우리의 체질을 개선하고 건강과 활력을 높이기 위해 우유와 유제품이 필수식품이라는 것을 인식시키고 생활화하는 것은 매우 중요한 일이다. 이러한 우유영양학에 첨단과학인 생명공학을 접목시켜 생리활성물질들을 분리하는 정제기술이 개발된다면 젖소는 우수한 의약품을 생산하는 '공장'으로도 각광받을 수 있을 것이다. 유아용 조제분유가 영영과 기능적으로 완전 모유화 되었듯이 앞으로 어떤 특수한 목적에 부합되도록 디자인된 우유와 유제품이 대량생산될 가능성도 매우 크다
2008년 세계 금융위기 이후 미국, 독일, 일본 등 제조 강국을 중심으로 제조업의 중요성이 다시 부각되고 있다. 제조업의 선진화의 핵심은 ICT 융합이며, 크게 두 가지 방향에서 추진된다. 첫째는 기존 제조과정에 ICT 기술을 적용하여 자동화되고 지능화된 미래 스마트공장을 구축하는 것이다. 이는 기존 제조업이 노동, 자본 등의 요소 투입 의존적 성장이 아닌 ICT 기술융합을 통한 지속 가능한 성장을 유도하고자 하는 것이다. 둘째는 ICT 기술을 이용하여 기존의 생산체계를 맞춤형 제조 또는 개인화 제조로 변화시켜 신(新)제조서비스를 창출하는 것이다. 이는 ICT 융합을 통해 제조업에 개방형 혁신을 이루고, 제조의 서비스화를 통해 고부가가치화를 추진하고자 하는 것이다. 본고에서는 이러한 두 가지 배경하에서 ICT 기반의 미래 스마트공장의 개념과 관련기술에 대하여 논의하고자 한다.
식품$\cdot$약품$\cdot$화학제품의 방습 및 안전포장재로 사용되고 있는 폴리프로필렌(PP) 수축필름의 제조기술이 삼성화성공업(대표 진원호)에 의해 개발돼 양산화단계에 들어갔다. 삼성화성공업은 종래 대일수입에 의존해오던 PP 수축필름 및 플랜트의 국산화에 성공, 성남공장에서 년산 4백t 규모의 국산플랜트 준공식을 거행했는데 이 회사는 이 플랜트의 자체개발에 따라 년산 1천 2백t의 PP수축필름생산능력을 보유, 년간 6백t의 국내 수요충족은 물론 해외시장에도 본격진출할 계획이다.
FMS(Flesible Manufacturing System), FMX(Flexible Manufacturing Cell)와 같은 유연 생산시스템 뿐만 아니고 공장자동화(FA)의 최하위 단위인 절삭가공 공작기계에 대한 무인화의 실현은 머지않은 장래에 완성될 IMS(Intelligent Manufacturing System)시스템이 구축에 있어서 최대의 걸림돌이 되고 있다. 전통적인 생산시스템에서는 경험을 가진 작업자에 의해 절삭공정이 감시되어지며, 만약 이상이 발생했을 때에는 그 상태에 따른 적절한 조치를 즉시 취할 수 있었다. 그러나 급속도로 연구가 진행되는 무인생산 시스템에서는 이러한 작업자의 역할이 컴퓨터에 의한 자동적인 감시 및 제어 시스템으로 대체되어야 한다. 이러한감시활동 중에서도 공구마모 및 파단의 검출은 효율적인 공구교환정책, 가공물의 품위유지 및 공구와 공작기계의 보호를 위해서 가장 중요한 부분으로 취급되고 있다.
현대자동차 울산공장은 지난해 보일러급수 승온을 위한 폐열회수시스템을 ESCO사업으로 설치한 데 이어 지난 4월부터 5개 도장공장에 유형별 폐열회수 ESCO사업을 진행하고 있다. 총투자비가 약 11억 9천만원에 이르는 이번 사업은 연간 5,941,379kg의 스팀과 1,665,402N$m^3$의 절LNG절감효과를 거둘 것으로 보이며 연간 에너지절감액은 6억 2천만원에 달한다. 21개월이면 투자비회수가 가능한 이 공사는 6월 중순경 완료될 예정이다.
