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국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 현황과 전망은? 해양, 선박, 플랜트의 ‘두뇌와 신경망’, 제어계측산업의 현황과 미래는? 취재.정리 / 메탈넷코리아(월간 해양과조선) 취재부 이 명 규 기자 |
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제어계측 분야의 제품들은 국내에서 생산하지 않고 대부분 유럽, 중국 공장에서 생산되어 국내로 유입되며, 국내에서는 생산된 제품을 취합하여 고객의 요구에 맞도록 구성 및 보정(Calibration)하여 납품 | |
국내 시장은 연간 약 300억 원 정도로 추정되며, 더 넓은 의미의 시장까지 아우른다면 정확한 규모 파악은 어려운 실정이다. 결국 신호변환기는 전반적인 산업에 골고루 적용이 되기 때문에 적용되는 산업 | |
조선, 해양 산업의 회복세를 점치며 비교적 낙관적인 전망을 내놓고 있지만, 사실 작년 한 해 조선, 해양 산업의 하락세와 맞물려 고단함을 느꼈던 업체들도 상당수 있었다고 한다. 자사의 경우 다행히도 | |
선박, 해양 플랜트 제어계측산업은 사실 그 종류가 워낙 다종다양하여 규모 파악이 어렵지만, 자사에서 취급하고 있는 압력, 온도, 유량, 레벨 산업 역시 그 종류가 방대하여 시장규모를 파악하기에는 다소 | |
선박, 해양 플랜트 제어계측산업의 시장규모의 추정에는 어려움이 있다. 제어계측산업이라고 한다면 각종 제어용 부품부터 시작하여 총 시스템을 취급하는 기업들까지 다양하게 분포되어 있고 | |
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해양, 선박, 플랜트의 ‘두뇌와 신경망’, 제어계측산업의 현황과 미래는?
옛 선비들이 갖추어야 할 덕목 가운데 예, 악, 사, 어, 서, 수라는 과목이 있었다고 한다. 이는 곧 예절, 음악, 활쏘기, 말타기, 글쓰기, 수학을 일컫는 말이었는데, 이 가운데 말타기 '어' 는 우리가 지금까지 말한 '제어' 의 '어' 자와 일맥상통한다. 말은 사람과 가장 가까운 동물로서 이것에 제어기구인 재갈을 물려 사람이 희망하는 대로 말을 부릴 수 있었으니 여기에서 제어의 원리를 찾아볼 수 있기 때문이다.
이외에도 '자동'을 뜻하는 영어의 Automatic과 '자동화'를 뜻하는 Automation은 '자동인형장치'를 뜻하는 Automaton에서 나왔다고 한다. 기원전 3세기경 알렉산드리아의 크테시비우스라는 사람이 만든 자동 물시계를 비롯하여, 헬레니즘 시대에 헤론이라는 사람이 만든 성수 자동판매기나 무진장 술통은 고대의 대표적인 자동장치인데, 이것들은 밸브를 활용한 장치로서 오늘날 음료 자동판매기, 수세식 변기 들을 제작하는 기술의 원조가 되었다. 또한 자동인형이 시간을 알려주는 자동 물시계는 고대 중국에서도 발명되어 우리나라에 도입되었는데, 조선 세종대에 장영실이 만든 보루각 물시계(일명 자격루)와 흠경각 물시계(일명 옥루)는 동아시아의 전통시간 측정 기술에 고대 아라비아의 자동장치 기술을 가미하여 발전시킨 것으로서 로보턱스와 자동화 역사에 길이 남을 세계적인 발명품들로 익히 알려져 있다. 인류가 시작된 이래 산업혁명을 거쳐 현재에 이르기까지 인류문명의 발달사는 인간의 안락함, 좀더 인간적인 삶을 추구하며 한정된 자원을 효율적으로 사용하는데 목적을 두고 있다. 이러한 관점에서 본다면 대부분의 현대산업사회 설비는 지능화된 자동화를 추구하기 때문에 이 설비는 건축은 물론 환경설비, 첨단농업설비, 공장설비 등에 더욱 가속될 것이고 따라서 이에 필요한 제어 및 계측기술도 더욱 증가할 것으로 본다. 이에 따라 복합시스템의 발전은 고도화되고 복합적인 능력을 가진 산업인력을 요구하고 있다. 제어계측기술은 흔히 ‘두뇌와 신경망’에 비유되곤 한다. 인간이 걷고, 먹고, 감정을 느끼는 등의 신체활동과 감정을 모두 제어하는 곳은 바로 두뇌이다. 만일 인간이 배고픔, 아픔 등을 느낄 수 없다면 그건 살아있다고 할 수 없으며, 행동에 제어를 할 수 없다면 금수(禽獸)와 다를 것이 없을 것이다. 