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기계연-KC코트렐-와이티시스템-세기 "초미세먼지 저감 대형 시장 진입"

24일 대전 서대전 지하철역 공조실. 대용량 무필터 초미세먼지(2.5㎍ 크기 이하인 먼지 입자) 저감 시스템을 작동하자 2분이 채 안돼 시연 모니터에 설치된 초미세먼지 농도가 10분의 1로 줄어드는 모습이 그래프로 나타났다. 과학기술정보통신부가 24일 대전서 지하철 초미세먼지 저감기술 연구개발 성과물 시연회를 개최했다. 이날 축사에 나선 한국기계연구원 류석현 원장은 "“20년 이상 정전기술을 연구해 세계 최고 수준의 미세먼지 저감기술을 개발했다"며 "2년 간의 실증을 통해 그 안정성과 효과를 입증했다”고 말했다. 류 원장은 "1차로 지하철 시장은 대전부터 뚫었고, 이제 학교와 백화점 등 대형공공시설 확산을 기대하는 분위기"라고 덧붙였다. 이날 시연회에는 과학기술정보통신부와 한국연구재단, 한국기계연구원, 대전교통공사 등 연구개발 유관기관 관계자들이 참석했다. 또 기술이전을 받은 (주)KC코트렐, (주)와이티시스템, (주) 세기 등의 대표 등이 자리를 함께 했다. 이 기술은 과기정통부의 공공수요 기반 혁신제품 개발·실증사업(2021~2024년) 지원을 받아 수행됐다. 정전기력을 활용하는 이 무필터 공기정화 시스템은 극세사 방전극과 비금속 탄소판을 활용하기 때문에 분당 1000㎥를 처리하는 초미세먼지 저감장치 6대(급기구2, 배기구4대)로 3개 역의 초미세먼지 정화가 가능하다. 특히, 이 장치는 필터 없이도 초미세먼지를 90% 이상 제거한다. 오존 발생 농도가 일반 대기의 10분의1 수준인 5ppb(10억분의1 단위) 이하다. 김학준 책임연구원은 "기존 정전기 방식이 갖고 있던 오존 문제를 해결했다"며 "대형 공간에서도 효율적인 공기정화가 가능하다는 점이 강점"이라고 설명했다. 필터 방식 공기청정기는 필터 막힘으로 인해 공기 흐름이 저하되고 교체 비용이 많이 드는 한계가 있었다. 그러나 이 기술은 공기의 흐름을 방해하지 않아 대량의 공기를 효율적으로 정화할 수 있다. 기존 무필터 방식과 비교할 때 연간 역당 유지보수비가 전기료와 상하수도를 포함해 140만원 정도 밖에 안든다. 기존 방식은 연간 940만원 정도 소요된다. 특히 지하철 터널용 장치는 덕트가 필요 없어 제작 비용도 30% 이상 낮은 2억 원이면 납품 가능하다. 기계연 측은 대전시 지하철 서대전네거리역, 오룡역, 중구청역 터널 구간에서 효과 검증을 완료했다. 특히 학교용으로 개발된 무필터 공기청정기는 CA인증과 실증을 거쳐 보급을 확대할 계획으로 부산광역시 초등학교에도 설치해 실증 시험을 진행 중이다. 경기도 A백화점 공조기에서는 실증 시험을 완료해 공공시설에서의 미세먼지 저감효과를 확인했다. 김학준 책임연구원은 “그동안 기존 정전기 방식의 한계로 실내에 적용하기 어려웠던 오존 발생 문제를 근본적으로 해결한 유일한 기술”이라며, “초기 도입후 약 3년 내 손익분기점에 도달할 수 있는 경제성까지 갖춘 기술"이라고 부연설명했다. 김 연구원은 또 "현재 이 기술은 혁신제품지정, 전기용품안전 KC인증 및 공기청정기 단체품질 CA인증을 추진하며 체계적인 보급 확대를 준비 중"이라고 덕붙였다. 과기정통부 황판식 연구개발정책실장은 “국가 연구개발 성과물이 논문에 머무르지 않고, 국민생활에 직접적인 편익을 제공하는 진정한 기술사업화의 실현이라는 점에서 의미가 크다"고 말했다.

