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품질관리란 무엇인가

품질관리란 무엇인가?[목 차]품질품질의 정의품질의 분류(1) 설계품질(2) 제조품질(3) 시장품질품질비용품질 관리1) 품질관리의 정의(1) 초기의 품질관리(2) 통계적 품질관리(3) 품질 트릴로지(4) 종합적 품질관리2) 품질관리의 목적3) 품질관리의 효과4) 품질경영(1) 품질경영의 핵심적 사고(2) 품질경영의 성과(3) ISO9001(품질경영시스템)5) 품질관리와 품질경영의 비교1. 품질1) 품질의 정의한국말의 품질은 영어의 Quality를 번역한 말이다. 이는 라틴어의 Qualitas에서 유래된 말로써 어떤 정도, 어떤 종류, 어떤 본성 같은 뜻을 내포한 말이다. 품질은 초기에 물품, 제품 등의 질을 뜻하는 것으로 사용하기 시작했지만 지금은 제품 뿐만 아니라 서비스의 질, 프로세스의 질, 업무의 질, 경영의 질, 기업의 질, 생활의 질 등으로 점차 본래의 뜻대로 사용범위를 확장해가고 있다. Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%82%AC%EC%97%85" o "사업" 사업, Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%97%94%EC%A7%80%EB%8B%88%EC%96%B4%EB%A7%81" o "엔지니어링" 엔지니어링 및 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A0%9C%EC%A1%B0" o "제조" 제조 부문에서의 품질은 어떤 것의 우월성으로도 해석할 수 있으며, '추구하는 목적에 부합하는가'의 여부로 정의되기도 한다. 또한, 품질은 다소 주관적인 특성으로 서로 다른 사람들에 의해 다르게 이해될 수 있으며, Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%86%8C%EB%B9%84%EC%9E%90" o "소비자" 소비자들은 제품 및 서비스의 사양에 품질 초점을 맞추거나 Hyperlink "https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%8B%9C%EC%9E%A5_(%EA%B2%BD의의가 있다. 제조공정에서 불량률을 줄이기 위해 관리비를 많이 늘리면 불량품에 의한 손실액이 적어지는 반면, 관리비를 적게 들이면 불량품에 의한 손실액이 커지게 된다.시장품질시장품질이란 소비자에 의해 결정되는 품질로서, 실제 사용상에서 평가되는 품질이다. 시장에 나간 제품은 하나의 상품으로서 소비자들의 평가를 받게 되는데, 소비자가 원하는 기간 동안 제품의 품질이 지속적으로 유지될 때 소비자가 만족하는 품질이라고 할 수 있다. 시장품질을 통해서 상품에 대한 유용한 정보를 얻을 수 있으며, 설계품질의 결정에 중요한 정보가 된다.3) 품질비용품질비용의 개념은 1961년 Feigenbaum이 Total Quality Control이라는 저서를 발간한 이후에 도입되었다. 제품이나 서비스의 품질과 관련해서 발생되는 비용으로 기회비용을 포괄하는 개념이며, 좋은 품질의 제품을 보다 경제적으로 만들기 위한 방법을 도모하고, 품질관리 활동의 효과와 경제성을 평가하기 위한 방법이 된다.품질에 관련하여 발생하는 비용은 크게 세가지로 구분하여 관리할 수 있다. 예방비용, 평가비용, 실패비용(내적 실패비용, 외적 실패비용)이다.예방비용(preventive costs)은 설계품질을 제조품질에 구현하기 위해 제조과정의 초기단계에 수반되는 비용을 말한다.평가비용(appraisal costs)은 생산 제품이 정해진 규격과 일치하는 지 확인하는 데 측정, 평가, 검사하는 데 소요되는 비용을 말한다.실패비용(failure costs)은 내부 실패비용과 외부 실패비용으로 나뉜다. 내부 실패 비용은 제품의 판매 이전에 부적합한 재료, 부품, 기계고장으로 인한 품질 실패로 인한 재작업, 수선, 폐기, 선별 등에 발생하는 비용을 말한다. 외부 실패비용은 제품이 출하한 후 발생하는 제품 보증, 무상 수리, 반환, 책임 수리 등에서 발생하는 비용을 말한다.2. 품질관리품질관리(Quality Control, QC)의 정의품질관리(Quality Control)란 제품이나 서비스가 기업이 정한 표준에 어느 정시장성을 가진 제품을 가장 경제적으로 생산하기 위해 생산의 전(全) 단계에서 통계적 도구에 기초를 둔 수단 부문'이라고 정의하고 있다.(3) 품질 트릴로지(Quality Trilogy)J.M. Juran은 품질개선을 막는 부서 간 장벽 제거와 지속적인 공정개선을 강조하였다. 본래 조직의 재무관리에 사용되었던 세가지 기본적 관리과정 재무 계획, 재무 통제 및 재무 개선을 기술하였고 이 접근 방식을 품질관리 업무에 적용시켰다.J.M. Juran 트릴로지의 세 요소는 다음과 같고 서로 상호작용하고 있음① 품질 계획(Quality Planning): 고객과 그들의 요구 사항, 고객이 기대하는 제품 및 서비스의 특징, 이러한 속성을 가진 제품 및 서비스를 전달하는 프로세스를 규명하고 조직의 생산부문에이러한 지식의 전달을 촉진하는 과정② 품질 통제(Quality Control): 고객의 진정한 요구 사항에 비추어서 제품을 실질적으로 검토하고 평가하는 과정으로서 발견된 문제점들을 수정한다.