2021년 11월에 경제산업성으로부터 ‘공장 시스템의 사이버·피지컬 시큐리티 대책 가이드라인 Ver1.0’이 공개됐다. 이 글에서는 공개된 가이드라인의 골자에 대해 해설한다. 또한 필자는 가이드라인의 작성 및 제정에 위원으로 참여했다. 공장 시스템은 사업을 지탱하는 제품이나 서비스를 제공하는 것의 일부이며, 생산(제공) 현장의 ‘안전(Safety), 품질(Quality), 납기(Delivery), 비용(Cost)’(이하 ‘SQDC’)의 확보를 목표로 구축·운용을 추진해 오고 있다. 구체적으로는 생산 현장의 SQDC 향상 및 저해하는 요인의 미연 방지와 문제(사고) 발생 시의 피해 최소화를 위한 시책을 실시하고 있다. 사이버 공격은 이 업무 장애를 발생시키는 새로운 요인으로 자리매김할 필요가 있다. 즉, 시큐리티 대책은 지금까지의 안전이나 품질, 납기와 비용을 확보하기 위해 실시해 온 책임 조직의 설치, 운용 규칙의 정비, 시스템화, 교육 등에 대해 사이버 공격에 대한 시책을 추가로 정비해 나가는 것으로, 기존의 시책이나 비즈니스 계획과 연계한 대응이 반드시 필요하다. 앞에서 말한 가이드라인은 이러한 개념을 바탕으로 제어 시스템을 갖춘 조직으로서 어떠한 사고방
이더넷-APL은 PROCESS계장표준으로 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 케이블 유형과 커넥터 및 전원 기호를 설명하고 APL 기술을 소개한다. 기호와 의미 표 1부터 표 4는 케이블 유형과 커넥터 및 전원 기호를 설명한다. APL 기술 소개 이 섹션에서는 APL 기술을 소개하고 일반적인 사용 사례를 설명한다. 1. 이더넷 통신의 기본 이더넷 통신 프로토콜은 다른 많은 프로토콜과 마찬가지로 ISO/OSI 프로토콜 스택으로 알려진 그림 1에 표시된 계층화된 접근방식을 사용한다. 계층화된 접근방식을 사용하면 프로토콜 스택의 일부를 변경할 수 있지만 다른 부분은 그대로 유지할 수 있다. 그림 1에서 물리 계층은 가장 낮은 계층이다. 여기에는 전송 매체, 데이터 속도 및 커넥터가 명시되어 있다. 그림 1은 서로 다른 물리적 계층(예: 패스트 이더넷,
UNIST·POSTECH 연구팀, 태양광 활용 무독성 저가 실리콘 광촉매 개발 표면 개질로 수소 생산 효율 28배 높여… Advanced Materials 게재 최근 태양광을 기반으로 수소와 고부가가치 화합물이 생산 가능한 광촉매가 개발돼 주목받고 있다. 개발된 촉매는 독성이 없고 및 친환경적이기 때문에 이를 활용한 그린 수소 생산 상용화 기술의 귀추가 주목된다. UNIST 에너지화학공학과 류정기 교수팀과 POSTECH 화학과 박수진 교수팀은 공동 연구를 통해 태양광을 기반으로 수소 및 고부가화합물의 생산이 동시에 가능한 하이브리드 실리콘 광촉매를 개발했다. 이는 실리콘 광촉매의 단점을 보완한 고안정성 광촉매다. 기존의 촉매는 태양광으로 활용하기 어렵거나 독성을 가져 발암의 원인이 되는 등 친환경적이지 않다는 단점을 가지고 있었다. 반면, 실리콘 광촉매는 가시광선을 흡수할 수 있어 태양광의 활용도가 높다. 생산 과정에서도 유해한 화학물질을 배출하지 않아 무독성의 친환경적 광촉매로 주목받고 있다. 수소와 고부가가치 화합물의 연속적 생산에 관한 연구는 적절한 촉매의 부재로 인해 거의 보고되지 않았다. 동시에 생산하더라도 강한 염기 조건에서 독성 촉매를 사용하고,
