초록 ▼

□ 고속철도 부품·장치(제동 패드·슈, 감속기 및 밸런서) 국산화 기술개발
◼ 최종 목표
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서) 국산화 기술개발
◼ 전체 내용
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서)의 연구 개발 프로세스 통합관리
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서)의 개발 전주기 적합성 검증 및 인증 획득 지원
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서) 고신뢰도 설계/생산 유도 체계 구축
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈,

□ 고속철도 부품·장치(제동 패드·슈, 감속기 및 밸런서) 국산화 기술개발
◼ 최종 목표
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서) 국산화 기술개발
◼ 전체 내용
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서)의 연구 개발 프로세스 통합관리
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서)의 개발 전주기 적합성 검증 및 인증 획득 지원
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서) 고신뢰도 설계/생산 유도 체계 구축
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서)의 국내외 시장진출 확산 전략 모델 도출
○ 국내 동력집중식 고속철도차량(KTX-산천)에 인터페이스 호환이 가능한 고성능 제동 유연패드 및 제동 슈 국산화 개발
- (평균마찰계수) UIC 541-3, UIC 541-4에 부합한 제동 유연 패드 및 제동 슈 개발
○ 선진기술 동등이상의 고내구성 동력분산식 고속철도차량 차축 감속기 및 감속기용 베어링 개발
○ 철도차량용 고부가가치 감속기 및 베어링에 대한 기술 기반 마련
○ 급전선로 전력부하 불평형 개선을 위한 5 MVA급 능동형 밸런서 개발
○ 공인기관 시험검증 및 인증획득을 통한 해외 진출 전략 마련

□ 연구 개발 과제 1 - 고속철도용 부품장치 인터페이스 호환성 및 적합성검증 연구(한국철도공사)
◼ 최종 목표
○ 고속철도 부품․장치(제동패드․슈, 감속기 및 밸런서) 국산화 기술개발
◼ 전체 내용
○ 기술개발 대상 부품·장치의 연구개발 프로세스 통합관리
○ 기술개발 대상 부품·장치의 개발 전주기 적합성 검증 및 인증 획득 지원
○ 기술개발 대상 부품·장치 고신뢰도 설계/생산 유도 체계 구축
○ 개발대상 부품장치의 국내외 시장진출 확산 전략 모델 도출

□ 연구 개발 과제 2 - 동력집중식 고속철도용 표준 호환형 고성능 제동 유연패드 및 제동 슈 기술개발 (㈜다윈프릭션)
◼ 최종 목표
○ (평균마찰계수) UIC 541-3, UIC 541-4에 부합한 제동 유연패드 및 제동 슈 개발
○ 국내 동력집중식 고속철도차량(KTX-산천)에 인터페이스 호환이 가능한 고성능 제동 유연패드 및 제동 슈 국산화 개발
○ 공인기관 시험검증, 철도용품 형식승인, 제품의 성능인증획득
※ 개발 주요 사양
※ 개발 목표치 상향 조정
◼ 전체 내용
○ 고속철도용 제동 유연패드/제동 슈 국내외 동향 조사 분석
- 국내외 기술개발 동향 및 논문 조사 분석
- 특허 조사 및 특허 회피 전략 분석(제동유연패드 해당)
- 국외 벤치마킹 대상 조사 분석
- 국내 운영 및 유지보수 문제점(애로사항) 조사 분석
○ 선진 고속철도용 제동 유연패드/제동 슈 벤치마킹 적용 및 재질 DB 구축
- 국외 벤치마킹 대상 국내 개발 설계 및 구조 적용성 분석
- 구조적 재질의 열/성분 특성 해석 수행 및 DB 구축
○ 고속철도용 제동 유연패드 소음 저감기술 개발
- 국내 적용중인 고속철도용 제동 패드 소음 수준 및 현황 분석
- 소음해석기법을 적용한 소음저감 방안 수립
- 다이나모 및 실차환경 소음 특성 분석
○ 고속철도용 제동 유연패드/ 제동 슈 설계 연구
- 국내외 표준 및 규격, 기술기준, 운영사 요구사항 등에 준하는 개념 및 기본 설계 수행
- 기본설계 및 정적/동적 해석검토 사항을 반영한 상세 설계 수행
○ 고속철도용 제동 유연패드/ 제동 슈 제작 연구
- 국내외 표준 및 규격, 기술기준, 운영사 요구사항이 반영된 부품 및 구성품 시작품 제작
- 시작품 검토사항이 반영된 부품 및 구성품 시제품 제작
- 최종설계가 반영된 완성품 제작
○ 고속철도용 제동 유연패드/ 제동 슈 시험평가 및 현차시험 수행
- 부품 및 구성품 단위 재질, 정적/동적 특성 시험 수행
- 인터페이스 호환성 특성 시험 수행
- 4계절 현차 적용 시험 수행
○ 고속철도용 제동 유연패드/ 제동 슈 최적 공정 개발
- 고속철도용 제동 유연패드/ 제동 슈 최적 운영 및 유지보수 규격서 개발
- 제동 시스템 분석, 해석 기술 도입 및 프로세스 정립(제동패드 해당)
- 국내 동력집중식 고속철도용 제동 유연패드/제동 슈 표준 양산 공정 규격서 개발
○ 국외 시장 진출 기반 구축
- 국외 선진 제동 유연패드/제동 슈 대비 개발 제동 유연패드/제동 슈 성능 비교분석서 도출
- 시장 입찰 정보 및 법령 분석을 통한 시장 진출 기반 마련
- 철도안전법에 따른 철도용품 형식승인 획득
- 제품/품질시스템 인증 획득

