[첨단 헬로티] 와이드 밴드 갭 소재는 현재의 실리콘 기반 기술을 넘어설 수 있다. 와이드 밴드 갭은 더 높은 절연 파괴 전압뿐 아니라 더 낮은 RSP를 가능하게 한다. 높은 전자 포화 속도는 고주파 설계와 동작을 구현한다. 또 누설 전류 감소 및 열전도율 향상이 고온에서 동작을 용이하게 한다. 온세미컨덕터(On Semiconductor)는 SiC 다이오드와 내구성과 속도를 갖춘 SiC MOSFET 뿐만 아니라 SiC MOSFET용 하이엔드 IC 게이트 드라이버까지 와이드 밴드갭 솔루션에 초점을 맞춘 솔루션을 제공한다. 또 하드웨어 외에도 비용이 많이 드는 실제 측정을 대신해 시뮬레이션에서 설계자가 애플리케이션 성능을 실현할 수 있도록 지원하는 물리적 스파이스 모델(SPICE, Simulate Program Integrated Circuit Emphasis)도 제공한다. 온세미컨덕터의 단일 부품 모델링(Discrete modeling)은 RDS(on)같은 부품의 레벨 성능 지수뿐만 아니라 효율성과 같은 시스템 레벨 성능지수를 최적화할 수 있는 시스템 레벨 시뮬레이션을 제공한다. 또한 설계자는 다양한 온도, 버스 전압, 부하 전류, 스위칭 애플리케이션을 위한
[ 첨단 헬로티] 자동차에서 레이더 사용이 점점 더 많아지면서 도시의 혼잡한 RF 스펙트럼이 또 하나의 소리 없는 전장이 되고 있다. 레이더는 고의적이거나 그렇지 않은 재밍(전파 교란) 공격을 받을 수 있으므로, 설계자들은 이에 대비해서 전자전(EW)에 사용되는 것과 같은 재밍(Jamming) 방어 기법을 구현해야 한다. 통상적으로 자동차 레이더는 잡음 재밍과 기만 재밍 공격을 받을 수 있다. 잡음 재밍(Denial jamming)은 피해 레이더의 눈을 멀게 하는 것과 같다. 이 기법은 신호대 잡음비(SNR)를 나쁘게 해서 표적을 감지할 수 없게 만든다. 이와 달리, 기만 재밍(Deceptive jamming)은 피해 레이더로 하여금 허위 표적을 탐지하도록 만든다. 그러면 실제 표적을 추적하지 못하게 되므로 피해 자동차의 동작에 심각한 영향을 미친다. 이러한 재밍 공격은 자동차 레이더들 간에 상호 간섭 때문에 발생하거나, 값싼 하드웨어를 사용해서 피해 레이더에 강한 연속파(CW) 신호를 발사해서 고의로 일으킬 수 있다. 현행 재밍 회피 기법은 현재로서는 적절할 수 있으나, 레이더 센서의 사용이 급격히 늘어남에 따라 민첩하게 대응할 수 있는 완화 기법들이 필요
[첨단 헬로티] 타이어 산업에서의 주요 국가들은 안전과 연료 효율성을 고려하는 고객에 대응하여 고객 투명도를 높이기 위해 타이어 라벨을 필수로 요구하거나 자발적으로 라벨을 부착하고 있다. 라벨은 국가와 단체에 따라 다를 수 있으나 모든 타이어 라벨에는 연료 효율성, 웨트 그립, 외부 소음이라는 주요한 3가지 구성 요소가 포함된다. 대부분의 국가가 규정을 제정하고 기업들이 타이어 생산 공정에서 효율등급제를 도입하기로 결정하면서 생산업체는 현재 요구 사항을 충족하고 앞으로의 요건을 미리 예측하기 위한 솔루션을 찾는 데 난항을 겪고 있다. 현재 타이어 생산 설비에는 진행 중인 작업을 간편하게 조정하여 라벨 부착기를 통합하고 제품 유형에 따라 다양한 정보를 출력하는 기능이 필요하다. 기존 라벨 인쇄 및 부착(LPA) 시스템이 인쇄된 라벨을 부착하기 위해 사용하는 기계식 부착기는 인쇄 엔진의 라벨을 정확하고 신속하게 부착기 패드에 배치하는 것이 중요하다. 이러한 기계 공정은 기존 라벨 부착기(LPA)의 오류와 조업중단의 주요 원인이다. Videojet은 기존 LPA 시스템과 달리 가동시간을 늘리고 일반적인 유지 보수 문제를 줄일 수 있는 Direct ApplyTM 기
