요업기술원과 산기반구축사업으로 협약 체결, 2007년까지 5개년간 60억원 투자 재료설계·제조공정 등의 과정 컴퓨터 가상공간에서 시뮬레이션, 실제 공정에 응용 산업자원부에서는 국내 파인세라믹 산업의 R&D효율 극대화와 산업화 촉진을 위해 파인세라믹 컴퓨터 시뮬레이션 기반구축 사업을 추진하고 있다. 이번 사업은 산자부가 요업기술원(총괄책임자 임종인 공학박사)과 산업기반구축사업으로 협약을 체결하고 올해부터 2007년까지 5개년간 총 60억원(정부 45억원, 민간 15억원)이 투자되는 사업이다. 파인세라믹 컴퓨터 시뮬레이션(CS)은 파인세라믹 소재의 재료설계, 제조공정기술개발, 응용제품설계 등에 대한 일련의 과정을 컴퓨터 가상 공간에서 시뮬레이션하여 실제 제조공정에서 응용이 가능하게 하는 기술로 일본, 미국 등 선진국에서는 이미 기반이 성숙된 단계인 것으로 알려지고 있다. 산자부에서는 최근 전자부품, 이동통신 산업의 초소형화, 고정밀화, 복합다기능화, 나노화 추세에 따라 파인세라믹 소재, 부품의 신기능 재료설계, 공정제어, 응용부품의 R&D에 CS기술이 필수적임에도 불구하고 국내 파인세라믹스 중소기업들이 전문인력과 기술, 투자 부담으로 제품 개발에 CS를 활용하지 못하고 있는 실정을 극복하기 위해 이번 사업을 추진하게 되었다고 추진 배경을 설명했다. 연구개발에서 제조, 생산까지의 전과정 최적화 개발기간 단축·품질향상·소재개발에 기여할 것 파인세라믹 컴퓨터 시뮬레이션 기술은 그 동안 시행착오 방식에 의존해 왔던 소재·공정기술과는 달리 연구개발에서 제조·생산까지의 전 과정을 최적화 함으로써 개발기간 단축과 품질향상, 신기능 소재 개발에 크게 기여할 것으로 기대되고 있다. 실제로 일본 N사의 다기능 복합부품 개발의 경우 CS기술을 적용하여 개발 기간을 기존 방법에 비해 46% 단축했으며 국내의 A사는 공정최적화로 생산수율을 5% 향상시켜 연간 5백억원의 효과를 본 것으로 나타났다. 산자부에서는 요업기술원에 컴퓨터 시뮬레이션을 구축하므로써 중소기업이 쉽게 활용하고 기술이전이 활발해질 것으로 보고 있다. 이번 사업은 1단계(2003~2005)에는 재료설계, 제조공정, 응용부품별 시뮬레이션의 기반기술을 확보하고 2단계(2006~2007)에는 기술에 대한 표준화와 DB구축을 통해 산업 현장에서 직접 활용할 수 있도록 기술을 축적하는 단계로 이루어진다. 이번 사업이 완료되는 2008년부터는 파인세라믹 첨단, 소재 부품의 수입대체와 생산량 증가에 크게 기여할 것으로 예상되며 국내 총생산을 약 2,000억원 이상 증가시키는 직접적인 경제적 효과가 기대되고 있다.(표 참조) 아울러 국내 파인세라믹 소재, 부품의 선진국 의존도를 낮추어 무역수지를 개선하고 소재의 고부가가치화를 통해 연관산업의 경쟁력 강화에도 기여할 것으로 전망된다. 주요 사업내용은 재료설계 시뮬레이션 기술, 제조공정별 시뮬레이션 기술, 응용부품별 시뮬레이션 기술의 개발과 연구기술교류회 및 중소기업 기술 지원 등이며(표 참조) 참여업체는 센불, 세라콤, 발해, 유니셈, 엔텍, 쏘닉테크 등 18개 업체이다. 