이 글에서는 공정시스템공학의 주요 연구분야를 설명의 편리를 위해서 분류하였으나 실제로 그 경제가 확실치 않는 경우도 많다. 예를 들어 설계가 끝난 후 최적 운전을 연구하다 보면 설계를 다시 수정하는 것이 좋은 경우가 생긴다. 이 때에는 설계와 운전을 동시에 고려하여야 한다. 한편 설계, 제어, 운전이 유기적으로 통합되어 종합적인 관리 시스템으로 발전하게 될 것으로 전망되며, 이러한 공정시스템공학의 핵심기술은 환경, 에너지, 전자재료, 생물화공 등 많은 새로운 산업으로의 확대 적용도 기대되고 있다.
본 자료는 1990년 4월 13일 일본 Posty Corporation의 후원을 받아 ‘일본고무협회’가 개최한 ‘제3회 공개포럼’에서 발표한 ‘고무공업의 기술예측(자동차용 타이어를 중심으로)’ 내용 중의 일부로서 황빈고무(주) 타이어재료연구개발실의 석천 태홍씨, 동지실리콘(주) 브레이크 호스사업부의 주교유일 차장, 동양고무공업(주) 기술개발연구소의 도전 사랑 부부장, (주)Kuraray 이 소프렌연구개발실의 항야 상무씨, 일본합성고무(주) 합성고무사업본부 관리부 기술과 신원 만언씨가 발표한 것을 번역 · 정리한 것으로 앞으로 3회에 걸쳐 소개하고자 한다.
레미콘의 품질성능을 좌우하는 것은 콘크리트 사용재료 및 배합뿐만 아니라 레미콘을 제조하는 믹서 및 이를 현장까지 운반하는 트럭 에지테이터의 품질성능에 크게 좌우된다. 그러나, 레미콘 공장의 혼합 설비인 믹서 및 트럭 에지테이터에 관한 국내 자료는 거의 전무한 실정이며 이에 관한 연구도 상대적으로 매우 부족하다. 특히, 최근에는 고강도 콘크리트, 고유동 콘크리트, 고강도 경량 콘크리트, 수중불분리 콘크리트, 섬유보강 콘크리트 등 고성능 콘크리트 성능에 대한 요구가 날로 증가하는 추세이며 이에 따라 레미콘 공장에서도 혼합설비 및 운반설비가 고성능화 되어 가는 추세이다.(중략)
최근, UN해양법이 발효됨에 따라 어업자원의 이용 및 자원관리에 관한 권리는 연안국의 소유가 되었으며, 우리나라와 같은 원양 어업국은 연안국의 조업규제로 인하여 최근까지 이용하던 많은 해외 어장을 상실하게 되었다. 따라서 원양어업 분야에 있어서는 연안국의 조업규제가 적은 공해상의 새로운 어장개척이 중요한 과제로 등장하였으며, 이를 위한 다양한 노력이 세계 각지에서 행해지고 있다. (중략)
콘크리트 구조물에 대한 보강공법은 1950년도에 개발된 강판보강공법을 위시로 하여 강연선에 의한 외부프리스트레싱 공법으로 발전하고 있으며, 약 10년전부터는 신소재인 FRP(Fiber Reinforced Polymer)에 의한 보강공법이 본격적으로 개발되어 실용화되고 있다. 강판보강공법은 에폭시 등의 접착제를 이용하여 콘크리트 인장측에 강판을 접착함으로써 강도 및 강성을 증가시키는 공법으로 강판을 보강재로 이용함으로써 공법에 대한 인지도가 높은 장점이 있는 반면, 재료의 가공 및 취급이 어려우며 중량이 커 자중이 증가되는 단점이 있다. 또한, 강재의 부식위험이 상존하고 있어 이에 대한 세심한 배려 및 주기적인 유지관리를 필요로 한다.(중략)
가발을 만드는데 사용되는 재료는 크게 인모와 합성섬유로 나눌 수 있다. 이중 합성섬유는 인모에 비해 가격이 저렴하고 관리가 쉬우며 동일한 제품을 대량 생산할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 장점을 이용한 가발용 합성섬유로는 모다크릴, 나일론, 폴리에스테르 등이 있는데, 근래에는 이들보다 생산이 쉽고 단가가 낮은 PVC 필라멘트의 사용이 증가하는 추세이다. (중략)