[첨단 헬로티] CW 위상 변위 비행거리측정센서 CW 위상–변이 기반의 장치는 소니세미컨덕터솔루션(일본 도쿄)의 최신 센서를 사용하여 텍사스인스트루먼트(Texas Instruments) 및 마이크로소프트(Microsoft)를 포함한 여러 회사에서 출시하고 있다. 이것은 SoftKinetics사(Gewest, 벨기에)가 처음 개발했으며 현재 소니의 소유로 되어 있다. SoftKinetics 기술은 고효율(그림10a)로 고속 샘플링이 가능한 전류보조 광자복조(CAPD, Current Assisted Photonics Demodulation) 픽셀 구조와 같은 특징을 가지고 있다. 이 비행거리측정센서(ToF) 픽셀기술은 소니의 이면조사센서(backside illuminated sensor) 기술과 결합하여 새로운 DepthSense® ToF 센서를 탄생시켰다. 그림 10 이면조사센서(BSI) 기술은 근적외선(NIR) 파장에서 집광효율이 더 좋다(그림 10b). 새로운 소니 IMX556PLR은 640x480 해상도, 30fps에서 실행되는 10μm x 10μm 픽셀의 1/2 인치 센서이다. 현재 소니의 DepthSense 센서는 LUCI
[첨단 헬로티] SONY DEPTHSENSE 기술로 더욱 강화된 3D 측정 3차원(3D) 이미징은 산업용 픽 앤 플레이스(Pick & Place)기기(물건을 집어서 다른 곳에 옮겨 놓는 기기), 파렛트의 여러 작업과 해체(depalletization), 창고, 로봇 및 계측 애플리케이션에서 무인기, 안전 및 보안 및 환자 모니터링 애플리케이션과 같은 소비자 기반의 제품에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 어떠한 하나의 3D 기술이 이렇게 다양한 응용프로그램에서 모두 사용될 수 없기 때문에 응용프로그램(표 1)에 어떠한 각3D 기능이 적합한지 비교해야 한다. 3D 이미징 시스템은 수동 시스템과 능동 시스템으로 구분한다. 수동 시스템은 물체에 빛을 주기 위해 주변광 또는 넓은 고정광을 사용한다. 이와 대조적으로, 능동시스템은 레이저 라인 스캐닝, 스페클 투사 (speckle projection), 프린지 패턴 투사 또는 비행거리측정센서(ToF)등과 같은 광을 공간적으로 또는 시간적으로 변조하는 다양한 방법을 사용한다. 수동 및 능동3D 이미징 시스템은 모두 빛을 비춘 피사체에서 반사된 빛을 CMOS 기반 카메라로 캡처하여 구조물의 깊이를 맵
[첨단 헬로티] 주어진 용도에 가장 적합한 석정반 기반의 리니어 모션 플랫폼을 선택할 때는 여러 요소와 변수를 고려해야 한다. 모션 플랫폼 관점에서 효과적인 솔루션을 추구하기 위해 각 애플리케이션에 대해 이해하고, 우선시되어야 하는 고유의 요구사항이 있다는 것을 인식하는 것이 중요하다. 이에 대한 해결책으로 석정반 구조 위에 별도의 위치 설정 스테이지를 설치하는 방법(Stage-on-Granite)과 모션 축을 구성하는 요소들을 석정반 자체에 직접 통합시키는 방법(IGM-Integrated-Granite Motion)이 있다. 더 나은 통찰을 바탕으로 초기 의사결정을 하기 위해 기술 및 재정적 관점에서 두 가지 기본적인 리니어 모션 플랫폼 디자인을 평가해 보고자 한다. ▲ 에어로텍 스테이지 적용 예: SMP Surface Measurement Motion Platform 배경 지식 IGM 시스템과 기존 Stage-on-Granite 시스템 간 유사성과 차이점을 확인하기 위해 다음과 같은 두 가지 테스트 사례를 만들었다. Test Case 1. 메카니컬 베어링, Stage-on-Granite Test Case 2. 메카니컬 베어링, IGM 두 경우 모두 각 시