기존 박막 증착법 한계 넘어 텔레륨 원자 활용한 증착 방식 구현 미래 반도체 제조공정의 핵심 기술이 개발됐다. 차세대 반도체 소재를 원자층 수준에서 정밀하게 쌓는 기술이다. 낮은 온도에서도 나노 수준의 3차원 구조에 적용 가능해 다양한 전자 소자에 활용될 전망이다. UNIST 반도체 소재·부품 대학원 및 신소재공학과 서준기 교수팀은 홍익대학교 송봉근 교수, UNIST 정후영 교수 연구팀과 함께 원자층 증착법(ALD)으로 50도의 저온에서 텔레륨 원자가 규칙적으로 배열되는 박막 증착 공정법을 개발했다. 원자층 증착법은 낮은 공정온도에서 삼차원 구조의 표면에 얇고 균일한 막 코팅과 정교한 두께 조절이 가능한 차세대 박막 공정법이다. 하지만, 차세대 반도체인 원자층 반도체에 적용하기 위해서는 일반적으로 250도 이상의 공정온도와 450도 이상의 추가 열처리 작업이 요구된다. 연구팀은 전자소자, 열전소재 등의 다양한 분야에서 연구 중인 단일 원소 원자층 반도체 텔레륨에 원자층 증착법을 적용했다. 열처리 공정 없이도 50도의 저온에서 고품질의 박막을 성공적으로 제조했다. 제조된 박막은 원자가 규칙적으로 배열되고, 나노미터 이하의 두께 조절이 가능하며 모든 표면 위에서
고분해능과 0.01N의 저측정력으로 변형되기 쉬운 소재나 고정도 부품 측정하는데 적합 전극의 양극과 음극을 절연하는 분리막의 두께 관리는 리튬이온 배터리(이차전지) 제조 공정에서 폭발 또는 화재 위험을 방지하기 위해 절대적으로 중요하다. 리튬이온 배터리 분리막 필름 두께 측정 시의 요구 정밀도가 3~5µm 정도에서 1µm 이하로 높아져, 요구 정밀도를 충족하는 수준까지 평면 측정자와 베이스면과의 평행도를 조정하는 것이 어려운 경우가 있다. 카바이드볼 스핀들을 장착한 초저측정력 고정도・고분해능 측정기를 이용하면, 필름과 같은 부드러운 소재의 두께도 변형을 신경 쓰지 않고 변형을 최소화하여 고정밀도로 측정할 수 있다. 또한, 평행도 오차로 인한 측정값의 흔들림이 제거되어 측정의 반복 정밀도도 향상된다. Mitutoyo 고정도・고분해능 측정기 “라이트매틱” (좌: VL-50-B / 우: VL-50S-B) 측정범위: 0~50mm 분해능: 0.01/0.1/1.0μm 측정정도: (0.5+L/100)μm, L=임의 측정 길이(mm) 반복정도: σ＝0.05μm 미쓰도요(Mitutoyo)의 고정도・고분해능 측정기 ‘라이트매틱’은 0.01μｍ의 고분해능과 0.01N의 저측정력
미래의 배터리 생산 요구사항을 충족하도록 특별히 설계된 차세대 센서 개발 2022년에는 1,200만 대 이상의 전기차가 판매되었으며, 이는 2021년에 판매된 것보다 65% 더 많은 수치다. 수요 증가는 이미 자동차 제조 환경을 영구적으로 변화시켰으며 거의 모든 주요 자동차 회사가 현재 전기차 생산 라인을 운영하고 있다. 전기차는 내연기관 차량보다 움직이는 부품이 적지만 제조는 여전히 매우 복잡하다. 고정자 및 회전자에서 복잡한 배선 하네스에 이르기까지, LMI는 많은 전기차 제조 응용 분야와 관련되어 있다. 그러나 전기차의 핵심은 배터리이며, 여기에서 머신비전 솔루션이 시장 성공에 필수적이 되었다. 전기차 배터리 제조 개요 전기차 배터리 제조는 (1) 전극 제조, (2) 셀 조립 및 패키징, (3) 셀-모듈 조립, (4) 모듈-팩 조립, (5) 최종 설치 검사 등의 5가지 일반 단계로 나눌 수 있다. Gocator 3D 스마트 센서와 내장형 온-보드 측정 툴은 이 제조 공정의 모든 단계에서 사용된다. 이러한 응용 프로그램을 개별적으로 간단히 살펴보겠다. 전극 제조: 이 단계에서 Gocator 센서는 슬러리가 적용될 때 전극의 균일한 모양과 두께를 보장하는
