2019년도 기계 산업핵심기술개발사업 신규지원 대상과제 안내문

1. 사업개요

□ 사업목적

○ 반도체, 자동차, 조선 등 수출 주력산업의 기반인 제조기반생산시스템(첨단장비, 첨단기계)과 산업 활용도 및 시장수요가 큰 연구장비의 국산화를 위한 핵심기술개발 지원

□ 지원대상분야

○ 제조기반생산시스템

- 정밀가공시스템, 나노·마이크로 생산시스템, 섬유기계 관련 전용 제조장비와 타 산업의 설비 및 장비를 제공하는 기반산업인 건설기계, 농기계, 승강기, 기계요소부품 분야

2. ‘19년 신규지원 대상과제

□ 공고예산 : 27.42억원

□ 신규지원 대상과제(RFP/품목) : 3개

사업분야	순번	과제명	주관기관	19년 지원규모	수행기간 (개월)	기술료	과제유형			과제특징
							가	나	다
첨단기계	1	콤바인의 고속 수확작업을 위한 지능형 작업기-주행구동 통합 시스템 개발	중소·중견기업	1,000	31개월 이내	징수	일반	혁신제품	품목지정	-
첨단 장비	2	엣지 컴퓨팅 기반 공작기계 핵심요소 상태 진단 및 보안 기술 개발	제한없음	1,000	31개월 이내	징수	일반	혁신제품	품목지정	-
	3	수소 압력 제어장치 성능평가 장비 및 실증기술 개발	제한없음	1,000	31개월 이내	징수	일반	혁신제품	품목지정	-

* 지원대상 과제별 과제제안요구서(RFP)는 하단 내용 참조

* 과제제안요구서(RFP) 내용의 총사업비 및 총수행기간은 평가위원회에서 조정 가능함

○ 기술료 징수 : 영리기관이 반드시 수행기관으로서 과제에 참여해야 함

3. 사업별 특이사항 : 해당없음

4. 문의처

과제제안요구서(RFP)		과제접수/신규평가 일정/절차
담당부서	연락처(02-6009-내선번호)	담당부서	연락처(053-718-내선번호)
첨단기계PD	8783	기계로봇팀	8420
첨단장비PD	8781		8411, 8417

[첨부1] 기계 산업핵심기술개발사업 지원지원 대상 RFP/품목

[첨부2] 기계 산업핵심기술개발사업 신규과제 실무작업반 명단

[첨부1] 기계 산업핵심기술개발사업 지원지원 대상 품목

관리번호

2019-기계-일반-품목-01

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

산업/일반기계

농업기계

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

콤바인의 고속 수확작업을 위한

지능형 작업기-주행구동 통합 시스템 개발

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

○ 수확 작업 시 작업부하를 감지하여, 차량속도를 제어 할 수 있는 지능형 주행구동 시스템

- 수확 작업 시 작물상태와 포장 조건 등 부하 변동에 따른 수확 손실을 방지하기 위해 부하를 감응하여 자동적으로 속도가 조절되는 구동 시스템

- 차량의 정차 또는 시프트 레버 변경 없이, 주행 중 작업차량의 자동속도 변경으로 운전자 조작 편의성 및 작업능률 향상이 되는 구동 시스템

○ 탈곡부로 유입되는 곡물의 부하에 따라 주행속도 및 엔진의 부하가 자동 조절되어 작업의 불연속이 없는 엔진동력 제어 시스템

- 수확부하에 따라 운전자가 지속적으로 차속을 변화시키는 불편함을 해소

○ 농촌인력의 고령화와 제한된 수확시기 내에서 적기수확이 가능하도록 고속작업이 가능한 탈곡기 적용 시스템

- 작업 수행 시 곡물의 未탈립으로 인한 수확 손실 저감을 위한 대용량 탈곡시스템이 필요

□ 개발결과의 활용방안

○ 생산성과 작업편리성이 높아진 콤바인의 지능형 구동 및 탈곡시스템을 개발하여, 국내 농업시장에 보급 및 수출시장 창출

□ 핵심 목표 성능

핵심 기술/제품 성능지표		단위	달성목표
1	시간당 수확량*	kg/h	≥ 4,200
2	최고 작업 속도**	m/s	≥ 1.9
3	손실율***	%	≤ 1.0

