Transcript 공작기계

중소기업의 기술 동향
(공작기계를 중심으로)
중소기업진흥공단 중소기업연수원 기술연수실
통계로 본 세계 속의 대한민국
구분
한국
미국
일본
독일
중국
경제 성장율(GDP),%
6.3
(2.6%)
2.4
0.2
0.6
7.3
국민 총생산(10억불)
476.6
(12)
10,445
(1)
3,990
(2)
1,987
(3)
-
1인당 국민 소득(달러)
10,004
35,891
31,302
24,110
911
수출(억불)
1,625
(12)
6,938
(1)
4,167
(3)
6,126
(2)
3,256
(4)
수입(억불)
1,521
(14)
12,024
(1)
3,372
(3)
4,933
(2)
3,354
(4)
2002년 통계청 자료
1인당 GDP 1위 : 노르웨이 42,490$
국내 2003(잠정) : 수출 1,943억불/수입 1,787억불, 수지 155.4억불(1990년 : 650억불)
북한 1인당 국민소득 : 706$(남한의 1/13)
국가별 수출 실적(억불,%)
지역별 수출 실적(억불,%)
지역
2002년도
2003년도
증감률
국가별
2002년도
2003년도
증감률
아시아
773
975(51.3%)
28.4
미국
327
328(17.6%)
4.6
북미주
351
354(19.0%)
5.3
EU
217
240(12.9%)
15.9
유럽
270
308(16.5%)
19.2
중국
237
338(18.1%)
48.7
중남미
88
85(4.6%)
-0.3
일본
151
168(9.0%)
14.4
품목별 수출 실적
(억불,%)
구성비율
전기전자 : 40.0%
자동차 : 9.7%
선박 : 5.9%
기계류 : 6.4%
화공제품 : 9.7%
석유제품 : 6.2%
철강제품 : 4.8%
금속 ; 1.5%
경금속 : 12.5%
품목
2002년도
2003년도
증감률(%)
반도체
166
188(10.1%)
16.7
승용차
134
165(9.8)
30.0
정보통신
136
181(9.7%)
39.2
컴퓨터
129
143(7.7%)
14.8
기계류
(일반)
92
112(6.0%)
25.8
선박
108
1115.9)
10.7
철강
70
89(4.8)
32.1
섬유
86
80(4.3)
-4.1
자동차부품
23
28
22.8
수출 증가 요인
수출 : 경제 성장의 버팀목 역할 수행
-
반도체, 자동차, 무선통신, 컴퓨터 수출이 증가(전기. 전자 : 40.0% 점유)
( 5대 품목에 대한 수출의존도 심화)
- 중국 수출의 급신장 (48.7% 증가)
중국의 급격한 경제 성장으로 인한 구매력 증가(’경제성장 03년 : 8.6%)
생산기지 역할에 따른 원자재 수입증가(’03년 39.1%증가)
국내 기업의 해외이전에 따른 상품 및 원자재 수출 증가
년도별 5대 품목의 수출 비중
순위
1995년
2000년
2003년
1
반도체914.1%)
반도체(15.1%)
반도체(10.1%)
2
자동차(6.7%)
컴퓨터(8.5%)
자동차(9.8%)
3
선박(4.5%)
자동차(7.7%)
무선통신(9.6%)
4
섬유(4.3)
석유제품(5.3%)
컴퓨터(7.7%)
5
영상기기(3.9)
선박(4.9%)
선박(5.8%)
국내 주력산업의 동향
산업
시장점유율
생산 및 수출
2010년
발전 비전
자동차
5.2%
(세계5위)
생산 314만대/수출 150만대133억불
10%(세계4위)
조선
32.4
(세계1위)
수주 점유율 32.4%
World Big 5중 국내 4개 조선소
(현대,대우,삼성,삼호)
40%(세게1위)
반도체(D ram)
41.5% (세계1위)
5.7%(반도체 전체세계3위
전체 수출비중 10-15%(20조원)
생산 및 수출을 주도하는 핵심부품
15%(세계3위)
컬러 TV
5-6%
(세계8위)
570만대 수출(2조원)
-
무선통신(휴대폰)
삼성 7.1%(28백만대,4위)
LG 2.5%(10만대,10위)
33백만대 수출(9조원)
-
철강
5.2%
(세계6위)
조강능력 ; 43.9백만톤
(중국143 일본102, 미국90백만톤)
4.8%(세계6위)
석유화학
4.9%
(세계 4위)
6.8백만톤 수출(10조원)
4.5%(세계4위)
섬유
5.2%
(세계 4위)
중국,이태리,미국,한국
직물수출(4위),의류(8위)
5.6%(세계3위)
일반기계
1.4%
(세계 16위)
수출 14조원
5.0%(세계7위)
2002년 산업자원부 자료
중소기업의 범위(제조업의 경우)
소기업 : 50인 미만
중기업 : 상시종업원 300인 이하, 자본금 80억원 이하
중소기업 제조업 현황
사업체수
종업원수
(천명)
매출액
(조)
수출액
(억$)
소기업
97,400
(92.0%)
1,229
(46.4%)
132
(22.6%)
-
중기업
7,785
(7.4%)
778
(29.4%)
156
(26.8)
-
소계
105,185
(99.4%)
2,007
(75.8)
288
(49.4%)
683
(42.0)
대기업
688
(0.6%)
641
(24.2%)
295
(50.6)
942
(48.0)
합계
105,873
(100%)
2,648
(100%)
583
(100%)
1,625
(100%)
구분
중소기업
2002년. 통계청 자료
중소기업의 SWAT분석
약점
강점
- 기업의 종합적인 사항에 접근가능
대기업은 제한된 업무에 국한
중소기업 : 멀티플레이어
( 기획, 영업, 생산, 경영 등)
- 경쟁의 상대가 적다.
