• 실천공학교육논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.209-221
• /
• 2023

반도체 제조 공정에서 사용되는 제품의 외관 검사 및 포장 단계에서 정전기에 의해 particle이 제품 자체나 운반용 도구 등에 흡착되는 문제가 발생한다. 본 연구는 실용 트리즈 기법을 활용하여 제품에 particle이 흡착되는 문제를 개선할 수 있는 방법론을 제시한다. 제시한 실용 트리즈 기반의 방법론을 적용하여 문제를 정의하고, 제품 대기 시간으로 인해 발생하는 모순을 도출하였다. 도출된 모순 중 물리적 모순을 설정하고 '공간분리'의 개념을 적용하여 '이오나이저 설치' 및 '작업실 Layout 개선'이라는 해결방안을 도출하였다. 실용 트리즈 적용을 통해 도출한 '이오나이저 설치' 및 '작업실 Layout 개선'을 적용하여 실험한 결과, 제품이 대기하는 시간에서 발생되는 particle 흡착 문제를 해결할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해, 제조현장에서 근무하는 작업자, 설비 엔지니어, 기술 엔지니어들이 실용 트리즈 기법을 활용하여 창의적 사고, 발상의 전환을 통해 직면한 문제를 효과적으로 해결하고 혁신적인 기술개발 및 생산성 향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 실천공학교육논문지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.543-553
• /
• 2022

협동로봇은 4차 산업혁명에서 제시하고 있는 생산시스템 중 하나로 작업자의 정교한 손기술과 로봇의 단순 반복작업 능력을 조합하여 효율성을 극대화할 수 있는 시스템이다. 또한, 작업자와 로봇 간의 작업공간 공유에서 발생하는 안전문제의 해결과 함께 효율적인 인터페이스 방법 개발에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 본 연구에서는 이를 위하여 작업자의 편리성과 집중도를 강화하기 위해 작업자의 수신호를 인식하여 로봇을 제어하는 방법을 제시하였으며 안전공간의 개념을 도입하여 작업자의 안전을 확보하였다. 이를 구현하기 위하여 로봇제어, PLC, 영상처리, 기계학습, ROS 등 다양한 기술을 사용하였다. 또한 이를 교육매체로 활용하기 위하여 제시된 기술들의 역할과 인터페이스 방법을 정의하여 제시하였다. 학습자들은 소개된 여러 기술들을 연계하여 시스템을 구축하고 조정하는 일을 수행한다. 따라서 현장에서 필요한 기술의 필요성을 인식시키고 이에 대한 심화 학습을 유도할 수 있는 큰 장점이 있다. 또한 문제를 제시한 뒤 스스로 문제를 해결하는 방법을 모색하는 형태로 진행해 자기 주도적으로 학습할 수 있도록 유도할 수 있다. 이를 통해 4차 산업혁명의 주요 기술들을 학습하고 다양한 문제에 대한 해결 능력을 향상시킬 수 있다.

• 한국가스학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.59-71
• /
• 2023

온실가스 감축과 탄소 중립의 실현을 위해서 탄소의 포집, 저장(carbon capture, and storage, CCS) 기술은 매우 중요하다. CCS는 CO₂ 저장을 중점적으로 함으로써, 포획된 CO₂를 지하 저류층 내부에 영구적으로 보관하는 역할을 한다. CO₂--EOR(enhanced oil recovery)은 CCS의 한 형태로, 오일 회수 촉진을 위해 CO₂를 지하 내부로 주입시켜 잔류 오일 회수에 도움을 줄 뿐만 아니라 CO₂가 지하에 저장되어 탄소 중립에도 기여하는 기술이다. 이 CO₂-EOR은 혼화공법과 비혼화공법으로 분류하며 혼화공법의 대표적인 방식인 CO₂-WAG(water alternating gas)는 물과 CO₂를 저류층 내부에 교대로 주입하여 오일을 생산하고 CO₂를 저장하는 공법이다. WAG 방식은 주입 유체의 돌파를 조절할 수 있어 오일 회수에 유리한 특징을 보이며, 흡입과 배출 과정 중에 상대투과도의 이력현상을 유도해 CO₂의 잔류 격리량을 확대할 수 있다. 본 연구에서는 CO₂-EOR 과정에서의 석유회수증진 효과와 CO₂가 지중에 저장되는 메커니즘을 설명하였으며, CCS와 연계한 CO₂-EOR 적용 사례를 소개하였다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
• /
• 제11권6호
• /
• pp.193-204
• /
• 2022

