모든 제조 시설에서 작업자들의 건강과 안전, 친환경적인 요소들은 매우 중요한 부분이다. 특히 전자 제조 산업에서 친환경, 안전 물질 사용은 성공적인 공정운영에 필수적이며, REACH와 RoHS 규제 준수는 이를 위한 기준이 될 것이다. 남아시아의 파나소닉은 최근 환경 문제와 비용 절감 해결 과정에서 세척 전문 업체인 제스트론사와 협력, 컨베이어 핑거와 웨이버 솔더링 장비를 세척하기 위한 친환경적이고 안전한 공정을 찾는 데 성공했다. 파나소닉(Panasonic)은 남아시아, 베트남에 위치해 있는 OEM 제조 업체로서 휴대폰, 전화기, INFOX 터미널 등을 생산하고 있다. 제스트론(ZESTRON)과 파나소닉은 오랜 기간 성공적인 콜라보레이션을 실시해왔다. 그 중, 지난 프로젝트에서는 제스트론 프로세스 솔루션을 통해 스텐실 및 팔레트 세척 문제를 해결했다. 따라서 제스트론은 파나소닉의 컨베이어 핑거 세척 공정을 개선 및 평가 가능한 벤더로 다시 선정됐다. 현재 공정 분석 및 대안책 파나소닉은 총 7대의 솔더링 오븐장비를 가동하고 있으며, 각각의 오븐에는 10리터짜리 탱크가 장착되어 컨베이어 핑거 세척에 사용될 솔벤트가 저장된다. 12시간 작동 후 각 솔벤트 탱크
광섬유 온도센서는 유연한 광섬유센서 케이블 전체 온도 분포를 고속으로 측정할 수 있으므로, 넓은 지역의 온도 측정을 빠짐없이 정확하게 측정하는 온도 감시 시스템을 간단하고 경제적으로 구축할 수 있다. 따라서 이제까지 포인트 온도센서로 측정이 어려웠던 많은 플랜트에 활발하게 적용되고 있다. 구체적인 예는 다음과 같다. · 현장 안전 · 설비진단(설비 보호) · 에너지 절약 · 생산성 개선 등 플랜트 계장뿐만 아니라 다양한 온도 감시 분야에 활용이 급속히 확대되고 있다. 이 글에서는 광섬유 온도센서의 특징과 제품의 개요를 설명하고, 플랜트 온도 감시로 적용 시 장점, 구체적인 실적 예 등을 소개한다. 제품 개요 1. 원리 광섬유 온도센서는 센서로 사용하는 광섬유 내부에서 발생하는 라만산란광의 빛의 세기와 온도의 상관관계가 있다는 이론을 이용하고 있다. 그 원리에 더 관심 있다면 참고 문헌을 참조하기 바란다. 2. 특징 사용자 입장에서 고려한다면, 광섬유 온도센서는 열전대나 측온저항체와 같은 기존 온도센서와 비교하면 많은 장점이 있다. (1) 넓은 지역에 대해서 빠짐없이 정확하고 확실한 온도 감시 : 포인트 측정으
광섬유 온도센서는 유연한 광섬유센서 케이블 전체 온도 분포를 고속으로 측정할 수 있으므로, 넓은 지역의 온도 측정을 빠짐없이 정확하게 측정하는 온도 감시 시스템을 간단하고 경제적으로 구축할 수 있다. 따라서 이제까지 포인트 온도센서로 측정이 어려웠던 많은 플랜트에 활발하게 적용되고 있다. 다음은 적용 분야이다. · 현장 안전 · 설비진단(설비 보호) · 에너지 절약 · 생산성 개선 등 플랜트 계장뿐만 아니라 다양한 온도 감시 분야에 활용이 급속히 확대되고 있다. 이 글에서는 광섬유 온도센서의 특징과 제품의 개요를 설명하고, 플랜트 온도 감시로 적용 시 장점, 구체적인 실적 예 등을 소개한다. 제품 개요 1. 원리 광섬유 온도센서는 센서로 사용하는 광섬유 내부에서 발생하는 라만산란광의 빛의 세기와 온도의 상관관계가 있다는 이론을 이용하고 있다. 그 원리에 더 관심 있다면 참고 문헌을 참조하기 바란다. 2. 특징 사용자 입장에서 고려한다면, 광섬유 온도센서는 열전대나 측온저항체와 같은 기존 온도센서와 비교하면 많은 장점이 있다. (1) 넓은 지역에 대해서 빠짐없이 정확하고 확실한 온도 감시 : 포인트 측정으로는