- 전문성 강화 용이
- 협력업체와의 유대 강화
- 일에 대한 보람과 책임감
- 경영자의 독자적인 방침 경영에 좌
우
기회
- 연봉, 복지, 근무조건 열약
- 업무의 물량이 많음
- 사회적 인지도 낮음.
위협
- 창업 CEO가능성 높고
-기업 전반적인 업무 접근 가능
- 경영자와의 신뢰성 구축 용이
- 개인의 능력발휘 기회 많음
- 경영구조가 취약(안정성)
- 작업환경이 열약(일부)
- 경쟁업체가 많다
- 생존의 법칙이 요구(기업간)
(위임권한이 높다)
- 꿈을 키울 수 있는 곳
대기업 : 56도, 45정, 38선 우려
중기업 : 전문가로 성장, 고용불안 해소, 창업 용이
눈높이를 낮추자 (너무 눈이 높아 자기능력을 과대 평가)
청년실업율(15-29) 8.0%(39만명 : 중기청) : 중소기업 14만명 부족
10년 후 내가 어떤 위치에 있을 것인가를 설정하고 회사를 선택 바람직(무조건적인 대기업 목표 비현실)
중소기업 : 멀티플레이어(회사 전체흐름 파악 용이 – 중소기업은 창업학교라고도 함)
중소기업에 취업하여 사장 수업을 받아라
한국 산업이 안고 있는 문제점
• 기업의 질적 경쟁력과 경영환경이 세계 일류 수준에 도달하고 있지 못하며
• 주력 상품은 중저가 범용제품으로 세계 공급 과잉으로 인한 통상마찰이
큰 제품 중심으로 구성
경쟁력 우위 확보를 위한 질적 경쟁력 미흡
1. 생산기술 분야의 경쟁력은 세계적인 수준이지만
품질 경쟁력은 아직도 세계 일류 수준에 도약하고 있지 못하고 있음.
산업별 경쟁력 수준
산업
기초연구
제품개발
생산공정
반도체
100
100
100
통신기기
50
80
90
컴퓨터
20
60
90
조선
-
100
80
자동차
40
70
90
기계
30
40
60
철강
60
60
90
석유화학
-
50
80
2. 기술 경쟁력 : 기술의 원천, 핵심 기술능력 취약
생산시스템 구축에 중점을 두고 생산설비, 부품, 핵심기술은 해외에 의존하는 형태
생산기술은 세계적인 수준이지만 핵심 기술 개발능력은 취약
- 기술무역수지 28.6억불(2000년)
3. 노동 생산성 : 미국의 46.6%, 일본의 63.4%
한국(100), 미국(215.5), 일본(157.6), 독일(164.6)
자본, 노동 투입에 의존하는 산업구조:
- GDP(100)로 보면 : 자본투입(80%), 노동투입(11%), 생산성 향상 (9.6%)
- 주5일제 근무에 따른 생산성 영향 큼
4. 부품 및 소재산업의 취약
반도체의 경우 부품 및 소재 국산화율 40%, 장비 국산화율 35% 정도
- 일본 의존도 높음( 대일 부품소재 적자 97억불/ 무역적자 99억불)
5. 자동차, 철강, 석유화학, 반도체 등 우리나라의 수출 주력상품은 포화상태로서 공급과잉
- 세계적으로 자동차 : 2,000만대/철강 56백만톤/11백만톤 등(산자부 자료)
6. 산업의 해외 이전 가속화에 따른 산업의 공동화와 청년실업 문제
- 국내기업의 37.9% 생산시설을 이전하였거나 계획 중(중소기업 중앙회 조사)
- 실업률 3.5%(2003.11) 중 청년실업 8%
중소기업의 환경변화
1970년대 이전
’70-’90년대
2000년대 이후
수량의 개념
종류의 개념
타이밍의 개념
 수량
 수량

종류
예측할 수 없는 變種變量 생산시대
수량의 개념 = 소품종 대량 생산
종류와 수량의 개념 = 다품종 소량 생산
변종변량 개념 = 수량, 종류, 타이밍 개념의 3가지 변수
(중요) 급속한 시대 변화 및 변종 변량 생산에 대응하기 위한 비즈니스 모델에 대응필요
變種 變量 생산이란?