자동차 제조 업체들이 새로운 전기자동차의 개발과 출시 시기를 앞당기고 있다. 전기 파워트레인은 구성 면에서 내연 기관과 크게 다르기 때문에 새로운 전기자동차 부품 생산과 조립에 잘 적응해야 한다. 자동차 산업 품질 보증의 주된 과제는 정밀도에 대한 요건을 충족해야 한다. 경량화와 출력 그리고 주행 거리는 전기자동차의 설계와 구성에서 중요한 목표이다. 동시에 제조업체는 전기 파워트레인을 효율적으로 제조하는 방법에 대한 문제에 직면해 있다. 내연 기관 제조에는 선반과 밀링 그리고 연삭과 같은 기계적 공정이 널리 사용되고 있지만, 전기 모터 구성부품인 스테이터, 로터 제작에는 펀칭, 굽힘, 용접 함침 공법이 주로 사용되며, 이는 자동차 품질에 중요한 영향을 미친다. 전기수소차를 위한 ZEISS의 종합 품질 솔루션 전기 모터의 생산 요건은 기존 치수 측정에도 큰 변화를 가져오고 있다. 어떤 경우에는 허용 오차가 넓어지지만, 제한된 접근성과 많은 속성으로 인해 생산 과정이 매우 복잡해졌다. 무결함 용접 이음매 등 새로운 요건과 함침 코팅의 두께 특성도 전기 모터 제조의 어려움을 증폭시키고 있다. 따라서 센서 뿐만 아니라 소프트웨어와 분석에도 훨씬 유연하고 다양한 품질
최근 글로벌하게 각 국가들이 온실가스 절감을 위한 활동으로 탄소중립(Net Zero)을 선언하고 각종 활동을 정책과 법재화를 진행 중이고 몇몇 유럽 연방 국가들은 무역 규제로 활용하고 있다. 탄소중립의 한가운데 있는 산업이 전동화 (Electrification) 이며 가장 전동화가 활발하게 이뤄지는 분야가 전기자동차 분야(Electric Vehicle), 좀더 광범위한 정의로 이모빌리티(e-Mobility) 분야다. 이차전지(배터리)는 이모빌리티의 전체 원가 중 30% - 40% 차지하는 핵심 부품으로, 배터리는 이모빌리티 제품 원가 뿐만 아니라 품질을 결정하는데 아주 중요한 위치에 있다. 뿐만 아니라, 최근 인플레이션 감축법(Inflation Reduction Act, IRA)안에 따른 국내생산 배터리의 우려는 우선 일단락되었지만, 미 재무부가 전기차 배터리 부품과 핵심광물 조달을 금지하는 '외국 우려 단체'를 추가로 발표할 예정이라 아직 우려가 완전히 해소된 상태가 아니다. 다만, 배터리 소재, 부품, 패키지 업체로선 이러한 국내외 정치 및 정책변화와 더불어 무결점 품질확보를 통해 다양한 국가에서 품질을 인정받아야 한다. 헥사곤은 이차전지(배터리) 무결점
'기존 9단계 공정→3단계로'…고성능 AI반도체 핵심 소재 사용 전망 한국전자통신연구원(ETRI)은 자율주행·데이터센터 등 고성능 인공지능(AI) 반도체 핵심 소재로 사용될 신소재 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이 기술은 기존 일본이 보유한 기술보다 전력을 95% 더 절감할 수 있는 첨단 반도체 칩렛 패키징 기술로, 공정을 기존 9단계에서 3단계로 줄였다. 이 기술은 반도체 웨이퍼에 ETRI가 개발한 신소재로 만든 비전도성 필름(NCF)을 붙인 후 타일처럼 생긴 칩렛을 넓은 면적에 쏠 수 있는 면 레이저로 1초 정도 쬐 경화하는 3단계로 이뤄졌다. 첨단 패키징 기술을 기반으로 하는 칩렛은 반도체 기판을 레고 블록처럼 구성하는 개념이다. 그동안 반도체 업계에서는 첨단 반도체 패키징 공정에 주로 일본 소재를 사용해 왔다. 하지만 공정이 9단계를 거치는 등 복잡한 데다 다양한 장비가 사용되고, 높은 전력 소모, 청정실 유지비용, 유해 물질 배출 등이 단점으로 지적됐다. 연구진은 반도체 웨이퍼 기판에 NCF를 적용한 후 다양한 웨이퍼에서 제작된 칩렛으로 타일을 만들어 1초 정도 면 레이저를 조사해 접합 공정을 완성하고, 후경화 공정으로 완료했다. ETRI가 개발