오늘날 제조기업은 환경보호에 대한 규제를 경쟁력 확보의 방안으로 활용하기 위해 고심하고 있다. 환경 규제와 지속성장은 제품의 설계, 제조, 서비스, 제품의 폐기까지에 이르는 제품 개발 과정에 영향을 주며, 이에 대한 준비와 실행 역량은 기업 경쟁력을 가를 수 있는 전략적인 요소 중 하나라고 할 수 있다. 액센추어의 조사에 따르면 포춘 선정 1,000대 기업 CEO의 78%는 지속가능성이 기업의 중요한 수입원이 될 것이며, 80%는 지속가능성이 산업 내에서 경쟁력이 될 것이라고 답했다. 하지만 대형 제조사들은 지속성장과 관련된 문제 해결을 단순화하고자 제품 수명주기를 단계별로 쪼개어 접근하는 경향이 있다. 하지만 이러한 접근은 제품 수명주기 단계를 유기적인 관점으로 이해하는 데는 어려움이 있다. 결과적으로 기업들은 각 제품의 수명주기에 영향을 미치는 주요한 요건들을 판단할 기회를 놓치게 된다. 따라서 미래 지속가능한 제조를 위해서는 전략적인 시스템 엔지니어링이 필요하다. 이 글에서는 제품 수명주기에서 발생하는 모든 환경적, 경제적, 사회적 영향을 고려하도록 해 미래에 맞닥뜨릴 문제 해결의 방법이 될 수 있는 BOS(Bill of Sustainability) 개
[사출금형 성형 기술 실무 (7)] 엣지 게이트-형상과 성형 조건의 최적화 [사출금형 성형 기술 실무 (7)] 엣지 게이트-유동 해석 과정과 성형 기술 (1) 해석 과정-ⓐ 첫번째 사례는 두께 0.5mm와 1.2mm의 패턴이 있는 도광판용 성형품이다. 게이트 형상은 엣지 게이트 방식으로 했다. 엣지 게이트는 일명 팬 게이트라고도 한다. 엣지 게이트 형상에 대해서는 3가지 방식을 택했다. 초기 도광판을 생산할 때는 폭이 15mm인 팬 게이트를 주로 사용했다. 일반적으로 초창기 때는 유동 패턴에 대한 지식이 부족해서 수많은 시행착오를 겪었다. 그래서 이번에는 15mm, 30mm, 70mm의 3가지 게이트 형상과 게이트 중심부 두께를 0.4mm, 0.6mm, 0.8mm로 차이를 두어 초기 해석 결과를 공유하고, 여러 사례 중에서 70mm 엣지 게이트를 선정해 최적화 과정의 정보를 공유하고자 한다. ◈ 모델링 정보 * Model : Edge gate * Number of Parts : 1ea * Weight of parts : 11g * Finite Element : 503,090(Dual Domain), 515,886(3D mesh) * Layers :
[사출금형 성형 기술 실무 4] 러너 밸런싱 [사출금형 성형 기술 실무 4] 러너 밸런싱 사례 Runner Balancing 사례 우선 성형품 용량은 CAD 데이터에서 추출한 값으로 개당 11g이다. 러너 레이아웃은 그림 4 와 같으며, 편의 상 변수는 6개로 러너의 길이와 러너 직경으로 a, b, c 구분했다. 계산 순서에 따라 성형품 중량(g), 초기 러너 길이와 직경, 단계별 용융수지 용량, 사출 시간, 초당 사출량, 전단 변형률 속도, 점도와 압력저항 즉 압력손실을 구한다. 그림 5는 전단률(19,174.84/s)에서의 PA66 점도값을 구한 것이며, 그림 6은 실제 계산값이다. 그림 4. 러너 레이아웃 및 변수 그림 5. 전단률(11624.56/s)에서의 PA66 점도 그림 6. 2차 러너 밸런스 계산 결과 다음은 위의 계산식에 따라 적용한 사례와 해석 프로그램을 통해 자동으로 러너 밸런스한 결과를 제시하며 비교하고자 한다. 먼저 그림 6은 2차 러너 밸런스를 위하여 계산한 결과이다. 사출 시간은 1.1초이다. 초기 1차 러너 직경 (‘φa’)은 ‘H’형 러너에 비하여 약 10% 크게 하여 적용했고,