생산 제품의 종류, 사양, 납기가 수시로 변화하는 것
종류의 개념, 수량의 개념, 타이밍의 개념이 복잡하게 얽혀있는 생산형태로서
어느 제품이 , 언제 , 어느 만큼 필요하지 예측 불가
생산 제품의 종류, 사양, 납기가 수시로 변화하는 것
일반적인 생산방식 생산관리 방식으로는 생산성 저하.
생산성 저하요인
생산 로트는 점점 작아진다.
준비 교체회수 증가
리드 타임 장기화
생산변경에 따른 납기지연
상품의 라이프 사이클 단축
고가 설비의 가동율 저하
간접 관리인원 증가 등의 손실 발생
경영목표 : 재고를 가지고 가지 않는 경영
- 짧은 리드 타임, 소량납품, 수회 납품
- 기존 거래 관행 시정 변화
제조업체의 협력관계도 급변하고 있으며
기업의 실력이 중요시되는 시대
변종 변량 생산의 증가원인
증가 배경
 고객 요구의 다양화
 해외 조달(생산) 증가
 경영 스타일 변화
생산형태의 변화 모색
 소 로트 대응
 리드 타임 단축
 재고절감
해외 의존도 증가
대량 생산
납기가 긴 제품
사양 변경이 적은 제품
제작이 간단한 제품
소 로트 생산
납기가 짧은 제품
사양 변경이 많은 제품
기술적인 난이도가 높은
해외생산, 해외발주
국내 생산
해외 생산에 대한 증가는 억제할 수 없는 필연적
국내 생산 제품의 높은 경쟁력 보유 필요(반대 : 국내 생산 무의미)
향후의 전망
해외생산의 가속
제품 라이프 사이클의 단축
變種 變量 생산의 가속
고객의 요구 다양화
요구 리드 타임의 단축
신 상품 대응력 향상
짧은 납기 대응력 향상
시
대
적
인
비즈니스 모델의 변혁
MTO 생산
저 원가 대응력 향상
기술의 불랙 박스화
요
구
공급망 체인(서플라이 체인)구축
적응력 강화
재고는 리스크 !
기업 경영의 기본을 흔드는 요인 !
(예측생산은 시장변화에 대응 불가능)
한국산업의 방향과 과제
세계 일류 수준의 성장 잠재력 기반을 마련하는 미래 지향적 산업 구조로의 전환
- 자본 집약형 산업구조에서 기술, 생산성, 부가가치 중심의 혁신형 산업구조로 전환
국내 산업 : Nut-Cracked상태
- 산업에서 필요로 하는 인재 양성과 노동시장의 유연성 확보
- 자동차, 조선, 반도체 등의 주력산업을 세계 일류화하고 부품, 소재, 서비스,
IT, BT, NT 등을 성장 동력으로 활용
일본의 잃어버린 10년, 미국의 경기 부진, 중국의 첨단기술 부족의 기회를 활용
한국산업의 발전전략
1. 산업성장 동력을 자본투입,외형성장 주도형에서 혁신 주도형, 질적성장 전략으로 전환
2. 산업별 차별화된 발전전략 추진
- 주력산업 : Global Top지향
- 미래전략산업 : 선택과 집중으로 기술력 선점
- 제조관련 서비스 : 대형화, 전문화, 지식정보화
1. 투입 주도형에서 혁신 주도형 산업구조로 전환
중저가 범용제품을 대량 생산하는 기존 산업구조
(중국의 추격과 선진국의 기술장벽 돌파가 어려움)
세계 일류 상품과 서비스를 창출하는 산업 구조로 전환
시장 추종형(Catch-up)에서 시장 창출형으로 전환
투자비용 고가, 실패 위험 높음
종래의 기술개발 방법
향후의 기술개발 전략
시장성 있는 제품 모방
세계시장 수요분석
생산결정
기술개발, 도입
상품 출시
기술개발
글로벌 생산
기술판매
세계시장 출시
제도적 기반 마련 필요
-기술개발 위험 감소
-기술개발 자금 지원
- 연구개발 지용 세제지원
- 기술 인프라 구축 등
혁신 주도형 산업발전의 방향