□ 연구 개발 과제 3 - 동력분산식 고속철도용 고내구성 감속기 기술개발 (유진기공산업㈜)
◼ 최종 목표
○ 선진기술 동등이상의 고내구성 동력분산식 고속철도차량 차축 감속기 및 감속기용 베어링 개발
○ 공인기관 시험검증 및 인증획득을 통한 해외 시장진출 기반 마련
○ 철도차량용 고부가가치 감속기 및 베어링에 대한 기술 기반 마련
◼ 전체 내용
○ 차축감속기 개발
- 국내외 동향 조사 분석 및 국내외 시장 진출 기반 구축
- 고속철도용 감속기 설계/제작 및 최적 공정 기술 개발
- 고속철도용 감속기 시험평가 및 현차 검증 수행
○ 차축감속기용 베어링 개발
- 고속철도 감속기용 베어링 조사 분석 및 국내외 시장 진출 기반 구축
- 고속철도 감속기용 베어링 설계/제작 및 최적 공정 기술 개발
- 고속철도 감속기용 베어링 특성 및 내구성 평가 기술 개발(EN12080 대응)
- 고속철도 감속기용 베어링 시험평가 및 현차 검증 수행

□ 연구 개발 과제 4 - 고속철도용 5MVA급 전력부하 불평형 개선 능동형 밸런서 기술개발 (한국철도공사)
◼ 최종 목표
○ 급전선로 전력부하 불평형 개선을 위한 5MVA급 능동형 밸런서 개발
○ 공인기관 시험검증 및 인증획득을 통한 해외 진출 전략 마련
※ 개발 주요 사양
◼ 전체 내용
○ 고속철도용 능동형 밸런서 국내외 동향 조사 분석
- 국내외 기술개발 동향 및 논문조사 분석
- 특허 조사 및 특허 회피 전략 분석
- 해외 벤치마킹 대상 조사 및 적용 기술 분석
- 전력반도체 기술사양 조사 분석
- 피크전력저감 및 에너지절감 효과 분석
○ 고속철도용 불평형 개선 기술 및 제어 토폴로지 개발
- 해외 선진 벤치마킹 국내 적용 체계 구축
- 전력회사 및 운영사 운영 부합성 검토 및 국내 적용 밸런서토폴로지 개발
○ 고속철도용 능동형 밸런서 설계
- 국제표준 기반 능동형 밸런서 사양 설계
- 능동형 전력제어 알고리즘 개발
- 국내 철도 급전선 연결 가능 변압기 설계
- 능동형 밸런서 전용 IGBT 인버터 설계
- 각 구성품(모듈) 및 시스템의 상세 설계 수행
○ 고속철도용 능동형 밸런서 제작
- 국내 철도 급전선 연결 가능 변압기 시작품 제작
- 능동형 밸런서 전용 IGBT 인버터 시작품 제작
- 각 구성품(모듈) 및 시스템의 시작품 검토사항이 반영된 시제품 제작
○ 고속철도용 능동형 밸런서 시험평가, 현장시험 수행 및 인증획득
- 국제규격에 준하는 IGBT 인버터 시험 수행
- 교류전기철도 시스템과의 불평형 개선 성능 검증 수행
- 회생제동 전력제어 알고리즘 검증 수행
- 표준시험 구간 선정 및 시험계획 수립
- 현장 적용시험 수행
- 제품/품질 시스템 인증 획득
○ 고속철도용 능동형 밸런서 최적 공정 개발
- 고속철도용 능동형 밸런서 최적 운영 및 유지보수 규격서 개발
- 고속철도용 능동형 밸런서 표준 양산 공정 규격서 개발
○ 해외진출 전략 수립
- 철도개발도상국 및 진출가능 국가 기술수준 분석서 도출
- 해외 시장 진출 기반마련을 위한 해외 유관기관(운영사, 시설/전력담당기관 등)과의 기술 교류 및 홍보 전략 수립

□ 연구 개발 과제 1 - 고속철도용 부품장치 인터페이스 호환성 및 적합성검증 연구 (한국철도공사)
◼ 1단계
❏ 목표
○ 연구개발 수행프로세스 통합관리체계 및 부품․장치별 요구사항 도출
○ 검․인증 요구사항 분석 및 적합성검증 항목 설정
○ 부품․장치 예비 신뢰성 분석
○ 개발 부품․장치의 국내외 품질관리체계 인증 조사, 분석
○ 대상 부품장치의 기업현황 분석
○ 개발 부품․장치의 철도차량 인터페이스 기술사양 검토
❏ 내용
○ 연구개발 수행프로세스 통합관리 체계 구축연구
○ 개발 부품․장치별 기술요구사항 도출
○ 개발 부품장치 법/제도/기술 분석
○ 검증 항목 결정 및 인증 대상 결정
○ 운영/유지보수 프로파일 정의
○ 운영사 유사장치 고장데이터 조사/분석
○ 운영사 신뢰성 요구사항 분석
○ 예비 FMECA 및 위험도 분석
○ 국내외 품질관리체계 종류 조사
○ 국내외 품질관리체계의 인증 프로세스 조사, 분석
○ 대상 부품장치별 기업현황 조사 및 분석
○ 해외시장진출을 위한 내재화 교육 프로그램 개발
○ 제동패드·슈 및 감속기 관련 국내·외 철도차량 인터페이스 요구 사항 조사
○ 제동패드·슈 및 감속기 관련 국내·외 철도차량 제작설명서 요구 사항 조사 분석

