유량계는 기체 또는 액체의 단위 시간당 유량(질량 또는 체적)을 측정하는데 사용되는 장치로, 주로 정확한 유량 모니터링이나 유량 제어를 위하여 사용된다. 여기에는 마그네틱 유량계, 코리올리 유량계, 초음파 유량계, 차압 유량계, 용적식 유량계, 터빈 유량계, 와류 유량계, 기타 유량계 등 다양한 종류의 유량계가 있다. 커미조아의 ‘COMI-ULFC’는 초음파 유량제어기로, 한 쌍의 초음파 센서를 이용한 유량계센서, 유량계측 및 제어를 통합한 유량제어기로 구성되며 반도체 제조공정에서 사용되는 다양한 약액의 유량계측 및 제어에 사용될 수 있다. 유량계 센서부는 약액과의 직접적인 접촉이 이루어지지 않도록 하여 반도체 미세공정에 필수적인 파티클 오염 문제를 해소하였으며 내열성 및 내화학성이 우수한 PFA(Perfluoroalkoxy) 소재로 개발했다. 유량계 계측 및 제어부는 초음파 구동신호발생, 초음파 수신신호 ADC(Analog Digital Conversion), 신호처리 및 TOF(Time Of Flight), 유량계산을 수행하며 기존 시스템들과는 다르게 원칩 솔루션(onechip solution)으로 개발되어 개별 회로 구성에 따른 노이즈와 타이밍 문제를…
1940년에 공기식(0.2~1,0Kg/Cm2)신호가 나왔고 전기식(4~20mA)신호가 1960년에 나왔다. 아직도 한국에는 소위 통일신호라 불리는 이 두 개의 아날로그 신호가 현재 한국의 공장에서 온도/압력/유량/레벨/중량 등의 물리량을 측정하여 제어기인 DCS나 PLC로 트랜스미터를 통해 CVVSB 2 ×2C케이블로 전송되고 있다. PROCESS 계장 분야가 이미 시간적으로 너무나 오랫동안 아날로그의 세계에 빠져있었다고 해도 과언은 아닐 것이다. 지금은 4차 산업혁명 시대이며 스마트 팩토리와 이더넷(인터넷 TCP/IP, UDP 통신)이 대세인 시대에 진입한 상태이다. PROCESS 계장 분야라고 해서 계장 기기가 고장이 나지도 않고 잘 돌아 가는데 신종 시스템이 무슨 대수냐? 고 반문하는 CEO나 공장장 등의 의견도 있을 수는 있겠다. 만약에 아날로그 PROCESS 계장 시스템을 현재의 방식에서 새로운 방식으로 전면 교체를 한다면 공장에서는 거미줄처럼 엮여있는 수많은 배선은 어떻게 할 것인가가 가장 심각한 문제가 될 것이다. 아날로그 PROCESS 계장 시스템이 디지털 시스템으로 바뀌는 수가 있더라도 당분간은 아날로그와 디지털 시스템이 병존하며 갈 것으로…
수산업에서 지속가능한 어업·수산 양식을 위해 기존의 초음파나 온도계 등과 더불어 카메라를 통해 ‘보는’ 행위가 적극적으로 이루어지고 있다. 또한 얻은 화상·영상 등의 시각 정보를 해석·이용하는 것은 날마다 변화하는 대상 자원과 해양 환경에 대응하기 위해 없어서는 안 되는 것이다. 여기서는 양식어를 위한 개체 식별 기술, 수하식 가리비 양식업을 위한 3차원 계측 기술, 계측 행위로 구성된 심층학습 데이터 세트 생성 툴에 대해 소개한다. 양식어를 위한 개체 식별 기술 수산 양식에서 활어조 내 양식어의 정확한 마리 수를 파악하고 관리하는 것은 사료량과 생산출하량을 조절하기 위해 매우 중요하다. 그러나 대부분의 양식 대상은 수만 단위로 사육되기 때문에 중량 등에 따라 어림잡아 관리되는 경우가 많다. 농업 분야에서 R. Ishiyama 등은 멜론 표면의 그물 모양 무늬를 각 개체에서 고유한 것으로 가정, 사람의 지문 대조 기법과 적응하는 개체 식별 기법을 제안하고 있다. 필자 등은 참고등어의 체표면 무늬에 주목해 태그 등의 부여 없이 정확한 마리 수 관리 및 건강관리를 위한 개체 식별 시스템을 제안하고 있다. 여기서는 참고등어의 개체 식별 기법에 대해 소개한다. 1.