이처럼 인간의 몸에서 무척 중요한 위치에 있는 것이 ‘두뇌와 신경망’이다. 해양, 선박, 플랜트에서 ‘두뇌와 신경망’의 역할을 하고 있는 제어계측기술의 현황과 전망에 대하여 이번 <해양과 조선> 7월호에서 재조명해보았다. 제어계측산업이 워낙 방대하고, 다종다양한 관계로 보다 자세한 언급을 하지 못한 점을 미리 밝혀두며, 산업을 보다 자세하게 분류하여 차후에 짚어보도록 하겠다.  Ⅰ. 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 개요 1. 제어계측산업의 정의 제어계측이란 모든 과정이 자동화되고, 고도의 효율성을 도모하는 현대 산업사회의 목표를 달성하기 위하여 전기 전자 및 기계요소로 구성된 복합적인 시스템을 분석하고 개발하는 학문으로 산업 자동화 시스템 개발, 자동제어 이론 및 응용 연구, 마이크로 프로세서를 이용한 시스템 설계 및 개발 등을 여러 분야가 통합되어 있다. 선진국의 경우 이미 현대공학의 중추적 분야로 자리잡고 있으며, 우리나라의 경우도 비중이 더욱 커져 첨단산업의 주역이 되어가고 있다. 제어계측 기술을 뜻하는 메커트로닉스는 기계 공학을 의미하는 메커닉스와 전자 공학을 의미하는 일렉트로닉스의 합성어로, 기계 기술에 전기ㆍ전자 기술, 제어ㆍ계측 기술, 그리고 정보 처리 기술을 융합시킨 기술을 나타내는 용어이다. 즉, 제어계측 기술은 기구 또는 기계 요소의 설계 및 구성과 같은 고전적인 기계 기술에, 제어 알고리즘 및 제어기와 같은 전자 기술이 산업 사회 전반의 자동화 및 생산성 증대에 대한 요구를 충족시키기 위하여 컴퓨터를 매개로 결합하면서 탄생된 기술이다. 좀 더 자세하게 제어와 계측을 나누어서 언급해보도록 하겠다. (1) 제어(Control) 제어(Control)란 비교적 광범위한 개념으로 '목적에 알맞은 동작을 하도록 필요한 조작을 가하는 것'을 뜻한다. 오늘날 제어라고 하면 피드백(되먹임, Feedback)의 개념이 포함된 피드백 제어를 뜻하는데, 이는 피드백에 의해 제어량(출력)을 목표치(입력)와 비교하여 그 둘이 일치하도록 수정동작을 행하는 제어를 말한다. 이 용어는 공학에서 다루는 특정한 물리적 미디어에 국한되지 않고 사회, 경제, 생물, 정치 등과 같은 분야에서도 널리 적용된다. 이 밖에도 인간이나 동물이 일상 생활을 영위하기 위해 필요한 행위와 환경적응, 예를 들면 자동차를 운전할 때와 같은 인간-기계 상호작용, 냉난방장치의 온도조절, 사람의 신체 내부의 혈압, 혈당, 이산화탄소, 동공의 크기 조절, 안구운동과 사지운동 등에서 볼 수 있듯이 이 제어의 발생은 실로 광범위하다라고 말할 수 있다. 제어를 행하려면 구성 요소들이 서로 연결되어 지시한 명령을 수행해야 하는데, 희망하는 결과를 얻을 수 있도록 제어 대상과 제어 장치 등의 부품을 상호 연결하여 조합한 것을 제어 시스템이라 하고, 피드백을 이용하도록 구성된 제어 시스템을 피드백 제어 시스템(Feedback control system)이라고 한다. 우리가 말하는 자동제어(Automatic control)나 제어계측(Control and instrumentation)은 대부분 피드백 제어 시스템을 이르는 말이다. ① 원격제어(遠隔制御, Remote control) ② 자동제어(自動制御 Automatic control) ③ 공정제어(工程制御 Process control) (2) 계측(計測 Measurement) 2. 제어계측산업의 역할 3. 제어계측산업의 중요성 |
2010년 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 현황과 전망은?에 대한 취재.기사의 상세 정보는
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| Ⅱ. 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 현황