- 고기술, 고부가가치, 고 생산성(3고 전략)
자본 투입형
성장분야
기
술
생
산
성
부가
가치
혁신 주도형
- 모방, 도입기술
- 기초과학, 산업기술간
연계부족
- 생산기술 개발 중심
- 기술의 융합화, 접목화 소홀
- 원천, 핵심기술 개발
- 기초기술, 산업기술의
통합,연계 시스템 강화
- 차세대 기술 개발
- 기술의 융합, 접목화 역점
-
-
비용 절감형 노무관리
자본 투입, 자동화
규모의 경제
선 생산, 후 판매체제
- 대량생산 체제
- 조립, 가공 중심
- (코리아) 디스카운트 브랜드
지식 정보형 인적자원화
생산, 경영의 IT화
지식, 기술, 정보집약화
주문형, 유연생산체제
- 다품종, 소량생산(변종변량 생산)
- 첨단부품 소재
- (코리아) 프리미엄 브랜드
2. 산업별 차별화된 발전 전략 추진
2.1 주력 기간산업 : Global Top 지향
생산분야의 강점을 활용하여 핵심 기술개발 능력 개발
(세계 일등 상품, 기업을 창출하는 산업구조)
주력산업 : 자동차, 조선, 기계, 철강, 섬유, 석유화학,전자
2.2 미래 전략산업 : 기술선점, 조기 산업화
IT, BT, NT 등 기술 집약형 산업으로 “승자가 모든 것을 차지하는 산업”으로(A Winner takesALL)
과거와 같은 모방을 통한 추종(Catch-up)방식으로는 경쟁력 확보 곤란
선진국이 신기술 분야의 기초연구,
인력, 기술 인프라 수준 높음.
IT,BT,NT분야는 상호 연관성이 높은 분야로서
장기적인 투자와
모든 산업의 기반기술 성격이 강한 분야로서
모든 분야를 선점할 수 없음.
선택과 집중을 통하여 선진국과의 기술개발을 선점하기 위한
경쟁을 통하여 산업화 할 수 있는 기반 조성
2.3 제조지원 서비스 산업 : 기술과 지식의 강화
제조업 관련 서비스 산업을 세계 일류 수준으로 조성
- 유통, 물류, e-비즈니스 등 제조업 지원 서비스의 대형화, 전문화 , 기술 집약을 통한 생산성 향상
제조 관련 서비스 산업의 성장 점망
GDP 비중(%)
구분
제조업
제조업 지원 서비스업
-유통
- 물류
- e-비즈니스
연평균 성장율(%)
2001년
2010
년
2001
년
2010년
33.8
34.0
8.5
6.1
17.8
(9.7)
(4.6)
(3.4)
22.9
(11.3)
(5.1)
(6.5)
6.8
(6.3)
(5.8)
(10.0)
9.0
(7.8)
(7.1)
(14.0)
차세대 성장동력의 개념 과 기준
□ 차세대 성장동력은 향후 5～10년 생산, 수출 등을 통해 Cash Cow 역할을 담
당하고 일자리 창출을 선도할 수 있는 분야
ㅇ 현재 우리 경제의 Cash Cow 산업, 산업구조 에서 지속적으로 부가가치를
창출할 수 있는 산업군
* 고려요인 : 산업 경쟁력, 기술 전망, 수요(시장) 전망, 부가가치 창출 잠재력,
사업화 가능성, 고용창출 효과 등
ㅇ 세계 산업구조 및 각국 기술경쟁력의 위계 질서(world industrial or
technology ladder)에서 향후 5～10년 후 상위로 이동 가능한 산업군
□ 지금까지 전혀 없던 ‘無에서 有를 창조’ 하는 것이 아니고, 현재의 주력산업에서
출발하여 도출
ㅇ 단순 “기술”이 아닌 기술을 사업화한 “품목 또는 산업”임
* 획기적인 기술개발도 그 자체로는 경제적 가치가 크지 않으므로, 개발된 기술을
사업화하여 제품 또는 산업으로 연계될 수 있어야만 차세대 성장동력으로서 의미있음.