포스텍 포항가속기연구소(PAL)의 천세환 박사팀(XFEL 빔라인부)은 포항가속기연구소의 4세대 선형 방사광 가속기(엑스선 자유 전자 레이저)를 이용해 세계 최초로 양자 스핀 파동의 4차원 시공간 내 시각화에 성공했다. 빅데이터와 AI가 크게 발전하면서 하드디스크와 같은 대용량 저장 장치가 더욱 중요해지고 있다. 자성체 기반 저장 장치의 용량과 처리 속도를 더 높이기 위해서는 소재의 특성을 빠르게 제어하는 기술이 필요하다. 가장 주목할 만한 기술 중 하나는 빛을 이용해 자성 소재의 특성을 제어하는 옵토-스핀트로닉스(opto-spintronics)다. 4세대 선형 방사광 가속기인 엑스선 자유 전자 레이저는 수십 펨토 초의 펄스 시간 폭 덕분에 초고속으로 일어나는 자성 소재 특성 변화를 관측할 수 있다. 이를 이용해 옵토-스핀트로닉스 기술 구현을 위한 새로운 자기 상태(magnetic state)를 발견할 수 있다. 빛의 흡수를 통해 평형 상태에서 벗어난 자기 성질은 '결맞는 양자 스핀 파동(coherent magnon)'을 통해 드러날 수 있다. 이로써 빛-물질 상호 작용에 대한 이해는 물론, 빛으로 자기 상태를 제어하는 새로운 기능의 발견으로도 이어질 수 있다
스마트 웨어러블 소자 및 최소침습형 임플란터블 전자소자 분야 적용 기대 전자 섬유는 최근 각광받고 있는 사용자 친화 웨어러블 소자, 헬스케어 소자, 최소 침습형 임플란터블 전자소자에 핵심 요소로 여겨져 활발하게 연구가 진행되고 있다. 하지만 고체 금속 전도체 필러(Conductive filler)를 사용한 전자 섬유를 늘려서 사용하려 할 경우, 전기전도성이 급격하게 감소해 전기적 성질이 망가진다는 단점이 있다. KAIST는 신소재공학과 스티브 박, 전기및전자공학부 정재웅, 바이오및뇌공학과 박성준 교수 공동 연구팀이 높은 전도도와 내구성을 가지는 액체금속 복합체를 이용해 신축성이 우수한 전자 섬유를 개발했다고 25일 밝혔다. 전자 섬유의 늘어나지 않는 단점을 해결하기 위해 연구팀은 고체처럼 형상이 고정된 것이 아닌 기계적 변형에 맞춰 형태가 변형될 수 있는 액체금속 입자 기반의 전도체 필러를 제시했다. 액체금속 마이크로 입자는 인장이 가해질 경우에 그 형태가 타원형으로 늘어나면서 전기 저항 변화를 최소화할 수 있다. 하지만 그 크기가 수 마이크로미터이기 때문에, 기존에 이용된 딥-코팅(dip-coating)과 같은 단순한 방법으로 실에 코팅하는 것이 불가능하다
KAIST는 생명과학과 정인경 교수 연구팀이 서울대학교 암연구소 김태유 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 인공지능 기반 알고리즘을 활용, 한국인 대장암 환자의 3차원 게놈 지도를 최초로 제시했다고 24일 밝혔다. 연구팀은 이를 토대로 암 세포 특이적인 유전자 조절 기전을 통해 특정 종양유전자들이 과발현되는 현상을 규명했다. 1차원적 게놈 서열 분석에 기반한 현재의 암 유전체 연구는 종양유전자들의 과발현 기작을 설명하는데 한계가 있었다. 하지만 3차원 공간상에 게놈이 어떻게 배열되는지를 분석하는 3차원 게놈 구조 연구는 이러한 한계를 극복 가능케 하고 있다. 본 연구에서는 정상 세포에서는 존재하지 않는 암 세포 특이적 염색질 고리(chromatin loop) 구조가 유전자 발현 촉진 인자인 인핸서와 종양유전자 사이의 상호작용을 형성해 과발현을 유도하는 인핸서 납치(enhancer-hijacking) 현상에 초점을 두고 연구했다. KAIST 생명과학과 김규광 박사과정이 주도한 이번 연구는 게놈간의 공간상 상호작용을 측정할 수 있는 대용량 염색체 구조 포착 Hi-C(High-throughput Chromosome Conformation Capture) 실험 기법을