③ 품질 개선(Quality Improvement): 품질이 지속적으로 개선되도록 뒷받침해 주는 지원 메커니즘을 시행하는 과정.(4) 종합적 품질관리(Total Quality Control, TQC)1970년대에 들어서 A.V. Feigenbaum은 `통계적 기법만으로는 품질관리의 성과를 충분히 얻을 수 없으므로 품질에 영향을 주는 회사 내 모든 부문의 노력을 모아서 종합적으로 품질관리를 추진해야 한다'는 종합적 품질관리(Total Quality Control)를 주창하였다. Feigenbaum이 정의하는 종합적 품질관리란 소비자의 요구를 완전히 충족시키도록 제품과 서비스를 가장 경제적으로 설계 및 개발(engineering)하고, 제조, 판매 및 서비스 할 수 있도록 품질의 개발, 보존, 개선하는 기업의 모든 조직의 노력을 연대(integrating)하는 효과적인 시스템을 말한다.품질관리의 목적① 소비자의 요구에 맞는 제품을 경제적으로 생산 (궁극적 목적)② 신뢰성이 높은 제품을 생산③ty Management, TQM)종래 경영의 의미는 이익을 올리는 것이 목적이었으나 여기에는 한계가 있어 발상의 전환을 하여 품질을 통한 고객 만족을 우선으로 하는 것이 기업의 이익에 기여할 수 있다고 판단하게 되었다. 이것을 품질을 중시하는 경영, 즉 품질경영이라고 한다.국제품질경영 규격인 ‘ISO 9000 시리즈’를 제정하여 오늘날 품질경영의 이슈를 제기한 ISO(국제표준화기구)에서는 품질경영(QM)을 “품질방침, 목표 및 책임을 결정하고 품질시스템 내에서 품질계획, 품질관리, 품질보증, 품질개선과 같은 수단에 의해 이들을 수행하는 전반적인 경영기능에 관한 모든 활동”이라 정의하였다.총체적 품질경영(TQM)은 최고경영자의 리더십 아래 품질을 최우선 과제로 하고 고객만족을 통한 기업의 장기적인 성공은 물론 기업구성원과 사회전체의 이익에 기여하기 위해, 경영활동 전반에 걸쳐 모든 구성원의 참여와 총체적 수단을 활용하는 전사 종합적인 전략적 경영시스템이라 정의할 수 있다.(1) 품질경영의 핵심적 사고고객 중심적인 기업문화로의 변화전 사원 행동의식의 변화와 전원참여경영간부의 리더쉽 발휘인재육성과 인적자원의 활용총체적 품질정책과 품질전략체계적인 공정관리와 지속적 개선사실에 의한 관리와 과학적 기법의 활용장기적 관점에서 성과의 평가협력관계의 증진과 사회적 책임(2) 품질경영의 성과충성스러운 고객원자재 및 부품의 품질향상원만한 노사관계생산성 향상비용 감소재고 감소팀워크 향상과 종업원들의 사기 증가혁신적인 사고의식 함양지속적인 개선 유발종업원들의 기업 소유 의식 향상고객이 원하는 제품과 서비스를 신속히 공급(3) ISO9001 (품질경영시스템)ISO9001(품질경영시스템)이란, 국제표준화기구(ISO)에서 제정한 품질경영시스템에 관한 국제규격으로, 고객에게 제공되는 제품 및 서비스가 규정된 요구사항에 만족함을 제3자 인증기관의 인증 심사를 통해 객관적으로 평가하여 인증해주는 제도이다.품질경영시스템의 도입은 조직의 전체적인 성과를 개선하고, 지속 가능한 발전 계획을 위한 기반 사고에 전반적인 중점을 두고, PDCA 사이클을 활용함으로써 달성될 수 있으며, PDCA 사이클은, 개략적으로 다음과 같이 기술될 수 있다.계획(Plan): 시스템과 프로세스의 목표 수립, 그리고 고객 요구사항과 조직의 방침에 따른 결과를 인도하기 위하여, 그리고 리스크와 기회를 식별하고 다루기 위하여 필요한 자원의 수립실행(Do): 계획된 것의 실행검토(Check): 방침, 목표, 요구사항 및 계획된 활동에 대비하여, 프로세스와 그 결과로 나타나는 제품 및 서비스에 대한 모니터링과 측정(해당되는 경우), 그리고 그 결과의 보고조치(Act): 필요에 따라 성과를 개선하기 위한 활동품질관리와 품질경영의 비교(1) 품질관리기업의 이익을 우선으로 하는 공정관리로서 요구품질을 만족시키기 위한 실시 기법과 활동이다.주로 공정과 제품의 불량감소를 목표로 일정한 품질규격을 설정하고 이에 대한 적합성을 추구하는 수단이다.생산현장을 중심으로 품질관리전문가의 관리, 통제 기능을 중요시한다.기업의 자체적인 필요성에 의해 자율적으로 추진한다.품질에 대한 개념을 생산 중심적 내지 제품 중심적으로 제한함.품질경영(QM)을 성공적으로 수행하기 위한 관리기술의 하나이다.(2) 품질경영고객의 만족을 얻기 위해 최고경영자의 품질방침에 따라 실시하는 모든 부분의 총체적 활동이다.공정과 제품의 질은 물론이고 설계의 질, 업무의 질 사람의 질까지도 포함하는 총체적 품질향상을 통해 경영목표를 달성하기 위한 수단이다.최고경영자, 관리자, 담당자, 작업자 등 모두가 참여하여 품질방침을 실행하는 것을 중요시한다.ISO에 의해 국제규격으로 정해져 있고, 강제성은 없으나 구매자가 요구하면 현실적으로 이행할 수밖에 없다.품질에 대한 개념을, 고객지향의 기업문화와 구성원의 행동의식 변화까지로 확대 해석함.QC기법 외에 IE, VE, TPM, JIT 등의 관리기술을 기업특성에 맞게 총체적으로 활용 할 것을 요구한다.[출처]- ISO (2015). KS Q ISO 9001:2015 품질경영시스템- 요구사항. 6%AC