“전략군”에 대한 이론적 근거
□ M. Porter 의 전략군
“국제 경쟁구조 상 유사한 발전전략을 구사하고 있는 산업군”
“경쟁”을 대변하는 제품 주기이론과 “협력”을 대변하는 “국제 분업론”을 축으로 설정
□ 제품주기이론(경쟁)
ㅇ 세계를 3군 분류 : 선진국(기술혁신 가능국), 중진국, 개발도상국
각각의 생산단계를 4단계 분류 : 진입기(개발기), 성장기, 성숙기, 조정기
상호관계를 생산력과 무역 측면에서 파악(가로축)
□ 국제 분업론(협력)
경쟁 우위 분석을 통해 세계 산업구조를 경쟁과 협력관계로 설명 (세로축)
- 가공 무역형 : 완제품을 조립 가공하여 수출하는 형태.
* 저렴한 생산비용에 따른 가격경쟁력 확보가 주요 결정요인(항공기, BT
등)
- 공정간 분업형 : 소재-완제품, 노동집약적 공정-기술집약적 공정간 분업형태로
기술적 특성이 구분(이동통신, 반도체, 디지털 전자 등)
- 제품 차별화형 : 완제품의 기술수준에 따른 분업형태
* 재래기술을 이용한 중저급 제품과 첨단 기술을 활용한 고급 제품 간
분업
(자동차, 공작기계, 가전, 조선 등)
- 전략적 제휴형 : 보다 적극적인 분업형태로 자본 참여자 기술제휴를 통해
수출시장이나 제품에 대한 협력관계를 도모하는 형태(섬유, 신발 등)
한국산업의 위치
한국 산업의 위치
구분
세계산업구조의 특징
제Ⅰ
군
O 선진국 : 진입(성장)기
- 기술개발 경쟁치열
O 선·후발국간 기술 격차가 현저
- 선진국의 기술 독점
O 선진국과 분업이 가능한 분야
제Ⅱ
O 선진국 : 성장기
O 기술격차 다양
- 국제 경쟁력 판도
변화가 느리나, 막대한 잠재력 보유
O 미래 성장산업으로 필연적으로
발전요구
제Ⅲ
군
O 선진국 : 성숙기
O 비교우위가 중진국으로 이동중
O 고급제품을 중심으로 기술
경쟁력이 중요
O 수출산업화가 유망
제Ⅳ
군
O 선진국 : 성숙기
O 후진국의 산업화가 빠르게 진행
O 신기술 창출도 활발
- 선·중·후진국간 기술 중층구조
형성
제Ⅴ
군
O 선진국 : 조정기
O 기술수준 평준화와 높은생산비용
으로 경쟁력 상실 우려
O 고기술·고부가가치 제품으로
특화 필요
한국의 해당산업
제품주기(경쟁)
국제분업(협력)
진입기
- 가공무역형
- 일부 공정간
분업형
항공우주, BT 등
진입기 또는 성장초기
- 중급기술 제품의
국산화수출
O일부가공무역형
O 공정간 분업형
디지털전자, CT,Post-PC,
차세대이동,통신,반도체(비메모리)
2차 전지, 정밀화학, 가정용 로봇,
S/W, 디지털 컨텐츠 등
O 일부 공정간
분업형
O 제품차별화형
기계·플랜트,디지털,가전, 부품소재,
디스플래이, LED,e-Biz, 디자인 등
성장기
- 내수
- 개척·수출
성장기 내지 성숙기
성숙기 또는
조정기
O 제품차별화형
O 일부 전략적
제휴형
가정용전자,조선,공작기계,철강,
자동차, 석유화학, 반도체(메모리),
범용전자부품,유통 등
O 제품차별화형
O 전략적 제휴형
섬유, 신발 등
차세대 성장동력의 유형
□ 현재 우리 경제의 Cash Cow 역할을 담당하는 주력산업을 3가지 유형으로 구분
① 주력 기간 산업군 :
현재의 경쟁력을 바탕으로 신기술 접목, 제품 차별화 등을 통해 경쟁우위가
지속적으로 가능한 분야
ㅇ 세계시장 점유율 1위 산업 및 세계일류 기술집약 산업의 미래 제품군
* 예 : 차세대 지능형 연료전지 자동차, 디지털 전자, 고부가가치 선박, 철강, 기계 제품,
산업용 섬유, 차세대 이동통신 등
② 미래 유망 산업군 :
기술혁신의 신제품으로서, 세계 잠재수요 및 경쟁우위 확보 가능성이 큰 분야
ㅇ 세계산업의 위계질서 속에서 경쟁력 상승이 가능한 신기술 제품군
* 예 : Post-PC, BT, BIT, 환경, 에너지, 전자의료기기, 항공우주, CT, S/W,