[첨단 헬로티] 2016년 1월에 내각회의에서 결정된 제5기(2016~2020년도) 과학기술 기본계획에서 일본이 지향해야 할 미래 사회의 모습으로서 소사이어티 5.0(Society 5.0)이 제창됐다. 이것은 사물인터넷(Internet of Things; IoT)과 인공지능(Artificial Intelligence; AI)으로 대표되는 첨단 정보통신 기술(Information Communication Technology; ICT)을 산업 및 사회의 모든 영역에 보급시켜, 다양한 사람·사물·서비스를 연결함으로써 새로운 가치를 창출하고 경제 발전과 사회 문제 해결을 양립시킨다는 콘셉트이다. 그림 1 Society 1.0에서 Society 5.0으로 (그림은 내각부 작성) Society 5.0에서는 여러 종류의 다양한 ICT 기기에서 시시각각 수집되는 데이터를 가치 있는 정보로 바꾸기 위한 데이터 해석 기술, 그 정보를 바탕으로 적확한 계획을 세우기 위한 최적화 기술, 그 계획에 기초해 실제 세계에서 작용하기 위한 제어 기술이 요구된다. 이 글에서는 지난 호에 이어 Society 5.0에 대해 다루기로 한다. 지난 호에는 Society
[첨단 헬로티] 최근 IoT(Internet of Things)나 AI(Artificial Intelligence)라는 용어는 일반적으로 널리 들을 수 있는 말이 됐다. 특히 IoT에 관해서는 센서 기술의 향상뿐만 아니라, 스마트폰․스마트워치를 통한 방법 등 데이터 통신 수단도 비약적으로 향상돼 다양한 종류의 데이터를 대량으로 취득할 수 있게 됐다. 이에 따라 취득한 데이터를 이용해 여러 가지 다양한 서비스 전개가 시작되고 있다. 한편 데이터를 취득하는 것만으로 할 수 있는 것은 한정되어 있으며, 본격적으로 산업계에서 활용하기 위해서는 취득한 데이터를 해석해 새로운 지식을 찾아내는 것이 필요하다. 데이터 해석에 관해서도 최근 AI 기술의 발전과 함께, 센서 등으로부터 취득되는 시계열 데이터의 해석 기술도 크게 진보하고 있으며, 학문적 영역뿐만 아니라 산업계에서도 도입이 추진되고 있다. 센서 데이터를 이용한 응용은 다방면에 걸쳐 있으며 AI 기술을 이용한 예도 많이 존재하는데, 이 글에서는 센서 데이터의 산업 응용을 위한 AI 기술의 적용에 관해 산업계의 시점에서 기술 개요와 적용 사례를 소개한다. 가시화와 룰 베이스 IoT 기술 진보에 따라 다양한
[첨단 헬로티] 자동차 주행 중 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지가 자동차 배기구로 배출되는 미세먼지 보다 2배 이상 많은 것으로 측정됐다. 한국기계연구원(이하 기계연)은 자동차 주행 중 브레이크 마모로 발생하는 미세먼지를 측정하는 시뮬레이터를 개발했다. 브레이크 마모 발생 미세먼지 측정은 국내에서 처음 시도된 것으로 향후 공인 측정법 및 배출기준 등 관련 환경제도 마련에 활용될 것으로 기대된다. 기계연 환경시스템연구본부 그린동력연구실 이석환 박사 연구팀은 브레이크 마모 시 발생하는 미세먼지를 측정한 결과 자동차 1대 당 미세먼지 PM10 기준 2.7㎎/㎞, PM2.5 기준 2.2㎎/㎞ 수준의 미세먼지가 발생한다고 밝혔다. 이는 DPF(매연저감장치)가 장착돼 유로6 규제를 만족하는 디젤차와 GDI(직접분사식 가솔린) 엔진이 장착된 가솔린차에서 배출되는 미세먼지보다 2배 이상 높은 수치다. 연구팀은 브레이크 마모 미세먼지 측정을 위해 차량의 관성 모멘텀(운동하는 물체가 운동 상태를 유지하려는 속성)을 일반 승용차에 해당하는 50.4㎏·㎡로 구현하고 최신 주행 사이클인 WLTC(Worldwide harmonized Light duty driving