최근 전 세계적으로 화두가 되고 있는 '디지털화'의 물결은 금속 산업에서도 요동치고 있다. 금속 산업의 디지털화의 노력은 '수익 극대화'와 '탈탄소화 이룩'이라는 두 마리 토끼를 잡기 위한 과정이다. 디지털화의 핵심은 제품과 기계 데이터를 다양한 공정 단계에 거쳐 분석하는 것이다. 정확하게 예측하고, 오차 허용치를 철저히 준수하는 것. 그것이 디지털화의 핵심이다. 금속 산업은 디지털화를 통해 확고한 산업 경쟁력을 제고할 수 있다. 금속 산업의 새로운 어젠다로 떠오르고 있는 디지털화는 금속 업계의 새로운 먹거리다. 급속한 디지털화를 진행 중인 금속 산업 독일의 '아르셀로미탈', '티센트루프' 등 철강 기업의 디지털화 바람은 금속 산업에도 거세게 불고 있다. 금속 산업의 디지털화는 기존 방식을 대체하는 비즈니스 모델이 아니라, 기존의 수익을 개선하고 서비스 포트폴리오를 확장하려는 노력의 일환이다. 고도로 자동화한 금속 산업에서 데이터는 오랫 동안 중요한 역할을 담당했다. '티센크루프'는 뒤스부르크의 '핫 스트립 밀' 한 곳에서만 16,500톤의 스틸 슬랩과 12억 개 단위의 측정 데이터를 처리한다. 제철업계 종사자들은 빅데이터, 디지털 트윈, 머신러닝 등의 용어
일본 국토의 3분의 2를 덮고 있는 삼림은 국토 보전이나 수원 함양, 지구 온난화 방지와 같은 다면적인 기능을 가지고 있다. 온난화나 이상기후의 영향이 현저해짐에 따라 삼림이 생활에 크게 공헌하고 있다는 것을 알게 된다. 산림의 다면적인 기능을 발휘시키면서 삼림 자원의 순환 이용을 추진해 가는 것이 SDGs나 2050년 탄소중립 실현이라는 목표 달성으로 이어진다. 그러므로 간벌이나 주벌, 그 후의 재조림과 같은 삼림 정비를 착실하게 추진해 가는 것이 필요하다. 또한 자연조건에 맞춰 침엽수와 활엽수를 혼합한 침활혼합림화를 도모하면 다양성이 회복되어 산림 생태계의 보호와 관리를 추진하는 것으로 이어진다. 일본의 경우 삼림의 약 40%는 인공림이다. 삼림 축적은 해마다 증가하고 있으며, 2020년에는 약 54억m3에 달했다고 한다. 이들 중 절반은 50년생을 넘은 상태, 즉 이용기에 있다. 따라서 벌목해서 사용하고 새롭게 심어서 기르는 순환을 촉구하는 것이 기대된다. 목재의 제조․가공에 드는 에너지는 다른 자재보다 비교적 적다는 이점이 있다. 또한 목재를 건축 자재로 사용하는 것은 장기간에 걸친 탄소 저장으로 생각할 수도 있다. 심은 새로운 나무가 자라는 과정에서
식물의 생산 현장에서는 재배하는 식물의 성장 상태나 재배 환경의 계측 정보를 바탕으로 최적의 재배 관리를 하는 정밀 농업(Precision Farming)이나 스마트 농업(Smart Agriculture)이라고 불리는 새로운 농업 스타일이 최근 제창되고 있으며, 농업을 둘러싼 세계에 변화가 일어나고 있다. 이 새로운 농업 스타일은 재배 식물이 가진 기능이나 특징, 재배 환경에 관한 정보를 수집하고 이를 분석해 최적의 생산 방법을 탐색함으로써 가장 효율적인 재배를 실현하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 식물의 정보와 재배 환경에 대한 정보를 가능한 한 많이, 상세하게 계측하고 수집한 정보를 적절하게 분석하는 정보 해석 기술이 기술 개발의 중요한 요소 중 하나이다. 한편 식물은 스스로 이동할 수 없기 때문에 자신이 처한 환경에 적용해 생존할 필요가 있으며, 여러 가지 환경 변화에 대응하는 기능을 가지고 있다. 그래서 게놈이나 유전자 정보를 조사해 환경에 적응하는 기능을 해명하는 연구가 추진되고 있다. 그러나 해석에 필요한 게놈 해석 기술이 비약적으로 진보하고 있는 한편, 게놈이나 유전자 정보와 비교하기 위해 필요한 식물의 성장 상태 계측을 고정도로 대량 취득하는
