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 토폴로지와 성능 고려사항에 대해서 알아본다. 폭발성 대기가 있는 지역의 네트워크 토폴로지 1. NEC 500에 따른 폭발성 대기가 있는 스퍼 토폴로지의 예 그림 1은 Class I, Div 2에 필드 스위치가 설치된 스퍼 토폴로지의 예를 보여준다. 필드 스위치는 산업용 이더넷 제어 네트워크에 직접 연결된다. APL 트렁크는 사용되지 않는다. 필드 스위치는 Class I, Div. 2에 있다. 본질안전(I.S.) 스퍼는 APL 필드 스위치를 Class I, Div. 1에 있는 필드장치와 연결한다. 토폴로지에는 다음과 같은 기능이 있다. · APL 필드 스위치는 별도로 전원이 공급되고 A
한국과학기술원(KAIST)는 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 급속 충전이 가능한 고에너지·고출력 하이브리드 소듐 이온 전지를 개발했다고 11일 밝혔다. 소듐(Na)은 리튬(Li) 대비 지구상에 500배 이상으로 존재하기 때문에 이를 활용한 소듐 이온 배터리는 최근 큰 주목을 받고 있다. 그러나 리튬 이온 배터리에 비해 낮은 출력, 제한된 저장 특성, 긴 충전 시간 등의 근본적인 한계점이 있어 이를 극복하는 차세대 에너지 저장 소재 개발이 필요하다. 최근 활발하게 연구가 진행되고 있는 하이브리드 에너지 저장 시스템은 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합해 높은 저장 용량과 빠른 충·방전 속도를 모두 지닐 수 있는 장점을 가지고 있다. 이는 기존 소듐 이온 배터리의 한계를 극복해 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 차세대 에너지 저장 장치로 주목받고 있다. 고에너지 및 고출력 밀도의 하이브리드 전지를 구현하기 위해서 배터리용 음극의 상대적으로 느린 에너지 저장 속도를 향상시키면서 음극에 비해 상대적으로 낮은 용량을 갖는 축전기용 양극재의 에너지 저장 용량을 끌어 올려야 한다. 이에 연구팀은 두 가지 서로 다른 금속-유기 골격체를 활용해 하이브리드 전지에 최적화된
첨단 제조업의 역동적인 환경에서는 품질 관리가 항상 가장 중요하다. 제품의 무결성은 고객 만족도, 브랜드 평판, 궁극적으로 수익에 직접적인 영향을 미친다. 전통적으로 품질 관리 조치는 사람의 검사에 의존해 왔는데, 이는 효과적이기는 하지만 인적 오류가 발생하기 쉽고 시간이 많이 소요될 수 있다. 하지만 인공지능(AI)과 머신러닝(ML)의 발전으로 제조업체들은 이제 품질 관리 프로세스를 개선하기 위해 혁신적인 솔루션을 도입하고 있다. AI는 제조업의 품질 관리에 혁신을 일으키며 효율성, 정확성 및 전반적인 제품 품질을 개선하고 있다. 품질 관리에서 AI의 역할 AI 기반 품질 관리 시스템은 정교한 알고리즘을 활용하여 방대한 양의 데이터를 빠르고 정확하게 분석한다. 이러한 시스템은 결함, 이상 징후, 지정된 표준과의 편차를 정밀하게 감지할 수 있으며, 종종 사람의 능력을 능가한다. 제조업체는 AI를 활용하여 검사 프로세스를 간소화하고 생산 비용을 절감하며 결함이 있는 제품이 시장에 출시될 위험을 최소화할 수 있다. 자동화된 품질 검사: 육안 검사는 자동차, 전자, 제약 등 다양한 제조 산업에서 품질 관리에 중요한 역할을 해왔다. AI 기반 비전 시스템은 제품의