2025.03.24 16:00박희범 기자

"GE·지멘스도 클라우드 기반 데이터· AI기업으로 변신중"

디지털 전환(DX)이 기계산업의 혁신을 가속화하고 있다. 미국의 GE나 독일 지멘스 등이 대표적이다. 이들은 스마트 공장이나 AI 기반 품질 검사, 디지털 트윈을 활용한 설계 최적화 등으로 기업 경쟁력을 강화하며 글로벌 시장을 선도하고 있다. 지디넷코리아는 총 3회에 걸쳐 스마트팩토리와 AI 등 두뇌를 장착 중인 기계 산업의 변신을 한국기계연구원 DX전략 전문가 분석을 통해 짚어봤다.(편집자 주) DX는 단순히 아날로그 정보를 디지털로 바꾸는 것을 넘어, 디지털 기술과 데이터를 활용해 산업 구조와 비즈니스 모델을 혁신하는 과정입니다. 새로운 가치를 창출하고, 기업의 경쟁력을 강화하는 데 핵심적인 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있습니다. 기계산업에서의 디지털 전환은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단 기술을 제조 공정과 제품 개발에 통합해 생산성을 높이고 운영 효율성을 극대화하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 가상공학 엔지니어링 도구를 활용한 제품개발은 개발 과정에서의 시행착오를 가상공간에서 반복하고 최적화함으로써 시제품 제작 횟수 최소화와 시험평가 시간 및 비용 절감으로 원가 경쟁력을 높일 수 있습니다. AI를 활용한 예측 유지보수 시스템은 기계 설비의 고장을 사전에 예측하여 갑작스러운 가동 중단을 방지합니다. 또한, 사물인터넷(IoT) 센서를 통해 실시간으로 데이터를 수집·분석하여 공정을 최적화할 수 있습니다. 기계산업에서 디지털 전환 왜 필요한가 전통적인 기계산업은 노동집약적입니다. 다품종 소량 생산 체제에서 비효율성을 보이는 경우가 많습니다. 하지만 디지털 전환을 통해 이러한 한계를 극복하고, 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 특히, 4차 산업혁명의 가속화와 함께 디지털 기술의 발전, 유연한 생산 방식 등이 기업의 생존과 산업 경쟁력을 좌우하는 중요한 요소로 부각되고 있습니다. 해외에서는 어떻게 디지털 전환을 활용하고 있을까요? 글로벌 선도 기업들은 이미 디지털 전환을 통해 혁신적인 성과를 거두고 있습니다. 미국의 GE는 클라우드 기반 플랫폼인 프레딕스(Predix)를 통해 기계 데이터를 실시간으로 분석해 운영 효율을 높이고 있습니다. 독일 지멘스는 클라우드 기반 개방형 사물인터넷(IoT) 운영 시스템인 마인드스피어(MindSphere)를 통해 데이터 수집과 활용을 극대화하고 있습니다. 이러한 사례들은 디지털 전환이 기업의 경쟁력 강화에 얼마나 중요한 역할을 하는지를 보여줍니다. 우리나라에서는 어떤 노력을 하고 있을까요? 우리나라에서도 기계산업의 디지털 전환을 촉진하기 위한 노력이 활발히 진행되고 있습니다. 대표적인 연구기관이 한국기계연구원입니다. 이곳에서는 디지털 트윈, 기계 데이터 플랫폼, 가상공학 플랫폼을 3대 축으로 설정하고, 관련 역량을 결집하여 인프라와 플랫폼을 구축하고 있습니다. 특히, 디지털 트윈 기술은 물리적 기계 장비와 가상 모델을 결합하여 실시간 모니터링과 예측 가능성을 제공함으로써 스마트 제조 시스템 구현에 필수적인 역할을 합니다. 또한, 기계 데이터 플랫폼을 통해 산업 데이터의 생성과 활용을 활성화하고, 가상공학 플랫폼을 통해 설계부터 생산, 유지보수까지 제조업 전반에 걸친 디지털 전환을 지원하고 있습니다. 가상공학 기술의 사각지대에 있는 중소기업들의 디지털 전환을 촉진하기 위해 독자적으로 개발한 '가상공학 플랫폼(Virtual Engineering Platform)'을 확산시키고 있습니다. 이 플랫폼은 엔지니어링 및 제조 분야에서 다양한 설계, 시뮬레이션, 분석 및 최적화 작업을 가상 환경에서 수행할 수 있는 통합 소프트웨어 시스템입니다. 이를 통해 중소기업들도 비용 효율적으로 디지털 전환을 추진할 수 있게 되었습니다. 그리고, 이차전지의 핵심적인 제조장비인 롤투롤장비에 대한 디지털트윈을 구현해 제조현장에서 유용하게 활용할 수 있는 DX 기술들을 개발하고 이러한 기술들이 사업화될 수 있도록 노력을 경주하고 있습니다. 중소기업에선 인력 부족, 인프라 투자 비용 부담 기계산업의 디지털 전환은 더 이상 선택이 아닌 필수입니다. 디지털 기술을 적극적으로 도입하고, 데이터 기반의 의사결정을 통해 생산 공정의 혁신과 새로운 비즈니스 모델을 창출해야만 급변하는 글로벌 시장에서 지속 가능한 경쟁 우위를 확보할 수 있습니다. 디지털 전환을 통해 기계산업은 생산 공정의 효율성을 높이고, 비용을 절감하며, 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한, AI 기반 예측 유지보수(PdM), 실시간 데이터 분석, 클라우드 기반 제조 시스템 등을 도입하여 제조 경쟁력을 강화할 수 있습니다. 이러한 변화는 기업의 수익성 향상뿐만 아니라, 산업 전반의 혁신을 촉진하는 데 기여할 것입니다. 하지만, 기계산업 분야의 중소기업에서는 디지털전환 관련 기술인력 부족과 인프라 투자에 대한 비용 부담으로 선뜻 디지털 전환에 나서고 있지 못하고 있는 것이 현실입니다. 이를 위해 정부와 기업, 연구기관이 협력하여 디지털 전환을 위한 생태계를 조성하고, 관련 기술 개발과 인재 양성에 지속적인 노력을 기울여야 합니다. 디지털 전환은 어렵고 복잡하게 느껴질 수 있지만, 작은 변화부터 시작하여 점진적으로 디지털 기술을 도입한다면 누구나 그 혜택을 누릴 수 있습니다. 지금이 바로 디지털 전환을 시작할 최적의 시기입니다.