이토제작소는 1945년 일본 미에현 요카이치에서 창립해 본사를 둔 프레스 금형과 가공 전문업체다. 1998년에는 필리핀 마닐라에 진출했다. 초기에는 주로 가전용 부품과 자동차용 부품을 주로 생산해 현지의 일본계 고객들에게 납품했다. 2002년에는 라구나에 신공장을 신축했고, 2017년에는 수출전용 금형공장을 신축해 개발부터 양산까지 일괄 생산 시스템을 갖추고 있다. 현재 이토제작소의 임직원은 100여 명이며, 90%이상 고정도 자동차 부품을 생산하고 있다. 순송금형은 사내생산 지원과 일본 인도네시아 멕시코 태국 등의 해외에 수출하고 있다. 탈화산 폭발에 이은 코로나 환란의 시작 2020년 1월, 타가이타이 탈화산이 높이 15km까지 분출하면서 화산재가 바람을 타고 마닐라까지 흩어졌다. 필리핀 정부는 ‘경보수준 4’를 발령하고, 반경 14km 내 주민 46만 명을 대피시켰다. 메트로 마닐라에서 라구나 지역까지 학교나 관공서에 휴업령을 발령하고, 화산 폭발 3일 후에는 반경 17km 이내 주민 93만 명을 대피시켰다. 이토제작소도 건물 외부에 화산재가 3cm 가량 쌓여 청소를 해가며 생산 활동을 하고 있었다. 타르 화산의 용암 분출이 어느 정도 진정이 된 2월…
금속 업계는 현재 딜레마에 빠져있다. 기후 변화의 문제적 상황 때문이다. 금속 산업은 기후 변화 문제의 원인이다. 그리고 기후 변화 문제의 해결책이기도 하다. 기후 변화 문제의 대응책으로 평가하고 있는 풍력 및 태양광 발전과 같은 친환경 에너지의 보급, 친환경 자동차 생산, 주요 원자재의 생산 등에서 금속이 쓰이지 않는 분야가 적지 않기 때문이다. 금속 산업 및 업계는 기후 변화를 일으키는 '주범'에서 기후 변화 문제의 '해결사'로 발돋움 하기 위해 고군분투 중이다. 저탄소 금속 산업을 향한 변화 독일 온실 가스의 20% 가량은 제조업에서 배출되고 이는 매년 2억 톤의 이산화탄소에 해당하는 수치다. 탈탄소를 향해 가는 방향은 업종에 따라 다르다. 디지털 기술의 사용은 생산 과정에서 가장 큰 잠재력을 보유하고 있다. 컨설팅 회사 '액센추어'가 실시한 500대 기업 대상 연구는, 생산 과정의 디지털화를 가속화하는 것으로 2030년까지 이산화탄소 61메가톤을 줄일 수 있다고 보고했다. 이처럼, 금속 산업은 이산화탄소 배출 제로를 위한 큰 변화에 직면해 있다. 금속 산업 만남의 장 : 'GMTN 2023, 빛나는 금속의 세계' 전 세계는 지금 2050년까지 기후 중
디지털 트윈은 공장, 발전소, 도시 전체 등 물리적 자산을 가상 공간에 실시간으로 구현하는 기술이다. 디지털 트윈 기술은 자산 전체를 시각화해 자산 이해도를 높이고 변화에 대응할 수 있도록 한다. 자산 데이터에 인공지능과 머신러닝을 활용한 추가적인 분석을 더해 비즈니스 운영 이익을 증대시킬 수 있다. 디지털 트윈은 산업용 사물인터넷, 가상 현실 및 증강 현실과 같은 첨단 기술을 활용해 현실 세계에서 이익을 창출하고 석유와 가스부터 자동차 부품 주조 및 폐수 처리에 이르기까지 산업 경제 전반에 다양하게 사용된다. 글로벌 IT 리서치 기관 가트너는 2026년 디지털 트윈의 전체 시장 규모가 1,830억 달러를 넘어서고 복합재 디지털 트윈이 가장 큰 투자를 받을 것으로 전망했다. 그렇다면 기업의 효과적인 의사 결정과 이익 증대를 위해 디지털 트윈을 어떻게 활용할 수 있을까? 아래 다섯 가지 디지털 트윈 활용법을 사례와 함께 소개한다. 사례① 프로젝트 실행 간소화 새로운 프로젝트를 실행할 때는 여러 문제가 수반되는 데, 그중 대부분은 건설 단계에서 발견된다. 디지털 트윈을 활용하면 사용자는 프로젝트를 실제로 건설하기 전, 가상 환경에서 시행해볼 수 있고 이 과정을…