공학/기술| 2022.02.04| 10페이지| 2,000원| 조회(334)

품질관리, 품질경영, 품질, 품질비용

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에너지 하베스팅(Energy Harvesting)

[ 목 차 ]에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 이란?에너지 하베스팅의 필요성에너지 하베스팅의 원리1) 압전2) 열전3) 광전4) 전자기파(RF)에너지 하베스팅 기술 동향고찰참고문헌1. 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 이란?에너지 하베스팅(Energy Harvesting)은 일상적으로 버려지거나 사용하지 않은 작은 에너지를 수확하여 사용 가능한 전기 에너지로 변환해주는 기술을 의미한다.이 개념은 1954년 미국 벨 연구소가 태양광을 에너지로 바꾸는 태양 전지 연구를 진행하면서 소개되었다. 당시 전력을 생산하는 방식은 발전기를 통한 방식만이 있었고, 그렇기 때문에 태양열 에너지와 같은 자연 에너지들은 우리가 사용하지 못하는, ‘버려지는 에너지’로 인식되고 있었다. 그래서 ‘주변의 버려지는 에너지 모아 전기를 생산한다‘는 개념의 의미로 ‘하베스트(Harvest)’라는 단어를 사용했다. 현재는 그 의미가 확장되어 자연 에너지뿐 아니라 우리 주변에서 낭비되는 모든 에너지 원을 전기 에너지로 변환하는 기술이라는 의미로 사용되고 있다. 자연적으로 흩어져 사라지는 에너지를 취한다는 의미에서 에너지 스카벤징(Energy Scavenging)이라고도 불린다.에너지 하베스팅은 태양광, 풍력, 수력 등 자연에서 발생하는 에너지나 사람이나 기계에서 발생하는 열로 전기에너지를 생산한다. 따라서 화석연료의 고갈로 인해 발생하는 에너지 불균등화 문제나 화석연료의 사용으로 인해 발생하는 환경문제를 해결할 수 있는 기술로 주목받고 있다.에너지 하베스팅의 종류로는 다음과 같은 것들이 있다.신체 에너지: 신체의 움직임을 통해 발생하는 체온, 정전기, 운동에너지 등 을 이용광 에너지: 태양광을 이용진동 에너지: 진동이나 압력을 가해 압전 소자를 발전시키는 방법열 에너지: 산업 현장에서 발생하는 수많은 폐열을 이용전자파 에너지: 방송전파나 휴대전화 전파 등의 전자파 에너지를 이용중력 에너지: 방지턱, 횡단보도 일시정지선 등에 공기 압력 펌프를 설치하여 차량의중량을 루어지고 있다. 에너지 하베스팅은 버려지는 에너지를 수확하여 유용한 에너지로 바꾸는 친환경 기술이다. 에너지 하베스팅은 태양광, 풍력, 수력 등 자연에서 발생하는 에너지나 사람이나 기계에서 발생하는 열로 전기에너지를 생산한다. 따라서 화석연료의 고갈로 인해 발생하는 에너지 불균등화 문제나 화석연료의 사용으로 인해 발생하는 환경문제를 해결할 수 있는 기술로 주목받고 있다.에너지 하베스팅 관점에서 보면 아깝게 사라지는 에너지가 어마어마하다. 발전소의 경우 생산전력의 48%만 사용되고 52%는 손실된다. 설비가 낡은 발전소는 손실율이 65%나 된다. 자동차의 운행 에너지 효율은 20%에도 미치지 못한다. 나머지는 열과 진동으로 날아가버린다. 휴대전화 사용 시 발생하는 전파도 3%만 사용되고, 97%는 허공에 뿌려진다. 사람도 마찬가지다. 체온이 주변보다 낮으면 열이 빠져나오는데 깨어있을 때는 120W 정도, 잘 때는 75W, 가볍게 움직이면 190W가 손실된다. 만약 힘든 운동을 할 때 버려지는 700W의 1%만 전기로 바꿔도 스마트폰 2대 이상을 충전할 수 있다.또한, 에너지 하베스팅 기술은 최근 4차 산업혁명 시대가 열리면서 더욱 주목받고 있다. 4차 산업혁명은 정보 통신 기술(ICT)의 발달로 시작되었으며, 빅 데이터, AI, 사물인터넷(IoT) 등의 기반 기술이 있다. 이 중 사물인터넷이 4차 산업혁명의 핵심이라 할 수 있는 “연결성”을 가능하게 한다.사물인터넷은 인터넷을 기반으로 모든 사물을 연결하여 사람과 사물, 사물과 사물 간의 정보를 상호 소통하는 기술을 의미하며, 우선 정보가 생성되어야 하는데 이 역할을 하는 것이 센서이다. 따라서, 빛, 온도, 소리 등의 여러가지 정보를 수집하는 센서가 곳곳에 설치되어야 한다.이러한 센서는 시간과 공간에 구애받지 않고 설치되어야 하므로 독립 전원을 필요로 하는데, 배터리가 그 역할을 맡고 있지만, 현재 일반적인 배터리는 정기적인 교체가 필요하며 유지비용이 많이 든다. 이러한 배터리 문제를 해결하는 방법으로 에너지 지속적으로 증가되고 있지만 전력수요를 충분히 따라가지 못하고 있는 실정이다. 따라서 기존의 전지를 보완하거나 대체할 수 있는 신개념 전원공급 장치로서 에너지 하베스팅 기술의 필요성이 강조되고 있다.3. 에너지 하베스팅의 원리현재 가장 많이 쓰이는 에너지 하베스팅 소자는 크게 네 가지 물리 현상을 이용한다.1) 압전압전 효과는 어떤 물질에 압력을 가했을 때 전기적인 변화가 생기는 현상을 말한다. 압전 효과가 나타나는 원리는 의외로 간단하다. 고체물질은 기본적으로 같은 모양을 한 분자 가 반복되는 구조로 이뤄져 있는데, 양전하(+)와 음전하(-)의 분포가 균형을 이뤄 전기적으로 중성을 띤다. 그림처럼 규칙적으로 양전하와 음전하가 배열되어 있어 (+)와 (–)가 상쇄되는 구조를 가진다. 그런데 여기에 힘을 줘서 고체의 결정 구조에 미세한 변화가 생기면 전하의 분포가 변하고, 순간적으로 전기가 흐르게 된다. 