하이브리드 전기차(HEV), 연료전지차(FCEV), 배터리식 전동차(BEV) 등 자동차의 전동화가 진행되는 가운데 파워트레인에 이용되는 인버터 등의 파워 일렉트로닉스 기술의 중요성이 높아지고 또한 성능이 진화하고 있다. 파워 일렉트로닉스 기술은 많은 응용에서 이른바 원하는 기능을 실현하기 위한 하나의 요소 기술에 지나지 않지만, 그 성능은 많든 적든 응용 시스템의 성능에 영향을 미친다. 그 중에서도 자동차 응용에서는 인버터의 성능(효율이나 중량·체적)이 차량의 항속 거리나 연비, 실내 공간의 넓이 등 응용 시스템의 중요한 성능 지표에 큰 영향을 미치기 때문에 각 회사가 활발히 개발을 추진하고 있는 분야이다. 이 글에서는 전기자동차용 파워트레인의 핵심 컴포넌트의 하나인 파워 컨트롤 유닛(PCU)에 이용되는 전력 변환 기술에 대해 개략적으로 설명한다. HEV, BEV, FCEV 등 에너지원·구성의 차이에 따라 어떤 회로 구성이 선택되는지, 또한 거기서 이용되는 인버터, DC-DC 컨버터의 동작 원리, 제어 원리를 소개한다. 그것을 바탕으로 성능 향상을 위한 접근법으로서 차세대 파워 반도체 디바이스의 채용과 패키지 기술의 진전에 대해서도 소개한다. 주회로 기술 1
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 폭발성 대기가 없는 지역에서의 APL 적용 예시와 폭발성 대기가 있는 지역의 네트워크 토폴로지에 대해서 알아본다. APL 토폴로지 계획 기본 사항 그림 1은 보조 장치와 케이블 커넥터가 있는 네트워크의 예를 보여준다. 이 예는 표 1에 정의된 요건을 충족하는 것을 알 수 있다. 계획 과정에서 모든 세그먼트가 표 1에 따라 보조장치의 최대 개수와 최대 삽입 개수를 준수하는지를 확인한다. 자세한 내용은 보조장치의 문서를 확인한다. 폭발성 대기가 없는 지역에서의 APL 적용 예시 이 장에서는 폭발적인 대기가 없는 지역의 APL 시스템 계획 과정을 안내하려고 한다. 폭발적인 대기가 있는 지역의 계획 네트워크에 관심이 있는 독자를 초대하여 섹션 바로 진행하고자 한다. 그림 2는
EtherNet/IP는 단일 컨트롤러, 기계 또는 스키드에서 이산(discrete), 하이브리드 및 프로세스 자동화에 이르기까지 모든 시설 설치를 수용할 수 있는 검증된 산업제어 네트워킹 솔루션이다. 자동차, 반도체, 포장, 식음료, 제약, 물, 폐수, 화학, 광업, 석유 및 가스 등 다양한 산업 분야에서 EtherNet/IP 통신 및 제어기술에 더욱 많이 의존하고 있다. EtherNet/IP는 ODVA의 CIP 애플리케이션 계층을 활용하고 이더넷, Wi-Fi 또는 5G와 같은 표준 네트워킹 기술에 배포하여 애플리케이션의 유연성을 상당히 높였다. 안전하고 뛰어난 애플리케이션 유연성 EtherNet/IP를 통해 사용자는 프로세스 자동화 담당자가 필요로 하는 안전하고 유연한 애플리케이션별 기능을 실시간으로 제공할 수가 있게 되었다. 실시간 데이터의 경우 사용자는 IIoT 디바이스에서 제공되는 정보에 비할 바 없이 액세스가 잘 되므로 운영이 어떻게 수행되는지에 대한 가시성과 통찰력을 즉시 얻을 수 있으며, 이를 통해 보다 나은 비즈니스 의사 결정을 할 수가 있게 되었다. EtherNet/IP는 상용의 기술 및 표준, TCP/IP Suite와 결합된 IEEE 802
