에 상태 변수들을 계산하기 위해서 충돌 이전 상태 변수의 기능으로서 사용되어야만 한다. 충돌 물체들의 좌표가 충돌을 가진 발진 시스템에서 연속적으로 남아있는 것은 일반적이다. 반대의 속도들은 불연속이 된다. 충돌 기간 속도의 변화는 일반적으로 작지 않다. 이 변화는 속도 자체로서 동일한 진폭 차수를 갖는다. 이것은 상미분 방정식을 위해 개발된 다중 스케일 또는 고전적인 평균법과 같은 일반적인 섭동법들이 충돌을 가진 시스템 분석을 위해 직접적으로 적용할 수 없는지에 대한 이유가 된다. 이
[FPGA 기반 계측 기술] 최상의 802.11ac 테스트를 위한 고성능 계측기와 FPGA의 결합 한정규 한국내쇼날인스트루먼트 자동화 테스트 솔루션 담당 최신 통신 표준인 802.11에는 몇 가지 해결해야 할 과제가 있다. 테스트 엔지니어들은 802.11 표준에 맞는 테스트 기기 를 찾는 데 많은 노력을 기울여 왔고 최고 성능의 고가 박스 형 계측기를 고집하는 것이 더 이상 의미가 없다는 것을 깨달 았다. 왜 그럴까? 답은 간단하다. 리소스, 특히 시간, 예산, 공간 이 부족하기 때문이다. 새로운 세대의 테스트 엔지니어들은 이미 직관적인 신기술을 사용하여 공간을 줄이고 테스트/개 발 시간을 단축해 예산을 절감하고 있다. 내쇼날인스트루먼 트는 직접 프로그래밍 가능한 FPGA 기반 계측을 제공함으 로써 테스트 엔지니어들이 겪는 여러 문제를 해결하도록 돕 고 있다. 최신 WLAN을 위한 최적의 계측기 NI PXIe-5644R은 업계 최초의 벡터 신호 트랜시버 (VST)로 최고 6GHz 중심 주파수에서 80MHz 리얼타임 대 역폭을 제공한다. 또한, 이 계측기에는 프로그래밍 가능한 FPGA가 있어 테스트 속도를 증대하거나 FFT, 전력
[산업용 로봇 기술 동향] 병렬로봇 기술과 응용 분야 김한성 경남대학교 기계공학부 교수 (hkim@kyungnam.ac.kr) 병렬로봇은 1개의 직렬체인(다리)으로 구성되는 직렬로봇 과 달리 이동플랫폼(엔드이펙터)이 적어도 2개 이상의 다리 에 의하여 지지되는 구조를 가진 로봇이다(그림 1 참조). 직 렬로봇은 모든 조인트에 구동기가 장착되지만, 병렬로봇은 각 다리당 1~2개의 구동기가 고정부 또는 근처에 장착되고 나머지 조인트는 수동조인트로 구성된다.[1, 2] 대표적인 병렬로봇으로는 그림 2와 같이 가우-스튜어트 플랫폼(Gough-Stewart platform)이 있다. 이 병렬 기구는 이동플랫폼을 6개의 U-P-S(Universal-Prismatic- Spherical) 조인트의 다리로 지지하는 구조를 가진다. 여기 서 볼나사 방식의 선형 구동기가 직선조인트를 구동한다. 이 병렬로봇의 특이할 점은 이동플랫폼의 회전각도를 증가하기 위하여 회전 범위가 작은 볼조인트 대신에 2개의 다리가 1개 의 유니버설조인트로 이동플랫폼에 연결되는 구조를 가진다. 병렬로봇은 구동기가 고정부 또는 근처에 장착되고 특히, 이 U-P-S 다리에는 인
[시스템 분석 - 4] 운용환경 아키텍처 민성기 시스템체계공학원장(ise@seinstitute.co.kr) 이 시스템의 성공은 궁극적으로 다 음과 같은 능력을 갖출 때 결정된다. •계획된 임무를 수행하고 성능 임무 목표를 달성할 때 •연관된 운용환경 조건에서 취약성 과 생존성과 같은 위협을 극복할 때 시스템이 이러한 목적을 달성하기 위해서는 다음 몇 가지 중요한 사항을 도전해야 한다. •사용자가 그 시스템의 달성해야 할 임무가 무엇인지를 이해하라. •그 임무에 기초하여 특정 시스템 운 용환경을 제시하라. •이러한 임무에 연관된 운용환경의 기회와 위협을 이해하라. •시스템 임무에 영향을 주는 발생 가 능한 운용환경 기회와 위협 시나리 오를 식별하라. 그 시스템의 운용환경은 임무기간 중 이나 전체적인 수명기간 중에 대처하기 위하여 준비해야 할 자연과 인공 요소 를 나타낸다. 시스템의 주요 수명예측 사항은 성공적으로 그 임무를 1) 준비하 고, 2) 수행하고, 3) 종료하는 시스템 능 력은 그 운용환경에 영향을 받게 된다. 이 장에서 얻고자 하는 내용을 다음 과 같다. &