건설업계에서는 미래의 취업자 부족 문제가 심각화되고 있으며, ‘신규 취업자 확보’와 ‘생산성 향상’이 시급한 과제로 대두되고 있다. 또한, 2024년 4월에는 건설업에서도 노동 시간 상한 규제가 시행되기도 하기 때문에 ‘근로 방식 개혁’을 더는 미룰 수 없는 상태이다. 이러한 과제의 해결책 중 하나로서 로봇에 의한 작업의 자동화나 서포트가 기대되고 있다. 다케나카코무덴 기술연구소에서는 과거 건설 로봇 개발의 사례와 현재의 건설 현장 과제를 분석해 현장에서 진정으로 요구되고 사용되는 로봇은 무엇인지를 고찰하고, 개발 방침을 책정한 후에 이 방침에 따른 로봇 개발을 추진하고 있다. 이 글에서는 최근의 로봇 개발 상황을 보고한다. 과거의 로봇 개발 필자 등은 과거에 개발된 건설 로봇을 조사해 보급에 이르지 못한 원인을 살펴봤다. 1980～2000년대까지 다케나카코무덴에서는 20종 이상, 건설업계에서는 160종 이상의 로봇이 개발됐는데, 이들 모두 건설 현장에서 시행하는 데에 그쳤으며 본격적으로 보급된 것은 거의 없었다. 필자 등은 이들 과거의 로봇이 보급되지 못한 주된 원인은 이하와 같다고 생각한다. · 기술노동자를 대체하기 위해 일련의 시공 작업을 자동화하려고…
EtherNet/IP™는 2001년에 도입됐으며 현재는 가장 잘 개발된 기술로 검증되고, 완벽한 산업용 이더넷 제조와 자동화 프로세스에 사용할 수 있는 네트워크 솔루션이라 말할 수 있다. EtherNet/IP는 다음과 같은 네트워크 패밀리 중 하나이며 공통산업프로토콜(CIP, Common Industrial Protocol)보다는 상위 층에서 구현이 되고 있다. CIP는 제어, 안전, 동기화, 동작, 구성 및 정보를 포함한 다양한 제조와 프로세스 자동화 응용을 위한 포괄적인 메시지 및 서비스 제품군을 포함하는 개념이다. CIP는 전 세계 수백 개의 공급업체가 지원하는 진정한 미디어 독립 프로토콜이며 CIP는 제조기업 전체에 걸쳐 사용자에게 통합 커뮤니케이션 아키텍처를 제공하고 있다. 미디어 독립성과 함께 각 애플리케이션에 가장 적합한 CIP 네트워크를 선택할 수 있는 기능이 제공된다. 이러한 가능한 선택 중 하나는 이더넷 기술에 CIP를 적용하는 EtherNet/IP란 기술이다. CIP를 이더넷에 적용하는 이유는 무엇인가? 이더넷과 TCP/IP(이더넷 표준)는 전 세계의 상용응용 프로그램에서 볼 수 있는 대부분의 LAN 및 WAN 아키텍처에 사용되는 동일한…
이 글에서는 인텔리전트 빌딩이란 무엇이고, 인텔리전트 빌딩으로 전환하도록 하는 동력은 어떤 것들이며, 새로운 이더넷 기술을 사용해서 기존 빌딩을 어떻게 인텔리전트 빌딩으로 탈바꿈할 수 있는지 알아본다. 인텔리전트 빌딩이란? ‘인텔리전트 빌딩(intelligent building)’이라는 용어는 1980년대 초에 미국에서 처음으로 사용하기 시작했다. 워싱턴에 위치한 인텔리전트 빌딩 협회(Intelligent Building Institution)는 인텔리전트 빌딩을 다음과 같이 정의하고 있다. “인텔리전트 빌딩은 다양한 시스템들을 도입해서 자원을 통제된 방식으로 효과적으로 관리함으로써 기술적 성능, 투자 및 운영비용 절감, 유연성을 극대화하는 빌딩을 말한다.” 어떤 사람이 “자기의 이익을 위해서 똑똑하다(smart)”고 말은 해도 “자기의 이익을 위해서 지적이다(intelligent)”라고 말하지는 않는다. 이는 똑똑한 것과 지적인 것이 명확한 차이가 있기 때문이다. “똑똑한 사람은 말하고 지적인 사람은 듣는다”는 말이 있다. 마찬가지로 스마트 빌딩과 인텔리전트 빌딩의 차이는, 스마트 빌딩은 사용자가 시스템을 자신의 의도에 맞게 동작하도록 프로그램하는 것이고,