“고객사의 검사를 더욱 가치 있게 만드는 일, 그것이 비투에스가 제품개발에 매진하는 이유다.” 비투에스는 머신비전 검사의 핵심인 광학 솔루션과 제품을 제공하여 고객이 원하는 최고·최적·최상의 이미지를 만드는 일을 하고 있다. 최근에는 AI에 최적화된 머신비전 하드웨어 솔루션을 통해 룰베이스의 한계로 인해 도입이 어려웠던 애플리케이션까지 사업을 확장하고 있다고 한다. 비투에스의 김대엽 이사는 “머신비전을 더 가치 있는 기술로 만드는 것이 목표”라며, “그리하여 5년 내에 1000억 매출, 100개의 핵심 고객사, 10개의 독보적 솔루션을 가진 회사로 성장해 나가겠다”고 말했다. Q. 비투에스의 주력사업은. A. 비투에스는 머신비전에 필요한 조명, 카메라(렌즈+센서) 등 하드웨어 솔루션을 공급하며, AI 알고리즘을 활용한 AI CCTV 솔루션 및 AI 데이터 분석·피드백을 통한 불량·문제·이상·사고 사전방지 지원 솔루션까지 제공한다. 또한 품질관리에 고민을 갖고 있는 2차전지, PCB, 반도체 등의 다양한 양산설비, 특히 검사설비 제조사에 차별화된 문제 해결력을 바탕으로 머신비전 광학 솔루션과 제품을 제공하여 고객이 원하는 최고·최적·최상의 이미지를 만드는 일을
‘2024 스마트공장·자동화산업전(AW 2024)’이 3월 27일부터 사흘간 코엑스 전관에서 열린다. 올해 주제는 제조 혁신에 대한 거대한 움직임 ‘Make Your Factory More Sustainable’이다. 이번 전시회에서는 빅데이터 기반의 지능형 제조 솔루션, AI 기반의 자동화 솔루션, 첨단 로봇 기술 그리고 스마트 팩토리의 구현을 통해 효율성과 생산성을 극대화하는 방안 등 미리 본 AI 자율제조 시대의 모습들이 보여질 예정이다. [특별 좌담회] AI에 제조 혁신의 길을 묻다 [INTERVIEW] 오즈레이 백홍기 대표 “SWIR 카메라 앞세운 편리성과 빠른 지원…목표는 적외선 카메라 시장 선점” 센소파트코리아 김성진 지사장 “출범 2년, 이차전지·물류 분야 발판 다졌다… AI·로봇·센서의 융합이 비전” 슈말츠코리아 정만석 대표 “진공 기술 한계 넘어 스마트 팩토리 실현한다” 한국엔드레스하우저 이재현 팀장 “최적의 공정 자동화 파트너로서 사업 다각화에 주력” 여의시스템 정정현 전무 “AIoT 인프라 솔루션 확장으로 올해 스킬 비즈니스 원년 삼을 것” 엠아이큐브솔루션 박양호 이사 “AI·디지털 트윈 융합 통한 진화가 관건…융합 플랫폼으로 제조 혁신
인공지능(AI)은 유망 기술 단계에서 벗어나 한창 전성기에 물오른 슈퍼스타 기술로 활약하고 있다. 산업 전 영역에서 입김을 불어넣고 있는 AI를 도입하는 것은 필수로 요구되는 형국이다. 특히 산업 내 수많은 AI 이슈 중 엣지 컴퓨팅(Edge Computing)과 AI의 융합에 대한 관심이 뜨겁게 달아오르는 중이다. 이는 엣지 AI(Edge AI) 기술로 알려져 있다. 엣지 컴퓨팅은 클라우드 환경이 아닌 PC·서버·장치 등 로컬 환경에서 정보를 처리하고, 프로세스를 진행하는 기술이다. 공간을 빌려 업무를 수행하는 것에서 벗어나 우리집 앞마당에서 일을 하는 것으로 이해하면 된다. 그렇다면 엣지 컴퓨팅과 AI가 접목된 엣지 AI 기술은 뭘까? 장치에서 정제·도출된 데이터를 엣지 컴퓨팅을 통해 로컬 환경에 두고 이를 AI 알고리즘으로 처리하는 방식이다. 해당 기술은 높은 관리·운용성을 갖춰 지능형 IoT 시대를 앞당겼다고 평가받을 만큼 혁신의 아이콘으로 군림하고 있다. 글로벌 IoT 솔루션 업체 어드밴텍은 산업용 컴퓨터, 임베디드 장치 등 하드웨어 기술을 산업에 전파해왔다. 지난해부터는 기존 비즈니스에 엣지 AI 영역을 얹어 활동 폭을 넓혀가는 중이다. 현재 엣지