지난해 메모리 반도체 시장의 약세로 반도체 장비 제조업체 상위 5곳의 매출이 소폭 감소한 것으로 나타났다. 9일 시장조사업체 카운터포인트리서치에 따르면 '톱 5' 반도체 장비업체들의 지난해 총 매출은 전년 대비 1% 감소한 935억달러에 그쳤다. 지난해 상반기에는 재고 조정과 메모리 하락세로 장비 제조업체의 매출이 큰 폭으로 감소했으나, 하반기 D램 재고 정상화와 수요 증가로 연간 전체 매출이 소폭 감소하는 데 그쳤다고 카운터포인트리서치는 분석했다. 5곳 중 ASML과 어플라이드 머티리얼즈는 전년 대비 35%, 2% 성장한 반면, 램 리서치(-25%)와 도쿄 일렉트론(-22%), KLA(-8%)의 매출은 전년 대비 감소했다. 특히 ASML은 심자외선(DUV)과 극자외선(EUV) 장비 매출 호조에 힘입어 글로벌 1위를 기록했다. 지난해 파운드리 부문 매출은 게이트올어라운드(GAA·Gate All Around) 트랜지스터 아키텍처의 증가와 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 클라우드, 자동차, 5G 등 여러 부문에 걸친 '성숙 공정'(Mature Node) 기기에 대한 투자 강화로 전년 대비 16% 증가했다. 메모리 부문의 매출은 전반적인 메모리 웨이퍼 팹
"가변형 운전기술 적용, 설계기술 국산화…축류펌프 동력 20% 절감" 한국생산기술연구원은 산업에너지연구부문 김진혁 수석연구원 연구팀이 가변형 운전 기술이 적용된 '중대형 축류펌프 핵심 원천 설계기술'을 개발했다고 9일 밝혔다. 펌프는 유체의 양에 따라 부하(load)가 변동되는데, 최적 효율점을 벗어나면 대형펌프의 경우 에너지 효율이 20∼30%까지 떨어진다. 연구팀은 축류펌프에 가변형 입구 가이드 베인(IGV) 운전 기술을 적용, 유체 양에 따라 운전 패턴이 달라져도 높은 에너지 효율을 유지할 수 있는 설계기술을 개발했다. 머신러닝 기반의 형상 최적화 설계기술을 만들어 가변형 입구 가이드 베인을 설계, 축류펌프 구동 동력을 최대 20% 절감했다고 설명했다. 축류펌프는 임펠러(Impeller)를 회전시켜 유체를 축 방향으로 보내는 펌프로, 유체의 흡입 방향과 토출 방향이 같기 때문에 토출 축이 막히면 심각한 와류(유체가 본류와 반대되는 방향으로 소용돌이치는 현상)가 형성돼 임펠러를 돌리는 동력이 올라가게 된다. 이때 임펠러 앞단에서 와류 형성을 억제하고, 운전 점에서의 성능을 조절하는 역할을 하는 것이 가변 입구 가이드 베인이다. 김진혁 수석연구원은 "최적
‘로봇시대’가 도래함에 따라 로봇은 산업 현장에서 일상 영역으로 주요 무대를 확장하고 있다. 이에 세계 주요국은 로봇 기술의 잠재력을 인지해 정책적 지원 및 투자를 확대하는 중이다. 첨단산업으로 분류된 로봇 영역에는 날마다 새로운 기술이 탄생하며 순항 중인 것으로 분석된다. 이에 반해 산업용 로봇부터 협동로봇까지 실제 산업 현장에서 활용되는 로봇은 현실적인 이슈를 내포하고 있다. 이는 높은 초기 구축 비용, 로봇과 기존 설비 간 연결 최적화 문제, 까다로운 유지보수, 어려운 활용법, 공정 환경과 로봇 기능의 괴리 등이 해당된다. 쿠카(KUKA)는 독일 및 중국에 본거지를 둔 토털 로봇 제조업체다. 지난 2017년 중국 기업에 인수된 이후에도 독일에 연구개발(R&D)·제조 등 인프라를 그대로 유지해 유럽과 아시아 모두에 영향력을 확산하고 있다. 쿠카로보틱스코리아는 쿠카의 국내 투자 법인으로, 아시아 비즈니스를 관장한다. 장길돈 쿠카로보틱스코리아 대표이사는 “현재 산업에는 다양한 로봇 모델이 구축돼있지만 실제 활용 측면에서 많은 어려움을 겪고 있다”며 “쉽고 효율적으로 활용 가능한 ‘보편적 로봇’이 로봇 영역의 미래상”이라고 강조했다. 쿠카로보틱스코리아는
개요 뉴스를 통해 전해지는 수많은 사건, 사고들로 인해 누구나 안전에 대한 문제를 인식하고 있을 것이다. 우리는 더 오래, 더 건강하게 살기를 바라지만, 경제적 불확실성이나 정치적 불안정성, 기후 변화로 인한 실존적 위협은 물론, 개인의 신체적 피해에 대한 두려움에 이르기까지 많은 위험 요소가 우리 일상에 내재해 있다. 안전은 삶을 영위하기 위한 가장 기본 조건이다. 생존은 물론, 삶을 발전시키기 위한 필수 조건이다. 가정과 직장, 여가활동에서 우리를 안전하게 지켜주는 것은 골목길의 CCTV나 차량의 에어백 또는 백신뿐 아니다. 개인용 무선 기기에서 스마트 시티 전반의 인프라에 이르기까지 유비쿼터스 연결을 제공하는 ‘IoE(Internet of Everything)’는 이전과는 전혀 다른 방식으로 우리를 보호할 수 있는 기술적 안전망을 구축하고 있다. 가정에서의 안전 가정의 안전을 위해서는 우선적으로 보안 시스템을 구축하고, 침입자를 차단하는 것이 중요하다. 최근 수십 년 동안에는 물리적인 전화 및 유선 연결을 통한 경보 시스템이 보편적인 솔루션이 됐다. 그러나 이러한 시스템은 설치 및 업그레이드가 까다롭고, 비용 또한 상당히 소요되는 데다, 능숙한 범죄자에