[기계공학에서의 비선형 특성 Ⅴ.] 건식 마찰 시스템에서의 발진 (4) … 변위건식 배영철 전남대학교 공과대학 전기공학과 교수(ycbae@chonnam.ac.kr) 이번 글에서는 진동이 유도하는 변위 건식에 관하여 설명한다. 이는 진동이 유도하는 수송 또는 진동이 유도하는 병진이라고 불린다. 이는 대칭 발진(또는 여기) 시스템에 직접적인 운동으로 변환하는 현상을 말한다. 이러한 현상은 진동하는 컨베이어와 스크린, 거대한 물질을 수송하는 다른 기계와 같은 화학이나 토목공학의 다양한 기계에서 사용한다. 이들 기계의 수백 가지 다른 설계들은 실제 사용되고 있다. 그러나 이 현상은 실제적일 뿐 아니라 대부분이 일반적으로 중요하다. 이것은 몇몇 선호하는 방향속으로 입력 에너지를 조절하기 위해서 시스템은 비대칭성을 사용하는 진동의 능력으로 검증한다. 이 이외에도 불연속 시스템의 특수성 검증을 위한 우수한 기회를 제공하며 적절한 평균 절차를 소개한다. 또한 고주파와 작은 진폭에서 발진하는 공진기에서 다른 마찰 계수를 가지고 마찰층 사이에 끼인 슬라이더의 진동 기반 운동을 정량화하기 위한 공진 마찰 슬라이더의 진동 유도 변위에 관하여 설명한다.
미국의 스마트그리드 사정 마쓰모토 노부유키 (松本信幸) IT 테크니컬 라이터 지난 회에도 말했듯이 스마트그리드(Smart Grid)라는 단어를 한 마디로 정의하기는 애매하다. 애매하다기보다는 ‘해석의 함축성이 크다’는 말이 맞을지도 모른다. 특히 미국 현지의 전력 상황 문제와 그에 대한 대책 그리고 미래상과 새롭게 탄생할 부가가치 그 모두가 스마트그리드라는 하나의 단어에 포함돼 있어 구성 요소 하나하나가 스마트그리드다. 스마트그리드는 몇 개의 레이어로 나누어 생각할 수 있다. ① 통신에서 물리층에 해당하는 전력 공급망 문제점에의 대처 ② 전력망에 탑재되는 정보통신 기능이라는 네트워크층에 상당하는 부분 ③ 태양광 등 로컬 절전에 의한 전력의 쌍방향화와 축전이라는 애플리케이션층에 해당하는 부분 하위층에서 볼 수 있는 미일의 온도차 지능화되는 전력 공급망에서 하위층이라는 의미에서의 전력 공급망의 현 문제에 대해 일본에서는 무시해도 괜찮은 정도이지만 미국은 치명상을 입을 수도 있는 상황이다. 이는 전력 중계계 즉 송전계이다. 일본의 경우는 지역 전력회사가 발전에서부터 변전, 송배전까지 모두 독점적으로 도맡고 있다. 그러나 미국에서는 발전, 송배전, 변전은 각각 다른
ARMⓇ Cortex™-M0Mini NuMicro 펌웨어 개발(Ⅲ) 지금까지 ARM 시리즈 Cortex-M0의 개발 환경과 내부 구조, 포팅을 통해 기술을 빠르게 익힐 수 있는 방법에 대해살펴봤다. 이번 달에는 마지막으로 NuMicro ISP 프로그램 툴과 PAT-DAT-D8NE 타깃 보드에 대해 알아본다. 김형태 (conan@FirmwareBank.com) NuMicro ISP Program Tool ISP(In System Program)는 M051의 LDROM 영역에 2K바이트 크기의 부트코드를 미리 올려놓은 후 리셋 후LDROM부터 부팅하도록 하는 방법이다. 부트코드의 경우,LDROM의 초기 시작에서 시리얼 통신으로 주어진 명령어가입력되면 APROM의 플래시 영역을 지우고 시리얼 통신으로 들어온 바이너리 또는 HEX 코드를 다시 기록한다. MPU는 리셋 후 시리얼 포트를 통해 특별한 명령어가 입력되지 않았을 경우 별도의 업데이트를실행하지 않고 LDROM에서 APROM 영역으로이동하여 실행을 계속한다. 모두 순식간에 일어나는 일이므로 사용자는 ISP를 실행하는지 알 수 없으며, 애플리케이션 영역만 실행한다고 착각하게 된다. PC에서 바이너리