◼ 2단계
❏ 목표
○ 개발 부품·장치 연구개발 통합공정관리 및 기본설계 사용자 검증
○ 적합성 요구사항 검증 프로세스 구축
○ 부품장치 신뢰성 요구사항 개발
○ 개발 부품장치의 품질관리체계 적용 방안 연구
○ 개발 부품장치의 시장 규모 등 환경조사 및 분석
○ 철도차량 적합성 검증 요구사항 도출 지원
❏ 내용
○ 개발 부품장치의 연구개발 통합 공정 관리
○ 개발 부품장치 적합성 사용자 검증
○ 해외 선진 부품장치 인증획득 현황 조사 분석
○ 개발 부품·장치 적합성 요구사항 검증 프로세스 설계
○ 설계적합성 요구사항 검증(1단계)
○ 개발 장치 대상 인증 분석
○ 신뢰성 목표 및 검증 요건 개발
○ 신뢰성 설계 요구사항 도출
○ 신뢰도 설계 프로그램 가이드라인 개발
○ 개념 및 기본설계 신뢰성 요구사항/활동 검증
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 실태조사
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 현황 분석 및 개선시사점 파악
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 최적화 적용 방안 연구
○ 대상 부품장치별 시장규모 등 환경 조사/분석 수행
○ 국내외 수출입현황 조사, 참여기관이 수행한 국내외 검증과 인증/법/제도/표준 및 규격조사에 기반하여 시장진입의 장애요인 기초자료 조사
○ 제동패드·슈 및 감속기의 국내.외 철도차량 인터페이스 기술 기준 조사 지원
○ 제동패드·슈 및 감속기의 국내.외 철도차량 인터페이스 표준 규격 조사 지원
○ 제동패드·제동슈 및 감속기의 철도차량 인터페이스 요구사항에 대한 적합성 검증 요구사항 도출 지원

◼ 3단계
❏ 목표
○ 개발 부품·장치 통합공정관리 및 상세설계 사용자 검증
○ 적합성 요구사항 검증
○ 부품장치 고신뢰도 설계 지원 체계 구축
○ 부품장치 개발자기업의 품질관리체계 구축 지원
○ 마케팅 관점의 해외시장 진출의 장애요인 도출
○ 철도차량 신뢰성 적용 요건 및 유효성 분석 지원
❏ 내용
○ 개발 부품장치의 연구개발 통합 공정 관리
○ 개발 부품장치 적합성 사용자 검증
○ 부품·장치 설계적합성 검증/ 합치성 검증
○ 부품·장치 시험평가 지원
○ 부품·장치 성능 및 용품인증 준비 지원
○ 신뢰도 설계정보 D/B 체계 개발
○ RCM(Reliability Centered Maintenance) 기반 유지보수 가이드라인 지원
○ 신뢰성 품질관리체계 구축 가이드라인 개발
○ 상세설계/제작 신뢰성 요구사항/활동 적합성 검증
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 분석
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 구축지원
○ 기업 연합(Allance), 모듈화, 인터페이스 등 마케팅 전략 측면의 해외시장 진출 장애요인 발굴
○ 철도차량 시스템 관련 제동패드·슈 및 감속기 위험도/치명도 영향 조사 지원
○ 철도차량 적용을 위한 제동패드·슈 및 감속기 신뢰성 요건 도출 및 유효성 분석 지원

◼ 4단계
❏ 목표
○ 개발 부품·장치 통합공정관리 및 적합성 사용자 검증
○ 적합성 요구사항 검증(2단계)
○ 부품·장치 고신뢰도 설계 지원 체계 구축
○ 부품·장치 개발자의 품질관리체계 검증
○ 대상 부품·장치의 국내외 시장의 장애요인 극복방안 마련
○ 개발 부품·장치의 운영시험계획 수립 지원
❏ 내용
○ 개발 부품·장치의 연구개발 통합 공정 관리
○ 개발 부품장치 적합성/합치성 사용자 검증
○ 현차/현장 운영시험 계획
○ 부품·장치 시험절차서 개발 지원
○ 부품·장치 인증시험(공인시험) 공동수행
○ 부품·장치 현차/현장시험 공동수행(제동마찰재)
○ 부품·장치 성능 및 용품인증 추진 지원
○ 고신뢰도 생산 지원 체계 구축
○ 생산, 시험단계 고장보고, 분석 및 조치활동 체계 연구
○ 상세설계/제작 보완 및 검증단계 신뢰성 요구사항/활동 적합성 검증
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 문서 개발 지원
○ 부품장치 개발 기업의 품질관리체계 검증 수행
○ 대상 부품장치의 국내외 시장의 장애요인에 대한 극복방안(대책) 마련
○ 부품에 대한 해외 기술수준 및 동향 조사
○ 개발부품의 시제품 시험 계획 검토 및 검증 지원
○ 개발부품의 개선점 검토 지원

◼ 5단계
❏ 목표
○ 개발 부품장치 통합공정관리 및 유효성 확인
○ 인증획득 지원
○ 부품장치 신뢰성 요구사항 종합검증 및 타당성 확인
○ 부품장치 개발자의 품질관리체계 인증획득 지원 및 내재화
○ 부품장치 해외시장 진출 및 확산 모델 적용
○ 개발 부품장치 현차시험 지원
❏ 내용
○ 개발 부품장치의 연구개발 통합 공정 관리
○ 현차/현장 운영 및 관리
○ 개발 부품장치 유효성 검토
○ 현차 및 현장시험(2단계)
○ 장치별 성능 및 용품인증 추진 지원(3단계)
○ 신뢰도 종합 평가
○ 신뢰성 요구사항 종합 검증 및 타당성 확인
○ 인증기준에 따른 품질요구사항 Matrix 구성 및 품질문서 개발 지원
○ 부품장치 기업별 품질관리체계 인증 모의 심사 실시
○ 모의 인증 심사 결과를 통한 개선점 도출 및 품질관리체계 반영
○ 품질관리체계 적용을 통한 기업의 품질 체계 고도화 지원
○ 품질관리체계 인증 획득 지원
○ 5-Forces 방법, SWOT 분석, Issue-tree 등의 모델을 적용하여 해외시장 진출 및 확산 전략 수립
○ 제동패드·제동슈 및 감속기 현차시험 수행 지원