* 공시 포장면적 20a(80m×25m)에서의 수확량을 작업시간으로 나눈 값

** 공시 포장면적 20a(80m×25m) 작업 시 작업행정 40m에 대해 3회 작업 중 측정된 최고 속도

*** 작업행정 40m 중 측정구간 20m에서의 총손실(예취, 비산)을 총 수확량으로 나눈 값

2. 국내외 기술 동향

○ 국외

- 일본의 경우, 포장 자율 주행 수확 기술, 무인 자동화 및 수확 후처리 연계가 가능한 스마트 농업 기술 개발을 진행 중

- 수확 최고 작업속도 1.9m/s, 가변 유압모터의 제어 등 고능률 수확기계 기술 개발 중

○ 국내

- 자동화기능의 부족으로 작업 중 발생하는 부하에 따라 작업자가 수동으로 주행속도 변경 및 예취 높이 조절을 지속적으로 조작

1) 수입 제품 대비 작업 생산성 및 편리성 저하

2) 최고 작업속도 1.7m/s 이하

3) 작업자의 기계 운전 숙달능력에 따라 높은 작업량 편차 발생

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원필요성

○ 국내 농기계 시장에서의 수입 농기계(일본)를 대체하고 동남아 시장의 수출시장을 확보하기 위해 자동속도 제어 및 고속 탈곡 부에 대한 기술개발 필요

○ 농촌인구의 부족으로 인해 농업의 대형화가 증가함에 따라 고능률 및 편리성이 향상된 콤바인의 제품 경쟁력 확보가 필요 함

□ 경제적 지원필요성

○ 작업편리성이 개선된 대형 콤바인 국내 시장의 수입 대체 효과와 타 기종으로 기술 확대를 통해 관련 국내 농기계산업의 육성이 필요 함

○ 수입 콤바인 시장(60% MS)에 대한 대응을 위해 경쟁우위의 기술개발을 통해 국내 농기계 업체의 고용창출과 농기계 산업 경쟁력 강화가 필요 함

□ 정부/정책적 지원필요성

○ 수입 대형 콤바인의 국내 시장 판매 증가로 국내 콤바인 농기계 산업이 경쟁력을 잃어가고 있어 정부 지원을 통한 국내 고성능 콤바인 기술개발이 필요

○ 일본의 경우, 대용량 및 고속 작업이 가능할 수 있도록 자동화 기능 확대 및 수확 후처리 연계하는 스마트 농업 기술 개발을 정부주관으로 추진

4. 지원기간/예산/추진체계

○ 기간 :  31개월 이내  (1차년도 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3차년도 : 12개월)

○ 정부출연금 : ‘19년 10억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

○ 주관기관 : 중소·중견기업

○ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2019-기계-일반-품목-02

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

정밀생산기계

지식정보보안

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

□ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

엣지 컴퓨팅 기반 공작기계 핵심요소 상태 진단 및 보안 기술 개발

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 6단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

○ 공작기계의 실시간 상태 진단을 위한 CNC, 센서 데이터, 기계요소 등 각 모델이 통합된 엣지 컴퓨팅(Edge Computing) 시스템 및 보안 솔루션 개발

* Edge Computing : 클라우드 컴퓨팅의 데이터 처리 속도, 용량 및 보안 등의 한계 해결을 위해 말단 장치(device)에서 데이터 수집과 처리를 수행하도록 한 개방형 아키텍처

- 공작기계 상태 진단을 위해 필요한 CNC, 센서 데이터, 기계요소 통합 데이터 구조 및 API(Application Programming Interface) 개발

- 실시간 장비 상태에 대한 신호 분석, 데이터 처리, AI 알고리즘 실행 framework 개발

- 실시간 통신과 운영이 가능한 엣지 인터페이스 설계 및 구현

- CNC-HMI(Human Machine Interface)-엣지 시스템-운영시스템 간 통신보안 강화 (비정상적인 프로세스 검출 및 통제) 및 데이터 암호처리 기술 개발