물질에서 한쪽은 상대적으로 (+)가 강하고, 다른 쪽은 (–)가 강해져 물질의 전하 분포가 음과 양으로 나뉘면서 전자가 흘러갈 수 있게 되는 것이다.2) 열전열전 에너지 하베스팅은 열에너지를 전기에너지로 변환시키는 방식을 이용한 기술로, 제백효과(Seebeck effect)를 바탕으로 한다. 제백효과는 두 종류의 금속이나 반도체 양 끝을 접합한 부분에 발생하는 온도차가 전압으로 직접 변환되는 현상으로, 전자는 온도가 낮은 쪽으로 움직이는 성질을 갖고 있기 때문에 양 끝 쪽으로 온도차를 주면 전자가 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 움직이게 된다. 전기란 전자의 움직임 때문에 생기는 에너지이기 때문에, 온도 차이를 통해 전력을 생산할 수 있다.열전현상을 나타내는 합금을 이용하면 온도계를 만들 수 있다. 두 개의 서로 다른 합금을 붙여서 만든 열전대(thermocouple)가 바로 그런 온도계다. 열전대에 나타나는 전압 차이로부터 온도를 읽어낼 수 있다.3) 광전금속 등이 고에너지 전자기파를 흡수할 때 전자를 내보내는 현상이다. 이 현상은 태양전지에 많이 사용된다. 태진동수 3㎑ ~ 300㎓까지의 전자기파다.전자기파 변환 기술은 WiFi, 라디오, 무선통신과 같이 전자기파를 이용하는 무선네트워크가 공기 중에 전자기파의 잔여물을 남길 때 이를 수집하여 에너지로 변환하는 기술을 의미하며, 전자기파 잔여물은 변동하는 자기장과 전기장으로 이루어져 있어 전자기유도 법칙에 의해 안테나에 미약한 전류가 생성되고, 생성된 전류는 공진회로를 통해 증폭되어 사용 가능한 전류를 발생시키는 원리로 구동된다.4. 에너지 하베스팅 기술 동향국내 에너지 하베스팅 시장은 태양광 분야에서 기술 사용화가 이루어지고 있으며, 그 위 기술영역에서는 정부 출연 연구소나 대학, 관련 기업에서 연구개발이 꾸준히 진행되고 있다.세계 에너지 하베스팅 시장은 Honeywell(미국), Siemens(독일), ABB(스위스), Fujitsu(일본) 등이 실질적으로 시장을 지배하고 있으며, 국내시장과는 달리 태양광발전 분야뿐만 아니라 압전/열전 변환 등 다양한 에너지 하베스팅 기술이 상용화되고 있다.2021년 건국대에서 발표한 “특허의 토픽 진화분석을 통한 에너지 하베스팅 기술 발전 경로 추적”에서 미국 특허청에 등록된 특허 중에서 에너지 하베스팅 기술과 관련된 1607건의 특허들을 검색식을 통해 수집하여, 기술요소 주요 키워드로 나열하였고 아래 와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 를 보면, 태양에너지를 이용한 에너지 하베스팅의 비중이 가장 높으며, 형상기억합금, 운동에너지, 신체 열/압전 에너지, 기계열 에너지 등 다양한 기술개발이 이루어지고 있음을 알 수 있다.에너지 하베스팅 산업은 신재생에너지 산업, 기술 중요도가 높은 산업, 시장 진입장벽이 높은 산업 그리고 기술 융/복합 산업의 특징을 나타내며, 관련 시장은 탄소저감정책 기조에 따라 지속적으로 확대될 전망으로, 에너지 획득 및 활용과 관련한 다양한 소자 등의 개발이 필요하다.과거 에너지 하베스팅으로 생산되는 에너지는 전력과 전압이 낮아 기술적 한계가 존재하였으나, 최근 국내에서 메타 에너지 하베스팅 시스템을 개발하여있어, 신재생에너지 시장 확대에 따른 성장 또한 증가가 예상된다.세계 에너지 하베스팅 시장 규모는 ‘19년 437.8백만 달러 규모이며, 이후 연평균 10.1%로 성장하여 ‘24년에는 708.2백만 달러에 이를 전망이다.5. 고찰4차산업혁명 시대의 탄소중립은 신재생에너지 정책과 동시에 부품소재 단위에서도 이루어져야 한다. 스마트 기기들은 전력 다소비기기들로 변화하고 있고 배터리 기술의 발전도 일정부문 한계에 도달할 것이기 때문이다. 대규모 태양광과 같은 신재생 에너지가 또다른 환경파괴 등 문제에 직면하고 있는 현실에서 우리 생활환경에 에너지 하베스팅 기술을 적용한다면 탄소중립 실현은 물론 지역산업의 새로운 신기술 접목으로 다양한 가능성을 만들어 낼 것으로 기대된다.물론, 아직 에너지 하베스팅 기술이 극복해야 할 점은 많다. 현재 에너지 하베스팅 기술의 가장 큰 난관은 생산 가능한 전력이 작아, 사용 분야가 전자부품의 운전 및 제어로 국한된다는 것이다. 이러한 한계를 극복하기 위한 노력이 진행 중이며 출력 성능, 내구성을 높여 에너지 하베스팅이 규모가 더 큰 분야에 적용된다면 분명 우리 사회의 혁신을 이끄는 주도 기술이 될 것이다.6. 참고문헌- 김유성, 최재웅, and 윤장혁. "특허의 토픽 진화분석을 통한 에너지 하베스팅 기술 발전 경로 추적." 지식재산연구 16.1 (2021): 169-200.- 김신희, “에너지 효율화를 위한 에너지 하베스팅”, KDB미래전략연구소, (2021)- Yun, Tae Gwang, et al. "Transpiration driven electrokinetic power generator." ACS nano 13.11 (2019): 12703-12709.- Bae, Jaehyeong, et al. "Self-operating transpiration-driven electrokinetic power generator with an artificial hydrological cycle." Energy & Environmental 8)