2025.03.17 14:01박종원 컬럼니스트

한국기계연구원, AI·반도체 등 분야 신규 인력 29명 채용 나서

정부출연연구기관인 한국기계연구원(원장 류석현)이 AI 등 기계기술 분야 미래 혁신을 위한 인재 확보에 나섰다. 2030년까지 'Digital-KIMM' 달성을 목표로 AI, 반도체, 광학, 극저온, 로봇, 친환경 기계기술 연구 및 연구행정, 보안, 안전 등 다양한 분야에서 인재를 모집한다. 선발 인력은 연구직, 기술직, 행정직 등 총 3개 직군 21개 분야 총 29명이다. 지난해 같은 기간 대비 93% 증가한 수치다. 채용정보 사이트 등에 따르면 지난해 기준 기계연 평균 연봉은 7천8백만원, 초봉은 4천3백만원 수준이다. 모집 공고 및 서류 접수는 12일부터 오는 31일 오전 11시까지다. 이후 1차 서류전형, 2차 필기전형(NCS, 해당 분야 한정), 3차 면접전형을 거쳐 최종 합격자는 오는 7월 3일 발표한다. 한편, 기계연은 지난 1976년 설립된 정부출연연구기관으로 첨단 제조기술, 친환경 에너지, 나노융합, 로봇 등 다양한 분야를 연구 중이다.

