1. 분석배경 및 목적1-1. 분석배경근미래의 교통 환경에서는 전기차를 기반으로 하는 목적 기반 모빌리티(PBV), 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility) 등 다양한 유형의 모빌리티 사용의 확대가 예측되고 있다. 따라서 다양한 형태 및 크기의 차체어퍼바디를 모듈화된 스케이트 보드 형태의 샤시플랫폼에 조립하는 기술이 필요함 또한 다양한 용도에 적합하도록 보다 넓은 실내공간 확보와 승객 및 화물의 승하차 편의를 위해 기존 차량에서 B필라를 없앤 B필라리스(B-Pillarless) 도어 타입도 고려되어야 함1-2. 분석목적본 보고서에서는 『PBV바디기술』과제를 차체 조립 방법 기술에서는 스폿용접(AAA), 레이저용접(AAB), 마찰교반용접(AAC), 아크용접(AAD), 하이브리드용접(AAE), Self Piercing Rivet(AAF), Flow Drill Screw(AAG), Clinching(AAH), 구조용접착제(AAI)의 9가지 분야에 대한 특허동향분석을 실시하였고, 차체 조립 구조 기술에서는 차체어퍼바디구조(ABA), 샤시플랫폼구조(ABB), B-필라리스 도어 구조(ABC)의 3가지 분야에 대한 특허 동향분석을 실시하였음. 본 특허동향조사 보고서는 『PBV바디기술』개발에 대하여 특허동향을 분석함으로써, 우리나라의 기술 수준, 국가의 연구개발 동향을 파악하고, 본 연구개발과제 방향성 검토를 위해 객관적인 정보를 제공하기 위함
PBV 바디기술 캠퍼스 특허전략 유니버시아드 2021 Campus Patent Universiade 특허전략 수립 보고서 PBV 바디기술 캠퍼스 특허전략 유니버시아드 2021 Campus Patent Universiade01. 개요 02. 정량분석 03. 정성분석 04. 특허확보전략 Contents개요 001 문제 배경 002 특허 검색 1PBV , 목적 기반 모빌리티의 등장 IAA mobility 2021 (Munich Motor Show) IAA mobility 2018 (Hanover Motor Show) CES 2020 (Consumer Electronics Show) 다양한 목적을 수행할 수 있는 모빌리티의 성장 기대PBV , 목적기반모빌리티 성장률 분석 연간 33% 씩 증가 2020 년 32 만 대 - 2025 130 만 대 Summary 문제 배경 001차체 샤시 플랫폼 접합 기술 용접 기계적 체결 구조용 접착제 스케이트보드 샤시 플랫폼 동일한 플랫폼에 차체만 변경하여 다양한 모델 생산 가능 차체 ( 어퍼바디 ) - 모듈화 된 차체 - 다양한 형태 및 크기 언더바디 - 차체바닥부분 - 서스펜션 - 구동장치 지지 B- 필라리스도어 - 승하차의 편의성 , - 넓은 실내공간 확보 Summary 문제 배경 001논 문 ( DBpia ) 인터넷 (Google scholar) 현직자 질의응답 관련 서적 기술의 흐름 분석 기술 분류표 작성 Summary 특허 검색 – 선행 조사 002대분류 중분류 소분류 PBV (A) 차체어퍼바디 샤시플랫폼 체결 / 조립 방법 (AA) 스폿용접 (AAA) 레이저용접 (AAB) 마찰교반용접 (AAC) 아크용접 (AAD) 하이브리드용접 (AAE) Self Piercing Rivet (AAF) Clinching (AAG) Flow Drill Screw (AAH) 구조용 접착제 (AAI) 차체어퍼바디 샤시플랫폼 체결 / 조립 구조 (AB) 차체 어퍼바디 ( 차체 모듈 ) 구조 (ABA) 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 (ABB) B- ar … 체결 , 결합 , 연결 , 접합 , connect, adhere … 스폿 , 레이저 , 마찰교반 , Spot, FDS, SPR … 보다 넓은 실내공간 확보를 위한 차체 조립 구조와 승하차 편의를 위한 B- 필라리스 도어 구조 , 형태 , 형상 , structure … B23K* 용접 F16B* 기계부품끼리 고정하기 위한 장치 B21D* 금속의 펀칭 C09J* 접착제 센터필라리스 , 센터필러 삭제 , center-pillar … B62D-021* 하부 구조물 ; 차체 B62D-025* 상부구조의 구성체 B60J* 차량의 창 키워드 선정 IPC총 검색수 126,404 1.IPC 코드 적용 유효데이터 관련 IPC 코드 적용 28,342 2. 