구글 클라우드·CSA, ‘AI와 보안의 현황 조사’ 보고서 발간 구글 클라우드와 CSA(Cloud Security Alliance)의 ‘AI와 보안의 현황 조사’ 보고서에 따르면, 조사 대상 조직의 55%가 향후 1년 이내에 생성형 AI 솔루션을 도입할 계획이라고 대답해 생성형 AI 통합이 크게 증가할 것으로 전망된다. 조사 결과를 살펴보면 조직이 빠르게 AI 도입을 추진하는 배경에는 현대 비즈니스 환경에서 AI가 제공하는 경쟁 우위를 인식하고 있는 최고 경영진이 크게 기여하고 있었다. 실제로 응답자의 82%가 경영진의 리더십이 AI 도입의 추진 이유라고 답했다. 또한 응답자의 67%가 보안 목적으로 AI를 테스트해 본 적이 있다고 답하는 등 사이버 보안에 AI를 통합하는 것이 단순히 구상에서 그치는 게 아니라 많은 조직에서 현실화되고 있는 것으로 나타났다. AI 활용 능력과 관련한 질문에는 조사에 응한 전문가의 약 절반이(48%) 자신의 조직이 AI 활용 보안 전략을 실행할 수 있는 능력을 가지고 있다고 자신감을 드러냈으며, 그중 28%는 ‘(능력을 보유하고 있다고) 어느 정도 확신한다’, 20%는 ‘매우 확신한다’고 대답했다. 해당 분야의 생성형 AI 도
왜곡 없는 비금속 센서로 측정…국내 기업에 기술 이전 한국표준과학연구원(KRISS)은 전자파측정그룹 연구팀이 6세대(6G) 통신 안테나 성능 측정 장비를 국산화하는 데 성공했다고 8일 밝혔다. 연구팀은 광학적 방식을 적용한 비금속 센서 기반 6G 안테나 측정 장비를 개발했다. 안테나 성능은 센서와 일정 거리를 두고 안테나에서 발생하는 전자파를 측정해 평가한다. 기존에는 금속 센서를 이용, 금속 고유의 전자파 반사 특성인 '커플링' 현상이 발생해 측정값에 왜곡이 발생했다. 연구팀은 이 문제를 좁쌀 크기의 비금속 기반 센서로 대체해 해결했다. 안테나 측정 시 센서와의 거리도 기존 수ｍ에서 수mm로 줄여 측정 시간도 10분의 1 이상 단축했다. 기존 측정은 전자파 무향실과 같은 매우 크고 고정된 전용 측정시설에서만 가능했지만, 이번에 개발한 측정 장비는 크기와 중량이 컴퓨터 본체와 유사할 정도로 경량화돼 이동이 쉽고 일반 실험실에서도 측정이 가능하다는 강점이 있다고 연구팀은 설명했다. 표준과학연은 광섬유 통신 및 중계기 분야 기업인 이스트포토닉스에 3억원 규모의 기술료를 받는 조건으로 이전했다. 헬로티 김진희 기자 |
한국과학기술원(KAIST)은 생명과학과 정현정 교수 연구팀이 크리스퍼(유전자 가위) 기반 표적 치료제로 항체를 이용한 크리스퍼 단백질을 생체 내 표적 조직에 특이적으로 전달하는 항암 신약을 개발했다고 8일 밝혔다. 기존 화학적 항암치료제와 달리 크리스퍼 기술을 활용한 유전자 교정 치료제는 질병 표적 유전자를 영구적으로 교정할 수 있어 암 및 유전 질환 치료제로 주목받고 있지만, 생체 내에서 암 조직으로의 낮은 전달 효율과 효능이 문제로 지적됐다. 연구팀은 크리스퍼 단백질에 특정 아미노산을 변경한 다양한 생체분자를 보다 많이 결합하고 생체 내 본질적인 생화학 과정을 방해하지 않는 단백질을 개발했다. 연구팀은 개량한 크리스퍼 단백질을 난소암을 표적할 수 있는 항체와 결합해 표적 치료를 위한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체(⍺Her-CrNC, anti-Her2 conjugated CRISPR nanocomplex)를 개발했다고 설명했다. 연구팀은 개발한 항체 결합 크리스퍼 나노복합체가 종양 항원을 표적해 난소암세포 및 동물모델에서 암세포 특이적으로 세포 내 전달이 가능하고 세포주기를 관장하는 'PLK1' 유전자 교정을 통해 높은 항암효과를 나타내는 것을 확인했다.