엔드레스하우저 그룹은 70여 년의 오랜 업력을 통한 1,200여 개의 제품군으로 광범위한 산업군에서 공정 자동화를 이끌고 있는 글로벌 기업이다. 한국엔드레스하우저는 1997년 설립 이후 작년 한 해 최초로 1천억이 넘는 매출을 기록하는 등 꾸준한 성장과 함께 한국 시장에서의 영향력을 확대하고 있다. 한국엔드레스하우저의 올해 전략은 어떨까? 한국엔드레스하우저 세일즈 디렉터 이재현 팀장은 “사업 다각화, 맞춤형 제품, 솔루션 비즈니스 강화를 통해 올해도 두 자릿수 성장을 목표로 할 것”이라 밝혔다. Q. 엔드레스하우저의 주력사업은. A. 엔드레스하우저 그룹의 비즈니스 근간이자 핵심은 공정 제어를 위한 ‘프로세스 측정 기술력’에 있다. 레벨, 유량, 압력 및 온도를 측정하고 액체, 가스 및 고체의 특성을 분석하는 개별 제품뿐만 아니라 포괄적인 프로세스 솔루션과 서비스 일체를 제공하고 있으며, 모든 계측기기는 개별 산업 및 애플리케이션의 요구사항을 충족하기 위해 다양한 버전으로 제공되고 있다. 또한 탱크의 과충전을 방지하는 간단한 레벨 스위치부터 개별 분자를 검사하는 복잡한 라만 분석기에 이르기까지 거의 모든 측정 작업에 적합한 솔루션을 제공할 수 있는 포트폴리오를
전 세계적으로 포화상태에 접어든 센서 시장. 4차 산업혁명이 도래한 이후 센서의 활용성이 급증함에 따라 경쟁이 더욱 치열한 양상이다. 이와 동시에 미래 성장성이 확보된 것 또한 바로 센서 기술이다. 이 배경에서 센서 시장이 주목하는 핵심요소 중 하나가 ‘혁신’과 ‘기술 고도화’다. 기존에 센서가 활용되지 않는 요소에 센서를 이식하거나, 센서가 활약하는 부분에 새로운 기술을 입은 새로운 센서가 대체되는 형태로 이상이 실현되고 있다. 제조 영역 내 각 기업은 공정 효율성·생산성 등을 제고하기 위한 자동화 시스템 구축에 센서를 적극 도입하고 있다. 이 현상은 뿌리산업, 전후방 산업 가릴 것 없이 두드러진다. 산업 자동화 시장은 약 2000억 달러(약 266조 원) 이상 규모로 알려진 글로벌 센서 시장과의 융합을 통해 혁신의 활로를 열었다. 독일에 컨트롤 타워를 둔 글로벌 광학센서 및 머신비전 솔루션 업체 센소파트는 공장 자동화, 디지털 공장 실현을 위해 전 세계에 센서 기술을 전파하고 있다. 한국 지사 센소파트코리아는 지난 2022년 자동화·로봇 분야 글로벌 톱5로 평가받는 국내 시장을 공략하겠다는 포부로 문을 두드렸다. 올해로 론칭 3년차에 접어든 센소파트코리아
제조 분야에 자동화 적용이 트렌드다. 하드웨어 영역에서 자동화 기술의 고도화가 진행 중이지만, 소프트웨어 측면에서의 진화도 이어지고 있다. 특히 제어단 소프트웨어에 자동화 요소를 이식하는 것은 설비 및 프로세스의 운영 계획을 수립하는 것부터 운영 효율을 극대화하는 것까지 제조 영역 전주기에서 중요성이 증대되는 중이다. 전 세계적으로 스마트 팩토리 도입이 본격화되면서 공장 자동화를 통한 제조 데이터 수집 및 분석이 제조 프로세스상의 대세로 부각되면서 제조 소프트웨어 지능화 솔루션이 대안으로 주목받는다. 이 솔루션은 실시간 설비 모니터링, 이에 대한 데이터 분석, 데이터 기반 설비 관리 등을 통해 불량 발생 가능성을 차단하는 것이 궁극적 목표다. 엠아이큐브솔루션은 데이터 설비 제어 및 운영 환경을 제공하는 ‘설비 지능화 솔루션(EES)’과 설비 상태, 재고 현황 등을 실시간으로 반영하는 생산 계획 솔루션 ‘APS(Advanced Planning and Scheduling)’ 등 기술을 산업에 제시하고 있다. 박양호 엠아이큐브솔루션 이사는 “데이터 기반 불량 원인 분석, 최적 운전 조건 도출 등에 인공지능(AI) 플랫폼을 녹인 솔루션을 통해 제조 지능화 시스템 구