선별 기준 NOT 연산자 사용 유효특허 선별 기준에 따라 NOT 연산자 사용 25,182 3. 등록우선 자료 설정 등록우선 자료로 중복된 데이터 제거 15,413 4. 년도 설정 2000 년 이후로 출원된 특허 선정 14,066 검색식을 통해 확보한 특허 합계 4,814 26,389 15,790 69,047 10,364 126,404 유효특허 선별 결과 합계 1,395 3,045 2,988 5,487 1,151 14,066 한국 미국 일본 중국 유럽 한국 미국 일본 중국 유럽 Summary 특허 검색 - 분석범위 002정량분석 001 국가 Landscape 002 전체 Landscape 003 기술 Landscape 004 주요 출원인 분석 2Quantitative analysis 국가 Landscape – 연도별 특허 동향 001 한국 미국 중국 일본 유럽 샤시플랫폼 차체어퍼바디 체결 / 조립 방법 전기차 분야의 관심 및 지원부족 브렉시트 및 그렉시트로 인한 세계경제위기 교토의정서 및 파리기후 협약으로 인한 자동차 배기가스 및 연비규제샤시플랫폼 차체어퍼바디 체결 / 조립 구조 한국 미국 중국 일본 유럽 서브프라임 모기지 사태로 인한 세계경제위기 교토의정서 및 파리기후 협약 브렉시트 및 그렉시트로 인한 세계 경제 위기 체결 / 조립 구조Quantitative analysis 기술 Landscape – 국가별 특허 동향 003 샤시플랫폼 차체어퍼바디 체결 / 조립 방법Quantitative analysis 기술 Landscape – 국가별 특허 동향 003 샤시플랫폼 차체어퍼바디 체결 / 조립 구조접착제 용접 Quantitative analysis 주요 출원인 분석 004 샤시플랫폼 차체어퍼바디 체결 / 조립 방법체결 / 조립 Quantitative analysis 주요 출원인 분석 004 샤시플랫폼 차체어퍼바디 체결 / 조립 구조정성분석 001 핵심 특허 분석 002 기술 개발 동향 003 특허 장벽도 3STEP 1. 정량적 기준 STEP 2. 정성적 기준 패밀리 국가수 시장 확보력 의지 , 특허적 가치 및 영향력 피인용 특허수 뛰어난 기술력 , 원천기술 청구항 수 포괄적 권리범위 , 원천기술 발명자 수 발명의 질적 수준 대표 청구항 분석 기술적 유사도 검토 S 급 : 35 건 A 급 : 69 건 핵심특허 후보군 735 건 유효특허 14,066 건 Q ualitative analysis 핵심 특허 분석 001Q ualitative analysis 핵심 특허 분석 001Q ualitative analysis 기술 개발 동향 002 2000 2010 2020 2001, Slag and spatter KR 10-2279421 2019, High Quality KR 20-2280911 KR 04-0457105 JP 5032783 JP 2001-049561 JP 2011-079430 KR 20-2287540 스폿용접 (AAA) 레이저용접 (AAB) 마찰교반용접 (AAC) 아크용접 (AAD) 하이브리드용접 (AAE) 용접 Quality Productivity Speed Material System 결함多 결함少 Human Robot Slow Fast Heavy Light Manual Auto JP 6231236 JP 4235874 KR 10-1571120 2020, CFRP 2000,0949 JP 5199669 JP 2020-015309 Only All Clean Dirty JP 6660397 JP 5023446 JP 6422439 Q ualitative analysis 기술 개발 동향 002체결 / 조립 구조 차체 어퍼바디 구조 (ABA) 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 (ABB) B- 필라리스 도어 구조 (ABC) 2000 2010 2020 Efficiency JP 4825583 B2 US 10476051 B2 US 11034226 B2 내연기관 전기차 JP 2001-301653 A KR 10-2021-0077367 A US 2020-0369140 A1 Diversity EP 