2025.03.12 09:13박희범 기자

기계연, 배터리 가격은 ↓, 에너지 밀도·용량은 ↑

한국기계연구원은 이차전지장비연구실 우규희, 권신 책임연구원 연구팀이 초고속, 대면적 플래시 공정을 활용, 후막 전극의 열화를 억제하는 전극 활성화 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 연구진은 파일럿 스케일의 롤투롤 테스트 베드를 통해 롤투롤 공정과의 호환성도 성공적으로 입증했다. 이차전지장비연구실 우규희 책임연구원은 "후막 전극의 성능 열화를 획기적으로 억제하는 기술"이라며 "배터리 가격은 낮추고 에너지 밀도와 용량은 높이면서도 크기와 무게를 줄일 수 있는 새로운 가능성"이라고 의미를 부여했다. 후막 전극은 고에너지 밀도 구현이 가능하다. 배터리 팩 층수를 줄여 구조를 단순화함으로써 제조 공정 효율화와 원가를 절감할 수 있다. 그러나 후막 전극은 두꺼운 전극 두께로 인해 리튬 이온과 전자 이동 저항이 증가한다. 이로인해 전해질 침투가 어려워져 율속특성(배터리 충방전 속도 성능지표)과 수명과 같은 전기화학적 성능이 크게 저하되는 문제가 있다. 연구진은 이같은 문제 해결을 위해 후막 전극에 1밀리초 이내의 순간적인 플래시를 조사했다. 이 과정에서 발생하는 광열 반응은 재료의 탄화, 활물질(흑연)의 층간 간격 확장, 기공률 증대, 전해질과의 계면적 확대를 일으킨다. 우규희 책임연구원은 "이러한 화학적, 구조적 변화가 리튬 이온과 전자의 이동성을 향상시키고 전해질 침투성을 개선했다"며 "결과적으로 후막 전극의 성능 열화를 억제한다"고 설명했다. 우 책임연구원은 "표면 광열 반응을 이용하기 때문에 집전체를 포함한 후막 전극 전체가 고온에 노출되는 것을 방지한다"며 "전극 내부 바인더 분해를 최소화해 기계적 내구성을 유지하고, 집전체 산화와 같은 열적 손상도 막을 수 있다"고 부연 설명했다. 연구진은 이 기술이 "이차전지 제조 산업의 표준인 롤투롤 공정과의 호환성이 뛰어나다"며 "니켈-코발트-망간(NCM) 양극 등을 비롯한 여러 전극에 확대 적용도 가능할 것"으로 예상했다. 연구진은 현재 플래시 공정을 전극 건조 공정에 적용하고, 응용성을 평가 중이다. 최근에는 이차전지 장비 기업 N사와 전극폭이 광폭인 양산 수준의 설비를 개발하고 공정 평가도 진행 중이다. 우규희 책임연구원은 “플래시를 이용한 전극 활성화 기술은 롤투롤 공정과 호환이 가능한 후처리 기술이기 때문에 기존의 공정과 제조 설비에 접목이 상대적으로 용이하다”고 말했다. 우 책임연구원은 “국내 이차전지 제조사 진입을 목표로 기술 완성도를 높이고 시험 평가와 검증을 지속적으로 진행해 나갈 예정”이라고 밝혔다.한편 연구결과는 재료·화학 분야 국제학술지 '스몰 매서즈(Small methods) 2월호 표지논문으로 선정됐다.