“SWIR 카메라를 앞세워 국내 적외선 카메라 시장 선점하겠다.” 오즈레이 백홍기 대표는 시장 선점을 위해 꾸준히 하드웨어, 소프트웨어적으로 보완을 하고 있으며 신규 제품 또한 개발하고 있다고 말한다. 오즈레이는 1984년에 엔아이피로 설립되어 머신비전 컴포넌트를 주력으로 하다가, CMOS 카메라, 적외선 카메라를 개발 및 생산하게 되면서 사명을 변경했다. 이번 AW 2024 전시회에서 선보일 SWIR 카메라는 근적외선 카메라로도 불리며, 0.9~1.7um의 파장 대역을 가지고 있다. 주요 애플리케이션으로는 웨이퍼 검사, 이물질 검사, 수분 검출, 플라스틱 및 비닐 투과검사, 연무 투과 등이 있다. Q. 오즈레이의 주력사업은. A. 오즈레이는 CMOS 카메라, 근적외선 카메라, 단파 적외선 카메라, 단파 적외선에서의 초분광 카메라 그리고 장파 적외선인 열화상 카메라까지 특수 파장 대역을 지닌 카메라들을 주력으로 공급하고 있으며 단파 적외선 카메라의 경우, 특히 반도체 분야에서 강점을 보이고 있다. 모든 적외선 카메라는 오즈레이에서 직접 개발, 생산하고 있으며 머신비전 컴포넌트도 꾸준히 취급하고 있다. Q. 2023년 주요 사업 성과를 꼽는다면. A. 지난해는
AI 반도체 수요가 상승하고 있다. 이에 다수의 AI 기업이 자체 AI 칩 개발에 주력하는 추세다. 이는 고객의 요구에 특화한 솔루션을 제공하고, 예측할 수 없는 활용 가능성에 대비하기 위함이다. 이처럼 AI 칩 개발 경쟁은 미래 기술 혁신에 대한 흥미로운 전망을 제시함으로써 대중의 기대를 높이고 있다. 주요 기업들은 다음 단계에서 일어날 혁신에 대비해 치밀한 전략 구상에 나서고 있다. 시장은 자체 칩을 원한다 지난 2월, 오픈AI 샘 올트먼 CEO의 폭탄 발언이 AI 업계를 강타했다. 그의 입에서 나온 금액이 상상을 초월하는 천문학적 금액이었기 때문이다. 고성능 AI 반도체를 생산하기 위해 샘 올트먼이 언급한 펀딩 금액은 무려 7조 달러, 한화로는 9300조 원에 달하는 거액이다. 챗GPT의 창시자의 선포였기에, AI 업계는 진지하게 실현 가능성을 점쳐보고 있다. 샘 올트먼은 거대한 계획 안에 주요 반도체 기업과의 협력이 필요함을 밝혔으며, 그가 그리는 큰 그림에 포함될 가능성이 높은 기업들도 함께 주목받았다. 오픈AI 사례에서 말해주듯이 결국 AI 기업이 자체 칩 개발에 열을 올리는 이유는 높은 성능과 효율성을 갖춘 특화한 솔루션을 제공해 시장 경쟁에서
“제조업 AI 기술 활용도 낮다…첫걸음은 충분한 이해와 명확한 목표 설정” “AI 생태계 구축 위해선 단번에 해결보다 작은 것부터 자동화 접근 필요” 챗GPT 열풍으로 시작된 생성형 AI 시대가 눈앞에 성큼 다가왔다. 월드 이코노믹 포럼에서 발표한 설문 결과에 따르면, 2030년까지 산업 전반에서 생성형 AI 및 분석형 AI가 창출할 수 있는 잠재적 연간 가치 총액은 6.7T 달러다. 또 제조기업 대다수 경영진들은 앞으로 AI가 핵심적인 경쟁력을 만드는 도구가 될 거라고 전망하고 있다. 그러나 실제로 AI 관련해서 당초 생각했던 목표를 성공적으로 달성한 기업의 비율은 다른 산업에 비해서 여전히 낮은 상황이다. 이를 두고 전문가들은 AI가 좋아 보인다는 단순한 이유로 데이터나 AI에 대한 충분한 이해 없이 결정을 내리고 잘못된 방식으로 접근해 실패하는 경우가 많다고 지적한다. 그러면서 성공적인 도입을 위해서는 AI와 데이터에 대한 충분한 이해, 데이터 준비 상태, 그리고 명확한 목표 설정이 중요하다고강 조한다. 3월 27일부터 29일까지 열리는 산업자동화 전문전시회인 ‘2024 스마트공장·자동화산업전 ’(Smart Factory + Automation Worl