‘CPU 1515SP PC’는 ET200SP 컨트롤러 모듈의 기능에 PC 기반 플랫폼을 결합한 견고하고 콤팩트한 하이브리드 타입의 PLC & HMI 컨트롤 시스템이다. 이 컨트롤러는 플랜트 제어를 위한 분산형 구성뿐 아니라 특수 장비나 시리즈로 생산되는 기계에 사용할 수 있다. ET 200SP 오픈 컨트롤러의 특징은 다음과 같다. 첫째, 사전 SIMATIC S7-1500 소프트웨어 컨트롤러와 WinCC Runtime Advanced V13 SP1 옵션이 사전 설치 제공되어 즉시 가동할 수 있는 일체형 솔루션이다. WinCC Runtime Advanced 사전 설치 옵션을 추가한 CPU 1515SP PC+HMI 사양의 경우 HMI 기능이 추가로 지원되어 하나의 유닛에서 제어 작업과 HMI 시각화 작업을 병행할 수 있다. 둘째, 개방형 개발 키트(ODK-1500)를 이용하여 C/C+ 프로그래밍 언어로 구현된 애플리케이션과 제어 기능의 통합이다. CPU 1515SP PC는 C/C+ 프로그래밍 언어를 이용해서 특수한 자동화 기능을 구현해야 할 때, 가령 소프트웨어 컨트롤러에 윈도 소프트웨어를 연결해야 하거나 대량의 데이터를 저장해야 하는
아날로그 형태로 데이터를 전송하는 신호 컨디셔너에 구현된 센서 신호 컨디셔닝 알고리즘을 보정하는 방법을 알아본다. 센서 보정 시에는 감지소자가 비이상적일 뿐만 아니라 오프셋과 이득 오류와 같은 신호 컨디셔너의 비 이상성도 함께 보정한다는 점에 유의하자. 아울러 보정 계획에는 디지털 회로의 프론트/백 아날로그 회로의 아날로그 시그널 체인 오류도 고려해야 한다. 센서 신호 컨디셔닝을 위한 혼합 신호 집적회로(IC)는 압력, 온도 및 위치 모니터링과 같은 센서 애플리케이션에서 널리 사용되고 있다. 이러한 신호 컨디셔너의 감지소자에서 나온 출력 신호를 조정하는 작업은 아날로그와 디지털 회로가 조합된 혼합 신호 회로에서 이루어진다. 또한 감지소자 신호를 실제로 조정하는 과정은 디지털 도메인에서 구현된다. 조정한 신호는 센서 컨디셔너에서 출력되는데, 여기서 센서 출력은 아날로그나 디지털 형태로 제어장치나 모니터링 시스템으로 전송된다. 전송에 아날로그 방식을 사용한다면 처리한 디지털 신호를 다시 아날로그 형태로 변환해야 한다. 이 글에서는 아날로그 형태로 데이터를 전송하는 신호 컨디셔너에 구현된 센서 신호 컨디셔닝 알고리즘을 보정하는 방법에 대해 알아본다. 센서 보정 시
[사출금형 성형 기술 실무 (7)] 엣지 게이트-형상과 성형 조건의 최적화 [사출금형 성형 기술 실무 (7)] 엣지 게이트-유동 해석 과정과 성형 기술 이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. 엣지 게이트 제품의 형상과 용도에 따라 다양한 게이트 형상과 적용 방법을 확인했다. 이번에는 디스플레이용으로 많이 사용되고 있는 도광판과 같은 초슬림 투명 성형품을 예로 들어 엣지 게이트의 형상과 성형 조건에 따라 어떤 변화가 일어나는지 전산 모사를 통해 그 정보를 공유하고 최적화 과정을 통해 성형기술의 지식을 함께 나누고자 한다. 이번 최적화 과정에는 몰드플로 유동해석 프로그램과 미니탭 실험계획법의 2k factorial method와 RSM, Taguchi method를 사용했다. 엣지 게이트의 형상은 대표적으로 2가지 형상을 가지고 있다. 하나는 게이트 단