○ 공작기계 핵심요소 상태 진단 테스트 환경 구축 및 시스템 통합 실증

- 공작기계 핵심요소(스핀들, 이송계, 구동기구 등) 중 1개를 대상으로 하여, 2개 이상의 테스트 벤치 구축

- 엣지시스템에 대한 상태진단 데이터 학습 및 보안 실증 테스트

- 엣지시스템 시제 개발, 핵심요소 상태진단 및 예지보전 운영시스템 통합 실증

□ 개발결과의 활용 방안

○ 지능화 기술을 접목한 장비산업 및 유관 산업의 고부가가치 창출

- 플랫폼, API 제공을 통한 다양한 장비 진단 모듈, 통합 운영 모듈 개발 환경 지원

- 장비 데이터 기반의 이상 알람 서비스, 예지보전 서비스, 공정조건 최적화 서비스 등 다양한 서비스로 확대 가능

○ 센서 융합 제조장비 지능화 및 스마트 제조셀 통합 운영솔루션과 연계 활용

- 장비 디지털 모델을 이용한 생산성, 공정, 품질 최적화 기술 개발에 활용 가능

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	이기종(異機種) CNC 인터페이스 수용도	개	3개 이상(화낙, 지멘스 등)
2	동일 모델 부품 실증 개수	개	2개 이상
3	Edge 상태 진단 센서 노드 수	개	8개 이상

2. 국내외 기술 동향

○ 공작기계 분야 글로벌 선도기업인 Mazak社(日)에서는 생산시스템 스마트화를 위한 엣지컴퓨팅 디바이스 ‘SmartBox’를 Cisco社(美)와 협력하여 상용화

- MTConnect 표준을 채용하여 Mazak社 장비 뿐 아니라 異기종 장비 연결 가능

- IIoT 플랫폼을 제공하여 데이터를 수집‧처리하고 여러 장비와 연결하여 문제상황에 대한 예측 및 분석을 할 수 있도록 지원 중

○ Fanuc社(日) 또한 장비단의 IoT와 AI 적용을 위한 엣지 컴퓨팅 플랫폼인 FIELD (Fanuc Intelligent Edge Link & Drive) System 상용화

○ 국내의 경우, CNC 제어기, HMI, Digital Twin 등과 관련된 기술개발과제가 정부 지원 중이며, 두산공작기계, 현대위아 등 대기업 중심으로 스마트 운영솔루션이  개발 중이나 아직 시장 진입 초기단계임

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원 필요성

○ 기존 자동화 수준을 넘어선 지능화된 차세대 제조시스템 중심으로 전방산업의 수요가 변화하고 있으므로, 이러한 패러다임 변화에 미대응시 외산 선진 장비 의존도가 더욱 심화 우려

□ 경제적 지원 필요성

○ 장비산업은 세계시장 1,700억 달러 규모, 연평균 7% 성장이 예상되는 미래 유망 산업이고, 특히 공작기계 분야는 타 산업으로 파급효과가 크므로 정부 지원 필요

□ 정부/정책적 지원 필요성

○ 정부의 ‘스마트 제조혁신’ 정책 추진을 위한 제조장비시스템 스마트화에 있어서 장비 상태 진단 기술 및 장비간 보안 기술 확보가 선결될 필요

4. 지원기간/예산/추진체계

○ 기간 : 31개월 이내 (1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3차년도 : 12개월)

○ 정부출연금 : ‘19년 10억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

○ 주관기관 : 제한없음

○ 기술료 징수여부 : 징수

관리번호

2019-기계-일반-품목-03

산업

기술

분류

중분류Ⅰ

중분류Ⅱ

과제성격

□ 원천기술   ■ 혁신제품

산업일반기계

연구개발 엔지니어링 서비스

융합유형

□ 신산업창출형  ■ 산업고도화형  □ 해당 없음

해당여부

■ 특허연계  □ 표준연계     □ 디자인연계    □ 글로벌 R&D

□ 초고난도  □ 경쟁형 R&D  □ 기획경쟁  □ 경진대회형 □ 규제개선

품목명

수소 압력 제어장치 성능평가 장비 및 실증기술 개발

(TRL :  [시작] 4단계 〜 [종료] 7단계)

1. 개념 및 정의

□ 개념

○ 수소산업 전 분야에서 공통으로 적용되는 압력 제어장치(감압장치, 밸브 등)의 주요 성능(내구, 유량특성 등)을 평가할 수 있는 보급형 장비 개발

- 기존 성능평가 장비 분석 및 가격 절감을 통한 보급형 장비 개발

- 성능평가 대상 부품의 다양성 및 변경에 적용가능하도록 HW, 제어 SW 개발

- 구조해석/유동해석 등을 통해 안전성이 확보된 성능평가장비 설계 및 제작 기술 개발

- 국내□외 주요 규격에서 요구하고 있는 성능(온도, 압력, 누설량 등) 평가

* 수소 압력 제어장치 구성부품(예시) : 감압장치, 연료주입구, 체크밸브, 공압밸브, 차단밸브, 안전밸브, 유량제어 밸브, 압력조절 밸브, 3방향 밸브 등

