초록 ▼

□ 연구내용
< 연구목적 >
◦ 본 연구에서는 금속 분말 제조 공정의 고질적인 문제(현장 전문가 의존, 비숙련 노동자의 효율 및 품질 저하, 조업자 안전성)를 해결하기 위해 AI를 기반으로 금속 분말 제조 공정 지능화를 이루고자 함
◦ 가스 아토마이저 금속 분말 제조 공정 지능화를 통해 고부가 가치의 고기능성 합금 분말의 제조 공정 최적화 솔루션을 개발하고 금속 분말 제조 산업에서의 스마트 팩토리를 구축 및 품질 경쟁력 강화

< 연차별 연구목표 >
◦ (1차년도) VIGA(Vaccum inducti

□ 연구내용
< 연구목적 >
◦ 본 연구에서는 금속 분말 제조 공정의 고질적인 문제(현장 전문가 의존, 비숙련 노동자의 효율 및 품질 저하, 조업자 안전성)를 해결하기 위해 AI를 기반으로 금속 분말 제조 공정 지능화를 이루고자 함
◦ 가스 아토마이저 금속 분말 제조 공정 지능화를 통해 고부가 가치의 고기능성 합금 분말의 제조 공정 최적화 솔루션을 개발하고 금속 분말 제조 산업에서의 스마트 팩토리를 구축 및 품질 경쟁력 강화

< 연차별 연구목표 >
◦ (1차년도) VIGA(Vaccum induction gas atomization)방식의 금속 분말 제조 공정 데이터 수집/저장/통합 모니터링 시스템 구축 및 분말 품질 계측 기술 개발
- 분말 품질 예측용 AI 적용 데이터 set 구축 기반 마련
◦ (2차년도) 100kg 양산급 VIGA 가스 아토마이져의 공정변수를 활용하여 분말 품질 예측 정확도를 95% 이상 확보할 수 있는 AI 기계 학습 알고리즘 개발 및 이를 통한 금속 분말 생산성 50% 이상 향상

< 1차년도 연구내용 >
① 100kg급 양상형 VIGA 가스 아토마이저내 공정 데이터 수집 시스템 구축
- 용해부 및 가스노즐 분사부 데이터 발생 현황 파악
- 기존 공정 데이터 처리 PLC 분석 및 데이터 저장 위치 분석
- 가스아토마이져 데이터 입출력 저장 용 S/W 개발 (용역)
- 공정데이터 수집 장치 제작 및 off-line 테스트 진행
- 제작 공정데이터 수집 장치 현장 적용 및 현장 작동 테스트 완료
② 공정 중 생성분말 실시간 계측 시스템 개발
- 분말 실시간 계측용 카메라 설치를 위한 장비 내 위치 선정
- 분말 1차/2차 포집부 대상 뷰포트 설계 및 제작
- 실시간 분말 이미지 촬영 Lab 시스템 구축
- 실시간 분말 이미지 촬영을 위한 카메라 스펙 설정
- 실시산 분말 이미지 촬영을 위한 조명 시스템 제작
- Lab 스케일 에서의 실시간 분말 이미지 획득 및 분말 입도/산포 계측
- 실시간 분말 입도/산포 계측 정확도 개선을 위한 알고리즘 개발 중

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 100kg급 양상형 VIGA 가스 아토마이저내 공정중 발생하는 온도, 압력, 진공도등 총 12개 공정 변수 데이터 수집/통합/저장 시스템 구축
- 실시간 분말 사이즈 계측을 위한 광학기반 계측 시스템 개발 및 분말 사이즈 계측 알고리즘 설계
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과

□ 기술적 우수성
○ 100kg 급 가스아토마이저에서 발생하는 공정데이터 12종을 PLC 신호와 충돌 없이 수집할 수 있는 시스템을 구축함.
○ 실시간으로 자유낙하하는 분말이 이미지를 취득하고 이로부터 분말의 사이즈, 구형도, 연신율등의 정보를 취득할 수 있는 알고리즘을 개발

□ 성과활용 계획
- AI 기술과 분말 생산공정 기술을 접목하여 분말 제조 공정의 스마트화 기술을 선점 및 분말 품질 경쟁력의 세계적 우위를 점할 수 있음.
- 스마트 아토마이저 활용 분말야금용 고기능성 금속분말의 원가 절감, 품질 향상, 관련 장비 제조 기술 확보, 특성 평가기술 확보 등을 통해 국내 기반 사업의 고도화 기대됨.

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 개 요 ... 8
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 8
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 10
• 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 ... 26
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 28
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 28
• 제 2 절 기대효과 ... 29
• 제 4 장 차년도 사업추진계획 ... 30
• 제 1 절 차년도 사업추진 내용 ... 30
• 제 2 절 차년도 세부 연구분야(Spec) ... 33
• 제 5 장 참고 문헌 ... 34
• 끝페이지 ... 35