1068970 B1 Body on frame Space frame Safety 보강재 구조 변경 KR 10-2021-0070045 A KR 10-2019-0085271 A Q ualitative analysis 기술 개발 동향 002: 특허장벽도 높아 특허권 창출 어려움 : 핵심특허 회피전략 , 권리범위 침해여부 분석 통한 특허권 창출 필요 : 특허장벽도 낮아 특허권 창출 용이 Q ualitative analysis 특허 장벽도 003 국내 특허장벽도 국외 특허장벽도 OS Matrix 와 종합하여 특허확보 전략 필요특허확보전략 4 001 하이브리드 용접 002 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 003 정리 및 요약P atent Secure Strategy 하이브리드 용접 001 기술 Landscape 전략 선정 근거 특허 장벽도 AAE . 하이브리드 용접 국내특허 장벽도P atent Secure Strategy 하이브리드 용접 001 OS-Matrix 기술개발 동향 공백기술 영역 기술관련성 낮은 영역 KR 20-2280911 KR 04-0457105 JP 5032783 Heavy LightP atent Secure Strategy 하이브리드 용접 001 아크용접 레이저용접 두기술의 상호작용 하이브리드 용접 저비용 고품질 하이브리드 용접 개요두 기술의 상호작용에 의해 용의 성분을 조정하여 아크 길이를 연장하여 단락 방지 제어방법 이행 형태 2. 용접 전류를 낮게 설정 용접과정에서 발생하는 열영향 및 열변형 억제 한계점 해결방안 제안ABB. 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 P atent Secure Strategy 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 002 전략 선정 근거 기술 Landscape 특허 장벽도공백기술 영역 기술관련성 낮은 영역 P atent Secure Strategy 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 002 OS-Matrix 기술개발 동향 US 11034226 B2 JP 4825583 B2 US 10476051 B2 EfficiencyPlatform 기능 구성 요소 배치 상호 연결 수 감소 Upper Body P atent Secure Strategy 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 002 스케이트보드 샤시 플랫폼 개요서스펜션 시스템 , 스티어링 링크 등의 요소를 포함 하기 위한 후드 및 트렁크 또는 다른 설계 유연성 을 제한 하는 종래 의 설계요소 의 도입 을 피해야 하는 문제점 . 더블위시본 서스펜션 스티어링 P atent Secure Strategy 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 002 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 한계점1. 인 휠 모터 시스템 브레이크 시스템 1. 가벼움 , 주행성 향상 , 차량과 플랫폼 사이 구성요소 최소화 가능 2. 외부 충격에 취약 , 고도의 기술 필요 장단점 구조 2. 배치 구조 설계 연결과정에서 발생하는 물리적 중첩 최소화 를 위한 리프스프링 , 서스펜션 , 드라이브트레인 배치 구조 설계 휠 서스펜션 등 구동 모터 P atent Secure Strategy 스케이트보드 샤시 플랫폼 구조 002 한계점 해결방안 제안정리 및 요약 시장 동향 , OS-Matrix 및 장벽도 분석 기술 개발 하이브리드 용접의 경량소재 접합 기술 확대 스케이트보드 샤시 플랫폼과 차량 간의 연결 기술 확대 비특허문헌 분석 용적의 이행 형태 제어 , 용접 전류 낮게 설정 인 휠 모터 시스템 도입 , 리프스프링 , 서스ow}