공학/기술| 2022.02.04| 8페이지| 2,000원| 조회(499)

에너지, 친환경, 재생, energy, 신재생, 신재생에너지, 하베스팅, 에너지하베스..

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자동차용 배터리 기술과 산업 및 제조업체의 현황 및 변화 평가A+최고예요

[ 목 차 ]자동차용 배터리 기술과 그 산업 및 제조업체의 현황과 향후 발전 방향전기자동차 보급 확대의 배경(내연기관 퇴출의 가속화)배기가스 규제의 강화글로벌 국가 정책의 변화자동차용 배터리 기술전기자동차용 배터리의 구성전기자동차용 배터리의 특성리튬이온 배터리제조업체별 배터리 타입BMS (Battery Management System)차세대 배터리 기술산업 및 제조업체 현황 및 향후 발전 방향산업 및 제조업체 현황산업 및 제조업체 향후 전망미래에 전기자동차가 보편화됨에 따른 자동차산업의 변화와 다방면에 미치게 될 변화전기자동차 보편화에 따른 자동차 산업의 변화부품 소재 산업의 변화자율주행 기술 적용전기자동차 충전 인프라 확대전기자동차 보편화가 다방면에 미치게 될 변화반도체/전자부품 산업 성장배터리 사업의 확장스마트그리드(전력 수급)소재광물(리튬) 수급 문제5G1. 전기자동차 보급 확대의 배경(내연기관 퇴출의 가속화)배기가스 규제의 강화대기 오염 방지를 위한 승용차의 배기가스 규제는 1991년부터 Euro 0라는 이름으로 도입되었다. 이후 개정작업을 통해 배기규제가 지속적으로 강화되어 왔지만, 최근 발생한 이상기후 같은 대기오염 문제가 여전히 대두되고 있으며, 점점 더 강화되는 배기규제의 특징을 분석해 보면, 다음과 같이 정리할 수 있다.CO2 규제 강화- EU에서 배출되는 CO₂의 12%가 자동차에서 배출되는 것으로, EU는 자동차의 연료 경제성을 향상시키기 위해 신차에 대한 CO2 배출 목표를 설정하였다.배기가스 시험방법의 변경_ RDE (Real Driving Emission)- 2015년 폭스바겐 배기가스 조작사건과 같이 실제의 대기환경은 오염 정도가 규제와 일치하지 않다는 것이 확인되었고 이러한 면을 개선하기 위하여 실험실에서 하던 배기가스 측정을 실 도로상 주행조건하에 측정하는 RDE 규제에 대하여 정의가 되었고, 적용을 위한 검토와 제정 일정 등이 정해져서 진행되고 있다.글로벌 국가 정책의 변화배기가스 규제에 더해, 글로벌 국가들의 정책 변화들을 살차량 공간내에 더 많은 에너지를 저장하고 구동하기 위해 필수적이다.출력밀도: 출력밀도는 전기자동차에서 엔진과 같은 역할을 하는 모터의 출력과 연관되어 있기 때문에, 자동차의 동력 성능을 확보하는 데 매우 중요하다.가격: 가격은 상품성을 확보하기 위한 기본적인 요소로서 지속적인 원가절감을 통해 가격경쟁력을 확보하여야 한다.수명(충방전수명, 저장수명): 여러 차례 충전과 방전을 거듭할 경우, 사용함에 따라 초기에 비해 줄어드는 용량을 몇 회 이상 유지할 것인지에 대한 것이며, 저장수명은 세워두는 시간이 길고, 폐차할 때까지 10년 이상 장기간 사용하는 자동차의 특성상 오랜 기간 유지하기 위해 중요하다.안전성: 안전성은 각종 차량 문제 발생기에 배터리로 인하여 추가적인 위험요소가 발생하지 않도록 유지하기 위함으로, 특히 많은 에너지를 갖고 있는 자동차용 전지의 사고발생 시에는 그만큼 위험도도 증가하므로 충분한 안전성이 확보되어야 한다.리튬이온 배터리리튬이온 배터리는 높은 에너지밀도와 출력밀도 특성으로 인하여 휴대용 전자기기에 널리 사용되어 왔으며, 최근에 하이브리드 및 전기자동차에도 적용되고 있다. 리튬이온 배터리는 리튬이온을 가역적으로 저장할 수 있는 양극과 음극 재료를 사용하며, 사이에 리튬이온 만을 전도시키는 전해액과 양극과 음극의 직접 접촉으로 인한 전기적 단락을 막는 분리막으로 구성되어 있다.리튬이온 배터리는 형태에 따라서 각형전지, 원형전지, 파우치형 전지로 분류할 수 있으며, 전지 형태에 따른 장단점은 명확하다. 완성차 업체들은 각 사의 차량 개발 철학과 전략에 따라서 전지 형태의 단점을 보완하고 장점을 극대화하는 모듈/팩 설계를 통하여 차량에서 요구되는 성능과 사양 및 목표가격을 만족하는 방향으로 배터리 시스템 개발을 진행하고 있다.제조업체별 배터리 타입배터리 제조업체별 배터리 타입은 크게 세 가지로 나뉜다.파나소닉, LG화학_ 원통형 배터리원통형은 노트북PC를 중심으로 시장을 형성해온 가장 전통적인 방식의 배터리다. 장점은 가격이 가장 싸고 안정성과, 전지 설계, 제조 공정의 혁신이 필요한 상황이다.3. 산업 및 제조업체 현황 및 향후 발전 방향산업 및 제조업체 현황내연기관에서 전기자동차로의 전환 흐름 속에서 테슬라의 U$30천 대 보급형 전기자동차 ‘모델 3’로 시장에 대한 확신이 형성된 후, 내연기관 자동차 업체들은 전기자동차 시장 진입 본격화 양상을 보이며, 기술력 있는 배터리의 안정적 공급이 전기자동차의 경쟁력을 좌우하게 되면서 자동차 업체들은 우수한 배터리 공급처 확보에 주력하고 있다.이로 인해, 제2의 반도체로 불리며 미래 먹거리로 각광받고 있는 전기자동차용 배터리 시장에 대한 글로벌 관심과 경쟁도 치열하다. 2019년 기준 전 세계 전기차 누적 판매량은 717만 대로 전년 대비 40.3% 증가하였고, 글로벌 전기차 배터리 시장 규모도 2016년 150억 달러에서 2019년 388억 달러로 2배 이상 증가하였다.