[첨단 헬로티] RFID 전성기의 짧은 회상 필자가 “RFID”란 용어를 처음 접한 것은 2000년대 초반 ‘Ubiquitous’ 라는 단어와 함께 최근의 IoT, 4차 산업혁명, 스마트 공장 같은 용어처럼 가까운 미래의 모든 IT 환경을 대표할 것처럼 유행하던 시절이었다. 그 당시 국내외 RFID 전문가들은 한결같이 RFID란 새로운 기술이 아닌 2차대전에 개발되어 사용되었으며 배터리 유무와 다양한 전파 대역 폭에 따라 특성이 다르지만, 물류분야에서 사용되는 UHF 대역의 수동형 RFID가 상용화되면 기존의 바코드를 대체하고 정확한 재고 이력 추적이 가능하여 말그대로 도처에 정보가 존재하는 Ubiquitous 정보 시스템이 구축되어 기업의 고민을 일거에 해결해줄 것으로 설명하였다. 더불어서 RFID의 특성을 한번에 이해할 수 있도록 IBM에서 제작한 유명한 동영상이 있었는데 어떤 남자가 마트에서 의심스럽게 몰래 눈치를 보며 물건들을 이것 저것 코트 안에 숨겨서 나가려는 찰나 점원이 아무일 없다는 듯이 자동으로 결재된 카드 영수증을 건네 주는 내용이었다. 또한 수년동안 많은 비용을 들여 정부에서 지원하는 다양한 분야
[첨단 헬로티] 해결 과제:연속식 잉크젯(CIJ) 프린터는 가변성이 뛰어나기 때문에 냉동 제품에 코드를 인쇄하는 데 널리 사용된다. 하지만 이러한 냉동 산업의 처리 시설에서 일반적인 낮은 온도와 높은 습도로 인해 특수 연속식 잉크젯 프린터 잉크를 제대로 선택하고 관리하지 못한다면 인쇄 문제가 발생할 수 있다. 잘못된 프린터와 잉크 선택은 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 잉크 부착성과 인쇄 품질이 떨어질 위험이 있다. 냉동 제품 생산업체에서 인쇄 문제가 발생하는 이유는? 낮은 온도: 포장 시설의 온도는 제품의 유통기한을 최적으로 유지할 수 있도록 낮게 유지된다. 대부분의 잉크는 특정 온도 범위에서 정상적으로 작동하지만, 냉동 제품을 포장하는 환경의 작동 온도는 일반적으로 이 범위보다 낮다. 따라서 이러한 차가운 환경에서 최적의 부착성, 내구성 및 프린터 성능을 유지할 수 있도록 제작된 잉크는 많지 않다. 응축: 생산 환경의 습도가 높을 수 있다. 유통망에 걸쳐 제품과 포장이 온도 변화에 노출될 수도 있습니다. 예를 들어 차가운 제품을 따뜻한 포장에 채우거나 문이 열려 따뜻한 공기가 차가운 생산 환경으로 유입되는 경우가 있다. 이러한 온도 변화는 공기 중의 습기
[첨단 헬로티] 카토리 사다오 (鹿取 貞夫) 카토리사무소 Cast-Designer의 GA(진화론적) 최적화 및 간편한 DOE(실험계획법)에 의한 주조방안 최적화에 대해서는 발표를 거듭해 왔다. AI 기술의 실험도 추진되고 있는 가운데, 이 글에서는 자동 최적화에 유효한 신기술을 소개한다. Cast-Designer의 기술진은 절열의 법칙을 발전시킨 신기술 ‘가스 기포 “절열(Adiabatic)” 추적법’을 개발했다. 유저는 수축 공극률, 가스 공극률을 스텝 바이 스텝의 주의 깊은 관찰을 필요로 하지 않고, 최종 결과를 정확히 판정할 수 있는 기술이다. 용탕에 말려 들어가는 매우 작은 기포를 시뮬레이션하는 것은 어렵다. 요소 사이즈보다 작은 에어 영역은 사라져 버리기 때문에 실제로는 그것이 일으키는 최종적인 주조 결함의 가능성을 못보고 놓치게 된다. 신기술은 충전 시에 용탕에 말려 들어가는 극소 기포도 추적해, 그것이 결함에 미치는 영향을 결과로 나타냈다. 이하는 개발자의 논문 초안의 번역이기 때문에 표현이 생경한 것을 양해해 주기 바란다. Cast-Designer의 새로운 기포 모델 시뮬레이션 시에 2개의 팩터를 고려