□ 연구 개발 과제 2 - 동력집중식 고속철도용 표준 호환형 고성능 제동 유연패드 및 제동 슈 기술개발 (㈜다윈프릭션)
◼ 1단계
❏ 목표
○ 제동 유연패드 및 제동 슈
- 국내외 기술 동향조사 및 벤치마킹
- 시작품 개념설계
○ 해석 : 연성해석을 위한 해석기법 자료 수집
○ 마찰재 분석 : 수입제품 마찰재 분석
❏ 내용
○ 제동 유연패드 및 제동 슈
- 국외 선진기술 동향조사
- 설계/제작 요구사항 벤치마킹
- 기술기준 및 요구도 입수
- 국내 운영 및 유지보수 문제조사분석
- 요구사항 기반 재질 및 구조해석 연구
○ 시작품 개념설계 연구
○ 해석 :
- 철도차량 제동장치 대상 최신 해석기법 및 개선 사례 조사
- 제동장치의 열-구조-소음진동 연성해석을 위한 해석기법 자료 수집
○ 마찰재 분석 :
- 고속철도용 마찰재의 재질 및 조성 분석
- 수입 제품의 마찰특성 데이터 확립

◼ 2단계
❏ 목표
○ 제동 유연패드 : 브레이크 패드 국내 적용 최적화 기본설계
○ 제동 슈 : 벤치마킹, 브레이크 슈 합성 마찰재 시험편품 제작/평가
○ 해석 :
- 기존품의 열, 구조, 소음진동 해석 수행 및 실험 결과와의 비교 분석
- 협동기관 설계 예정 제품의 해석 수행 및 개선방안 제시
○ 마찰재 분석 : 고속철도용 제동패드 및 제동슈의 고온안정성 향상
❏ 내용
○ 제동 유연패드
- 브레이크 패드 마찰재 조성 및 공정 설계
- 브레이크 패드 구조 설계 및 시작품 제작
- 브레이크 패드 구성품 성능평가
○ 제동 슈 :
- 국외 선진기술 동향 조사 및 설계/제작 요구사항 벤치마킹
- 국내 운영 및 유지보수 문제점(애로사항) 조사 분석
- 국내적용 요구사항을 기반으로 한 재질 및 구조해석 연구
- 브레이크 슈 시작품 개념 설계 연구
- 브레이크 슈 마찰재 시편제작
- 브레이크 슈 마찰재 시편 시험평가
○ 해석 :
- 기존품의 열, 구조, 소음진동 해석 수행 및 실험 결과와의 비교 분석
- 협동기관 설계 제품의 해석 수행 및 개선방안 제시
○ 마찰재 분석 :
- 고속철도용 마찰재의 마찰특성 평가 기준 확보
- 고속철도용 제동슈/제동패드의 마찰특성 평가

◼ 3단계
❏ 목표
○ 제동 유연패드 : 상세설계를 반영한 브레이크 패드 시작품 제작
○ 공동연구기관 1((주)홍성브레이크):브레이크 슈 시작품 제작/시험평가
○ 해석 :
- 협동기관 설계 제품의 해석실시 및 개선방안 제시 – 2
- 다이나모 시험과 다이나모 경계조건 해석 결과 비교 및 검증
○ 마찰재 분석 : 고속철도용 제동패드 및 제동 슈의 고온 내마모성 평가 시험
❏ 내용
○ 제동 유연패드
- 브레이크 패드 시제품 요소부품 설계 및 제작
- 정적 특성 시험 및 검증
- 브레이크 패드 동적 특성 시험 및 검증
- 브레이크 패드 설계 보완연구
- 브레이크 패드 표준 양상 공정규격서 기초 연구
- 브레이크 패드 현차시험 절차 착수
○ 제동 슈 :
- 상세설계를 반영한 시제품 제작 연구
- 국내외 표준규격, 운영사 규격, 인증요구사항 등에 따른 정적/동적 특성 시험검증 수행
- 시험결과를 반영한 설계보완 연구
- 표준 양산 공정규격서 기초 연구
- 철도용 제동 슈 및 시작품 고속철도용 제동 슈 제작
- 철도용 제동 슈 및 고속철도용 제동 슈 시험평가
- 브레이크 슈 현차시험 절차 착수
○ 해석 :
- 협동기관 설계 제품의 해석 및 개선방안 제시
- 다이나모 시험과 다이나모 경계조건 해석 결과 비교 및 검 증
○ 마찰재 분석 :
- 고속철도용 제동슈/제동패드의 내마모성 평가
- 고속철도용 연구실 단위 제동특성 평가 시험법 개발

◼ 4단계
❏ 목표
○ 제동 유연패드 : 브레이크 패드 현차시험 세부계획 및 설계 보완
○ 제동 슈 : 브레이크 슈 시제품 제작/시험평가 (외부기관 인증, 현차시험)
○ 해석 :
- 협동기관 설계 제품의 해석실시 및 개선방안 제시
- 해석내용과 현차시험과의 실제구현 연구
❏ 내용
○ 제동 유연패드 :
- 고속철도차량 인터페이스 호환성 특성 검증
- 현차시험
- 설계보완
- 표준 공정규격서 고도화 연구
- 최적 운영 및 유지보수 규격서 기초 연구
○ 제동 슈 :
- 고속철도차량 인터페이스 호환성 특성 검증
- 현차 적용 시험 수행
- 설계보완 연구
- 표준 양산 공정규격서 고도화 연구
- 최적 운영 및 유지보수 규격서 기초 연구
- 시작품 및 시제품(실용화품) 고속철도용 제동 슈 제작
- 고속철도용 제동 슈 시작품 및 시제품(실용화품) 시험평가
○ 해석 :
- 협동연구기관 설계 제품의 해석실시 및 개선방안 제시
- 해석내용과 현차 시험과의 실제구현 연구

