초록 ▼

□ 연구내용
ㅇ 장비 공정 기반 / 가공공정 예측(가상가공) 기술 개발
- 절삭부하 예측을 위한 실시간 공구-소재 맞물림 계산 국산화(시작품 단계) 모듈 개발
- 가공공정 시뮬레이터 시작품 개발 및 현장 작업자를 위한 라이트(Lite) 사양 시뮬레이터 개발
- 가공공정 측정을 통한 주파수, 동특성 분석 및 계측 데이터 기반 공구에 따른 시스템 Identification 생성 프로그램 고도화
ㅇ 실시간 가공공정 모니터링 기반 데이터 학습 모델 및 최적화 기술 개발
- 가공공정 Tool 및

□ 연구내용
ㅇ 장비 공정 기반 / 가공공정 예측(가상가공) 기술 개발
- 절삭부하 예측을 위한 실시간 공구-소재 맞물림 계산 국산화(시작품 단계) 모듈 개발
- 가공공정 시뮬레이터 시작품 개발 및 현장 작업자를 위한 라이트(Lite) 사양 시뮬레이터 개발
- 가공공정 측정을 통한 주파수, 동특성 분석 및 계측 데이터 기반 공구에 따른 시스템 Identification 생성 프로그램 고도화
ㅇ 실시간 가공공정 모니터링 기반 데이터 학습 모델 및 최적화 기술 개발
- 가공공정 Tool 및 Feed 모듈에 대한 전력 사용량 예측 모델 상세화 및 예측 모델 정립
- 가공공정 물질흐름분석 시스템 개발 및 실험 데이터를 수집기반 상세화된 예측 모델 개발 및 시스템 적용/검증 수행
- 가공구간 분리 알고리즘 개발 및 다양한 모터성능 대응을 위한 T-N곡선 기반 모터상수(테이블) 도출 및 가공구간 신호/디지털 필터링 적용을 통한 절삭력 추정 정확도 향상
- 애플리케이션 모듈 간 학습모델 스키마 통합 개발, 학습모델 정확도 향상을 위한 MOTT/MongoDB 기반의 인프라 구축 및 데이터 전처리 모듈 개발
- 절삭력 및 공구마모 예측모델의 통합과 성능향상을 위해 다중 작업학습(MTL) 구조의 예측모델 개발 및 데이터기반의 가공성 사전진단 모델 개발
ㅇ 가공성 진단/제어 기반 생산성 향상 기술 및 산업별 솔루션 개발
- 가공 프로세스를 고려한 프로젝트 기반 모니터링 프로그램 개발
- 가공성 진단 시나리오 수립 및 가공성 예측 모델 개발(추천조건 도출)
- 가공성 진단시스템을 통한 가공조건 추천 및 가공성(MRR) 향상 목표 달성(S45C, 티타늄)
- 중소기업 가공공정 적용을 맞춤형 스마트 모니터링 및 엣지 디바이스 개발
- 다양한 공구형태 및 직경에 대응 가능한 기상측정 및 공구마모 분석 시스템 개발
- 급속 성형기술 적용 공구용 초초미립 특성의 WC-Co(Fe, Ni)계 합금 제조기술을 통한 공구소재 개발 및 특성 평가
- 자동차, 플랜트, 베어링 가공업체에 현장 모니터링 시스템 운영 중(원격 네트워크)
- 기존 데이터 대비 현재 가공상태 분석 시스템 개발(실시간 및 가공이력) 및 제조현장의 생산, 설비, 생산 수량 등 전반적인 제조상황 가시화 GUI 개발 중

□ 연구개발 성과
ㅇ 정성적 성과
- 가공성 진단시스템기반 가공성 향상 조건 도출 가능 (MRR*TL기준 20배 향상)
- 베어링, 플랜트 부품, 금형 기업 등 다양한 기업에 현장모니터링 적용 및 데이터 분석
- 가공성 진단시스템 및 현장모니터링 시스템 상용화 모델 개발을 통한 사업화 진행 (학습모델, 모니터링 등 다수의 기술이전 계약 완료-7년간 런닝기술료 계약 체결)
- 국가과학기술연구회에서 주최하는 중소기업 기술교류회 등에 참여하여 보유기술 소개 및 적용기업 확대를 위한 상담 (중소기업 현장 요구사항 청취)
ㅇ 정량적 성과
- 특허 출원 4건, 특허등록 3건, SCI급 논문 6건, 학술대회 및 비SCI 12건
ㅇ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
ㅇ (혁신성) 가공공정 최적화를 위해 ICT(센서), Domain knowledge(물리모델) 및 머신러닝(학습모델) 기술 적용
ㅇ (우수성) 다양한 장비 및 센서 데이터를 활용하여 가상모델 및 학습모델을 통해 가공공정을 예측하고 진단하여 가공공정 최적화
ㅇ (완성도) 가상시뮬레이터, 장비측정, 모니터링, 학습모델, 테스트베드 등의 핵심기술을 개발하여 가공공정 예측 정확도 향상

□ 성과활용 계획
ㅇ 가공시스템, 데이터분석, CPS 솔루션 등의 복합 시스템 구성을 통한 가공공정의 생산성 향상
ㅇ 지능화 모듈을 활용한 장비예측, 공구마모예측, 가공품질예측, 가상가공, 시뮬레이션 모니터링 등의 기능이 추가된 지능적 가공시스템 개발 가능
ㅇ 생산시스템관련 비즈니스 모델, 1. Stand-alone 타입의 가공성 진단제어 시스템 2. 공작기계 HMI에 탑재, 3. 제조서비스 솔루션을 통한 사업화
ㅇ 청정생산시스템연구소 중심의 스마트공장 Demo Line(쇼룸) 구축 및 이를 통한 향후 후속 연구의 Test Bed 역할 수행
ㅇ 자동차/금형/항공부품의 신제품 개발에 필요한 시작품개발 및 공정개선에 활용

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 요약서 ... 4
• 목차 ... 8
• 제 1 장 개 요 ... 9
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 9
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 9
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 11
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 13
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 13
• 제 2 절 당해연도 연구개발 결과 ... 16
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 42
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 44
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 44
• 제 2 절 기대효과 ... 47
• 제 4 장 차년도 사업추진계획 ... 48
• 제 1 절 차년도 사업추진 내용 ... 48
• 제 2 절 차년도 세부 연구분야(Spec) ... 54
• 제 5 장 참고문헌 ... 56
• 끝페이지 ... 58