가상제조(VM)기술은 21세기 변화된 기업환경에서 제조경쟁력 강화를 위한 핵심기술 중에 하나로써, 형상 모델링과 시스템 이론으로 포함하여 다양한 분야로 이루어진 복합기술이다. VM 기술은 e-manufacturing의 한 분야로써 CAD/CAM 기술 발전과 궤를 같이하는데 그 적용 대상이나 방법에 따라서 digital manufacturing, virtual manufacturing, e-factory 등 다양한 이름으로 불리고 있다. 본 논문에서는 VM 기술의 개념을 정리하고, 가상제조의 국내 적용현황 및 향후 발전전망에 대하여 고찰하고자 한다.
전자제품의 소형화와 반도체 및 관련 Packaging 기술의 발달로 인해 PCB는 회로의 세선화 및 Via Hole의 소형화, 다양화 그리고 두께의 박판화의 추세로 사양이 변하고 있다. 이를 달성하기 위해 PCB 제조 Process에 변화가 있으며 또한 새로운 형태의 PCB 제조방법이 모색되고 있다. 원판에서도 박판화의 대응으로 내연성이 강조되고 있으며 고주파용으로는 저유전율, 특수 동박이 요구되고 있다. 신 PCB 제조공정 및 공법으로는 특수 Via Hole 사용, ?, ED, Direct Plate가 있다. 또한 PCB는 Packaging 기술의 하나로 이해되며 강조되고 있다.
본 연구에서는 균일한 난연성능을 지닌 산업용 난연시트 제조 기술 개발을 목적으로, 제조공정 제어와 함께 친환경 난연제를 개발하였다. 기존 난연시트 제조과정에 산발적으로 나타나는 낮은 방염성능이 기모공정에 원인이 있음을 알고 기모촉진제 및 기모에 의한 물리적 화학적 결합력의 변화에 대하여 조사하였다. 그 결과 기모촉진제화 난연제간 혼화성은 문제가 없지만 기모촉진제 처리 후 시료표면의 소수성과 기모에 의한 물리적 구조의 변화가 난연제의 흡착을 방해함을 알 수 있었다. 따라서 기모공정과 난연공정 사이에 수세공정 첨가의 영향, 난연공정 온도변화의 영향, 그리고 염색과 동욕에서 난연제를 처리하는 방법으로 제조공정을 변화하여 균일한 난연성능 구현의 가능성을 조사하였다.
오늘날 노사분규로 인한 인건비 상승, 무역마찰등의 경제환경이 변화하고 시장환경의 특성이 다품종소량생산, 시장다변화에 따른 생산계획의 빈번한 변화, Life Cycle의 단축, 단납기화, 품질의 고신뢰성 등의 추세를 따르고 있어 이에 대응하기 위해서는 생산기술과 관리기술면에서 일대 혁신이 필요합니다. 자재, 공정, 설비, 재고, 원가, 납기등을 유기적으로 연결하고 이를 하나의 체계로 관리함으로써 얻을 수 있는 생산성의 향상은 생산기술의 진보에 의하여 얻어지는 것에 비해 결코 적지않을 것입니다. 또한 생산자동화를 위한 선행조건 으로 제조관리 업무의 개선이 필요하므로 제조관리의 중요성은 아무리 강조하여도 지나침이 없다.