◼ 5단계
❏ 목표
○ 제동 유연패드 : 브레이크 패드 현차 적용 시험 및 인증 획득
○ 제동 슈 : 브레이크 슈 최종 실용화품 개발(내구평가 및 현차 시험 완료, 인허가, 양산 표준개발, 사업화 준비)
❏ 내용
○ 제동 유연패드 :
- 현차 적용 시험
- 현차 시험 결과 반영 설계보완 및 확정
- 완제품 제작
- 표준 양산 공정규격서 개발
- 최적 운영 및 유지보수 규격서 개발
- 선진기술 보유 부품대비 성능 비교 분석
- 국내 인증 획득 및 국외 인증획득 가능성 검증 방안 연구
- 국외 시장진출 기반 구축 연구(1세부 지원)
○ 제동 슈 :
- 현차 적용 시험
- 현차시험 결과를 반영한 설계보완 및 확정 연구
- 표준 양산 공정규격서 개발
- 최적 운영 및 유지보수 규격서 개발
- 선진기술 보유 부품대비 성능 비교 분석 연구
- 국내 및 국외 인증 적용 방안 연구
- 국외 시장진출 기반 구축 연구
- PILOT 실용화품 고속철도용 제동 슈 제작
- 고속철도용 제동 슈 PILOT 실용화품 시험평가

□ 연구 개발 과제 3 - 동력분산식 고속철도용 고내구성 감속기 기술개발 (유진기공산업㈜)
◼ 1단계
❏ 목표
○ 고속철도용 고내구성 감속기 개발
○ 고속철도 감속기용 베어링 개발
○ 고속철도 감속기 구조/소음 해석 고도화
❏ 내용
○ 고속철도 감속기 관련 자료 조사
○ 국내 요구사항 분석 및 개념 설계
○ RAMS 요구사항 분석
○ 고속철도 감속기용 베어링 국내외 기술동향 및 분석(용역)
○ 감속기용 베어링 특허 조사 및 특허 전략 수립(용역)
○ 국외 벤치마킹 대상 조사 및 선진 기술 적용 가능성 분석(용역)
○ 감속기 구조/소음 해석자료 분석
○ 구조/소음 해석 프로세스 검토

◼ 2단계
❏ 목표
○ 고속철도용 고내구성 감속기 개발
○ 고속철도 감속기용 베어링 개발
○ 고속철도 감속기 구조/소음 해석 고도화
❏ 내용
○ 고속철도 감속기 기본/상세 설계 및 1차 시작품 제작/평가 준비
○ 제품규격서 및 시험절차서 작성(1 세부 검증)
○ 공정 규격서 작성 및 RAMS 문서 작성
○ 설계 단계별 VVT 검증 진행(1 세부 검증)
○ 고속철도 감속기용 테이퍼 롤러 베어링 Proto 구성부품 및 조립도 설계, 시제품 제작
○ 구조/소음해석 방안 프로세스 제시
○ 1차 시작품에 대한 구조/소음해석 진행(개선안 제시)

◼ 3단계
❏ 목표
○ 고속철도용 고내구성 감속기 개발
○ 고속철도 감속기용 베어링 개발
○ 고속철도 감속기 구조/소음 해석 고도화
○ 고속철도용 감속기 고장 진단 모듈 설계 및 제작
○ 고속철도용 감속기에 대한 소음 및 진동 성능 평가
❏ 내용
○ 1차 시작품 평가(1세부 협력)
○ 고속철도 감속기 2차 시작품 제작 및 평가 준비
○ 2차 시작품 제작(2Set)
○ 현차시험 검증방안 마련(1세부 협력)
○ 고속철도 감속기용 원통형 롤러 베어링 Proto 구성부품 및 조립도 설계
○ 고속철도 감속기용 원통형 롤러 베어링 Proto 구성부품 및 시제품 제작
○ 고속철도 감속기용 볼 베어링 Proto 구성부품 및 조립도 설계
○ 고속철도 감속기용 볼 베어링 Proto 구성부품 및 시제품 제작
○ 고속철도 감속기용 테이퍼 롤러 베어링 Proto 내구성능시험/볼⋅롤러 베어링 내구성능시험
○ 시험결과를 반영한 고속철도 감속기용 테이퍼 롤러 베어링 1종 개선설계
○ 해석결과와 1차 시작품 평가 결과 분석
○ 2차 시작품 제작을 위한 개선안 제시
○ 감속기 및 베어링 조립 구조 및 재원 분석
○ 고속철도 감속기 및 베어링 진동, 온도 측정 현차 시험 및 파라미터 분석
○ 고속철도 감속기 적용 센서 모듈 구성품 설계 및 시제품 제작
○ 고속철도 감속기 1차 시작품 대상 진동 및 음향 실험 수행

◼ 4단계
❏ 목표
○ 고속철도용 고내구성 감속기 개발
○ 고속철도 감속기용 베어링 개발
○ 고속철도 감속기 구조/소음 해석 고도화
○ 고속철도용 감속기 고장 진단 모듈 설계 및 제작
○ 고속철도용 감속기에 대한 소음 및 진동 성능 평가
❏ 내용
○ 2차 시작품 성능 검증
○ 현차 검증용 감속기 시제품 4Set 제작(2Set 차량 설치, 2Set 예비품)
○ 시제품 차량 설치 및 현차 검증 진행
○ 형식 승인 또는 성능 인증 추진(교통신기술)
○ RAMS 보고서
○ 고속철도 감속기용 볼⋅롤러 베어링 Proto 내구성능시험 완료
○ 시험 결과를 반영한 고속철도 감속기용 원통형 롤러 베어링 개선 설계
○ 개선 시제품 제작 (테이퍼 롤러 베어링, 원통형 롤러 베어링, 볼 베어링)
○ 2차 시작품 평가 결과와 해석결과 비교/검증
○ 1차 시작품/2차 시작품/시제품에 대한 비교분석 보고서 작성
○ 고속철도 감속기 및 베어링 개발품 진동, 소음 파라미터 정밀 분석
○ 고속철도 감속기 적용 모니터링 시스템 설계 및 제작 (H/W, S/W)
○ 개발 시제품 고속철도 차량 설치 및 현차 시험 수행
○ 고속철도 감속기 2차 시작품 대상 진동 및 음향 실험 수행