독일의 Industry4.0에서 출발한 ICT 융합 스마트공장은 4차 산업혁명의 견인차가 되어왔고 주요 국가의 제조업 혁신의 중심에 서 있다. 또한 국가 별 산업 특성에 맞는 방식으로 발전해 나가고 있다. 한국의 경우 경쟁국 대비 뒤늦은 출발로 인해 정부는 빠른 시간 내에 중소 중견업체 중심으로 스마트공장 확산을 위해 정책 수립 및 각종 지원을 하고 있다. 스마트공장의 국제 경쟁력 확보를 위해서는 중소 중견업체에 대한 획일적인 지원보다는 유사 제조업종별 카테고리화 및 디지털 기반의 생산정보 공유가 필요하다. 또한 대기업도 개별적인 스마트공장 확충보다는 중소 중견기업과 함께 동종 산업 간 클라우드 기반의 생산 예측 시스템 구축 및 공유를 통한 스마트공장 협력기반 마련에 동참하여야 제조 산업의 동반 발전을 이룰 수 있다.
김치공장에서 배출되는 배추 절임폐수를 이용한 효모 균체 생산을 위하여 절임폐수에서 생육이 우수한 Pichia guilliermondii A9를 분리하여 생육특성을 조사하였다. 이 균주는 pH 3부터 pH 8 범위에서 생육이 양호하고 NaCl의 농도가 10%까지는 생육저해를 받지 않는 내염성을 나타내었으며 24시간 배양 후 절임폐수의 BOD가 약 90% 제거되었다. 그러나, 절임폐수에서는 생산된 균체량이 낮은 편이었으므로 P. guilliermondii A9의 생육 증가를 위하여 절임폐수에 암모니움염, 인산염 및 철, 망간 등을 첨가하였으나 효과를 얻지 못하였다. 한편, 김치공장에서 다량 발생되어 문제가 되고 있는 배추 쓰레기의 착즙액을 첨가한 결과 첨가량에 비례하여 균체량이 크게 증가하여 배추 쓰레기와 절임폐수를 동시에 효모 균체 생산의 기질로 이용할 수 있는 가능성을 보여 주었다.
본 논문은 영세한 제조업체들을 지원하기 위해 도입되었던 아파트형 공장이 민간에 의해 주도되면서 고급화, 오피스화, 고가화됨에 따라 본래 취지와는 달리 영세 제조업체에게 도시 내 생산공간을 제공하기 어렵게 되었다는 문제인식 아래 공공부문에서의 아파트형 공장의 건축방안을 모색하고자 연구를 실시하였다. 이에 본 연구는 1984년 협동화사업으로 도입된 아파트형 공장에서부터 최근(2000년대 이후) 공급되고 있는 지식산업센터를 대상으로 아파트형 공장의 건축적 특징을 분석하고, 미래 건축트렌드 전망, 기업체 설문결과 등을 바탕으로 공공아파트형 공장의 공급방향 및 건축방안을 제시하였다. 그 결과, 공공에서 공급하는 아파트형 공장은 현재 민간에서 공급하는 오피스 위주의 아파트형 공장과는 차별화된 제조형 아파트형 공장의 건축이 적절하며 공급방식도 분양보다는 임대를 위주로 공급하는 것이 민간시장을 보완하는 효과가 있을 것이다. 그리고 저렴한 건축비용과 임대비용을 위해 화려한 외장보다는 경제적인 내외장재를 활용한 설계와 제조활동에 최적화된 내 외부 공간의 설계가 필요하다. 특히 충분한 주차공간 확보 및 하역과 창고, 물류를 고려한 동선설계 등이 지금의 지식산업센터와 차별화될 부분임을 도출하였다.
본 논문은 스마트 공자의 모니터링을 위한 제조설비 시각화 시스템을 소개한다. 최근 기술 발달의 가속화와 제 4 차 산업혁명, Industry 4.0등과 같은 용어가 등장함에 따라 기존 제조공장의 스마트화를 위한 기술들이 조명되고 있다. 제조공장을 실시간으로 모니터링 함으로써 생산성 향상 및 의사결정의 도움을 줄 수 있는 생산관리 시스템은 스마트 팩토리를 위한 중용한 기술 중 하나가 되며, 더 정확한 모니터링 및 응용 기술을 위한 디지털 트윈 기술의 적용 또한 중요한 이슈가 되고 있다. 그러나 디지털 트윈 구현을 위해서는 여러 제조사의 설비 데이터를 통합할 수 있는 통합 인프라가 필요하다. 따라서 본 논문은 이기종의 설비 데이터 수집 및 모니터링을 위한 국제 표준 프로토콜 기반의 데이터 수집 시스템을 활용해 설비의 실시간 정보를 확인할 수 있는 시각화 프로그램을 설계하고 개발한다. 이를 통해 하나의 공장에서 여러 제조사의 설비 데이터들을 통합하고 실시간으로 확인 할 수 있도록 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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