SME(small and medium-sized enterprise) 환경의 스마트제조 환경에서는 실제 제조라인에서 동작하는 센서(Sensor) 및 액추에이터(Actuator)와 이를 관리하는 PLC(Programmable Logic Controller), 더불어 그러한 PLC를 제어 및 관리하는 HMI(Human-Machine Interface), 그리고 다시 PLC와 HMI를 관리하는 OT(Operational Technology)서버로 구성되어 있으며, 제어자동화를 담당하는 PLC 및 HMI는 공장운영을 위한 응용시스템인 OT서버 및 현장 자동화를 위한 로봇, 생산설비와의 직접적인 연결을 수행하고 있어서 스마트제조 환경에서 보안 기술의 개발이 중점적으로 필요한 영역이다. 하지만, SME 환경의 스마트제조에서는 과거의 폐쇄 환경에서 동작하던 시스템으로 구성되어 있는 경우가 상당하여 인터넷을 통해 외부와 연동되어 동작하게 되는 현재의 환경에서는 보안에 취약한 부분이 존재한다. 이러한 SME 환경의 스마트제조 보안 내재화를 이루기 위해서는, 스마트제조 SW 및 HW 개발 단계에서 IEC 62443-4-1 Secure Product Development Lifecycle에 따른 프로세스 정립 및 IEC 62443-4-2 Component 보안 요구사항과 IEC 62443-3-3 System 보안 요구사항에 적합한 개발 방법론의 도입이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 SME 환경에서의 스마트제조에 보안 내재화를 제공하기 위한 IEC 62443 기반의 개발 보안 생애주기 프로세스에 대한 적용 방안을 제안한다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제12권4호
• /
• pp.349-358
• /
• 2007

투수성이 큰 낙동강 하구 사질 갯벌 퇴적물에서 유기탄소의 생지화학적 순환을 이해하기 위해 현장과 실험실에서 유기탄소 생산 및 소비에 대한 정보를 추정했다. 퇴적물 상부층의 Chl-a 농도와 공극수의 영양염 농도는 니질 퇴적물에 비해 낮았다. 반면, 사질 퇴적물의 산소소모율은 유기물 함량이 높은 연안 니질 퇴적물 보다 높아 이류에 의한 유기탄소의 분해와 물질의 이동이 큰 것을 의미했다. 간단한 유기탄소의 물질수지는 퇴적물에서 유기탄소의 주 공급원이 퇴적물 표층에 서식하는 저서미세조류와 수생식물의 쇄설성 유기물로 나타났다. 해수 여과율에 낙동강 전체 면적을 외삽한 일당 자연 생촉매 여과양은 부산시 7개 주요 하수종말처리장의 최대 처리량 보다 한 자리수 이상 크게 나타나 연안환경에서 사질퇴적물이 생지화학적 정화와 물질의 재분배에 매우 큰 기여를 할 것으로 판단된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.76-81
• /
• 2024