◼ 5단계
❏ 목표
○ 고속철도용 고내구성 감속기 개발
○ 고속철도 감속기용 베어링 개발
○ 고속철도 감속기 구조/소음 해석 고도화
○ 고속철도용 감속기 고장 진단 모듈 설계 및 제작
○ 고속철도용 감속기에 대한 소음 및 진동 성능 평가
❏ 내용
○ 현차 성능 검증 모니터링 진행
○ 완료 보고서 작성
○ 국내외 실용화 방안 구축
○ 현차 성능 검증 모니터링 진행
○ 감속기용 테이퍼 롤러 베어링 1종 선행 양산 기술 확보
○ 감속기용 원통형 롤러 베어링 2종 선행 양산 기술 확보
○ 감속기용 볼 베어링 1종 선행 양산 기술 확보
○ 고속철도 감속기 및 베어링 시제품 최종 성능 검증 모니터링 측정 시험
○ 고속철도 감속기 적용 모니터링 시스템 개선품 제작
○ 완료 보고서 작성
○ 현차 장착 상태의 감속기 시제품 대상 진동 및 실험 수행

□ 연구 개발 과제 4 - 고속철도용 5MVA급 전력부하 불평형 개선 능동형 밸런서 기술개발 (한국철도공사)
◼ 1단계
❏ 목표
○ 철도운영기관의 부하밸런서 요구사항 조사 및 분석
○ 능동형 밸런서 국내외 동향 및 전력반도체 기술사양 조사 분석
○ 인버터 연계용 멀티출력 변압기 해외 제조기술 및 국내외 규격 조사
○ 부하밸런서 토폴로지 분석 및 모델링
❏ 내용
○ 철도운영기관의 부하밸런서 요구사항 조사 및 분석
- 시스템 조정 및 통합
- 연구과제 년차별 진도관리(사업관리)
- 교류전기철도 운영사의 부하밸런서 요구사항 조사 및 분석
- 철도개발도상국 및 국외진출국가 기술수준 조사
○ 능동형 밸런서 국내외 동향 및 전력반도체 기술사양 조사 분석
- 능동형 밸런서 국내외 동향 조사 분석
- 특허 조사 및 특허 회피 전략 분석
- 해외 벤치마킹 대상 조사 및 적용 기술 분석
- 전력반도체 기술사양 조사 분석
- 제어기 검증을 위한 능동형 밸런서 시뮬레이터 설계 및 제작
○ 인버터 연계용 멀티출력 변압기 해외 제조기술 및 국내외 규격 조사
- 밸런서용 인버터 변압기의 해외 제조기술 분석
- IEC 등 국내외 변압기 적용 규격 조사
○ 부하밸런서 토폴로지 분석 및 모델링
- 해외 부하밸런서 토폴로지 관련 기술 조사
- 부하밸런서 토폴로지 분석 및 모델링

◼ 2단계
❏ 목표
○ 전철변전소 전력품질 조사
○ 능동형 밸런서 전용 IGBT 인버터 설계 및 시작품 제작
○ 인버터 연계용 멀티출력변압기 시작품 설계 및 제작
○ 능동형 밸런서 전력제어 알고리즘 개발
❏ 내용
○ 전철변전소 전력품질 조사
- 연구과제 사업관리
- 운영사 요구사항 분석 및 기술협의 활동
- 철도변전소 전력품질 조사
- 국내외 활동을 통한 연구과제 홍보 및 기술 동향 파악
○ 능동형 밸런서 전용 IGBT 인버터 설계 및 시작품 제작
- 고속철도용 불평형 개선 기술 및 제어 토폴로지 개발
- 고속철도용 능동형 밸런서 시스템 설계
- 능동형 밸런서 전용 IGBT 인버터 설계(1~2 MVA급)
- 능동형 밸런서 전용 IGBT 인버터 시작품 제작
- 1세부 연계 적합성 요구사항 검증 프로세스 구축
- 1세부 연계 부하 밸런서 신뢰성 요구사항 개발
○ 인버터 연계용 멀티출력변압기 시작품 설계 및 제작
- 시작품용 인버터 변압기 설계 및 제작(단상 55kV 5MVA, 1대)
- 1세부 연계 적합성 요구사항 검증 프로세스 구축
- 1세부 연계 인버터 변압기 신뢰성 요구사항 개발
○ 능동형 밸런서 전력제어 알고리즘 개발
- 능동형 밸런서 전력제어 알고리즘 개발 및 모델링