탄소는 활성탄으로 제조되어 다른 재료와 접촉시에 수분을 많이 흡수하여 콘크리트와 배합시 과정이 활성적으로 진행되는 점을 이용하여 조직이 좀더 밀도 있게 콘크리트 자체의 일부 단점을 보완하여 강도개선 특히 인장강도 개선을 밝히고자 하는데 본 연구의 목적이 있다. 시행착오 방법을 사용하여 콘크리트에 배합을 해나가는 과정으로 배합비를 처음 소량에서부터 점점 증가시켜나가는 방법을 택하였다. 배합에서 비 숙련에 의한 오차를 줄이기 위해서 K 건설레미콘에서 20년 경력자에 의해서 배합관리 되었고 $17^{\circ}$$\pm$$3^{\circ}C$ 자동온도 조절기에 의해서 양생되었다.(중략)
반도체 패키징 열관리 재료로 널리 사용되는 W-Cu 시스템을 택하여 대면적 양산성이 낮은 기존의 공정과는 달리 테입캐스팅 공정을 적용하여 W-Cu 박판재를 그린 테잎 형태로 제조하여 탈지후 소결하는 저비용 양산화 공정을 개발하였다. 테입 캐스팅, 적층 및 탈지, 소결공정을 거쳐 제조하였고, 이때 탈지 및 소결조건에 따른 미세조직, 소결밀도, 변형등의 물성을 분석함으로써 휨과 변형이 최소화된 W-Cu 박판재를 제조할수 있었다.
강구조 건축물은 화재시 화염을 차단하기 위한 목적으로 내화재료를 사용하고 있다. 일반적으로 모든 건축 구조용 재료는 시간이 경과할수록 초기의 성능이 열화되기 때문에 이들의 유지관리가 필요하다. 내화 피복재는 건축물의 화재에 대한 내구성능은 내화피복재에 의존하기 때문에 건축물에서 매우 중요한 재료라 할 수 있다. 본 연구에서는 내화피복재로서의 알칼리 규산염의 합성 및 합성한 알칼리 규산염의 물성에 대해 연구하였는데, 알칼리 규산염의 종류로는 potassium silicate, sodium silicate, lithium silicate으로 하였으며, 기본적으로 몰 비율의 변화를 주어 합성하였다. 합성한 알칼리 규산염의 내화특성을 확인하기 위하여 용해도 포비도, 열 분석, 결정학적 분석, 차열성능 및 차염성능에 대해 시험하였다. 연구결과, 합성한 알칼리 규산염의 용해도, 포비도는 칼륨 실리케이트, 소디움 실리케이트, 리튬실리케이트의 순서로 나타났으며, 열분석에 의한 무게 손실은 소디움 실리케이트와 리튬 실리케이트가 칼륨 실리케이트 보다 큰 것으로 나타났다. 또한 화재 시 가장 중요한 차열성능과 차염성능에 대해KS 기준을 만족하는 것은 소디움 실리케이트 3.3 몰 배합으로 나타났는데, 내화피복재로서 우수한 성능을 발휘하였다.
최근 집중호우, 잦은 강설, 급격한 기온차이 등 환경변화의 가속화에 따라 균열, 단차, 포트홀 등 다양한 형태의 도로 파손이 급증하고 있다. 이중 포트홀 관련 사고는 파손 특징상 대형사고를 유발하며 08년 기준 5년간 약 5배 이상 증가하였다. 매년 포트홀로 인한 인명피해, 차량파손 등 직 간접적인 피해가 증가함에 따라 보다 신속하고 효율적인 관리 대책이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 포트홀 규모, 면적과의 상관관계를 통해 체적 보정계수와 보수재료 물량산출 알고리즘을 제시하였다. 제시된 물량산출 알고리즘의 검증을 위해 수도권 지역 15개소의 포트홀을 측정한 결과 통상적으로 개소당 약 5~7 kg까지 발생하던 재료 잔량이 1~2 kg까지 감소하는 것으로 나타났다. 작업자의 주관적인 판단에 의존하여 시공하고 있는 실정에서 포트홀 체적 감지 자동화 통합시스템은 재료/자원 절감뿐 아니라 적정한 보수물량 산정을 통해 다짐상태 등 포장 품질향상에 기여할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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