[시스템 인터페이스 분석, 설계 및 통제 (1)] 인터페이스 상호작용 식별과 분석 [시스템 인터페이스 분석, 설계 및 통제 (1)] 인터페이스를 적용한 시스템 능력 구성 인터페이스를 관리하는 활동은 인터페이스를 식별하고 관리하는 실무그룹의 구성과 인터페이스 통제문서 개발로 분류된다. 요약하면 인터페이스 관리는 시스템 운용에 필요한 외부 및 내부 인터페이스를 식별하고 개발, 유지하는 활동이다. 시스템의 외부변경 분야에 대한 영향을 완전히 식별한 상태에서 형상을 결정토록 함으로써 앞서 제시한 형상관리 활동을 지원토록 한다. 시스템 인터페이스를 식별, 설계 및 통제하는 일은 시스템 아키텍처 개발에서 주요한 활동 중의 하나이다. 시스템과 품목의 운용환경 콘텍스트 내에서 외부 시스템과 협조적 또는 방어적인 상호작용과 상호운용을 위한 시스템과 품목의 능력은 가끔 임무에 대한 성공 및 생존성을 결정하는 주요 요소가 된다. 이 글에서의 논의는 시스템 엔지니어가 추상적인 인터페이스 요구사항을 규격 요구사항으로 전환시키는 방법을 제시함에 있다. 이와 같은 요구사항에 근거하여 분석적이고 과학적이며 엔지니어링 및 경영적인 원칙이 시스템 엔지니어에게 인터페이스를 설계할 수 있도록
Si114x 센서 제품군으로 웨어러블 기기 기술적 과제 해결한다 웨어러블 제품에 광 심박수 모니터링 솔루션을 설계할 때, 운동 중 정확성 추적, 다양한 사용자에게 유효한 성능 검증, 웨어러블 장치 크기 및 두께 감소 및 배터리 수명 연장 등의 기술적 과제와 부딪힐 수 있다. 이 글에서는 웨어러블 기기의 기술적 과제를 해결하는 손목형 웨어러블 심박수 모니터링 설계 방법을 알아본다. 손목형 웨어러블 밴드와 스마트 워치는 가속도 기반의 ‘스마트 만보기’ 수준에서 심박 측정 등 생체 감지 기술을 포함하는 기기로 진화하고 있다. 이 같은 변화는 급속하게 성장하고 있는 웨어러블 시장에서 차별화를 추구하는 제조업체들과 더욱 효율적인 운동으로 효과와 건강을 최대화하려고 하는 지식층 소비자들이 주도하고 있다. 실시간으로 심장 박동 수를 관찰할 수 있다면, 소비자들이 심장 박동 수 구간 피드백을 기준으로 운동을 조절하는 데 도움을 줄 수 있다. 하지만 이 같은 차세대 웨어러블 기기 설계자들은 제품에 지속적인 심박수 모니터링 기능을 구현하는 데 있어 몇 가지 문제에 직면하게 된다. 그 문제는 다음과 같다. • 정확한 심박수 측정 • 운동
오늘날 전원장치 디자이너들은 스위칭 속도는 더 높이면서 손실은 줄이고, 보드 면적을 최대한 절약하면서, 총 유지비용(TCO)은 최소화하려는 과제에 직면하고 있다. 여기서는 GaN과 같은 수준의 스위칭 손실을 달성하는 슈퍼 정션 MOSFET을 사용함으로써, 하드 스위칭 애플리케이션과 소프트 스위칭 애플리케이션이 직면하고 있는 설계 및 비용상 과제를 해결하는 방법에 대해 설명한다. 오늘날 전원장치 디자이너들은 스위칭 속도는 더 높이면서 손실은 더 줄이고, 보드 면적을 최대한 절약하면서, 총 유지비용(TCO)은 최소화하려는 과제에 직면하고 있다. 최신 초접합(SJ, superjunction) MOSFET기술은 GaN과 같은 수준의 스위칭 손실을 달성하는 동시에 온-상태 저항을 낮추어 첨단 하드 스위칭 및 소프트 스위칭 애플리케이션이 직면하고 있는 이러한 문제들을 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 전력 변환 시의 요구사항 오늘날 하이엔드 전력 변환 애플리케이션은 운영비용을 최소화하여 총 소유비용을 최소화하는 등 효율 극대화가 중요한 애플리케이션과 높은 수준의 효율을 달성하면서 제한적인 BOM(bill of materials), 비용, 폼팩터 요구를 충족해야 하는 애