디지털 컨텐츠 등
③ 지식 기반 서비스 산업군 :
주력 기간 산업군, 미래 유망 산업군의 경쟁력 제고를 위해 전략적인 육성이
필요한 분야
ㅇ 자체 부가가치 창출과 더불어 다른 산업의 발전에 기반이 되며 일자리
창출효과가 큰 분야
* 예 : 유통, 물류, 비즈니스서비스, 디자인, 전자상거래(e-Biz) 등
차세대 성장동력 산업군
차세대 성장동력 산업군은 제I군 및 제V군의 일부 품목을 포함하여
ㅇ 주로 II, III, IV군에 해당하는 품목을 중심으로 총 60개 제품 또는 산업분야를 도
출
ㅇ 제품주기 상으로는 진입기 말기부터 성숙기 초기,
국제분업 정도로는 가공 무역형 말기부터 전략적 제휴형 초기
제휴형
제품 차별형
국
제
분
업
협 공정간 분업형
력
관
계
한국 산업의 현주소
(
)
가공 무역형
진입기
성장기
성숙기
조정기
제품 주기(경쟁관계)
한국의 차세대 성장산업 동력군
분야
산업
자동차(1)
기계·플랜트(3)
차세대 성장동력 품목
▲지능형 연료전지(하이 브리드) 자동차
▲디지털제조시스템 ▲기계플랜트 설비·장비 첨단기계·스마트 모듈
조선(3)
▲고부가가치 선박(초대형 컨테이너선)
▲디지털 기반 조선 컨텐츠 ▲해양부체 강구조물
철강(3)
▲life-line용 철강
▲Mega-Structure용 철강 청정· 친 환경 제강
주력
기간
산업
석유화학(3)
▲신촉매·공정 고부가가치 제품 유기신소재 ▲신기능 복합화·응용 수지
(30)
섬유패션(3)
▲산업용 섬유 ▲기능성 염색가공 소재제품
▲패션·디자인소재·의류(스마트섬유, 인텔리전트 의류 등)
반도체(4)
미래
유망
산업
(26)
▲인텔리전트 SoC ▲텔레메트릭스용 칩 ▲e-Car용 칩 ▲무선네트워크용 칩
디지털가전(4)
▲디지털TV ▲가정용로봇 ▲차세대 디지털셋톱박스 ▲DMB
NIT부품소재(6)
▲LCD(Flexible Display) ▲유기EL ▲센서 ▲전자소재 ▲LED ▲2차전지
Post-PC(3)
▲텔레메틱스 ▲PDA ▲Wearable 컴퓨터
스마트홈(3)
▲홈네트워크 ▲디지털그린 가전 ▲헬스케어
전자의료기기(4)
▲실버 의료기기 ▲모바일 헬스케어기기 ▲영상진단기기
▲한방의료기기
바이오(5)
▲약물전달시스템 ▲면역 치료제 ▲바이오 신소재▲세포 치료제 ▲유전자 치료제
BIT융합(2)
▲바이오 칩 ▲Bio-IT
환경·에너지(4)
항공우주(5)
지식기반서비스산업(4)
▲연료전지 ▲환경복원시스템 ▲Eco소재부품 수소에너지
▲다목적헬기 ▲무인항공기 ▲소형여객기 ▲인공위성 차세대 전투기
▲유통물류 ▲디자인 ▲e-Biz ▲비즈니스서비스
공작기계 산업의 기술 동향
공작기계 산업의 특징
공작기계의 정의
기계나 기계 부품을 생산하는데 사용되는 공작물을 절삭하거나 연마하는 기계로서
공작기계는 산업혁명 이후 각종 기계를 만드는 기계로서 산업발전을 주도하는
핵심 첨단의 기계공업으로서 독자적인 시방을 형성하면서 큰 폭으로 성장하고 있는 산업
- 기계를 만드는 기계(Mother Machine)로서 국가 기간산업의 핵심
- 국가의 전략산업으로 국가의 기술력, 경쟁력의 척도
(국가 기간산업, 방위산업의 필수재를 공급하는 산업으로 일정 부분 자급자립도 유지가 필요한 산업)
- 기술집약형 산업으로 기술축적에 장시간 소요되는 산업
(모방기술의 한계로 인하여 단기간에 경쟁력 확보가 여려운 기술 집약도가 높은 부가가치 산업)
- 경기 변동에 민감한 산업
(호경기에는 늦게 영향을 받고 불경기에는 빨리 영향을 받음)
세계 공작기계 산업의 동향
세계 공작기계 산업은 유럽과 아시아가 주도
유럽(50%), 아시아(40%), 미국(10%)
- 아시아 : 일본, 중국, 한국, 대만이 주도
- 일본과 독일의 선도 아래 상위 5개국이 세계 시장의 70% 점유