실제 환경에 이용하기 위한무선 센서 네트워크의 과제 및 해결책 리니어 테크놀로지는 해로운 멀티패스 효과를 극복하기 위해 Dust Networks WSN을 구현했다. 여기서는 실제 구현예를 가지고 데이터를 살펴본다. 이와 같이 간단한 정책들이 어떻게 각각 다른 요구의 다양한 애플리케이션을 가지며,낮은 디바이스 듀티 사이클로 패킷들을 신뢰할 수 있도록 수집하고 배급할 수 있는지 설명한다. Lance Doherty, Jonathan Simon, Thomas Watteyne Linear Technology Corporation 무선 센서 네트워크(Wireless SensorNetwork)는 온보드 에너지 저장 한계,무선 규격이나 해당 지역 규제에 따른송신 전력 한계, 공존하는 다른 무선 네트워크(802.11 등)로부터의 높은 잡음플로어, 실내 환경에서의 강한 멀티패스 페이딩 등으로 인해 노드들의 링크 예산이 제한적이다. 산업용 및 상용 구현에 의해 통상적으로 요구되는 밀도일 때 데이터 패킷은 목적지에 도착하기 위한 멀티-홉 경로(Multi-hop Route) 상에서 다수의 센서 디바이스를 통과해야 한다. 또한 인접 디바이스간 각각의 홉은 지속적으로 변화하는 RF 환
[구축사례] 원격 관리 도구 SUSIAccess 활용한 머신오토메이션컨트롤 김정연 어드밴텍 마케팅 부장 애플리케이션 요약 공장 자동화 분야의 HMI(Human Machine Interface) 제조업체는 수년간 소형 사이즈와 견고함 을 겸비한 HMI 플랫폼을 공급해오고 있다. 그러나 고 장과 제어시스템 관리 문제로 대규모 생산라인이 멈추 며 전체 생산물량에 차질을 빚는 경우가 발생한다. 이 러한 문제점 해결을 위해 안정적인 생산라인을 유지할 수 있는 강력한 솔루션을 찾고 있다. 솔루션 고객은 그들의 요구를 완벽하게 충족시켜주면서 높 은 안정성을 제공하는 산업용 HMI 솔루션을 찾고 있 으며, 이미 사용 중인 프로그램과 호환 가능한 소프트 웨어 서비스를 통해 원격 관리도 가능해야 한다. 또한 광범위한 운영 온도 범위를 지원해야 하고, 비 용 절감과 매니지먼트 강화 면에서의 효율성도 중요하 다. SUSIAccess 가 지원하는 어 드밴텍의 3.5인 치 PCM-9363 보드는 견고함과 파워풀함, 그리 고 완벽한 원격 제어 기능을 제 공한다. 어 드 밴 텍 의 PCM-9363은 -40~85℃의 광범위한 온도 환경에서 운영 테스트를 완료한
[시스템 분석 Ⅳ] 대상 시스템 아키텍처 민성기 시스템체계공학원 원장 (ise@seinstitute.co.kr) 어떠한 시스템을 개발할 때 주목해야 할 포인트는 임무 체계와 지원 체계로 구성된 대상 시스템(SOI: System of Interest)이다. 공급 체계에서 모든 시스템은 임무 체계와 지원 체계의 두 가지 역할을 수 행해야 하므로 각 역할은 아키텍처 구 조를 구성하고 있는 시스템 요소의 일 곱 가지 클래스로 구성되어 있다고 분 석하고 있다. 이 장은 SOI 시스템 요소의 개념을 소개한다. 시스템 요소를 식별하고 대 상 시스템 운용환경과의 상호관계를 분석의 기조를 이루고 있는 시스템 요 소 아키텍처를 기술한다. 또한, 각 요 소 내용에 대한 범위와 연관관계를 기 술한다. [시스템 요소 아키텍처 형성] 모든 인공 시스템은 시스템 요소 아 키 텍 처 (SES: System Element Architecture)라 부르는 일반화된 구조 로 구성되어 있다. SEA는 시스템 설계 와 분석에 대한 일반적인 구조나 템플 릿으로 나타내는 시스템 요소의 논리적 구조이다. 그림 1은 SEA를 그래픽으로 보여주고 있다. 그림을