올해 한국 경제가 경기 저점을 지나 회복 국면에 진입했으며 특히 생산 부문에서 강한 회복세를 보인다는 진단이 나왔다. 현대경제연구원은 3일 발표한 '지금은 조기 경기 저점 형성이 중요한 때'란 제목의 보고서에서 주요 부문별로 경기판단지수를 산출해 현재 경기 위치를 이같이 판단했다. 연구원은 '2023년 중 최솟값 대비 2023년 12월'(충격에서의 회복폭)을 '2022년 중 최곳값 대비 2023년 중 최솟값'(최대충격폭)으로 나눠 경기판단지수를 산출했다. 경기판단지수가 0일 경우 최대충격상태를 의미하고, 0에서 상승세를 보이면 저점을 통과해 회복 중인 상태로 해석할 수 있다. 또한 1을 상회할 경우 2022년 중 기록한 정점을 상회하는 강한 회복세로 풀이된다. 지난해 말 기준 생산 부문의 경기판단지수는 1.36으로 안정적인 회복 국면을 보이고 있다. 세부적으로 서비스업 생산이 1.8로 전체 산업생산 회복을 주도하고 있다. 연구원에 따르면 생산 경기판단지수는 2023년 1월 저점을 기록한 후 9월 1.68로 최대충격폭의 168%까지 회복한 뒤 안정적인 국면에 진입했다. 소비 경기판단지수는 0.02로 저점 부근에 머물러 있다. 세부적으로 내구재 0.24, 준내구
환경 노이즈·차량간 간섭 줄인 컬러변조 4차원 라이다 센서 원천기술 개발 안개·눈·비 등 악천후 속에서도 막힘없이 달릴 수 있는 차세대 ‘자율주행의 눈’이 국내 연구진을 통해 탄생했다. 한국연구재단(이사장 이광복)은 부산대 김창석 교수 연구팀이 현대자동차 기초소재연구센터 전자기에너지소재연구팀과의 산학연구를 통해 외부 노이즈가 심한 악천후 환경에서도 이미징을 구현하는 ‘컬러변조 4차원 영상화 스캔’ 기술을 이용한 FMCW 방식의 라이다 기술 구현에 성공했다고 밝혔다. 자율주행차 상용화를 위해서는 넘어야 할 기술적 난제들이 많다. 특히 운전자가 운전대를 잡지 않아도 되는 레벨3 단계 이상을 실현하기 위해 가장 핵심이 되는 게 사람의 눈을 대신하는 라이다 기술이다. 지금까지 가장 많이 사용되어 온 ToF 방식 라이다는 광산란·광간섭 현상에 취약해 기술적 한계에 봉착해 있다. 이를 극복하기 위해 FMCW 방식의 차세대 라이다 개발이 국내외에서 진행되고 있지만 아직 초기 기술단계이다. 김창석 교수 연구팀은 FMCW 방식의 라이다 개발을 위해 신개념 레이저 광원 아이디어를 세계 최초로 독자 발굴했다. 고정된 단일 색만을 출력하는 기존 레이저 대신, 레이저 빛의 파장 컬
다공성 금속유기구조체 레이저 가공…고민감도 하이브리드 센서 국내 연구팀이 자동차 안전 및 환경과 식품 모니터링 등 다양한 산업 분야에서 활용되는 고성능 에탄올 센서의 효율과 안정성을 높이는 새로운 방법을 제시하였다. 한국연구재단(이사장 이광복)은 대구경북과학기술원 권혁준 교수 연구팀(제1저자 임형태 석박사통합과정)이 금속유기구조체에 레이저 공정을 적용해 상온에서 다양한 농도의 에탄올을 즉각적으로 감지할 수 있는 에탄올 센서를 개발했다고 밝혔다. 에탄올 센서는 차량의 시동 잠금장치를 비롯해 의료, 화공, 식품 등 산업 전반에서 사용된다. 하지만 고성능 에탄올 센서는 일반적으로 250도(℃) 이상 높은 온도에서 작동하여 측정 준비에 시간이 소요되고, 전력 소모에 큰 한계가 있었다. 이에 따라 고감도, 고신뢰성, 저전력, 신속한 반응/회복 속도 및 일관된 제조 공정을 갖춘 에탄올 센서 개발의 필요성이 대두되었다. 이에 연구팀은 금속유기구조체에서 유래한 다공성 금속산화물/탄소 소재를 개발하고 최대 3,500%의 반응성을 보이는 고성능 에탄올 센서를 개발하였다. 연구팀은 금속과 유기물이 규칙적으로 배열되어 있는 금속유기구조체에 미세 레이저 광열 공정을 수행하여 금속산
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