최근 농업 방식이 경험 기반의 농업에서 데이터 기반의 농업으로 변화하고 있다. 4차 산업혁명으로 인한 농업 생산의 변화는 크게 세 가지 영역으로 전개되고 있으며, 스마트 센싱과 모니터링 영역, 스마트 분석 및 기획 영역, 스마트 제어 영역이 있다. 노지 스마트 농업 실현을 위해서는 특히 토양의 물리적, 화학적 특성에 대한 정보가 필수적이며, 관행적인 이화학성 측정은 샘플을 채취한 후 실험실에서 분석하고 있어 비용, 노동력, 시간이 많이 소요되어 현장에서 신속하게 측정할 수 있는 측정 기술이 시급하다. 또한 측정자가 인력으로 휴대하며 이동할 수 있고 한국의 논, 밭, 시설하우스에 이용할 수 있는 형태의 토양분석 시스템이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해 토양시료를 채취하여 정보 분석이 가능한 소프트웨어를 개발하여 상용화하는 것을 목표로 하고 있다. 본 연구에서는 토양 성분측정 센서를 경도 측정 및 전극 센서 등으로 구성되어 기본적인 토양 성분 측정을 진행하였으며, 추후 연구를 통해 CCD카메라, 초음파 센서, 샘플러를 이용한 토양 샘플링 등이 적용된 시스템을 개발할 예정이다. 따라서 로드셀을 이용한 경도 측정 표시, 전도도를 이용한 수분, PH, EC 측정 표시 등 실시간으로 토양의 상태를 측정하여 분석할 수 있는 센서 및 토양분석 UI를 구현하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제40권1호
• /
• pp.5-14
• /
• 2024

PHC 말뚝은 압축력 및 휨 모멘트에 대한 저항력이 우수하며, 공장에서의 생산으로 인해 품질 관리가 효율적으로 이루어진다. 이러한 장점으로 인해 다양한 토목 및 건축 현장에서 널리 활용되고 있지만, PHC 말뚝의 설계 과정에서 중요한 요소인 주면 마찰력은 주로 경험식이나 N 값 등의 추정치를 기반으로 하고 있다. 이에 대한 실험적 연구는 상대적으로 부족하며, 환경적 요소 중 하나인 pH 값과 지하수 또는 해수의 영향 역시 간과되는 경우가 많다. 본 연구에서는 진동기계 기초의 영향을 받는 PHC 말뚝 모델을 중심으로 다양한 pH 환경(산성, 중성, 염기성) 및 해수의 영향하에 한 달 동안 수침 후, 해당 PHC 말뚝-사질토의 접촉면에 대한 반복 단순 전단시험을 수행하였다. 이를 위해 교란 상태 개념(Disturbed State Concept)을 적용하여 접촉면의 동적 거동을 정량적으로 평가하였다. 연구 결과, 화학적 환경에 따른 동적 전단응력은 중성 > 산성 > 염기성 순으로 감소하였다. 또한, pH 영향을 받은 경우와 해수의 영향을 받은 경우를 비교했을 때, pH 영향을 받은 경우에 전단응력의 감소가 더 크게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.541-554
• /
• 2023

터널 및 에너지/폐기물 저장과 관련하여 지하공간의 활용이 증가하는 추세이다. 지하공간의 안정성 확보를 위해서는 암반균열 및 절리를 보강하는 것이 중요하다. 절리와 같은 불연속면은 암반의 강도를 저하시키고, 지하공간 내부로 지하수 유입을 발생시킬 수 있다. 불연속면 주변의 암반 강도의 증대와 차수를 위해 암반 그라우팅을 활용할 수 있다. 그러나 암반 그라우팅 시 주입재료가 암반 절리 내 원활하게 주입되고 있는지 직접적인 확인에 한계가 있다. 그라우팅 주입재가 사전에 목표한 설계안과 같이 주입되지 않을 시 강도, 내구성 증대 및 차수성 향상 효과를 볼 수 없다. 따라서 실험적으로 평가가 어려운 그라우팅 주입재가 설계대로 주입되고 있는지 수치해석을 활용하여 사전에 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 개별요소 수치해석 프로그램인 UDEC (Universal Distinct Element Code)을 활용한 그라우팅 주입재의 물/시멘트 배합비, 주입압력, 주입유량과 같은 주입변수에 따른 주입성능을 평가하였다. 또한 실내실험을 통해 수치해석 결과와 비교하여 수치해석 모델의 신뢰도를 검증하였다. 본 연구결과는 향후 현장에서 그라우팅 설계 시 주입재의 물성, 주입시간, 펌프 압력과 같은 변수들을 최적화할 수 있는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 경영정보학연구
• /
• 제22권4호
• /
• pp.185-203
• /
• 2020