1. 기아에 지원하게 된 동기 및 기아의 일원으로서 이루고 싶은 목표를 서술해주십시오.(600자/600자)[PBV 특허 전략 수립과 공정기술 인턴]학부 3학년, 특허전략 수립대회에서 현대자동차의 PBV를 주제로 가장 높은 우수상을 받은 경험이 있습니다. 당시 차체를 용접할 때 발생하는 스패터 면적을 22% 줄이는 특허 전략에 대해 PPT 발표를 진행했습니다. 그 결과, 현대자동차 현직자에게서 “차체 용접 설비에 의한 외관 품질 문제를 해결하는 창의적인 아이디어”라는 피드백을 들었습니다.이후 현대/기아의 공정기술에 관심을 가져 관심에 그치지 않고, 콘티넨탈 공정기술 인턴에 도전하여 6개월간 근무했습니다. 그 결과, 설비를 셋업하고 설비 가동률을 관리하는 트러블 슈팅 업무를 하면서 실무 역량을 길렀습니다.[PBV 양산을 위한 공정기술에서의 혁신]1900년대, 도요타는 JIT 생산 방식을 통해 내연기관 생산량 1위, 2010년 초반 테슬라는 기가프레스 방식으로 전동차 생산량 1위를 달성했습니다. 도요타와 테슬라의 생산량 1위라는 성공에는 생산기술의 혁신이 매우 큰 영향을 미쳤다고 생각합니다. 이에 미래 모빌리티 시장에서, 저는 기아의 공정기술 엔지니어로서 차체공정의 품질 혁신을 일으켜 미래 모빌리티 생산량 1위라는 꿈 같은 일에 도전해보고 싶습니다.2. 지원직무와 관련한 경험 및 역량, 관심사항 등 자신을 가장 잘 설명할 수 있는 내용을 기반으로 서술해주십시오.(700자/700자)차체 공정기술은 설비 문제의 현상을 파악해 원인을 분석하고, 이를 해결하는 역량이 중요하다고 생각합니다.[클러스터 외관 불량률 0% 달성]인턴 근무 당시, 매일 트러블 슈팅 업무를 진행하면서 클러스터의 불량률을 0%로 낮춘 경험이 있습니다. 당시 클러스터의 마스크 조립 공정에서 마스크에 스크래치로 인한 6%의 외관 불량이 발생했습니다. 이에 컨베이어 벨트의 센서가 어떤 Logic으로 작동되는지 분석한 뒤 원인은 찾아보니 설비에서 2가지 문제가 발견되었습니다.첫째, 크기가 큰 마스크들은 컨베이어 벨트의 폭과 일치해서 직진했지만, 크기가 작은 마스크들은 폭보다 작아 한쪽 부분이 대각선으로 밀려났기 때문에 설비 센서가 더 일찍 반응하였고 제품의 한쪽 부분이 집게에 찍혀 외관 불량이 발생하는 것이 문제의 원인이었습니다.이를 해결하기 위해, 기존에는 컨베이어 벨트의 끝에 스탑퍼가 존재했지만, 중앙에서 마스크가 대각선으로 비틀어졌기 때문에 스탑퍼를 중앙으로 이동하면서 불량률을 0%로 낮출 수 있었습니다.둘째, 며칠 뒤 동일한 문제가 다시 발생하여 현상을 분석해보니, 스탑퍼의 틈에 마스크 클립이 끼는 것이 원인이었습니다. 이에 사포를 활용하여 스탑퍼의 표면을 가공하면서 문제를 완전히 해결할 수 있었습니다.제 경험과 시너지 효과를 내기 위해, 입사하여 Cobot 교육을 들으면서 용접 설비에서 발생하는 문제를 개선하겠습니다.3. 목표와 계획을 세우고 이를 달성하기 위해 노력했던 경험에 대해 기술해주십시오.(700자/700자)[재고량 파악 시스템 구축]인턴으로 2개월간 근무 후 업무에서 발생하는 비효율들이 눈에 들어오기 시작했습니다. 하지만 그 중 PCB 재고량 파악이 안 되는 것이 가장 시급한 해결 과제라고 판단했고, 인턴 종료 전까지 해결하는 것을 목표로 설정했습니다.당시 SAP의 PCB를 생산라인에 공급하는 업무를 담당했습니다. 해당 업무를 할 때 PCB에 설계 변경이 생기면 기존의 PCB를 모두 사용해야 새로운 PCB를 공급할 수 있었는데, 기존 PCB의 재고량을 확인하기 위해서는 계장님께 일일이 전화하면서 확인하여 비효율적으로 업무가 진행되었습니다.이에, 약 50개 클러스터의 PCB 재고량을 시각화하는 자료를 제작하기로 했습니다. 하지만 PCB 재고량을 수집하기 위해서는 생산 라인에서 계장님께 허락받아야 했고, 쉬는 시간에만 확인할 수 있었기 때문에 쉽지 않은 작업이었습니다. 그럼에도 불구하고, 2개월간 노력하여 재고량 데이터를 수집하여 엑셀에 정리하였고, 함수를 활용하여 생산계획을 입력하면 PCB 재고량이 한눈에 파악될 수 있도록 그래프를 제작했습니다.그 결과, 대리님께서 “인턴 중 이정도의 열정으로 성과를 내는 것은 처음 본다.”라며 재고량 엑셀 파일을 팀원들에게 메일로 인수인계하셨고, 팀장님께도 능력을 인정받아 작업표준서, FMEA, 관리 계획서, Fool Proof 등 양산 승인 업무를 간접적으로 경험해 볼 수 있었습니다.
캠퍼스 특허 유니버시아드 우수상 수상작 보고서
캠퍼스 특허유니버시아드 우수상 발표 자료
기아 차체공정기술 합격 자소서