대표적인 글로벌 배터리 업체로는 한국의 “LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션”, 일본의 “파나소닉”, 중국의 “CATL”이 있으며, 전체 시장의 90% 이상을 생산하고 있는 한, 중, 일 간 주도권 다툼이 치열하다.2020년 상반기 배터리 실적을 보면, LG화학, 삼성SDI, SK이노베이션 등 한국 배터리 3사의 존재감이 괄목할 만한 수준으로 커졌다. 국내 3사의 세계 시장 점유율은 34.5%로, 전통적 배터리 강자인 중국과 일본을 앞섰다. 2016년 9.5%에서 4년 만에 4배 가까이 늘어났다.한국, 중국, 일본의 경쟁 구도는 기업의 투자 불확실성, 정부의 보조금 정책, 국제 관계에서의 통상 이슈 등 여러 요인으로 변화해왔다.일본은 전기자동차용 배터리의 원천 기술을 갖췄지만 투자 불확실성을 회피하기 위해 안정적인 사업 확장을 추구하다가 적극적으로 투자해야 할 시기를 놓쳤다. 이 틈을 타 한국과 중국이 배터리 기술력을 확보할 시간을 벌게 되었다.중국은 보조금 정책으로 내수 시장을 확보한 후 점차 보조금을 줄이면서 자국 기업의 옥석을 가리는 한편, 유럽 진출 등 시장 다변화도 활발히 추있다.완성차 업체의 배터리 자체 생산 추진향후 배터리 공급 부족 현상이 예상되면서, 미래 초과 수요에 대비한 안정적 배터리 조달과 전기자동차 시장의 주도권을 갖기 위해서는 핵심 부품인 배터리 기술력 확보가 필요하다는 판단으로 글로벌 완성차 업체 들이 배터리 자체 개발에 뛰어 들어 배터리 업계와 경쟁 구도를 형성하고 있다.배터리 업체들이 이렇게 치열해지는 경쟁 속에서 살아남기 위해서는 완성차 업체와의 전략적 관계 설정, 기술력 선점을 위한 중장기 플랜 등 헤쳐가야 할 과제가 많다.먼저 배터리 성능 향상이 필요하다. 배터리의 에너지 밀도, 충전 속도, 배터리 수명 등의 기술 개발이 필요하며, 기존 배터리 성능의 향상을 통해 전기자동차 상용화 시점을 앞당겨 시장의 크기를 늘림과 동시에 차세대 배터리 개발을 통해 경쟁력을 끌어 올려야 한다. 차세대 배터리로는 앞서 언급한 리튬-황, 전고체 배터리 등이 있으며 가장 유망한 전고체 배터리의 상용화까지는 7~10년 정도 소요될 것으로 전망되므로, 그 이전까지는 첨가제를 활용한 배터리 기능 향상이 효과적일 것으로 보인다. 이 차세대 배터리 기술을 선점하는 것이 치열한 경쟁에서 승리하는 방법이며, 차세대 배터리 기술 선점을 위해서는 기술 개발부터 응용 및 상용화까지 포괄하는 산·관·학의 협력체계 구축이 중요할 것이다.또한 배터리의 성능 향상과 더불어 배터리의 경제성을 확보하는 것도 매우 중요하다. 완성차 업체의 배터리 생산이 본격화될 경우 공급과잉 현상 및 중국 업체의 단가 인하 현상이 심화될 것으로 보이므로 가격 경쟁력 확보가 더욱 중요해질 것이다. 특히 테슬라의 경우에는 최근 “배터리데이” 발표를 통해 2년 후 배터리 가격을 절반으로 절감한 자체 배터리 생산을 시작하겠다고 발표하여 배터리의 가격 경쟁을 더욱 부추기고 있다.마지막으로 안정적인 원자재 공급 확보가 중요하다. 배터리의 핵심 원료인 리튬, 니켈, 코발트, 망간 등은 희귀 광물로 전 세계 매장량이 적고, 국가별로 지역 편재성이 심해 가격이 불안정하여 향후 원자재의 광범위한 분야를 아울러 협업해야 성공적 구축이 가능할 것이다.2. 전기자동차 보편화가 다방면에 미치게 될 변화전기자동차의 보편화는 자동차 산업 뿐만 아니라 다음과 같은 다양한 분야의 산업에도 영향을 미칠 것으로 전망된다. 대표적으로 반도체/전자부품, 배터리, 전력수급, 소재광물, 5G를 들 수 있겠다.반도체/전자부품 산업 성장전기자동차 시장이 반도체 및 전자부품 산업에는 블루오션이 될 것이다. 내연기관 부품의 역할을 모터와 모터용 부품, 모터 제어장치 등이 대체하고 있으며, 전류 조절장치, 배터리, 배터리 충전장치, 보조전원 등 거의 대부분의 주요 부품에 반도체가 필요하고 자율주행 기능이 적용되면 운행정보의 입출력과 센서 등에 더욱 많은 반도체가 소요되기 때문이다. 전기자동차에 사물인터넷 등 다양한 IT기술이 접목되고 스마트 카로 진화하면서 자동차의 IT화는 가속화될 것이다.배터리 사업의 확장(1) 리튬이온 배터리 활용 분야 확대리튬이온 배터리의 성능이 개선되면서 활용 분야가 넓어지고 있다. 리튬이온 배터리의 에너지 밀도 증가에 따라 청소기, 전동공구, 정원공구 등 무선 생활용품 분야에 적용이 확대되고 있으며, 최근에는 전기자전거, 전기바이크, 드론, 골프카트, 잠수함, 전기비행기까지 다양한 모빌리티 분야가 개척되면서 배터리 산업의 신규 수요 창출되고 있다.(2) 폐배터리 재활용 산업폐배터리 시장 규모 역시 확대될 것이다. 폐배터리 재활용은 환경 및 경제적 편익 등의 강점을 바탕으로 새로운 먹거리로 부상할 수 있을 것으로 예상된다. 폐배터리 중 잔존 가치가 70~80% 이상인 것은 에너지저장장치(ESS)용으로 재사용이 가능하며, 이후 분해하여 리튬, 코발트, 니켈, 망간 등의 원재료 추출이 가능하다. 그러나 표준화된 폐배터리에 대한 평가와 재활용 기준이 없는 등 시장 활성화를 위한 여러가지 제약 요인이 있다. 그럼에도 불구하고 장기적으로 폐배터리 재활용은 자원순환성 제고, 원가 절감 등의 긍정적인 부분이 존재하기 때문에 관련 기업들의 시장 진출이 활발해질 것ogy