[전환점 맞은 선진국 제조업…'제조 르네상스' 도래(1)] 선진국 제조업의 새로운 조류 [전환점 맞은 선진국 제조업…'제조 르네상스' 도래(2)] 신조류의 거시적 고찰 신조류의 거시적 고찰 1. 신산업혁명 이런 신조류에 대해 전 세계에서는 ‘4차 산업혁명(Industry 4.0), 신산업혁명, 패러다임 변화’ 등 혁명적인 변화로서 파악하려는 경향이 보인다. 또한, ‘제조 르네상스론, 제조업 부활론, 제조업 재중시론’ 등은 제조업 중시론의 예이다. 대체로 제조업의 패러다임은 바뀌고 있다고 한다. 독일이 주창하는 인더스트리 4.0에서는 4차 산업혁명을 단계별로 설명하고 있다. 1차가 증기력에 의한 기계화, 2차가 전기화에 의한 대량 생산, 3차가 일렉트로닉스와 컴퓨터의 등장·활용 시대, 4차가 지금부터 미래에 걸쳐서 일어날 IoT를 이용한 네트워크화 시대이다. 3차에 대해서는 견해가 엇갈리고 있다. EU와 미국에서는 현재의 변화를 3차로 보는 사례가 보이지만, 독일에서는 3차를 컴퓨터에 의한 정보혁명, 4차를 IoT 등의 네트워크화, 디지털화의 혁명으로 규정하고 있으며 각각 다른 산
극한작업용 생체모방형 로봇기술 미국의 미래학자 앨빈 토플러는 그의 저서 ‘제 3의 물결’에서 농경 기술, 산업혁명에 의한 기술 혁신에 이어 이제는 고도로 발달한 과학 기술에 의해 제3의 물결이라는 대변혁을 맞이할 것이라고 예측했다. 이 글에서는 이러한 환경에 대한 공학적 해결책 중 하나가 될 수 있는 생체모방형 로봇기술에 대해 알아본다. 서론 그림 1. 송전설비용 뱀 로봇(EPRI) 그림 2. 한전 전력연구원 애자점검로봇 최근 빠르게 진행되는 변화에 맞춰 민첩하게 대처하고 적응한 사회·기업 및 개인만이 살아남는 생존의 시대로 접어들고 있다. 이러한 환경의 커다란 변화와 대응은 인간뿐만 아니라 다른 생물들도 오랜 시간 경험해 온 것이다. 지속적으로 변화하는 지구의 생태 환경 속에서 거듭되는 진화를 통해 주어진 환경 속에 최적화된 종들이 살아남았으며, 앞으로도 그 여정을 계속해 나갈 것이다. 생체모방공학은 지구상의 생물들은 주어진 자연 환경에 살아남기 위해 최적화돼 있다는 전제로부터 출발하며, 이러한 동식물들을 관찰하고 그 구조나 기능을 모방함으로써 인간에게 주어진 문제에 대한 공학적 해결책을 찾으려고 하는 학문이라고 할 수 있
[전환점 맞은 선진국 제조업…'제조 르네상스' 도래(1)] 선진국 제조업의 새로운 조류 [전환점 맞은 선진국 제조업…'제조 르네상스' 도래(2)] 신조류의 거시적 고찰 선진국을 중심으로 제조업 분야에서 새로운 조류가 생겨나고 있다. 미국은 ‘선진제조전략’에 의해, 영국은 ‘고가치제조전략’으로 각각 제조업 위주 정책에 주력하는 입장을 명확히 하고 있다. 독일 기업으로는 SAP를 비롯한 지멘스, 보쉬 등이 주도하여 인더스트리 4.0을 추진해 새로운 사업 형태를 지향하고 있다. 이런 일련의 움직임은 제조업 자체가 큰 전환점을 맞고 있음을 보여준다. 바로 ‘제조 르네상스 시대’가 도래한 것이다. 사진 1. 지멘스 암베르크 공장 내부 전경 독일의 ‘인더스트리 4.0’과 미국의 ‘선진제조 전략(Advanced Manu-facturing)’, 영국의 ‘고가치제조전략(High Value Manufacturing)’ 등과 같이 독일, 영국 등 선진국에서 제조업 중시 전략이 발표되는 등 제조업 위주의 기운이 높아지고 있다.