강도도 높여 세제에 빨아도 동작 그대로…"대량생산도 유리" 기존 제품보다 에너지 저장 능력을 33배 높이고, 강도도 높인 웨어러블 기기용 탄소나노튜브 섬유가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 전북분원 기능성복합소재연구센터 정현수 책임연구원과 김남동 책임연구원, 탄소융합소재연구센터 김승민 책임연구원 공동연구팀이 에너지 저장량과 강도를 높이면서도 생산비용은 낮춘 탄소나노튜브 섬유 전극 소재를 개발했다고 7일 밝혔다. 탄소나노튜브 섬유는 유연하고 가벼우면서도 기계적·전기적 특성이 뛰어나지만, 질량당 면적이 작고 전기화학 활성이 부족해 기존 연구에서는 전자 통로 역할을 하는 집전체로만 쓰고 활성물질을 표면에 코팅하는 방식을 썼다. 하지만 이런 접근은 공정이 추가로 필요해 비용이 늘고, 장기간 쓰거나 물리적 충격을 받으면 활성물질이 섬유로부터 분리되는 문제가 있었다. 연구팀은 파우더 형태 탄소나노튜브를 섬유화해 전기화학 활성과 물리적 특성을 높인 새로운 탄소나노튜브를 개발했다. 이렇게 만든 섬유는 일반 탄소나노튜브 섬유보다 에너지 저장능력은 33배 높고, 기계적 강도는 3.3배, 전기 전도도는 1.3배 늘었다. 또 순수 탄소나노튜브만 쓰기 때문에 섬유 고분자를
2023년에는 제조 결함과 관련된 여러 건의 유명한 리콜이 있었다. 품질 검사 분야의 기술 발전에도 불구하고 안전을 중요시하는 많은 산업에서 결함 및 리콜 건수가 증가했다. 자동차 산업 역사상 최대 규모의 리콜이 발생한 지 10년이 넘었다. 2013년에 여러 자동차 제조업체가 타카타 에어백 결함으로 인해 대규모 리콜을 시작했다. 2017년, 일본의 한 부품 제조업체는 보상해야 할 금액이 생존에 필요한 금액보다 많아지자 파산 신청을 할 수밖에 없었다. 리콜 비용과 품질 관리자를 비롯한 생산 전문가들의 피나는 노력에도 불구하고 제조 결함은 10년이 지난 지금도 여전히 큰 피해를 주고 있다. 예를 들어, 2023년 5월 미국 도로교통안전국이 발표한 에어백 리콜 대상에 3천만 대 이상의 자동차가 포함되었다. 결함으로 인한 비용과 이를 감지하기 위한 제조업체의 노력을 고려할 때, 어떻게 이렇게 많은 결함이 발견되지 않을 수 있을까? 수동 검사의 한계 결함은 다양한 요인으로 인해 제조 공정의 모든 단계에서 발생할 수 있다. 일반적으로 결함이 원천에서 발견되는 경우는 드물고, 결함이 있는 부품은 생산 라인의 마지막 단계에서 발견되는 경우가 많으며, 이 경우 발견하기가 매
에너지 효율 최적화, 탄소 감축 등 기업 차원에서의 지속가능성 달성 기술 강조 “각 기업에 최적화된 에너지 전환 방향성 제시...에코 엔터프라이즈 제공하겠다” 지속가능성이 전 세계 산업 내 키워드다. 환경 친화적 활동을 비롯해 소비 수요를 이끌어내는 정책, 사회 전방위적에 기여하는 전략 등 새로운 방향성이 필요한 시대다. 산업은 이를 충족하기 위한 기술과 로드맵을 지속 내놓고 있다. 이러한 활동은 영국 비영리기구 ‘더 클라이밋 그룹’에서 발족한 친환경 캠페인 ‘RE100(Renewable Electricity 100%)’, 탄소배출을 분류하는 방법론 ‘스코프(Scope) 1·2·3’, 유럽연합(EU)의 ‘탄소국경조정제(CBAM)’, 미국 ‘인플레이션 감축법(IRA)’ 등으로 더욱 가속화되는 추세다. 