공학/기술| 2020.12.28| 16페이지| 2,000원| 조회(449)

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인공지능, 머신러닝, 딥러닝의 개념 평가A좋아요

인공지능 , 머신러닝 , 딥러닝의 개념CONTENTS 인공지능의 개념 머신러닝 ( 기계학습 ) 의 개념 1) 머신러닝의 정의 2) 머신러닝의 종류 a. 지도학습 b. 비지도학습 c. 강화학습 인공신경망의 개념 딥러닝의 개념1. 인공지능의 개념 인공지능 (AI, Artificial Intelligence) 이라는 용어는 1956 년 다트머스 회의에서 처음 등장 . 존 매카시 (John McCarthy) 는 ‘ 인텔리전트한 기계를 만드는 과학과 공학 (the science and engineering of making intelligent machines)’ 이라고 정의 . 인공지능의 기원 인공지능 - 현대적 접근 ( Artificial Intelligence – A Modern Approach) 4 가지 관점에서 인공지능을 정의 . ‘ 사람처럼 vs 이성적으로 ’, ‘ 생각 vs 행동 ’ 을 기준으로 인공지능을 정의하고 각 카테고리의 관점을 소개 . 사람처럼 생각하는 ( Thinking Humanly) 사람처럼 행동하는 (Acting Humanly) New effort to make computers think The art of creating machines that perform functions that require intelligence when performed by people 이성적으로 생각하는 ( Thinking Rationally) 이성적으로 행동하는 ( Acting Rationally) The study of the computations that make it possible to perceive, reason, and act. Computationla Intelligence is the study of the design of intelligent agents1. 인공지능의 개념 사람의 지능을 모방하여 사람이 하는 것과 같이 복잡한 일을 할 수 있는 기계를 만드는 것 인공지능 ⊃ 머신러닝 ⊃ 인공신경망 ⊃ 딥러닝 인공지능의 정의2. 머신러닝의 개념 머신러닝 = 기계학습 아서 사무엘 (1959) 머신러닝을 ‘ 컴퓨터가 명시적으로 프로그램 되지 않고도 학습할 수 있도록 하는 연구 분야 ’ 로 정의 . 머신러닝의 정의 머신러닝 프로그램 일반적인 컴퓨터 프로그램 “ A 입력에 B 조건이 성립하면 X 를 동작시킨다 .” 를 사람이 작성 . A 라는 정보를 입력할 때 대답이 X 가 되는 조건 B 를 찾도록 기계를 학습시킴 .2. 머신러닝의 개념 지도학습 (Supervised Learning) 비지도학습 (Unsupervised Learning) 강화학습 (Reinforcement Learing ) 머신러닝의 종류2. 머신러닝의 개념 입력과 함께 ‘ 정답’을 알려주고 그 정답을 맞추도록 하는 학습 방법 지도학습 (Supervised Learning) 풀어야하는 문제지만 있고 정답지가 없다면 ?  답이 맞았는지 틀렸는지 확인 불가 지도해주는 선생님이나 해설지가 있다면 ?  틀렸다는 것을 인지하면서 조금씩 학습이 가능 공부를 할 때 선생인 사람 이 학생인 기계에게 문제와 함께 정답 을 줌 . 기계는 문제지와 정답지를 계속 비교해보고 일정한 패턴을 찾아 냄 . 많은 문제지와 정답지를 받아볼수록 다음 문제의 정답을 맞힐 확률이 높아지게 됨 . 이때 제공되는 정답은 굉장히 양질이어야 함 . ( 고양이 사진을 주면서 그게 강아지라고 얘기하거나 혹은 그 반대로 얘기하면 제대로 학습이 이루어지지 않 음 .) 지도학습에서는 데이터와 정답을 비교하면서 모델이 차츰차츰 업데이트가 되면서 학습 함 . ex. 고양이와 개의 판별2. 머신러닝의 개념 정답의 제공 없이 학습 데이터로부터 유용한 정보를 추출하는 학습 방법 . 데이터를 가지고 기계 스스로 이런저런 분류를 하다가 일정 패턴을 파악 . 비지도학습 (Unsupervised Learning) 비지도학습 지도학습 고양이 이미지를 줄 때 ‘ 고양이’라고 레이블 ( 이름표 ) 을 붙여서 제공해서 최종적으로 만들어진 머신러닝 모델이 고양이를 판별 여러 개의 데이터가 주어져 있으면 그들 간의 차이점을 기준으로 해서 분류 ( 그룹 a, 그룹 b, 그룹 c) 레이블을 붙여주지 않아도 알아서 안에 있는 특징을 비교해가면서 구별 . 평소와 다른 값을 찾아낸다던지 아니면 여러 개의 그룹으로 분리하는 문제에 사용할 수 있음 . 정답을 따로 제공해주지 않아도되며 , 데이터 간의 특징과 특성을 살펴보면서 그 안에서의 차이점을 구별하고 패턴을 찾아가는 방식으로 학습이 일어나게 됨 . ex. Youtube 채널추천2. 머신러닝의 개념 Agent( 에이전트 ) Environment( 환경 ) State( 상태변화 ) Action( 행동 ) Reward( 보상 ) 결과값 대신 어떤 일을 잘했을 때 보상 (Reward) 을 주는 방법으로 학습 . 현재의 상태 (State) 에서 어떤 행동 (Action) 을 취하는 것이 최적인지 학습하는 것 . 목표 지향 학습 . 강화학습 (Reinforcement Learning) 에이전트 : 목표를 달성하기 위한 주체 환경 : 에이전트가 풀어야하는 문제 에이전트는 목표를 이루기 위해 이 환경에서 어떤 행동을 수행 , 그 행동에 따라서 환경이 변화 , 그 변화를 에이전트에게 다시 알려줌 만일 상태변화가 목표와 비슷한 쪽으로 변하게 되면 에이전트는 보상이라는 것을 받을 수 있음 . 에이전트는 보상을 받게되면 차츰차츰 더 좋은 액션을 수행 . 팬 케이크 뒤집게 로봇 목표 : 팬 케이크를 한번에 떨어뜨리지 않고 뒤집어야함 에이전트 : 로봇 환경 : 팬 케이크 뒤집기 결과3. 인공신경망의 개념 큰 분류인 지도학습 , 비지도학습 , 강화학습 안을 자세히 들여다보면 기계가 문제의 성격에 따라 문제를 학습하는 굉장히 많은 방식들이 있음 . 이 다양한 방식들 중 인간의 뇌 , 뉴런을 모방한 방식이 있으며 , 이것을 인공신경망 학습이라 함 . 주변으로부터 입력을 받으면 그 입력 받은 값을 인공 신경에서 처리를 한 다음에 출력값을 다음 인공 신경으로 전달을 하는 방식4. 딥러닝의 개념 인공신경망을 활용해서 층을 깊게 쌓아가면서 학습이 일어나는 것 딥러닝의 시작은 단순한 인공 신경망인 Artificial Neural Network 이며 , 이 인공신경망이 여러 개 , 깊게 쌓이게 되면 그 것을 Deep Neural Network 라고하고 , 이런 분야를 통틀어서 딥러닝이라고 함 . 초기 신경망 학습은 다른 학습법들에 비해 성과가 별로였 음 . 신경망 학습이 제대로 작동하기 위해서는 엄청난 양의 데이터를 받아 빠르게 연산작업을 수행했어야 했는데 , 그 당시 하드웨어나 네트워크 환경이 못 받쳐줬기 때문 . 하지만 시간이 흘러 빅데이터를 수집할 수 있게 되고 이를 처리할 수 있는 컴퓨팅 파워가 발전하면서 여러 기계학습 알고리즘 중에 신경망 학습이 두각을 나타 냄 . 이 신경망 학습 중에 좀 심화된 버전을 딥러닝이라고 부 름 .4. 딥러닝의 개념 데이터의 양에 비례하여 성능이 향상되는 경향성을 보임 . 딥러닝 기반 접근법 전통적 머신러닝 접근법 데이터로부터 특징을 설계하고 이를 활용한 비교적 단순한 머신러닝을 수행함 .  적은 수의 데이터에도 불구하고 동작하는 알고리즘의 개발을 가능하게 하지만 데이터의 양이 증가 하더라도 성능 정체 현상을 보임 . 데이터가 공급됨에 따라 성능이 꾸준히 향상되는 특성을 보임 .  데이터가 풍부한 현시점에 기존 방법과 비교하여 매우 중요하고 현실적인 장점임 . 딥러닝의 특징4. 딥러닝의 개념 딥러닝의 한계 빅데이터가 필요함 . 1 경험적으로 결정해야할 요소가 여전히 많음 . 2 강화 학습의 경우 보상 함수 (reward function) 설계가 쉽지 않음 . 3 깊은 신경망의 학습을 위해서는 많은 양의 데이터 , 그리고 많은 경우에 전문가에 의해서 분류된 양질의 데이터가 필요함 . 이러한 데이터를 얻는 과정에는 비용이 많이 들며 , 데이터를 구하는 것이 현실적으로 불가능할 때가 많음 ex. 희귀 질환 관련 의료 데이터 , 스마트 팩토리에서 고장사례 등 딥러닝이 데이터로부터 패턴을 학습하는 방법이기는 하지만 아직은 개발자가 경험이나 직관을 바탕으로 결정해야 할 변수가 많으며 이 변수들을 변경해가며 학습하는 과정에는 많은 시간과 비용이 필요함 . 바둑의 경우는 보상 함수가 승 / 패로 명확하지만 일반적인 상황에서 보상 함수 설계는 명확하지 않으며 , 간단한 게임에서 조차도 설계자의 의도와 다르게 동작하는 경우도 보고되어 있음 .감사합니다 .{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2020.12.28| 14페이지| 2,000원| 조회(2,164)