○ 개발된 장비를 활용한 Test-bed 구축 및 실증을 통한 신뢰성/안전성 확보

- 관련 분야 개발 및 성능평가 경험, 전문인력 등이 확보된 수행기관에 실증을 위한 Test-bed 구축

- 수소 압력 제어장치 부품업체 지원을 통한 실증, 개발 장비의 신뢰성/안전성 검증 및 개선

□ 개발결과의 활용방안

○ 수소 분야(수소전기차, 수소충전소 등) 관련 부품을 생산하고 있는 중소 부품업체에 성능평가장비를 공급하여 자체적인 성능/신뢰성 검증체계 구축

○ 국내 수소 관련 성능/신뢰성 평가장비 전문기업의 장비 개발 역량 강화

□ 핵심 목표 성능

핵심 성능지표		단위	달성목표
1	최대 공급압력(시스템 공급 가능 압력)	bar	1,400 이상
2	성능평가장비 내구수명	Cycle	5만 이상
3	온도 구현 가능범위	℃	-40 ∼ 130
4	성능평가 구현가능 부품 종류 수	종	5종 이상
5	부품업체 실증 건수	회	10회 이상

2. 국내외 기술 동향

○ 일본은 수소 관련 분야 부품업체의 기술개발을 지원하기 위해 수소에너지제품연구시험센터(HyTReC)을 건립, 업계에서 요구하는 인증시험은 물론, 다양한 장비개발 및 실증사업을 수행 중에 있으며, 이를 통해 글로벌 수소전기차 시장에서 자국 내 중소기업의 기술경쟁력 확보를 지원하고 있음

* HyTReC 주요 사업 : 수소에너지 관련제품 시험방법 연구개발, 부품개발 및 시범사업 등

○ 국내에서는 현재 한국가스안전공사(KGS)가 수소 관련 부품 및 장비개발을 지원하고 있으며, 개발된 부품/장비에 대한 실증 수행

- 자체 성능평가 장비를 구비하지 못한 중소 수소 압력제어 부품 기업이 실증 위해 많은 대기 시간과 비용 소요

3. 지원 필요성

□ 기술적 지원 필요성

○ 수소 관련 성능/신뢰성 평가장비 분야는 초기 시장으로 기업 자체적인 투자로 기술개발 추진이 힘든 실정

○ 초고압 특성 상 기업 자체적인 신뢰성 검증에 위험요소가 많아 개발경험 및 인력 등 전문성이 확보된 수행기관을 통한 실증체계 구축 필요

□ 경제적 지원 필요성

○ 국내 수소용 압력 제어장치를 개발 중인 부품업체들은 대부분 중소기업으로 고가의 수소용 부품 평가장비를 구축하는데 비용적 부담이 크므로, 안전성과 기본 평가성능이 확보된 보급형 성능평가 장비 개발 지원 필요

□ 정부/정책적 지원필요성

○ 정부는 2019년 1월 “수소경제로드맵” 발표를 통해 ‘수소전기차’와 ‘연료전지’를 양대 축으로 수소경제 활성화를 통한 산업생태계 발전방향을 제시하였으며, 이 중 수소전기차 주요 부품에 대한 안전성 확보 관련 내용이 포함

4. 지원기간/예산/추진체계

○ 기간 : 31개월 이내(1차년도 개발기간 : 9개월, 2차년도 : 10개월, 3차년도 : 12개월)

○ 정부출연금 : ‘19년 10억원 이내(총 정부출연금 40억원 이내)

○ 주관기관 : 제한없음

○ 기술료 징수여부 : 징수

[첨부2] 기계 산업핵심기술개발사업 신규과제 실무작업반 명단

순 번	과 제 명	실무작업반
		성명	소속	직위
1	콤바인의 고속 수확작업을 위한 지능형 작업기-주행구동 통합 시스템 개발	박철규	한국생산기술연구원	수석연구원
		유승진	한국기계연구원	선임연구원
		박영준	서울대학교	교수
2	엣지 컴퓨팅 기반 공작기계 핵심요소 상태 진단 및 보안 기술 개발	이성철	한국기계연구원	책임
3	수소 압력 제어장치 성능평가 장비 및 실증기술 개발	이호길	자동차부품연구원	팀장
		오진식	㈜디케이락	과장