◼ 3단계
❏ 목표
○ 연구개발품 실증시험을 위한 TEST-BED 선정
○ 능동형 밸런서(1~2MVA) 성능 검증 및 참고시험
○ 인버터 연계용 멀티출력 변압기 성능 개선
○ 병렬 능동형 밸런서 알고리즘 개발
❏ 내용
○ 연구개발품 실증시험을 위한 TEST-BED 선정
- 시스템 조정 및 통합
- 연구과제 진도관리 (사업관리)
- 연구개발품 실증시험을 위한 TEST-BED 선정
- 연구개발품 상용화 추진안 마련
- 국내외 연구과제 홍보 및 기술 동향 파악
○ 능동형 밸런서(1~2MVA) 성능검증 및 참고시험
- 고속철도용 능동형 밸런서(1~2MVA) 시작품 설계/제작
- 모델링을 활용한 능동형 밸런서 불평형 개선 알고리즘 성능 검증
- 고속철도용 능동형 밸런서(1~2MVA) 시작품 참고시험(공인기관)
○ 인버터 연계용 멀티출력 변압기 성능 개선
- 성능 개선용 인버터 변압기 설계 및 제작(단상 55kV 5MVA, 효율 99.0% 이상, 소음 67dB 이하)
○ 병렬 능동형 밸런서 알고리즘 개발
- 병렬 능동형 부하밸런서 전력제어 알고리즘 개발 및 모델링

◼ 4단계
❏ 목표
○ 실증시험 계획 수립 및 국외 진출 기술수준 조사
○ 5MVA급 능동형 밸런서 제작 및 인증시험
○ 인버터 연계용 멀티출력변압기 개발
❏ 내용
○ 실증시험 계획 수립 및 국외 진출 기술수준 조사
- 시스템 조정 및 통합
- 연구과제 진도관리(사업관리)
- 연구개발품 성능 확인을 위한 실증시험 계획 수립
- 철도개발도상국 및 국외 진출 가능국가 기술수준 조사
○ 5MVA급 능동형 밸런서 제작 및 인증시험
- 밸런서 시작품(1~2MVA급) 제작규격서 기반 공인기관 인증시험
- 5MVA급 능동형 밸런서 제작
○ 인버터 연계용 멀티출력변압기 개발
- 공인인증용 인버터 변압기 설계 및 제작(1상 55kV 5MVA, 1대)
- 공인인증시험 및 공인성적서 발행
- 실증시험용 인버터 변압기 제작(1상 55kV 5MVA, 2대)

◼ 5단계
❏ 목표
○ 연구개발품 성능확인을 위한 실증시험 실시
○ 교류전기철도 시스템의 불평형 개선 성능검증 수행
○ 인버터 연계용 멀티출력 변압기 실증시험 수행
❏ 내용
○ 연구개발품 성능확인을 위한 실증시험 실시
- 시스템 조정 및 통합
- 연구과제 진도관리 (사업관리)
- 연구개발품 성능확인을 위한 실증시험 실시
- 철도개발도상국 및 국외 진출 가능국가 기술수준 분석서 작성
○ 교류전기철도 시스템의 불평형 개선 성능검증 수행
- 고속철도용 능동형 밸런서 보완 제작 및 현장 실증시험 수행
- 교류전기철도 시스템과의 불평형 개선 성능검증 수행
- 피크전력저감 및 에너지절감 효과 분석
- 고속철도용 능동형 밸런서 최적 공정 개발
- 해외 진출 전략 수립
○ 인버터 연계용 멀티출력 변압기 실증시험 수행
- 능동형 밸런서 시스템 연계 인버터 변압기 실증시험
- 최적 운영 및 유지보수 규격서 개발

□ 연구개발성과
○ 제동패드‧슈
- 연구개발 통합관리 및 적합성 검증 반영 보고서
- 국내외 표준 및 규격, 기술기준, 운영 요구사항이 반영된 표준 설계서
- 국내외 표준 및 규격, 기술기준, 운영 요구사항, 성능검증 사항이 반영된 개발품
- 공인기관에서 발행한 시험성적서
- 철도 용품 형식승인 증명서(제동패드 해당)
- 제품/품질시스템 인증 획득(철도 품질경영시스템 ISO/TS 22163 인증)
- 국외 선진 기술 대비 개발대상 성능 비교 분석서
- 표준 양산 공정 규격서
- 최적 운영 및 유지보수 규격서
- 국내외 시장 진출 기반 구축 보고서
○ 감속기
- 국내외 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링 벤치마킹, 상세요구사항 및 인터페이스 호환성 도출 보고서
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링의 개념설계, 기본설계, 상세설계
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링의 시작품 및 시제품 제작
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링의 표준 설계 규격서
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링 통합 시험성적서
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링의 공정 규격서
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링의 표준 사양서 개발
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링의 유지보수 규격서 개발
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링 성능 인증서
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링 현차 성능 검증용 개발품
- 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링 국외 시장진출 전략체계 구축 보고서
○ 능동형 밸런서
- 연구개발 통합관리 및 적합성 검증 반영 보고서
- 국내외 표준 및 규격, 기술기준, 운영 요구사항이 반영된 표준 설계서
- 국내외 표준 및 규격, 기술기준, 운영 요구사항, 성능검증 사항이 반영된 개발품
- 공인기관에서 발행한 시험성적서
- 성능인증(K마크) 획득 증명서
- 표준 양산 공정 규격서
- 최적 운영 및 유지보수 규격서
- 철도개발도상국 및 국외 진출 가능 국가 기술수준 분석서
- 해외 진출 전략 수립 보고서