국내시장 규모 세계7위(19억불/350억불) 수출 : 10위(4.1억불) 수입 : 6위(9.3억불)
국가별 생산점유율(%)
구분
‘98
‘99
‘00
‘01
‘02
상위5국
72.6
70.8
68.6
69.2
70.2
일본
24.4
21.8
23.9
22.0
21.8
독일
20.9
22.0
18.8
20.8
20.6
이태리
10.0
10.8
10.4
11.5
12.0
미국
12.2
10.8
9.6
8.2
8.6
중국
5.1
5.4
5.9
7.3
7.5
한국
1.3
2.1
4.6
3.8
4.2
상위
5국
국산 공작기계의 현황
기술은 다소 미흡하지만 가격 경쟁력은 보유
기술 경쟁력 수준
항목
설계
기술부문
평가
구조
B
제어
B
시스템
B
소재
C
열처리
C
가공
A
조립
B
평가 기준
A : 선진국(일본)과 동등
B : 선진국에 비하여 1-2년 낙후
C : 선진국에 비하여 3-5년 낙후
생산
가격은 선진국과 비교하여 우위에 있음
한국 100이라 볼 때 , 일본 111, 대만 80
한국 공작기계 산업의 문제점
• 기업규모가 작아 R&D투자 및 마케팅 능력 열세
- 한국 1위와 세계 1위의 매출액 규모 5.8배(대우 3.4억불, 아마다 19.5억불)
- 한국 50인 이하 업체 50.8%, 일본 4.7%
• 내수 의존 및 수출지역 편중과 수입의존도 높음
- 수입의존도 49%(고급기종 및 경제성 악화로 국내생산 중단 기종)
예 : MCT, NC보링, NC 연삭기)
- 수출 비중이 경쟁국에 비하여 낮음
한국(29.9%), 일본(73.3%), 독일(61.2%)
- 수출 비중이 미, 유럽에 편중
• 매출액 대비 R&Dxnwk 저조로 기술개발 취약
- R&D투자비 : 한국(3.1%), 한국(2.5%)
• 주요 핵심 부품을 경쟁국에서 수입하므로 국제 경쟁력 열세
- 제조 원가 비중이 높음 : NC장치(30%), 볼스크류우(5%), LM가이드(4%)
• 기술 인프라 미흡 및 전문인력 부족
- 설계인력 부족, 연구 공조체제 미흡, 기능인력 부족, 기술인력 고령화로 산업인력 공동화 현상
칩을 발생하는 금속절삭기계와 칩을 발생하지 않는 금속 성형기로 분류
가공 형태에 의한 분류
• 원통형 외경의 절삭 : 선삭(Lathe)
• 원통형 구멍(내경)의 절삭 : 드릴링(Drilling), 보오링(Boring), 리이밍(Reaming)
• 평면 형상의 절삭 : 밀링(Face Milling)
• 윤곽형상의 절삭 : 밀링(Side Milling)
• 포켓형상의 절삭 : 밀링(End Mill)
• 3차원 곡면 형상 : 밀링(Ball End Mill)
• 평면 및 형상 연마 : 연삭(Grinding)
절삭
정지된 공구에 작업물을 속도V로 밀어 붙이면 칩이 형성되면서 절삭가공을 수행
하는 것으로 이 경우 힘이 발생한다.
힘의 크기는 작업물(공작물)의 특성, 절삭폭, 절삭깊이, 공구의 형상에 따라 상이
CNC공작기계의 최근의 기술동향
기술 동향
고속화, 초 정밀화, 지능화, 복합화,환경 친화형으로 기술혁신 지속
PC – NC 콘트롤러
PC – NC 제어장치
PC기술과 CNC기술이 결합된 차세대 수치제어 장치 (Personal Computer Based Numerical Control)
로서 기존의 전용 하드웨어와 전용 소프트웨어, 전용OS(운용체계)로 구성되는 CNC장치를 일반용 PC
하드웨어를 기본으로 하여 제어용 NC하드웨어를 결합시킨 CNC 장치
(장점)
• 일반 PC용으로 개발된 CAD/CAM, 통신 소프트웨어, 워드프로세서 등 풍부한 응용 소프트웨어를
그대로 사용할 수 있다.
• 네트워크 기능을 통해서 같은 OS를 가진 CNC공작기계와 PC 등을 자유롭게 연결 하여 FA, FMS 및
CIM등 공장 및 생산관리 자동화 시스템과의 연계 용이.