이를 만족하기 위한 차세대 성장동력이 필요한 상황이다. 결국 산업 전방위적으로 지속 가능한 성장을 위해서는 ‘ESG(Environmental, Social, Governance)’ 실현이 핵심 포인트다. 업계는 이에 대한 솔루션 중 하나로 EMS(Energy Management System)을 제시한다. 이 시스템의 골자는 에너지 효율 최적화를 통해 탄소중립과 지
첨단 기술 통합을 추구하는 스마트 제조 시대가 도래했다. 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 자동화 등 혁신적인 기술들이 결합하여 산업 효율성 개선에 획기적인 진전을 가져오고 있다. 이 중 가장 주목받는 변화 중 하나는 바로 '엣지 컴퓨팅'의 공정 제어 도입이다. 엣지 컴퓨팅은 데이터 발생 지점에 가까운 곳에서 데이터 처리 및 분석을 수행함으로써 기존과는 다른 패러다임 전환을 가능하게 한다. 스마트 제조 시대에 엣지 컴퓨팅이 공정 제어를 어떻게 혁신시키고 있나? 공정 제어에서 엣지 컴퓨팅의 역할 제조 운영의 핵심이라 할 수 있는 공정 제어는 생산 과정이 효율적이고 일관되게 이루어지도록 하는 방법과 기술을 담고 있다. 기존의 제조 설비에서는 공정 제어 시스템이 중앙집중식으로 운영되어 생산 현장에서 데이터를 중앙 제어실로 전송하는 계층 구조를 주로 사용했다. 하지만, 스마트 제조의 등장은 보다 유연하고 빠르게 대응하는 공정 제어 방식을 요구했다. 실시간 의사 결정, 적응적 조정, 사전 예방적 문제 해결의 필요성이 증가함에 따라 에지 컴퓨팅 기술이 공정 제어 시스템의 기반 구조에 통합되었다. 실시간 모니터링과 의사 결정 스마트 제조에서 에지 컴퓨팅이 공정 제어
국내 연구진이 디램(DRAM) 및 낸드(NAND) 플래시 메모리를 대체할 초저전력 차세대 상변화 메모리 소자를 개발했다. 한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 최신현 교수 연구팀이 공정비용이 낮고 초저전력 동작이 가능해 기존 메모리를 대체하거나 차세대 인공지능 하드웨어를 위한 뉴로모픽 컴퓨팅 구현에 사용될 소자 개발에 성공했다고 4일 밝혔다. 기존 상변화 메모리는 값비싼 초미세 반도체 노광공정을 통해 제작하며 소모 전력이 높은 문제점이 있었다. 이에 연구팀은 상변화 물질을 전기적으로 극소 형성하는 방식을 통해 제작한 초저전력 상변화 메모리 소자로 값비싼 노광공정 없이도 매우 작은 나노미터(㎚, 1㎚=100억분의 1m) 스케일의 상변화 필라멘트를 자체적으로 형성했다. 이는 공정비용이 매우 낮을 뿐 아니라 초저전력 동작이 가능하다는 장점이 있다. 현재 널리 사용되고 있는 메모리인 디램은 속도가 매우 빠르지만 전원이 꺼지면 정보가 사라지는 휘발성 특징을 갖고 있다. 저장장치로 사용되는 낸드 플래시 메모리는 읽기·쓰기 속도는 상대적으로 느린 대신 전원이 꺼져도 정보를 보존하는 비휘발성 특징이 있다. 반면 상변화 메모리는 디램과 낸드 플래시 메모리의 장점을 모
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