세계 반도체 시장은 컴퓨터 기능이 더해진 모바일 기기의 수요가 증가함에 따라 메모리반도체의 시장규모가 최근 빠른 속도로 증가했다. 특히 모바일 기기에서 저장장치 역할을 하는 비휘발성 반도체인 NAND Flash Memory는 스마트폰 및 태블릿PC 등 휴대용 기기의 수요 증가, SSD (Solid State Drive)를 탑재한 PC의 수요 확대, 서버용 SSD시장의 활성화 등으로 연평균 18.9%의 성장을 보이고 있다. 이러한 경제적인 배경 속에서 NAND Flash 미세공정 기술의 마지막 단계로 여겨지는 1Xnm 공정이 개발되었다. 그러나 1Xnm Flash Memory의 생산은 새로운 제조설비 구축과 차세대 공정 기술의 적용으로 제조비용이 상승하는 단점이 있다. 이에 따라 제조공정기술을 미세화하지 않고 기존의 수평적 셀구조에서 수직적 셀구조로 설계 구조를 다양화하는 기술이 대두되고 있는데 이 중 Flash Memory의 대용량화와 수명 향상을 동시에 추구할 수 있는 3D NAND 기술이 주목을 받게 되면서 공정기술의 변화도 함께 대두되고 있다. 3D NAND 기술은 기존라인에서 전환하는데 드는 비용이 크지 않으며, 노광장비의 중요도가 축소되는 반면, 증착(Chemical Vapor Deposition) 및 식각공정(Etching)의 기술적 난이도와 스텝수가 증가한다. 이 중 V-NAND 3D 기술에서 사용하는 박막증착 공정의 경우 산화막과 질화막을 번갈아 증착하여 30layer 이상을 하나의 챔버 내에서 연속으로 증착한다. 다층막 증착 공정이 비정상적으로 진행되었을 경우, V-NAND Flash Memory를 제조하기 위한 후속공정에 영향을 미쳐 웨이퍼를 폐기해야 하는 손실을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 V-NAND 다층막 증착공정 중에 다층막의 두께를 가상 계측하는 알고리즘을 개발하고자 하였다. 증착공정이 진행될수록 박막의 두께는 증가하여 커패시터 관점에서 변화가 생겨 RF 신호의 진폭과 위상의 변화가 생긴다는 점을 착안하여 증착 공정 중 PECVD 장비 RF matcher와 heater에서 RF 신호의 진폭과 위상을 실시간으로 측정하여 데이터를 수집하고, 박막의 두께와의 상관성을 분석하였다. 이 연구 결과를 토대로 V-NAND Flash memory 제조 품질향상 및 웨이퍼 손실 최소화를 실현하여 제조 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
본 논문에서는 쌍롤 박판주조(Twin Roll Casting, TRC)법을 이용하여 AA4343 합금을 제작하였다. 주조시 롤 간격을 조절하여 냉각속도를 달리하였으며 인고트 주조(Ingot Casting, IC)법을 이용하여 제조된 합금과의 미세조직학적 차이와 이에 따른 물성 변화를 고찰하였다. TRC 및 IC로 제조된 합금을 냉간압연하였으며 압연 건전성을 평가하였다. 한편, 냉각속도별로 상이한 미세조직을 구현할 수 있는 스텝몰드(Step Mold Casting, SMC)법을 이용하여 제조된 합금의 냉각속도에 따른 미세조직 및 경도 차이를 조사하여 상대 비교하였다. 냉각속도가 빠를수록 주조 셀조직의 크기 및 공정 Si 입자의 크기가 감소하였으며 이로 인하여 경도가 증가되는 효과를 나타내었다. 주조시 생성된 공정 Si 입자의 크기는 압연에 의하여 그 크기의 변화가 거의 없었으며 열분석 결과 액상선 온도의 변화가 일부 발생하나 큰 차이가 없었다.
학문 간의 전통적 경계가 허물어지고, 기술 융합이 경제체제와 사회구조를 급격히 변화시키는 4차 산업혁명시대가 다가오고 있다. 스마트제조(smart manufacturing)는 인간, 기술, 정보의 융합을 통해 제조업의 전략적 혁신을 도모하고자 하는 패러다임으로서 ICT와 제조기술을 융합하고자 하는 기술이다. 또한 스마트공장(smart factory)은 이러한 기술 융합을 통하여 공장의 설비, 장비와 공정이 지능화되어 네트워크로 연결되고, 생산데이터와 정보가 실시간으로 공유 활용되어 최적화된 생산운영이 가능한 공장으로, 공장 간의 협업적인 운영이 지속되는 지능형 ICT융합 제조시스템을 말한다. 이 글에서는 제조업 ICT융합과 스마트화, 그리고 스마트공장의 개념, 구성과 관련 동향에 대해 소개하고자 한다.
최근 자동차산업의 경영 환경은 법적 및 환경규제 강화, 원가절감 압박, 고객요구 수준 증대, 글로벌리제이션 등으로 급속한 변화에 직면하고 있다. 이러한 환경변화에 대응하기 위해 자동자업계는 자체 설계, 최적의 부품/소재 선정, 조립 및 제조 공정 등 각 부문별로 공급업체와 공동대응 체제를 강화하고 있다. 특히 Early Involvement Program 등 신차 개발단계부터 공급업체의 조기참여를 유도함으로써 완성차업계와 공급업계간의 동반자적 가치창출을 위한 Win-Win 기술개발 활동 및 기술전략을 구현하고 있다. 본 연구에서는 자동차용 강판을 제조, 공급하는 철강업제의 전략적 기술경영을 전략, 프로세스, 인적/물적 자원, 조직 등의 관점에서 고찰함으로써 자동차용 강판 기술역량 획득 및 자동차업체와 공동 성장을 위한 철강업제의 총체적 대응전략을 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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