[첨단 헬로티] 이토 아키히로 (伊藤 彰宏) 일본이에스아이(주) 다이캐스트의 수치 시뮬레이션 기술은 코스트 절감, 개발 프로세스의 관점에서 그 유용성에 대해서는 많은 사례가 보고되어 있으며, 주조기술자의 경험 세계에서 장래적인 기술 전승을 염두에 둔 기술의 일반화, 범용화 등의 점을 포함해 그 활용의 필요성은 충분히 인지되고 있다. 여기서 말하는 시뮬레이션 기술이란 다이캐스트 제품, 즉 주물의 품질 예측, 품질 개선을 주목적으로 한 용탕의 탕흐름 및 응고 프로세스에 착안한 것으로서 발전해 왔으며, 한편으로 다이캐스트 금형에 관해서는 제품 품질에 직접 관여하는 부분 이외에 대한 적용은 그 계산 시간이나 메시 작성 시간이 소요된다는 상황도 포함해 결과적으로 주목받지 못한 경위가 있다. 그러나 컴퓨터에 의한 계산 속도의 고속화에 동반해, 금형의 응력 변형 계산 등에 대해서도 현저한 스피드업이 인정됐다. 그 결과, 기존 주체적으로 취급되지 못했던 금형에 대해서도 품질 개선이나 코스트 다운, 납기 삭감 등을 목적으로 시뮬레이션 활용이 실용화되고 있다. 이 점 몇 가지 사례를 포함해 이미 그 활용 방법에 대해 제안이 있었다. 이 글에서는 이미 소개된 기술에 대해 일부
[첨단 헬로티] 미네무라 타카오 (峯村 貴央) SCSK(주) 오늘날 설계․제조 현장에서 CAE의 활용이 추진되고 있으며, 당사 취급 툴도 설계나 생산 기술의 현장에서 많이 이용되고 있다. 또한 CAE 활용이 추진됨에 따라 실제 기기에서 일어난 현상을 보다 정확하게 재현하고 싶다는 유저 요구가 해마다 증가하고 있다. 예를 들면 어떤 CAE 툴에서 구한 정확한 온도 분포를 다른 CAE 툴의 해석 조건으로서 활용하는 연계 해석 방법은 일반화되고 있다. 이 글에서는 당사가 취급하는 연구 개발, 제품 설계, 생산 기술, 재료 개발 등 여러 가지 분야용의 해석 툴 중에서 주조 프로세스 시뮬레이션 소프트웨어 ‘MAGMASOFT’와 차세대 대규모 구조해석 소프트웨어 ‘ADVENTURECluster’를 연계시킨 최신 토픽을 소개한다. 주조 프로세스 시뮬레이션 소프트웨어 MAGMASOFT MAGMASOFT는 독일 MAGMA사가 개발한 주조 프로세스 시뮬레이션 소프트웨어로, 용융 금속의 주형 내의 탕흐름․응고는 물론이고, 잔류응력, 그리고 열처리 프로세스까지 시뮬레이트할 수 있다. 주조 프로세스 시뮬레이션에 더해
[첨단 헬로티] 타카기 유토 (高木 優斗), 야노 켄이치 (矢野 賢一) 미에대학 오구라 준이치 (小倉 純一) 야마하발동기(주) 다이캐스트 주조법은 용융한 금속을 슬리브 내에 주탕하고, 플랜저를 전진시켜 고속으로 금형에 사출한다. 이 특징적인 주조 공정으로 우수한 치수 정도를 가진 제품을 짧은 사이클 타임으로 대량 생산할 수 있기 때문에 자동차 부품 등 여러 가지 공업 제품의 생산에 이용되고 있다. 그러나 슬리브나 러너, 금형 내부의 용탕에 공기가 말려 들어가기 쉽고, 주물 내부에 블로홀 등의 결함이 발생하는 등의 단점도 존재한다. 그렇기 때문에 좋은 품질의 제품을 다이캐스트 주조법으로 제조하는 경우에는 주조 조건이나 방안을 적절하게 설계할 필요가 있다. 이와 같은 요구에 대해 최근에는 CAE 해석을 이용함으로써 실제로는 직접 관측하는 것이 곤란한 용탕의 흐름을 가시화하고, 주조 조건이나 방안의 설계에 해석 결과를 반영하는 시도가 이루어져 왔다. 또한 최적화 시스템을 이용해 자동적으로 설계를 하는 것도 가능해졌다. 한편 필자 등도 독자의 알고리즘을 탑재한 최적화 시스템을 개발, 다이캐스트 주조법에서 방안의 최적 설계에 적용해 왔다. 그러나 기존의 방법은 방안부