양극플레이트(양극판)는 수소생산에 사용되는 전해조(전기분해장치)와 연료셀의 핵심이다. 제조과정에 따라서, 플레이트는 수백 개의 양극판으로 구성되는데 한 개의 불량판이 전체 스팩의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 각 플레이트의 전압을 별도로 모니터링하는 것이 좋다. 바이드뮬러는 모니터링을 위한 솔루션을 개발했다. 바이드뮬러 솔루션을 사용하면 폭발 가능성이 있는 영역에서도 안정적으로, 안전하게, 경제적으로 측정된 값을 기록하고 처리할 수 있다. 개발 배경 그린 수소는 에너지의 원천이자 희망의 원천이다. 이것은 태양광 발전과 풍력 에너지와 같은 더 휘발성이 강한 동력원에 대한 이상적인 보충제가 되게 한다. 또한 일부 전기 분해 공정에서는 폐열을 사용할 수도 있다. 따라서 이 솔루션은 배치될 수 있는 광범위한 가능한 현장이 존재한다. 여기에는 시멘트 공장, 해상 풍력 터빈 시스템 또는 산업용 트럭(예: 지게차)을 작동하기 위해 수소가 발생할 수 있는 회사의 시설이 포함될 수 있다. 원칙적으로 모든 전해질에는 막으로 분리된 두 개의 전극이 필요하다. 수소 분자를 H2와 O2로 분리하기 위한 셀 전압은 약 2.5V이다. 100개의 양극 플레이트 스택의 경우 25
KAIST는 자연어로 기술된 매뉴얼을 이해하고 이를 기반으로 비행기를 직접 조종이 가능한 인간형 로봇을 개발, 이를 실용화할 계획이라고 19일 밝혔다. 연구책임자인 KAIST 심현철 교수와 주재걸, 윤국진, 김민준 교수가 참여한 공동연구팀은 일반적인 언어로 작성된 조종 매뉴얼을 읽고 이해하는 '자연어 처리기반 인간형 조종사 로봇 개발' 미래도전과제의 지원을 기반으로 인공지능과 로보틱스 기술을 적용했다. 인간형 로봇이 기존 항공기를 전혀 개조하지 않은 실제 항공기 조종석에 착석한 다음, 조종석의 다양한 장치들을 직접 조작해 비행하는 방식을 선보였다. 기존 항공기의 자동비행장치(오토파일럿)이나 무인 비행만 가능한 무인항공기와는 근본적인 차이가 있다. 관련 연구진이 개발 중인 조종사 로봇은 인간 조종사에게는 불가능한 전 세계 항공차트(Jeppson Chart)를 전부 기억해 실수 없는 조종이 가능하다. 특히 최근 챗GPT 기술을 활용해 항공기 조작 매뉴얼 및 비상 대처절차를 담은 자료(QRH)를 기억해 즉각적으로 대응할 수 있다. 항공기의 비행 상태를 기반으로 실시간으로 안전한 경로를 계산할 수 있어 인간 조종사보다 빠르게 비상 상황에 대처하는 것이 가능하다. 또
요꼬가와는 생명과학 및 화학 분야의 연구 데이터를 통합 관리할 수 있는 OpreX Connected Intelligence 라인업의 새로운 플랫폼 ‘OpreX™ Informatics Manager’를 개발했다. OpreX Informatics Manager는 문서, 프로젝트, 기술 및 일정 관리를 위한 기능을 통해 연구 자원 관리의 효율성을 높이고 실험실 자동화를 앞당긴다. 개발 배경 연구 개발 작업을 할 때는 모든 종류의 실험과 검증 활동에서 생성되는 데이터를 문서화해야 한다. 과거에는 실험실에서 이 모든 데이터를 종이에 기록했지만, 이제는 생산 및 품질 관리와 같은 업무에 종사하는 직원이 보다 쉽게 공유하고 활용할 수 있도록 이 데이터를 디지털 형태로 유지하는 것이 선호되고 있다. 이런 정보를 공유하기 위하여 기존의 실험실의 정보 시스템은 실험실 정보 관리 시스템 (Laboratory information management systems/LIMS), 전자연구노트(Electronic laboratory notebooks /ELN), 생산관리시스템(MES)에 연결해야만 했다. 요꼬가와는 다양한 산업군을 대상으로 서비스를 제공하는 시스템 통합업체로서 획득한
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