1. 현 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 상황 2. 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 기술력 및 경쟁력 이에 따라 세계는 보다 강하고, 다양한 성능, 환경에 유해하지 않은 제품을 요구하고 있다. Ⅲ. 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 전망 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업은 현재 범용화되어 있는 제품들은 과다경쟁으로 인하여 저가가격경쟁이 매우 치열하며, 고부가가치 시장의 경우 진입장벽으로 인해 난항을 겪고 있다. 이에 따라 앞으로의 전망에 대한 주장이 다소 엇갈리게 나오는 듯 하다. 하지만 분명한 것은 제어계측산업은 조선, 해양산업뿐 아니라 모든 산업에 적용되는 산업이기 때문에 앞으로 커 나갈 수 있는 잠재력이 무궁무진하다는 것이다. 또한 해양, 선박, 플랜트 산업이 활성화되고, 고부가가치 시장이 확대될수록 제어계측산업 역시 발전 가능성이 무척이나 크다는 사실을 명심하고, 투자 및 기술개발에 힘쓰길 바란다. Ⅳ. 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업의 문제점 1. 뒤늦은 출발(투자, 기술개발의 시기는 이미 늦었다!) 2. 막대한 비용이 소모되는 인증, 그에 따른 인증부족 현상과 신뢰도 구축의 어려움 3. 높은 진입장벽(중소기업은 자금력 부족, 대기업은 타산성이 맞지 않아…) 4. 현장감 없는 정책과 규제로 인한 괴리감(세계 추세에 쫓아가지 못하는 제도, 그리고 세계적인 인증제도와 갭을 보이는 KS) 5. 무조건적으로 국내 제품은 해외 제품에 비해 현저한 차이를 보인다는 편견 Ⅴ. 국내 해양, 선박, 플랜트 제어계측산업이 나아가야 할 방향 1. 밑바탕부터 탄탄히! (원천기술 및 중소기업의 부품 소재 분야 등 보다 기본적인 것의 구축) < 2. 현 위치에 맞는 세분화, 특화된 제품개발과 고부가가치 시장으로 나아갈 것! 3. 보다 도전적이며, 오픈 마인드를 가진 인재양성 4. 선행연구 및 기술 교류를 통한 선구안의 필요성 5 세계적인 추세에 따른 규제 변화 6 국내 산업 발전을 위한 인식변화와 책임감 구축 Ⅵ. 마무리  1960년대 들어 촉발된 우주탐사와 군비경쟁은 제어공학에 응용수학의 도입을 촉진시켜 종래의 주파수를 기본으로 하는 주파수 영역법 대신에 시간 영역에서 물리적 부품의 상태를 기본으로 한 상태공간법을 발전시킴으로써 시스템 이론, 최적 제어, 적응 제어, 견실 제어 등 현대 제어이론을 탄생시켰다.
그 외에 1980년대 이후 등장한 퍼지이론, 신경망 이론의 제어 응용은 제어공학이 단순히 공학이나 기술의 차원에 머무르지 않고 앞서 언급한 생물, 정치, 경제, 사회문제 등에 광범하게 응용될 수 있음을 보여주었다. 자동조립 시스템과 로봇은 현대 제어시스템의 한 예이다. 로봇은 자동화 기술과 관련하여 공장 자동화, 홈 오토메이션(주택자동화)에 널리 쓰이고 있으며, 최근에는 의사를 대신하여 미세수술도 척척 해내는 등 그야말로 현대 사회의 총아로 떠오르고 있다. 응용분야 또한 무궁무진하여 기계에 지능을 부여하려는 연구는 제어계측 분야 이외에도 심리학, 생체공학, 신경생리학 분야에서도 끊임없이 연구되고 있다. 지능 로봇이 개발되면 제어는 보다 광범위한 유연성과 고도의 자율성으로 우리 생활과 더욱 밀접하게 될 것으로 보인다. 제어계측 기술과 자동화 기술은 정보통신 기술과 결합하여 홈오토메이션과 같은 새로운 분야의 발전을 추구하여 인간의 안락함과 보다 풍요로운 사회의 건설에 이바지 할 것이며, 이에 따라 보다 선진화적인 해양, 선박, 플랜트 산업의 발전을 이룩하게 될 것이다. 즉 제어계측산업은 한마디로 21세기의 기술발전을 선도할 핵심 분야라고 할 수 있다. 옛말에 ‘황금은 화려하지만 은은하지 못하며, 찬란한 광휘에 쉬 질려버리기 쉽다.’ 라는 말이 있다. 제어계측산업은 휘황찬란하다. 그 이름만 들어도 보다 미래적이며, 선진적인 산업으로 느껴진다. 하지만 모든 산업에는 처음이 있으며, 기본이라는 것이 존재한다. 1층이 없다면 2층도 없고, 보다 좋은 경치를 감상할 수 있는 스카이 라운지도 없다. 남들에게 주목 받을 수 있는 면만 바라보며 보다 눈에 보이는 이득을 취하기 위해 보다 중요한 가치를 놓치지 않기를 바란다. ■ 참고문헌 |
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