#건설기계기술센터 남윤주 센터장

고속도로와 철도, 항공시설이 인접한 내륙 교통의 중심지 경산. 이곳 경산지식산업지구에는 생기원 건설기계기술센터가 들어서 있다. 건설기계기술센터는 설계지원 기자재 등 인프라 지원, 건설기계기술에 특화된 전문 인력 육성, 건설기계 핵심부품 설계기술 공동 개발, 신뢰성 평가 시스템 개발 등 건설기계부품 종합기술지원체계 구축을 목표로 하고 있다. 남윤주 센터장으로부터 건설기계기술센터의 현황과 계획에 대해 들어봤다.

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Q. 건설기계기술센터가 경산지식산업지구로 이전하고, 올해에는 첨단 장비 도입도 이루어진 것으로 알고 있다. 센터 현황을 소개해 달라.

A. 경산지식산업지구 내 건설기계기술센터가 2017년 12월에 완공되고 2019년 1월 건축물 사용승인이 완료되어 본격적으로 서비스를 할 수 있는 제반조건이 구비됐다. 올해 상반기에는 현대건설기계, 두산인프라코어, 볼보건설기계코리아 완성차업체 3사와 공동 시설 및 장비 활용, 협력사 부품인증 대행 등의 업무 협의를 진행했다. 생기원의 고유 업무는 중소·중견기업 지원이므로 대기업뿐 아니라 중소기업인 협력업체를 지원할 수 있는 R&BD모델을 만들 필요가 있다고 생각했다. 그래서 중소기업에서 생산한 부품의 인증 대행기관 역할을 준비하고 있다. 센터에서 인증을 받은 부품은 완성차 업체에서 별도의 인증 절차 없이 사용할 수 있게 된다.

Q. 건설기계기술센터에서 경산지식산업지구 조성을 제안한 것으로 알고 있는데, 어떤 비전을 갖고 있는지 궁금하다.

A. 경산은 건설기계 업체 매출액과 종업원 수에서 경상북도 1위인 곳이다. 전략핵심기술 개발, 설계해석 지원, 시험평가 지원 등 종합기술지원체계를 구축함으로써 차세대 건설기계부품 아시아·태평양 중심 허브를 구축하겠다는 비전을 제시했다. 건설기계부품 관련 기업들은 언제든 건설기계기술센터의 장비를 이용할 수 있어 중소·중견기업들이 경제적 부담을 덜 수 있게 됐다.

기술적 측면에서도 의미가 있다. 지금까지는 신뢰성 평가기술 자체가 보안사항이었다. 완성차 업체들마다 시험규격, 시험장비, 시험평가 방법이 달랐다. 하지만 우리 센터에서 이런 기술을 공개하고 공론화하면서 신뢰성 평가기술은 더 이상 보안사항이 아니다. 기업은 기술 개발과 제품 생산에 집중하고 시험평가는 센터에 아웃소싱하는 쪽으로 방향을 잡고 있어서, 완성차업체와 협력업체가 동반성장하는 데 교두보 역할을 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

Q. 센터에 어떤 장비들이 구축되었나?

A. 센터의 건립 목적이 건설기계부품 중소·중견기업 종합기술지원이다. 종합기술지원이란 설계해석기술지원, 시험평가기술지원, 핵심·선도·원천기술 개발로 풀어 설명할 수 있다. 이를 위해 센터는 ‘대형화’, ‘전장화’, ‘복합화’, ‘세계일류’라는 네 가지 키워드를 중심으로 장비를 구축했다.

대형화는 국내에서 가장 큰 장비를 구축한다는 의미이다. 전장화는 완성차의 모든 전기 및 전자장치가 결합되는 것을 의미하는데, 센터에서는 건설기계 완성차 및 부품의 전장화 기술에 부합하도록 건설기계 시험장비도 전장화시켰다. 복합화는 하나의 장비가 여러 가지 역할을 하는 것이다. 계획에는 시험평가 장비가 83종이었는데 2014년 산업부와 협의를 거쳐 도입 장비 수를 37종으로 대폭 줄였다. 대신 37종의 장비 안에 신뢰성 시험평가를 할 수 있는 모든 시스템을 갖추고 있다. 세계일류의 경쟁력을 갖추기 위해 국내외 최고 업체를 선정해 장비를 구축했다. 이렇게 구축된 장비를 바탕으로 ‘다중물리해석기술’, ‘Virtual Reality기술’, ‘신뢰성 시험평가기술’, ‘4차 산업혁명 대응기술’이라는 센터 종합기술지원체계를 완성했다. 

▲ 센터의 신뢰성 평가 장비 중 하나인 동력 전달계 다이나모. ⓒ한국생산기술연구원

Q. 종합기술지원체계의 구체적인 내용이 궁금하다.

A. 다중물리해석기술은 슈퍼컴퓨터 및 공학 전문해석 소프트웨어 18종을 이용한 클라우딩 서비스 플랫폼으로 다중물리해석을 지원하는 것이다. 슈퍼컴퓨터에 내장된 소프트웨어와 소프트웨어의 결합을 통해 유체해석, 기계해석, 전기해석 등을 동시에 진행할 수 있으며, 기업들은 언제 어디서든 원격으로 슈퍼컴퓨터에 접속해 필요한 업무를 볼 수 있다.

