초록 ▼

굴삭기는 주행부 형태에 따라 크롤라 굴삭기와 휠 굴삭기로 분류되며 이중 크롤라 굴삭기가 시장의 95%을 점유하고 있고 최근 5년간 평균 수요 증가율은 18%에 달한다. 크롤라 굴삭기의 94%가 중량 30톤 이하급 굴삭기로 30톤급 차세대 친환경 경량 굴삭기를 개발 시 거의 전기종에 관련 기술을 파급할 수 있다.
30톤급 굴삭기의 봄 및 암을 경량화하기 위해서는 소재기술, 용접기술, 해석기술, 응용설계 및 제조기술 등이 융합적으로 요구되며 철강제조업체, 굴삭기 생산업체, 관련 연구소 및 대학이 컨소시엄을 이룬 산·학·연 공동연구

굴삭기는 주행부 형태에 따라 크롤라 굴삭기와 휠 굴삭기로 분류되며 이중 크롤라 굴삭기가 시장의 95%을 점유하고 있고 최근 5년간 평균 수요 증가율은 18%에 달한다. 크롤라 굴삭기의 94%가 중량 30톤 이하급 굴삭기로 30톤급 차세대 친환경 경량 굴삭기를 개발 시 거의 전기종에 관련 기술을 파급할 수 있다.
30톤급 굴삭기의 봄 및 암을 경량화하기 위해서는 소재기술, 용접기술, 해석기술, 응용설계 및 제조기술 등이 융합적으로 요구되며 철강제조업체, 굴삭기 생산업체, 관련 연구소 및 대학이 컨소시엄을 이룬 산·학·연 공동연구가 필요하다.
친환경 경량굴삭기의 부품 설계 및 제조 공정기술을 개발하기 위해 중점기술별로 4개의 세부과제를 도출하였다.
과제별 주요 개발내용 및 범위는 아래와 같다.
□ 차세대 친환경 경량 굴삭기용 고강도 강재 개발
○ 경량 굴삭기용 고강도 강재 개발 및 용접성 평가
○ 700/800MPa급 고강도 강재의 무예열 용접재료 최적화
○ 경량 굴삭기용 고강도 강재 특성 및 용접성 향상기술 개발
○ 700MPa급 고강도 강재 양산화 기술개발
□ 차세대 친환경 경량 굴삭기 핵심 부품 용접기술 개발
○ 700MPa급 고강도강 적용 굴삭기 봄, 암 부품 최적 용접부 설계 기술 개발
○ 고품위, 무예열 용접공정 최적화 및 시공 표준화 기술 개발
○ 봄 및 암 부품 무결함 양산 용접시공 기술 개발
□ 차세대 친환경 경량 굴삭기 구조해석 기술 개발
○ 작업 장치 하중 모드 도출을 위한 다뮬체 동역학 해석 기술개발
○ 굴삭기 작업장치 최적 해석 프로세스 개발
○ CAD/CAE 통합 시스템을 이용한 응력 해석 기반 기술 개발
□ 30톤급 차세대 경량 굴삭기 응용설계 및 제조 기술 개발
○ 30톤급 굴삭기 봄, 암 강재 중량 12%이상 경량화 가능한 실용화 설계
○ 봄, 암 부품 제조 응용기술 개발
○ 30톤급 경량 굴삭기 양산화 개발 및 신뢰성 평가

본 연구개발을 통해 예상되는 주용 기대효과 및 파급효과는 아래와 같다.

□ 기술적 효과
○ 용접성이 우수한 고강도 철강 소재의 개발을 통햐여 국내 철강산업 고강도강제품의 경쟁력 강화 및 수요산업 적용 확대
○ 굴삭기 용집 시공 표준확립을 통한 용접결함 방지 및 피로수명 향상으로 굴삭기 내구성 향상 및 고능률지능형 용접 시공 기술 확보 및 수요산업 적용 확대
○ 굴삭기 구조해석 신뢰성 제고 및 확대 적용 가능한 굴삭기 최적 설계 기술 확보, CAE 동합 설계를 위한 기반 기술 확보
○ 굴삭기 피로설계 설계 기준 수립 및 건설기계로 확대 응용 및 굴삭기 Virtual Design 시스템 구축
○ 굴삭기 기종에 따른 장치부품의 표준 신뢰성 데이터 확보 및 세계시장 마케팅에 활용할 수 있는 굴삭기 성능 평가 자료 확보
□ 경제적 효과 (2015년 기준)
○ 국내 굴삭기 산업 연 10조 매출 달성 및 7만 6천대 생산
○ 소재 경량화 및 고능률 용접을 통항 연 9,400억원 비용 절감
○ 6,300억원 규모 고강도강 신규 시장 및 3,000억원 규모 용접재료 시장 창출
○ 30톤 굴삭기 기준 대당 연 4.1백만원 에너지 절감 및 국내 가동 대수 10만대 기준 연간 4,100억원, 경유 3.5억 리터 규모의 에너지 절감
○ 굴삭기 수출액 6.7조원 및 수입대체 300백만불 달성