4차 산업혁명과 함께 ICT(정보통신기술)와 제조업이 융합된 스마트 제조업 시대로 변화하고 있다. 과거의 제조업은 생산효율 증진을 위한 단순 목적으로 공업적인 기술 혁신을 추구했다면, 스마트 제조업에서는 ICT와 융합된 스마트팩토리 구축을 통해 제조 공정과 서비스 형태가 융·복합 플랫폼 형태로 변모하고 있다. 스마트팩토리 구현 기업들은 ICT의 장점을 활용한 이점과 함께, 개방화/융합화/정보화에 따라 발생하게 되는 보안 이슈를 동시에 접하게 된다. 스마트팩토리에서는 ICT를 기반으로 모든 기계와 설비 등이 연결되어 기존에 생각하지 못했던 융·복합적 보안 위협요인에 노출되고 상시적으로 다양한 사이버 위협이 발생할 수 있음으로 보안이 더욱 강화되어야 한다. 보안사고의 위험을 줄이고 스마트팩토리를 성공적으로 도입하기 위해서는, ICT 기술들이 적용되고 있는 스마트팩토리 산업 현장의 특성을 감안하여 우선적으로 적용되어야 할 주요 보안요인들을 도출할 필요가 있다. 본 연구에서는 스마트팩토리 구축 시 적용해야 할 보안요인들의 중요도를 파악하기 위해 단말/네트워크/플랫폼·서비스 범주를 포괄한 '스마트팩토리 보안요인의 계층적 분류 모델'을 제시하고, 스마트팩토리 및 보안 관련 전문가 그룹(기술위원, 사업전문가, 보안전문가)을 대상으로 중요도 평가 분석을 수행하였다. 본 연구에서는 AHP 기법을 활용하여 다양한 보안 위협으로부터 안전한 스마트팩토리 구현에 필요한 보안요인들의 상대적 중요도를 도출하고 이를 기반으로 스마트팩토리 보안요인간의 우선순위를 제시하였다. 본 연구 결과를 통해, 앞으로 더욱 확산될 스마트팩토리가 보다 안전하게 구축·운용될 수 있도록 스마트 제조업 시대에 필요한 정보보안 확보에 기여할 수 있을 것이다.

• 현장농수산연구지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.78-83
• /
• 2024

본 연구는 일조방해에 의한 광 환경의 변화가 스프레이 국화의 생육과 개화, 절화 품질에 미치는 영향에 대해 분석하기 위해 수행하였다. 이를 위해 절화용 스프레이 국화 '옐로우캡'과 '피치팡팡' 품종을 인위적으로 차광 처리하여 무차광 대비 66% 정도의 일조를 방해하였고, 이에 따른 국화의 생육 및 개화 특성, 채화량 등을 조사하였다. 일조방해에 따른 국화의 단위면적당 채화량은 차광과 무차광 처리구에서 유의미한 차이는 없었으나, 개화소요일수는 차광 처리에서 '옐로우캡' 품종은 72.1일, '피치팡팡' 품종은 65.2일로 무차광에 비해 각각 14.1일과 8.9일 정도 개화가 지연되었다. 꽃의 크기와 꽃 수 역시 차광 처리에서 '옐로우캡'과 '피치팡팡' 두 품종 모두 각각 10%와 15%, 30%와 28% 정도 감소하였으며, 화경장은 품종별로 각각 10%와 20%, 줄기의 굵기는 23%와 37%, 절화 생체중은 32%와 33% 정도 감소하여 절화 국화의 품질이 크게 저하되었다. 본 연구의 결과에서 차광 처리한 국화의 개화가 지연됨은 물론 꽃의 크기와 꽃 수가 감소하고 절화의 길이와 생체중 등이 모두 감소한 것으로 볼 때, 인공 건축물 등에 의한 일조방해는 국화의 생장과 화아분화, 화아발달에 필요한 광량을 제한함으로써 절화의 생산성과 품질을 저하시킬 것으로 판단된다. 따라서 일조방해로 인한 국화 재배농가의 피해 구제를 위해 차광 정도에 따른 수확량 감소율 및 상품성 가치 하락률 등에 대한 추가적인 연구가 필요하다.