[카오스 제어-90] 기계공학에서의비선형특성(Ⅳ) 건식마찰시스템에서의발진(3) 배영철 전남대학교 공과대학 전기공학과 교수(ycbae@chonnam.ac.kr) 이번 글에서는 건식 마찰 시스템에서의 발진에 관한 내용 3 번째로서 마찰이 유도하는 요동을 중심으로 살펴본다. 요동에 대해서 이야기할 때 요동은 강성 행렬의 비대칭에 의해 수학 적으로 2 이상의 자유도를 가진 시스템에서 동적 불안정성을 의미한다. 전부는 아니지만 에너지 자원의 이 비대칭성은 다 른 물리적 근원을 가질 수 있다. 고전적인 요동[1] 요동의 자연을 결정하기 위해 그림 1에서 보여주는 것과 같 이 탄성적으로 지지된 평판의 발진을 고려하자. 그림 2와 같이 발산에 관해 이야기 할 때 사용한 기구와 달 리 그림 1의 평판은 2개의 자유도를 가지며 위치는 회전각 Ø 와 평판 중간 점의 수직 변위 y인 2개의 좌표에 의해 주어진 다. 여기서 수평 변위는 불가능한 것으로 가정한다. 2개의 좌표Ø, y들은 식(1)과 같이 시간의 함수로 나타낸다. Ø=Ø(t), y=y(t) (1) 여기에서 문제는 이 함수들의 형태를 찾은 다음 요동의 가 능성을 결정하는 것이다. 2개의 스프링
[RF 측정을재정의하다] VSA·VSG 그리고개방형FPGA 통합 한정규 한국내쇼날인스트루먼트 자동화 테스트 솔루션 담당 수십 년에 걸쳐 소프트웨어 정의된 RF 테스트 시스템 아키 텍처는 테스트 업계에 빠른 속도로 보급되고 있다. 기존 박스 형 계측기 형태를 지닌 대부분 상용(COTS) 자동화 RF 테스트 시스템은 애플리케이션 소프트웨어를 사용하여 버스 인터페 이스를 통해 계측기와 통신한다. 하지만, RF 애플리케이션이 더욱 복잡해짐에 따라 엔지니 어들은 테스트 시간과 비용을 최대한 줄이면서 기능은 개선해 야 하는 부담을 안고 있다. 테스트 측정 알고리즘, 버스 속도, CPU 속도의 향상으로 테스트 시간이 단축된 것은 사실이지 만, 더욱 복잡해지는 RF 테스트 애플리케이션을 다루기 위해 서는 획기적인 기능 개선이 필요한 상황이다. 상용 RF 테스트 계측기는 속도와 유연성을 충족시키기 위 해 FPGA 활용성을 늘렸다. FPGA는 소프트웨어 개발 환경을 통해 하드웨어 기능을 직접 설정할 수 있는 재프로그래밍이 가능한 실리콘 칩이다. RF 계측에 FPGA를 활용하는 것은 현명한 선택이지만, FPGA는 특정 목적을 위해 제작되었고, 기능이
[Software CEM] 가동시간99% …적용300회넘는검증된솔루션 Software CEM(연속측정 시스템, Continuous Emissions Monitoring)은 1993년에 처음 등장한 배출 가스 모니터링 시스템이다. 지금까지 300회가 넘는 설치 성공사례를 통해 주요 산업 분야에서 글로벌 애플리케이션으로 100%의 인증 기록을 확보하고 있다. Software CEM을 구축한 기업들은 이 솔루션으로 프로젝트의 위험이 감소했고 규제준수 모니터링, 기록 보관과 보고 비용을 최소한으로 줄일 수 있었다고 말한다. 로크웰 오토메이션 오늘날의 기업들은 다양한 규제 기관과 교역 프로그램의 CEM 요구사항을 준수해야 하며 여기에는 정기적인 정확성 검증뿐만 아니라 100%에 가까운 가동시간 조건도 포함된다. 규제가 엄격해짐에 따라, 기존에는 제외 대상이었던 다수의 업계와 프로세스들도 이제는 환경에 미치는 영향을 설명해야 하는 상황과 마주하게 되었다. 따라서 모니터링 시스템의 구 축은 규제 준수에 필수적인 과정이자 비용 효율적인 운영과 유지보수 방안으로 떠오르고 있다. 배출과 관련한 기존의 대응방식에는 복잡한 데이터 수집