Virtual Reality기술은 유압 HILS(Hardware In the Loop Simulation)을 통한 실차 부품시험의 lab 구현, 6축 로드시뮬레이터를 이용한 실차 주행 성능내구 시험의 lab 구현, 모션 시뮬레이터를 이용한 작업자 영향을 설계해석시험에 반영한 것을 말한다. 부품을 실차에서 테스트할 때 환경에 따라 결과가 다르게 나오는데, 비정형화된 환경을 정형화된 실험실로 가지고 들어온 것이라 이해하면 된다. 이는 단순히 부품시험에 머무르지 않고 다양한 데이터를 완성차 및 협력업체에 전달해 새로운 기술을 탄생시키는 베이스가 될 것이다.

또한 4차 산업혁명 대응을 위해 건설기계 완성차 실차 데이터 수집 플랫폼 (ICBM : IoT, Cloud, Big data, Mobile)을 이용한 완성차 및 핵심부품 대상 실부하 정보를 구축했다. 이를 바탕으로 신뢰성 시험평가 조건 선정, 전산해석 경계조건 선정, 설계 수정보완 선정, 원천기술 확보 등 선순환 R&D환경을 구축할 수 있다.

Q. 설계지원센터는 건설기계부품 전주기 설계지원 시스템 구축을 목표로 하고 있다. 전주기 설계지원 시스템은 무엇인가.

A. 전주기 설계지원 시스템은 콘셉트 디자인(Concept design), 병행 디자인(Concurrent design), 시뮬레이터(Simulator), 제조(Manufacturing)의 네 단계로 이뤄진다. 콘셉트 디자인은 해외 선진사의 제품을 사와서 역설계하는 것인데, 이를 위해 3차원 형상측정기, 3D 스캐너, 대형 원통도/진원도 측정기 등의 장비를 최고 수준으로 갖춰놓았다. 병행 디자인은 앞서 언급한 슈퍼컴퓨터 및 18종의 공학 소프트웨어 기반 클라우딩 서비스, 다중물리해석 기술지원을 말한다.

시뮬레이터 부문에서는 모션 시뮬레이터 기반 작업자 영향 연구를 할 수 있는 시스템을 마련했다는 점이 특징이다. 이제는 건설기계를 직접 다루는 작업자에 대한 데이터도 축적해야 할 단계라고 생각한다. 제조 부문에서는 시작품 제작 지원을 위한 3D 프린터 및 범용 공작기계를 구축했다.

특히 소프트웨어 서비스 같은 경우는 엔지니어링 업체에서 큰 호응을 얻고 있다. 구매 또는 유지관리 비용 없이 센터에서 소프트웨어를 사용해 설계 작업을 진행하므로 비용을 크게 절감할 수 있다. 콘셉트 디자인의 경우도 수요 업체가 많다. 예전 같으면 두세 번 나눠서 해야 할 일을 대규모 장비 덕분에 한 번에 할 수 있어 효율성이 매우 높다.

▲전주기 설계지원 시스템에 대해 설명하는 남윤주 센터장. ⓒ한국생산기술연구원

Q. 센터는 지난해 ‘지역특화센터 발전방안’ 결과보고회에서 김제 농기계신뢰성평가센터, 군산 건설기계부품연구원과 보유인프라 상호개방·연계협력을 진행하기로 했다. 어떤 내용이고 기대효과는 무엇인지 궁금하다.

A. 농기계와 건설기계는 기능에서는 차이가 있지만 엔진과 요소부품, 시험평가기술에서 유사한 점이 많다. 건설기계부품연구원과도 건설기계부품 산업 발전을 위해 상호 협력할 필요성이 있다. 그래서 김제 농기계신뢰성평가센터 및 군산 건설기계부품연구원과 연구시설 및 장비 활용을 같이하기로 협의했다. 이를 위해 시설, 장비, 시험평가기술 관련 기술교류회를 정기적으로 개최할 예정이다. 산업 발전을 위해서는 생기원 내 지역특화센터는 물론 타 기관과의 상생과 협력이 중요한 시대가 되었다. 그 혜택은 우리 중소․중견기업들에게 돌아갈 것이다.

Q. 경산지식산업지구가 확대되고 발전하는 만큼 생기원 건설기계기술센터의 역할도 커질 것 같다. 앞으로의 계획이 있다면?

A. 최근 경산시는 ‘중소기업경제특별시’를 모토로 정하고 분과위원회를 구성했다. 우리는 중소기업분과에 소속돼 있는데, 앞으로 지역산업 발전을 위해 어떤 역할을 할지 계속 고민할 것이다. 또한 생기원 지역특화센터 중 항공부품연구센터 등 기계부품관련 센터들과 협의회를 구성해 협력 사업을 전개할 계획도 가지고 있다. 건설기계기술센터는 건설기계부품 산업 발전을 위한 R&BD모델을 만들어 완성차업체와 협력업체의 동반성장을 이끌어 나갈 생각이다.