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
< 1과제 >
○ 기술적 측면
- 고속철도부품 국산화를 통한 해외시장 진출 기반 구축
- 적합성 검증을 통한 기술 경쟁력 확보
- 최신 국제 철도 RAMS 규격 (EN50126; 2017)을 적용한 고신뢰도 설계/생산 지원 기술 확보
- 연구 개발되는 철도부품에 대한 신뢰성 적합성 검증을 통해 국외 선진 철도부품과 동등 수준의 기술적 경쟁력 확보
○ 경제적ㆍ사회적 측면
- 해외의존 대상 부품장치 개발에 따른 수입대체효과 및 구매비용 절감 기대
- 철도부품 신뢰성 확보를 통한 유지보수비용 및 수명주기비용 절감 기대
- 국내 철도 부품산업 발전 및 철도안전에 기여
- 철도부품 강소기업 육성
- 향후 점진적으로 향상되는 국내 철도부품 기술에 대응하여 신뢰성 적합성 검증 기술 배양을 통한 세계 최고수준의 철도부품 경쟁력 확보
○ 정책적 측면
- 국가 상위 정책과의 부합화를 통한 국가 정책 실현
- 철도부품의 안전, 신뢰성 등 철도안전과 직결된 요구사항의 검증을 통해 국내 철도 안전에 기여
- 개발 기업의 신뢰성 품질관리체계 구축을 통해 안전, 신뢰성 등에 대한 적합성이 확보된 철도부품의 지속적 생산이 가능
< 2과제 >
○ 활용계획
- 연구개발 통합관리 및 적합성 검증 반영 보고서는 성공적인 연구개발 수행과 단계별 성과확인을 위해 활용
- 표준 설계서는 개발 기관의 상용화 및 사업화를 위한 용도 활용
- 표준 설계서, 공인기관 시험성적서, 성능 비교 분석서, 표준 양산 공정 규격서, 개발품은 제작자 품질관리시스템 인증 및 제품 인증 획득 시 활용
- 공인기관 시험성적서, 성능 비교 분석서, 인증획득 증명서는 국외 시장진입 시 기관역량 홍보에 활용
- 표준 설계서, 운영 및 유지보수 규격서는 운영기관 최적 운영 및 유지보수지침에 활용
- 개발품 및 성능 비교 분석서는 국내외 전시 및 기술 홍보 활용
- 시장 진출 기반 구축 보고서는 국외 최적 시장진입 활동에 활용
○ 기대효과
- 독자적인 설계/제작 기술력 확보 및 해외 선진기술보유 기업과의 동등수준 기술력 확보
- 중소기업의 역량 강화 극대화와 철도 부품장치산업 경쟁력 제고로‘철도부품 강소기업 성장’
- 해외의존 대상 부품장치 개발에 따른 경제효과
‧ 개발대상 부품 연간 약 41억(KTX-산천 30억, KTX-11억) 수준의 수입대체 경제효과(KTX-산천 철도차량수명을 25년 기준 시 향후 750억 원의 외화절감효과)
- 고속철도차량의 운행안전에 대한 신뢰도 향상 및 제동 소음 저감을 통한 환경 개선
- 해외시장 진출 최적화 전략 구축
< 3과제 >
○ 고속철도용 감속기 및 감속기 베어링 표준 설계 규격을 표준 규격으로 제시(발주자 규격화)
○ 운영사 최적운영 표준 사양서 및 유지보수 규격서로 활용
○ 성능인증을 활용한 해외 진출
< 4과제 >
○ 활용계획
- 전기철도의 주요설비인 철도변압기 및 전력설비 등의 사용수명 연장을 위해 전국철도 변전소에 연구개발품 설치 확대를 통해 전기철도 운영유지비용 절감에 활용
- 전기에너지 사용량 절감을 위해 철도변전소 뿐만 아니라 철도급전구분소에 추가 설치하여 사용
- 강소기업을 육성할 수 있는 기반을 다지고, 국산화를 통해 전기철도 운영기술의 세계 경쟁력 향상을 위한 원동력으로 활용
- 남북철도 연결 대비, 교류전기철도 건설지원시 북한의 에너지 공급 상황을 고려한 효율적∙경제적 전기공급 및 전기철도운영을 위해 연구개발품을 활용
- UIC, OSJD, 해외철도운영국과의 지속적인 기술교류 및 해외 전시회 등의 홍보활동으로 한국철도기술의 발전상을 소개하고 한국철도의 국제적 위상 제고에 활용
○ 기대효과
- 기술적 측면
‧ 일본과 유럽 등 철도 선진국만의 전유물이었던 교류철도 전압 불평형개선 기술을 선제적 자체개발을 통해 국내 전력품질을 향상시키고 안전하고 경제적인 전기철도운영 기술을 보유
‧ 해외기술에 의존하던 과거의 철도기술과 달리, 자체 개발 및 실용화를 통해 경제적 손실 방지하고, 해외시장 진출을 위한 관련 기술들(전력반도체, 인버터 연계용 특수 변압기, 운영기술을 위한 알고리즘 개발, 운영자 기술역량 등)의 경쟁력이 크게 강화
- 경제적∙산업적 측면
‧ 전기철도 주요설비인 스코트 변압기의 사용수명 연장을 통한 비용 절감
‧ 철도전기의 불평형 발생으로 인한 전력공급사의 설비에 대한 피해비용 절감
‧ 회생제동에너지 사용을 통해 에너지 절감이 가능하고, 전체 변전소 및 급전구분소에 적용시 추가 경제적 효과 기대
‧ 해외 수입품 단가의 80%로 국산품을 개발하여 구매비용 절감기대
‧ 철도변전소의 부하밸런서 사용 확대에 따른 전력전자소자, 특수변압기 등 관련 기술 발전 및 해외의존도 탈피 기대
- 사회적 측면
‧ 에너지 절감 및 CO2 배출량 감소를 통한 친환경 교통수단으로서의 철도의 입지 강화 기대
‧ 회생에너지를 사용하여 전력사용 효율이 증대되고, 수송인원 당 소비전력을 절감하여 경제적인 전기철도 운영에 기여
‧ 남북철도 연결을 대비하여, 안전하고 지속적인 남북간 철도 왕래가 확보되도록 북한의 전력상황을 고려한 북한철도 현대화 지원기술로 사용 가능

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 16
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 17
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 49
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 585
• 1) 연구수행 결과 ... 585
• 2) 목표 달성 수준 ... 609
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 627
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 628
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 629
• 끝페이지 ... 641