이 연구의 목적은 4차 산업혁명의 기술적 토대가 되는 전자, 소프트웨어, 자동차 분야 융합교육에 대한 국내외 사례를 조사하고 산업체의 요구를 조사하는 것이다. 이를 위해 문헌연구를 통해 전자, 소프트웨어, 자동차중심의 융합교육분야를 도출하였고 전문가 검토를 통해 수정 보완하였다. 각 분야별 융합교육의 현황을 파악하기 위해 국내외 교육과정을 조사하였다. 그리고 융합교육분야에 대한 산업체의 요구를 조사하기 위해 해당 분야에 종사하는 직원 341명을 대상으로 수요조사를 실시하였다. 연구도구는 융합신기술 교육에 대한 필요성, 융합교육분야에 대한 수요, 학부 융합교육에 대한 요구 세 부분으로 구성하였다. 연구결과 전자분야보다 소프트웨어와 자동차분야에서 융합교육에 대한 요구가 높았으며 해당 분야 졸업생 고용의 지도 상대적으로 높은 것으로 나타났다. 융합교육의 운영형태에 대해서는 융합전공 또는 연계전공으로 운영되는 것이 바람직하다고 응답한 비율이 가장 높았다. 연구결과에 따라 융합교육 운영에 대한 시사점을 제안하였다.
소프트웨어 재사용(Software Reuse)은 소프트웨어 생산성을 높이는 방법임에도 불구하고 내장형 소프트웨어 개발 분야에서의 적용은 많은 어려움이 있다. 내장형 소프트웨어는 개발된 소프트웨어의 실행환경이 서로 다르고, 하드웨어 의존성이 높기 때문이다. 국방 분야에서의 내장형 소프트웨어는 보안성이라는 특성상 타 프로젝트의 모범사례를 적용하는 데는 정보 공유의 어려움이 있어 왔다. 본 논문에서는 MIL-STD-498에 기반하여 국방 분야의 내장형 소프트웨어 재사용 프로세스에 관해 연구하고 적용 결과를 제시하였다.
본 논문에서는 3차원 지형 상에서 자동차의 움직임을 사실적으로 실시간에 시뮬레이션하기 위한 계산 모델을 제안한다. 자동차의 동작을 시뮬레이션하기 위해서는 자동차에 적용되는 모든 힘들과 그 힘을 받는 자동차 내의 복잡한 구조에 대한 분석이 필요하다. 자동차 역학 분야에서는 이러한 요소들을 모두 고려하는 분석 모델이 사용되고 있으나, 너무 많은 계산량 때문에 현재의 개인용 컴퓨터에서는 시뮬레이션이나 가상 현실, 게임 등의 응용 분야에서 적용시키기가 곤란하다. 본 논문에서는 자동차의 시뮬레이션에서 반드시 필요한 기본 동작들을 중심으로 비교적 사실적이면서도 계산량을 줄일 수 있는, 단순화된 자동차 동작 모델을 제안한다. 이 모델은 물리학 법칙들에 근거하였으며, 최종 구현된 시스템에서는 비교적 사실적으로 자동차의 주행, 가속, 점프, 전복 등의 동작을 표현할 수 있었다.
일반적으로 자동차의 샤시(chassis)라 하면 총체적인 개념에서 자동차로부터 차체(body)를 제외한 부분을 일컫는데, 구동 및 제동장치, 바퀴 현가장치, 조향장치, 타이어 및 휠 등이 이에 속한다. 1970년대 마이크로 컴퓨터의 응용기술이 도입되면서 엔진분야에서 시작한 자동차 전자화기술은 구동 및 제동분야에서의 전자제어식 제동잠김 및 구동 미끄럼방지 시스템(ABS/TCS)의 응용기 술을 거쳐 1980년 중반부터 차량의 현가 및 조향분야에서 능동형의 시스템이 개발되기 시작하 였다. 그 대표적인 예로서 자동차용 적응식 및 반 능동식 가변댐퍼(variable damper), 능동식 현가시스템(active suspension system) 그리고 4륜조향 시스템(four wheel steering system)을 들 수 있다. 1990년대에 들어서는 이러한 각종 능동형 시스템이 종합적으로 고려되어 설계되는 이 른바 자동차의 샤시 통합제어 시스템(chassis integrated control system)또는 능동형 샤시 시스템 (active chassis system)으로 발전되어 가고 있는 추세에 있다. 이 글에서는 최근에 가장 대표 적인 능동형 샤시시스템으로서 각종 능동식 현가시스템 및 4륜조향 시스템의 개발동향 및 기 술적, 경제적인 측면에서의 종합적인 검토를 하고자 한다.