목차 Contents

• 제출문...1
• 요약문...2
• 목차...6
• 표목차...8
• 그림목차...10
• 1. 서론...12
• 1.1 굴삭기산업의 특성...12
• 1.1.1 굴삭기산업의 개요...12
• 1.1.2 경량 굴삭기 개발의 중요성...16
• 1.1.3 굴삭기 경량화 기술의 기술적·경제적 특징...21
• 1.2 산업의 기술·경제적 위치...23
• 1.2.1 기술적 위치...23
• 1.2.2 경제적 위치...25
• 1.3 기획의 범위 및 세부내용...26
• 1.3.1 기획의 범위...26
• 1.3.2 세부내용...26
• 1.4 추진체계...27
• 1.5 추진일정...30
• 2. 신업환경 분석...31
• 2.1 산업구조 분석...31
• 2.1.1 국내 굴삭기산업 구조 분석...31
• 2.1.2 해외 굴삭기산업 구조 분석...35
• 2.1.3 경쟁력 분석...38
• 2.2 시장환경 분석...39
• 2.2.1 세계시장 규모...39
• 2.2.2 국내 수요, 공급 규모...48
• 2.2.3 향후시장 전망...52
• 2.3 연구개발 인프라 분석...53
• 2.3.1 국내 제조업체 현황 및 연구기반 현황...53
• 2.3.2 정부지원 정책 현황...55
• 2.4 향후 산업동향과 정책방향...59
• 2.4.1 향후 산업동향...59
• 2.4.2 향후 굴삭기 및 국가 건설기계산업 관련 경쟁력 제고를 위한 정책방향...62
• 3. 기술 분석...65
• 3.1 기술동향...65
• 3.1.1 국내 기술개발 동향...65
• 3.1.2 선진국의 기술개발 동향...81
• 3.2 기술 로드맵...93
• 3.3 세부기술 내용...94
• 3.3.1 세부과제별 기술개발 대상과제...94
• 3.3.2 세부과제별 기술개발내용...95
• 3.4 세부기술 선정기준...99
• 4. 추진계획...103
• 4.1 추진 전략...103
• 4.1.1 연구개발 추진 전략...103
• 4.1.2 추진 체계...105
• 4.1.3 운영위원회의 구성 및 운영방안...106
• 4.1.4 단계별 추진대상과제...107
• 4.2 단계별 추진대상과제...108
• 4.3 예산소요계획...111
• 4.3.1 총 소요자금...111
• 4.3.2 대상과제별 소요자금...111
• 4.4 인력투입계획...112
• 4.5 상업화 추진 전략 및 계획...114
• 4.5.1 고강도강재의 상업화 추진 전략 및 게획...114
• 4.5.2 고강도 적용 경량 굴삭기의 상업화 추진 전략 및 계획...114
• 5. 기술개발 효과...115
• 5.1 기술적 효과...115
• 5.1.1 기술적 개발효과...115
• 5.1.2 환경영향 평가...119
• 5.1.3 기술적 경쟁력 향상 효과...119
• 5.2 경제적 효과...120
• 5.3 전략적 효과...126
• 6. 결론...127
• 6.1 과제선정 논리...127
• 6.2 공고내용 작성...129
• 6.2.1 총괄과제의 목표 및 내용...129
• 6.2.2 세부과제의 목표 및 내용...130
• 6.2.3 도출 세부과제의 개발일정 계획...134
• 7. 기술기획위원회 명단...135
• 8. 참고문헌...136
• 부록...137