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금속재료의 성질, 주조, 철, 응력변형율 선도 정리

정밀가공1. 다음을 작성하시오.금속 재료의 성질을 설명하고, 예를 들어 보시오.금속이란 표면에 광택이 있으며, 열과 전기의 양도체로 잘 펴지거나 늘어나는 고체를 말한다. 금속재료는 녹는점 이상으로 가열하면 액체가 되는 가융성을 가지고 있어 틀에 넣는 등, 적은 비용으로 원하는 형상으로 제작이 가능하다.금속은 특유의 광택을 가지고 있으며 열과 빛을 반사한다. 또한 강도가 높고 단단하여 쉽게 마모되지 않는 장점을 가지고 있어 예부터 많은 도구와 기계를 제작하는데 사용되었다. 특히 외부와의 마찰이 많아 마모되기 쉬운 부분의 재료로 이용되어 왔다.강도가 높아 가늘거나 얇은 형태로도 큰 힘을 지지하는 금속은 가는 뼈대로 높은 철탑이나 긴 교량을 만들 수 있으며 물체를 고정하거나 힘을 많이 받는 이음새, 접합 구조 등에 사용된다. 금속의 가장 큰 장점은 부서짐 없이 넓게 늘어나며 펴지는 성질인 전성과 끊어지지 않고 길게 선으로 뽑힐 수 있는 성질인 연성이 좋아 변형이 쉬워 섬세하고 다양한 형태로 가공할 수 있다는 것이다.그리고 금속을 깎아내는 절삭을 통해 원하는 형상으로 가공이 가능하나, 보통 절삭 비용을 줄이기 위해 대략적인 형상은 금속의 가융성과 전성을 이용해 갖추고 마무리로 절삭하는 방법으로 진행된다.또한 금속재료는 열처리를 통해 재료의 단단한 정도인 경도를 높이는 등 금속의 성질을 변형시킬 수도 있다.가공 공정 중 하나를 선택하여 설명 및 예를 들어 보시오.주조란 액체 상태의 재료를 형틀에 부어 넣어 굳혀 모양을 만드는 방법이다. 각종의 “로” 안에서 금속 원료를 가열해서 녹이고 적정 성분으로 조정된 쇳물을 모래 또는 금속재의 거푸집(틀) 속에 넣은 후 냉각 응고시켜 만드는 것. 원하는 모양으로 만들어진 거푸집의 공동(빈 공간)에 녹인 금속을 주입하여 성형시킨 뒤 녹인 금속이 굳으면 모형과 동일한 금속물체가 된다.가장 일반적인 거푸집은 모래와 진흙으로 만들며, 세라믹, 시멘트가 섞인 모래, 기타 다른 물질들도 거푸집 제작에 사용된다. 이러한 물질은 용융금속이 주입될 공동을 형성하는 모형의 외부를 둘러싼다. 거푸집을 형성하는 재료가 모형의 모양으로 만들어지면 거푸집에서 모형을 빼낸다.이러한 주조 방식은 엔진의 틀이나, 펌프의 틀 등 복잡한 형상을 비교적 쉽게 만들 때 사용된다.2. 과거 및 현재에 산업의 중추적 역할을 하고 있는 철(Steel)을 설명하시오.< 철기 문화의 시작 >인류가 청동기 시대를 거쳐 철을 도구로 사용하는 철기 시대로 진입하는 데 가장 큰 획을 근 고대국가는 히타이트(Hittite)였다. 인류가 최초로 만든 철기는 쇠를 녹여 만든 것이 아니라, 쇠와 불순물이 섞여 있는 스폰지 형태의 덩어리를 달군 다음 해머로 단조해서 만든 것이었다. 이런 방법으로 도구를 만드는 방법은 히타이트인들이 처음으로 창안했으며, 기원전 1300년경 당시 히타이트 제국은 쇠를 녹여 야금하는 기술을 거의 독점적으로 보유하고 있었다. 히타이트 제국의 멸망 이후. 히타이트 제국이 독점적으로 전하던 철 야금 기술은 이집트, 이란을 필두로 전 세계로 급속히 퍼져 나가 철기의 보편화를 가져왔다.< 철이란 >철은 주기율표 8족에 속하는 원소의 하나이며, 원소기호 Fe, 원자번호 26, 원자량 55.847이다. 철은 지각을 구성하는 원소 중에서 산소, 규소, 알루미늄 다음으로 많아서 전체의 약 5%를 차지하고 있다. 규소나 알루미늄이 철보다 양은 많으나 지각 중에 널리 균일하게 분산되어 있는데 비해 철은 철분을 많이 함유한 광맥의 형태로 집중적으로 매장되어 있어 극히 효과적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.< 철의 특성 >인체에 해를 주지 않는다.: 인간의 몸 속에도 철이 일정량 존재하고 있으며 철은 사람의 몸과 닿아도 해롭지 않다.재활용이 가능하다.: 모든 철로 만들어진 제품들은 녹여서 재활용할 수 있으며 철 스크랩(고철)은 다른 철강제품을만드는데 중요한 주원료 중의 하나이다.가격이 싸고 활용성이 우수하다.: 철은 다른 재료에 비해 가격이 싸고 활용성이 매우 우수하다. 또한 철은 쉽게 모양을 바꿀 수 있으며 한번 형태를 바꾼 모양은 쉽게 변하지 않는다.수 많은 응용이 가능하다.: 철은 그 특성을 이용해서 좀 더 개선된 성능을 가진 금속을 만들기도 하는데, 그 대표적인 예로는 스테인리스 강이 있다. 탄소가 적당량 포함된 강철에 니켈과 크롬을 첨가해 합금으로 만든 것으로서 녹이 슬지 않고 무척 강한 성질을 가지고 있다.자성이 강하다.: 철의 합금이나 산화물은 자성을 띠는 특성이 있어서 컴퓨터의 디스켓, 녹음 테이프, 스키퍼 및전화카드 등에도 유용하게 사용된다.< 철의 분류 >철은 철의 탄소 함유량에 따라 순철, 선철, 강으로 분류한다. 탄소가 전체의 1.7% 이상 들어있으면 선철, 0.035% 미만의 탄소가 들어있으면 순철이라고 부른다. 강은 그 중간이다. 철은 탄소가 적게 들어있을수록 부드럽고 잘 늘어난다. 반대로 탄소가 많으면 경도(물체의 단단한 정도)가 높아지고 강하다. 현재 철이라고 사용되고 있는 것은 실제로 대부분 강과 선철이라고 생각하면 된다.순철: 불순물(탄소, 규소, 망간, 인, 유황 등)이 거의 없는 순도 99.9% 이상의 철이다. 다른 철에 비해쓰임새가 적고, 생산도 적다. 대부분 전기용품의 재료나 철강의 성질을 알아보는 실험용으로 쓰인다.선철: 용광로에서 철광석을 녹여 만든 철이다. 불순물이 많다. 탄소가 많아 단단한데, 너무 강해 쉽게부서지고, 부러진다. 주로 쇠솥이나 난로와 같이 주물을 만드는 원료나 강을 만드는 원료로도 쓰인다.강: 용광로에 선철과 철 스크랩, 그리고 산화제 등을 넣어 불순물과 탄소의 양을 줄인 것이다. 특별한쓰임새에 맞도록 다른 원소를 넣어 합금강을 만드는데 쓰인다. 강은 충격에 강하고, 질기며, 늘어나는 성질이 있어 롤 사이를 통과시켜 여러가지 모양으로 만들어 사용한다. 자동차, 조선, 기계, 건축, 가전제품, 공업용 소재 등 산업현장에서 가장 많이 쓰인다.3. 재료의 응력 변형율 선도를 작성하고, 설명하시오.탄성영역 : 응력(Stress)과 변형도(Strain)가 비례관계를 가지는 영역- 비례한계(도) : 응력과 변형도가 비례하여 선형관계를 유지하는 한계의 응력을 나타내며, 응력과변형도 사이에 후크의 법칙이 성립되는 구간이다.- 탄성한계(도) : 하중을 비례한도 보다 다소 높은 응력까지 높인 후 하중을 제거하면 원점으로돌아가는 지점을 탄성한도라 한다소성영역 : 응력의 증가 없이 변형도 만 증가하는 영역- 항복점/항복강도 : 금속재료의 항복점은 응력의 증가없이 변형도가 크게 증가하기 시작하는지점의 응력을 말한다. 상항복점과 하항복점이 있다. 강재의 항복강도(Fy)는하항복점을 의미한다.변형도 경화영역 : 소성영역이후 변형도가 증가하면서 응력이 비선형적으로 증가되는 영역- 인장강도(Fu) : 인장강도는 인장시험에서 시험편이 받을 수 있는 최대응력, 즉 변형도경화영역의 최대응력을 나타낸다.파괴영역 : 변형도는 증가하지만 응력은 오히려 줄어드는 부분이다. 이 부분에서는 네킹(Necking)현상에 의하여 단면적이 현저하게 감소한다 PAGE 1

공학/기술| 2020.12.28| 4페이지| 2,000원| 조회(364)

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