컴퓨터로 하여금 보게 한다라고 하는 컴퓨터비전은 지능형 자동차 개발분야에 있어서 키 테크놀러지로 부상된 지 오래다. 금년 6월 이탈리아의 파르마에서 개최된 2004년도 IV' 04에서 발표된 논문들과 세부 프로그램들이 이를 증명하고 있다. 지능형 자동차에서 있어서 컴퓨터비전 기술의 응용은 크게 두 축으로 이루어지고 있는데, 첫째는 컴퓨터비전 단독의 기술만으로 여러 응용분야에서 상품으로 개발되는 것이고, 둘째는 다른 센싱기술과 퓨전(Fusion)을 통한 상품화 추구이다. (중략)
글로벌 자동차 산업은 연결, 자율주행, 공유, 전동화 등의 주요 방향 아래 지속적으로 발전하고 있으며, 국내 자동차 산업 또한 기존의 전통적인 자동차 부품 제조로부터 미래 트렌드에 부합하는 전략적인 업의 전환을 꾀하고 있다. 본 연구에서는 2013년부터 2021년까지 산업통상자원부에서 지원한 미래 자동차 분야 연구개발 과제를 대상으로 토픽 모델링을 수행하였다. 해당 기간을 3개 기간으로 구분하여 주요 토픽의 변화를 분석하였다. 센서와 통신, 운전자 보조 기술, 배터리 및 전력 기술은 전 기간 동안 지속적인 주요 토픽으로 나타났으며, 고강도 경량 차체와 같은 주제는 1기에서만 관찰되었다. 한편, AI, 빅데이터, 수소 연료전지와 같은 주제는 2기와 3기에 점점 더 중요한 토픽으로 부상하였다. 또한, 토픽별 정부 투자액과 투자 증가율을 기준으로 각 기수별 집중 투자 분야를 분석하였다. 이러한 연구 결과는 향후 자동차 분야의 정책 수립 및 연구개발 전략 마련 시 기초 자료로 활용될 것으로 예상되며, 증거 기반의 정책 수립과 결정에 기여할 것으로 기대된다.
사용 편의나 안전 서비스를 위해 자동차에 내장되는 전자장치(ECU: Electronic Control Unit)는 증가하고 분산 네트워크 구조에서 운영되도록 네트워크 기반 응용 SW는 더욱 복잡해진다. 복잡해지고 분산화되는 ECU에 적용 가능한 응용서비스 개발을 위해 운영체제에서부터 플랫폼 및 응용 SW에 이르기까지 다양한 분야의 산업 표준화가 진행되고 있다. 운영체제 분야에서는 OSEK/VDX, SW 플랫폼 및 응용서비스 분야에서는 AUTOSAR, 응용서비스의 안전과 신뢰성 검증을 위하여 IEC-61508등에 근거하는 FTA(Fault Tree Analysis) 및 FMEA(Failure Mode and Effect Analysis) 등을 SW 분야에서도 반영하는 추세이다. 본 논문에서는 자동차 전자장치에 사용되는 IT기술의 접목 분야별 표준화 동향과 각 국가 및 지역별 추진방향을 살펴본다.
20세기부터 사용된 자동차는 현대에 이르러 생활의 필수품이 되고 있다. 전기자동차, 수소자동차 등의 미래지향적인 발전을 거듭하고 있는 가운데 자동차는 유형과 제조사 그리고 세부 모델까지 매우 다양화되고 있다. 4차 산업혁명과 함께 제조업 기반의 스마트팩토리가 주목받고 있는 가운데, 본 논문에서는 자동차 분야를 중심으로 제조 분야가 아닌 판매와 마케팅에 활용할 수 있는 융합관리 시스템을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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