2022 혁신성장 공동기준 : 첨단제조 및 자동화 01

2022 혁신성장 공동기준 : 첨단제조 및 자동화 01

 

2022 혁신성장 공동기준 : 첨단제조 및 자동화 첫번째 글입니다. 혁신성장 공동기준 매뉴얼은 산업은행의 혁신성장정책금융센터에서 발행하였습니다. 혁신성장 공동기준은 우리나라의 산업을 선도할 혁신성장 분야를 선정하고, 이에 따라 2017년에 효율적인 정책금융 공급을 목적으로 하여 최초로 수립되었고 2022년까지 4차례 개편하였습니다.

 

2022년1월 1일 4차 개편된 혁신성장 공동기준 및 매뉴얼에 적힌 내용을 하나씩 정리해서 산업과 기술이 어디에 포커스를 맞추고 발전하고 있는지를 생각해 보겠습니다.

 

혁신성장 품목의 대분류는 A코드부터 I코드까지 있고, A코드는 첨단제조 자동화, B코드는 화학과 신소재, C코드는 에너지, D코드는 환경과 지속가능 분야, E코드는 건강과 진단, F코드는 정보통신, G코드는 전기전자분야, H는 센서와 측정분야, I코드는 지식서비스와 관련된 품목으로 분류하고 있습니다. 혁신성장에 대한 A부터 I까지 9개 테마의 296개 품목을 정리하겠습니다. 

 

우선 첨단제조 및 자동화와 관련된 관련된 품목(코드포함)들 입니다.

 

1. 3D머신비전(코드 A01001)

광학 센서(카메라, 레이저 스캐너 등)를 이용하여 분석할 대상 또는 사물의 3차원 형상 데이터를 영상을 통해 수집, 분석하고 활용합니다. 이 정보를 바탕으로 제품 검수, 생산 환경 감시, 물체 식별 등의 작업을 자율적으로 수행하는 기술이 3D머신비전입니다. 

 

2차원 영상 데이터를 기반으로 검사를 수행하는 2D머신비전에 비해 3D머신비전은 대상의 영상과 함께 깊이(Depth) 정보를 동시에 취득하고 분석합니다. 상세히 부연하면, 2D머신비전은 카메라로 찍은 피사체의 영상을 분석함으로써 대상의 특성을 추출하고 피사체의 치수나 형태, 색상, 자세 및 동작 등을 외형으로 보이는 것에만 분석이 가능한 반면, 3D머신비전은 피사체의 영상과 함께 높이 및 깊이 정보를 같이 활용하는 방식으로, 로봇으로 부품을 피킹하거나 조립 위치 등을 탐색하는 등의 분석하고자 하는 대상의 입체적인 형상에 대한 식별이 필요한 경우에 사용됩니다. 

 

3D머신비전 기술은 AI 기술과 융합 및 결합하여 알고리즘을 기반으로 신뢰도 높은 이미지 분석이 가능하며, 비정형의 불량품 검출이나 복잡하고 변형이 많은 패턴을 정확하게 인식할 수 없는 문제를 해결할 수 있습니다. 

 

적용되는 예시로, 스마트 매뉴팩처링을 들 수 있습니다. 전기·전자, 자동차, 물류업 등 고도화되고 지능화된 제조공정라인에서 품질 향상과 공정 효율화의 핵심 요소로 사용할 수 있습니다.

 

2. 입체프린팅(코드 A01002)

재료를 자르고, 깍거나 붙여서 제품을 생산하는 방식과는 다르게, 3차원 데이터를 이용하여 소재를 적층하는 방식(Layer-by-layer)으로 입체물을 제조하는 방식을 3D프린팅이라 합니다. 입체 프린팅은 3D프린팅에 특성을 하나 더해서 온도, 습도, 중력, 시간 등 외부환경 요인에 의해 자체적으로 변환되는 특성을 반영하여 사용자가 원하는 결과물을 얻는 4D(3D+1D)프린팅을 말합니다.

 

3D프린팅은 플라스틱, 금속, 세라믹, 의약물질, 식재료 등 다양한 소재를 활용하여 적층하는 것이 핵심 기술이며, 적층 기술은 분사(Jetting), 광경화(Light Polymerisation), 압출(Extrusion), 파우더소결(Granular Sintering) 등이 있습니다. 

 

금형,  틀이 없어도 시제품(Proto-Type)을 빠르게 만들 수 있어 제작에 이르는 비용과 시간이 획기적으로 절감되고, 다품종 소량 생산(Mass Customization), 맞춤형 제작, 복잡한 형상 제작에 적용이 가능합니다.  

 

4D프린팅은 외부환경요인(온도, 습도, 중력, 시간 등)으로 변형이 가능한 스마트소재(형상 기억 합금, 형상기억폴리머섬유 등)를 3D프린터로 출력하여 결과물의 물성이나 형상을 변형시키는 것을 말합니다.

 

3D프린팅의 특징을 극복한 기술로 다양한 스마트소재 개발할 수도 있고, 다중물질의 형상을 디자인하거나, 관련된 설계 및 변형 시뮬레이션이 핵심기술이며, 현재 시장 초기 단계로 파악되고 있습니다. 기술이 발전할 경우 3D프린팅 응용 분야를 포함한 신시장을 창출할 수 있는 분야로 기대되고 있습니다.

 

혁신성장 공동기준 매뉴얼 첫번째 글입니다. 296개의 품목중 2가지에 대해 알아보았습니다. 계속해서 정리해보도록 하겠습니다.