알츠하이머형 치매의 경우 치료약 개발이 어렵기 때문에 조기에 경도 인지 장애의 진행을 억제하기 위한 약물요법의 개발이 추진되고 있다. 그러나 실제로는 뇌 속 단백질의 일종인 베타아밀로이드의 축적이나 신경원섬유 변화는 치매가 발증하는 20년 이상 전부터 진행되고 있으며, 증상이 나타나기까지 상당한 시간이 소요되기 때문에 치료에 개입할 수 없는 기간이 존재한다. 또한, 초고령화 사회를 맞이한 일본에서는 의료·간병 등의 사회보장비가 큰 과제가 되고 있으므로 예지의학이나 예방의료를 통해 건강수명을 연장하고 평균수명과의 차이를 단축할 필요가 있다. 이 글에서는 그 해결책의 하나로 추진되고 있는 셀프 메디케이션에 대해 개인의 라이프스타일에 맞는 셀프케어와 최적의 셀프 메디케이션을 실현하기 위한 시점을 제공하고자 한다. 셀프 메디케이션의 동향 1998년의 WHO 보고서에서는 셀프케어란 “의료 이용 여부와 관계없이 건강을 증진하고 질병의 예방, 건강 유지, 질병이나 장애에 대응하는 개인, 가족, 커뮤니티의 힘을 돕는 것(원문 : Self-care is what people do for themselves to establish and maintain health, prev
디지털 헬스 시장은 56조엔으로 성장 ‘Big Tech’라고 불리는 세계 시가 총액 랭킹 톱 10에 드는 메가 플랫폼인 Apple, Microsoft, Google(Alphabet), Amazon, Meta Platforms(구 Facebook)은 최근 의료․헬스 케어 영역에서 연구 개발과 기업 인수를 강력히 추진하고 있다. 특히 Apple, Google, Amazon은 ‘생체 정보’의 수집, 활용에 주목하고 있다. 예를 들어 Apple은 2018년 ‘애플워치 4’에 심전도 기능을 탑재해 뇌졸중의 중요한 위험 인자인 심방세동 검지에 힘쓰고 있다. Google은 2021년에 출시한 ‘구글 네스트 허브 제2세대’에 독자의 레이더 기술을 탑재해 사용자의 수면 패턴을 해석하고 있다. Amazon도 2020년에 웨어러블 디바이스 ‘아마존 할로’를 시장에 출시해 사용자에게 식사와 운동 서비스를 제공하기 시작했다. 이와 같이 세계 유력 기업의 진입이 계속되고 있는 디지털 헬스 시장은 2025년까지 약 56조엔의 시장 규모로까지 확대될 것으로 예측되고 있는 성장 시장이다(그림 1). 집에서 일어나는 질병․사고의 ‘조기 발견’ 진화하는 디지털 헬스 기술을 이용해 ‘생체 정보
지난 9월 유럽연합(UN)이 전 세계 인간 개발(Human Development) 현황에 대한 최신 보고서를 발표했다. 그다지 놀랍지 않은 사실은 전 지구적 위기와 기후 변화에 따른 자연 재해로 각 지역이 큰 타격을 입으면서 최근 몇 년 동안 발전이 이루어지지 못했다는 점이다. 지난 2년 동안 글로벌 인간 개발 지수(Human Development Index, HDI)가 하락하면서 그 이전 5년간의 상승세가 역전됐다. 1990년에 HDI가 처음 도입된 이후 지난 9월 보고서가 발표되기 전까지 HDI는 꾸준히 상승세를 이어왔고, 특히 아시아에서 두드러지는 상승세를 보였다. 업계를 선도하는 기업들은 이처럼 외부의 문제가 계속 발생해도 발전을 이뤄 나가야 한다는 과제를 안고 있다. 첫째, 국제통화기금(IMF)이 “유례없는 위기”라고 표현한 코로나19 팬데믹으로 2020년 전례 없는 비즈니스 환경이 만들어졌고, 그 여파는 지금도 계속되고 있다. 시장이 다소 회복되기 시작할 즈음, 두 번째 중대한 충격이 전 세계 경제와 비즈니스를 강타했다. 유럽에서 발생한 분쟁으로 인해 에너지 및 인플레이션이 유발된 것이다. 공급망 혼란이 지속되면서 상황은 더욱 악화됐다. 이렇듯 거
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