2025.02.26 19:39박희범 기자

한국기계연구원, 기계산업 디지털전환 기술 백서 발간

한국기계연구원은 최근 '기계산업 디지털전환 기술 백서'를 발간했다고 10일 밝혔다. 이 보고서는 국내 제조업의 디지털 전환 현황과 미래 발전 방향을 분석했다. AI 디지털전환 기술이 기계산업의 경쟁력을 결정짓는 핵심 요소라는 것이다. 제조업의 디지털 전환은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 디지털 트윈 등의 신기술을 활용해 생산성을 극대화하고 비용을 절감하는 방향으로 진행 중이다. 자동화 및 지능형 공정 관리 시스템이 도입되면서 공정의 효율성과 품질도 함께 향상되고 있다., 글로벌 시장에서도 AI 디지털 제조 혁신이 중요한 흐름으로 자리 잡았다. 이 보고서에 따르면 AI 디지털 전환 기술이 설계부터 생산, 유지보수까지 제조업 전반에 적용되며 산업 패러다임이 변화하고 있다. 산업용 로봇과 디지털 트윈 기술이 빠르게 발전하면서 제조 공정 최적화가 속도를 내고 있고 국내 기업들 역시 이러한 기술을 적극 도입하고 있다. 디지털 전환이 이루어지면서 생산 공정의 효율성이 높아지고, 비용 절감과 품질 향상 효과가 기대된다. AI 기반 예측 유지보수(PdM), 실시간 데이터 분석, 클라우드 기반 제조 시스템이 국내외에서 활발히 연구 중이다. 기계연은 이 보고서를 통해 AI 자율제조 기술의 주요 동향과 향후 발전 방향을 분석했다. 한국 제조업이 글로벌 경쟁력을 갖추기 위해 필요한 정책적 대응과 전략을 제시했다. 또한 국내 기업들이 디지털 제조 혁신을 성공적으로 실현할 수 있도록 지원 방안 마련이 필수적이라는 점을 강조했다. 기계연 박종원 DX전략연구단장은 “디지털 전환은 제조업의 필수 과제로 AI, IoT, 빅데이터 등 첨단 기술을 접목해 생산성과 경쟁력을 높이는 것이 핵심”이라며 “국내 제조업이 글로벌 경쟁에서 앞서가기 위해서는 AI 디지털 기술 도입을 더욱 가속화해야 하며 이를 위해 산업계와 연구기관이 협력해야 할 것”이라고 밝혔다.

2025.02.10 11:08박희범 기자

유상임 과기정통부 장관, "출연연 과제 대형화 추진"

유상임 과학기술정보통신부 장관이 3일 한국기계연구원에서 열린 '주요정책 현안 간담회'에서 파편화된 연구성과중심제(PBS)에 대한 개선 의지를 드러냈다. PBS는 연구자가 외부 과제 수주를 통해 자신의 인건비를 확보하는 시스템이다. 이로 인해 연구자는 수주가 쉬운 소형 사업에 매달리면서, 연구사업 파편화를 초래한다는 지적을 받아왔다. 과기정통부 연구기관혁신지원팀에 따르면 유 장관은 소형 정부과제를 묶음예산(블록펀딩)으로 대형화하는 방안을 추진 중이다. 유 장관은 이날 간담회에 앞서 기계연구원 AI로봇연구소 첨단로봇연구센터에서 ▲변신하는 트랜스포머 바퀴 ▲인공근육 웨어러블 슈트 ▲고난도 작업 로봇 ▲휴머노이드형 로봇 등을 돌아봤다. 유 장관은 고난도의 작업 로봇을 돌아보는 자리에서 로봇 팔이 스스로 작동할 수 있는지에 대해 질문하는 등 자율동작에 관심을 드러낸 것으로 파악됐다. 이어 진행된 한국화학연구원 현장방문에서 한국화학연구원은 '이차전지', '무탄소에너지 기반 이산화탄소 포집 및 활용(CCU)' 등에 관한 기술 개발 현황을 소개했다. 유상임 장관은 “국내 안팎의 어려운 상황을 극복하고 대한민국의 미래 성장 엔진을 강화하기 위해 출연연의 변화와 역할이 어느 때보다도 중요한 시기”라고 강조했다. 유 장관은 또 “흔들림없는 정책 추진을 위해 정부는 출연연 현장과 더욱 적극적으로 소통하겠다"며 “실제 변화는 현장에서부터 다양한 실행방안이 제시되어야만 이뤄질 수 있는 것”이라고 언급했다. 이어 유 장관은 “국가연구개발기관으로서 출연연이 나아가야 할 방향에 대해 구성원들과 적극적인 소통을 기반으로 예산·조직 운영 유연화 등 기관 내외의 칸막이를 허물 수 있는 다양한 실행방안을 모색, 정부에 제안해달라"고 당부했다.

2025.02.03 19:23박희범 기자