朴美善 기자 연도별 사업비 현황 (단위 백만원) 구 분 1차년도 2차년도 3차년도 4차년도 5차년도 합 계 정 부 700 1,000 1,000 900 900 4,500 민 간 현 금 현 물 240.4 330 330 330 269.6 1,500 합 계 940.4 1,330 1,330 1,230 1,169.6 6,000 주요사업내용 주요 사업내용 세부 사업내용 재료설계 시뮬레이션 기술 - 마이크로·매크로 레벨의 미세구조 시뮬레이션 - 물성·미세구조 연계 시뮬레이션 제조공정별 시뮬레이션 기술 - 혼합·분쇄공정, 성형공정, 소성공정 시뮬레이션 - 제조공정별 연계 시뮬레이션 및 표준 DB화 응용부품별 시뮬레이션 기술 - 벌크형, 칩(적층)형 응용부품 시뮬레이션 - 초소형 및 특수 응용부품 시뮬레이션 연구기술교류회 및 중소기업 - 연구·기술 교류회 운영 기술지원 - 산업체 지원체제 구축 및 기술 지원 강화 기대효과 구분 무형교화(정성적 효과) 직접적 효과 간접적 효과 - 연구개발 효율성 증대 - 신제품 개발 기간단축으로 조기 시장 선점 - 시뮬레이션 전문인력 양성 및 중소기업 기술력 향상 - 소재/부품 산업계 고용 확대 - 파인세라믹 업계의 채산성 강화 - 소재/부품산업의 일류국가 실현 - 미래 첨단제품 개발능력 제고 - 미래 핵심산업(5T)의 발전을 뒷받침하여 조기 선진국 대열(Big 5) 진입 직접적 효과 간접적 효과 - 파인세라믹 국내 총생산액 : 456억원 증가(수입대체 : 228억원) - 장비 공동 이용 효과 : 200억원 - 연구개발비 절감 : 137억원 - 파인세라믹 업계 생산비 절감 : 1,299억원 (설비투자비 감소, 제조공정개선에 따른 생산비 절감) 총 경제적 효과 : 2,092억원/년 - 타 소재(고분자, 금속) 산업으로의 파급에 의한 가격 경쟁력 20% 이상 강화 - 연관 산업(NT, BT, IT, ET, ST)의 경쟁력 20% 이상 강화 파인세라믹 컴퓨터 시뮬레이션의 기술적 특징 파인세라믹 컴퓨터 시뮬레이션의 기술적 특징 ○ 소재·제조공정·응용제품에 대한 동시 공학적 연계기술 - 기존의 아이디어 및 연구개발, 제품설계, 생산준비, 생산의 순차적인 시행착오적 기술에서 탈피하여 아이디어부터 연구개발, 제품생산까지를 동시 공학적으로 진행시키는 소재·제조공정·응용제품의 동시 공학적 연계기술임. - 파인세라믹의 CS화에 의해 연구개발부터 생산에 이르는 개발기간이 약 40%이상 획기적으로 단축됨으로써 시장의 수요에 대응한 제품의 출시가 가능함. - 파인세라믹의 CS화에 의해 기존 시행착오적으로 추진되고 있는 각종 R&D 효율성 및 제품의 품질향상 등을 도모하고, 신규 소재부품 개발 가능성이 향상되어 관련 제품의 고부가가치화·실용화로 산업발전 및 대외 경쟁력 향상을 기할 수 있음. ○ 제품 개발·생산관리의 최적화 기술 - FC의 CS화에 의해 연구개발에서 제품생산에 이르는 손실 기회비용의 대폭적인 감소 및 관리의 최적화가 가능함(연구개발단계에 약 35%정도, 제품설계 단계에 약 22%정도, 생산단계에 약 13%정도의 손실 기회비용 절감됨). - 또한, 개발 제품의 수명 및 품질관리 관점에서 연구단계에 최종 제품품질의 약 70% 수준, 제품설계 단계에 약 85% 수준, 생산준비 단계에 약 95% 수준에 도달하는 것이 가능하게 되어 제품의 수명 및 품질이 획기적으로 향상됨. ○ 고부가가치화 및 대외 경쟁력 강화기술 - FC의 CS기술은 소프트웨어 특성상 일단 개발만 되면, 추가적인 제조원가 및 운용비용이 최소화되어 관련 제품의 부가가치의 극대화를 이룰 수 있음. - 또한, FC의 CS기술은 파인세라믹 산업 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 핵심기반기술이고, 재료설계·제조공정·응용제품 개발 등에 대한 관련 기술력 향상으로 대외 기술력을 인정받을 수 있음. - 따라서, 산업의 디지털화 및 글로벌화에 따른 빠른 제품개발 주기 및 제품수명 단축 등에 적극적인 대응이 가능하게 되어 파인세라믹 산업의 대외 경쟁력 향상됨. 자료:요업기술원 제공