• 모뎀을 전화선과 연결하고 인터넷을 통해서 실시간으로
사용자가 기계를 원격 진단이 가능하다
(문제점)
• 작업장 등에서 발생하는 노이즈, 진동의 영향을 받지
않아야 한다(초기에는 문제였으나 현재는 해결)
리니어 모터(linear Motor)
N
• 회전형 모터를 축방향으로 잘라서 펼처 놓은 형태
• 일반모터-회전형 운동력 발생/ 리니어 모터-직선방향의 추진력 발생
N S N S N S N(이동자)
N S N S N S N(고정자)
(부 상)
Platen Type
NSNSNSN
NSNSNSN
(S극과 N극이 당김(전진)
NSNSNSN
NSNSNSN
(전진)
U Type
SNSNSN
NSNSNSN
고정자의 극성 변환(전진)
리니어 모터의 특징과 장점
[특징]
- 회전운동을 거치지 않고 직선운동을하므로
회전운동을 직선운동으로 변환하는 기구 불필요
(스큐루우, 피니언, 기어, 밸트 등이 불필요 )
- 기구 구성이 간단(구동부품의 최소화)
- 직접적인 직선구동방식- 백래쉬 없음.
[장점]
- 속도 범위가 넓음(4m/sec : 240m/min)
- 최고속도 4m/sec, 최고 가속도 30G의 고속, 고가속성능
- 분해능 최대 0.01미크론 실현 가능
볼나사와 리니어 보터와의 성능 비교
구 분
볼 나사 및 서보모터
속도
0.5m/sec
최대 가속도
0.5-1.0g
반복 위치 정밀도
1
분해능
1
리니어 모터
2.0m/sec(3-4m/sec)
2-10g
0.1
0.1
가공 정밀도
가
공
정
밀
도
미크론
나
노
메
타
서브
미크론
나노
메타
공작기계의 가공 정밀도 동향
㈜ 공작기계의 가공 정밀도는 나노기술로 접근하고 있으며 나노기술은 서보 제어기술이 원천기술로서 구현 가능한 분야.
스
트
로
크
정밀 위치결정
위치결정
성형기
범용
초정밀
위치결정
반도체 제조
실장기
LCD제조
초정밀
가공기
나노
위치결정
광학부품 금형가공
나노,바이오, 유전자 조작용
반복 위치결정 정밀도
• 반도체 제조장비
프린터 칩 본더, 다이 본더, 와이어 본더, 웨이퍼 반송라인 등
• 액정 제조장치
그라스 기판 반송장치, 그라스 접착장치, 유기EL장치
• 금속가공기(공작기계)
초정밀 가공기, 방전가공기, 고형선반
• 정밀기계
성형기, 정밀인쇄기, 콤프레샤, 펌프 등
• 기타 : 위치결정용 X-Y테이블
파라렐 메커니즘 머시닝 센터(Parallel Mechanism MCT)
볼 엔드밀
작업가능
경사면 직각으로
드릴가공
곡면에 수직으로
분자 각인 가능
경사면을 1회에
가공
수직면 경사가공
특징
• 자유도가 높다(6축 제어)
• 고속가공이 가능
급송 : 100m/min,
절삭속도 : 40m/min
주축회전 : 10,000-30,000rpm
• 테이블 고정(헤드 이송)
• 고강성, 고정도 가공가능(문제해결과제)
XYZ축 이송
주축경사축 ABC축
고속 가공기의 주축
세라믹 베어링
Hybrid스핀들 모터
이송속도 : 100-120m/min(리니어 모터 사용)
가속도 : 2-3g
스핀들 회전수 : 16,000-24,000rpm
(세라믹 베어링을 사용한 Hybrid 스핀들 모터 사용)
건식가공(Dry Cutting)기술
종래
현재
습식 가공(Wet Cutting)
건식가공(Dry Cutting)
수용성 윤활유를 이용한 종래의 밀링가공
윤활유 – 비용 : 80.000 l/일
윤활유 – 손실 :
150 l/일
밀링가공(Völ = 20 ml/h)
윤활유 소비량: 1 l/일
습식-건식 가공의 능률 비교(구상주철 FCD40 의 하우징의 보링)
공구비용
시간당 절삭량 cm³/min
500%
400%
100%
300%
200%
50%
100%
0%
습식
건식
0%
기계비용
100%
50%
50%
습식
출전: Kennametal Hertel
건식
필요한 가공기의 용량(capa.)
100%
0%
습식
건식
0%
습식
건식
감사합니다
중소기업연수원 기술연수실 이 광 천
Tel : 031-490-1230/E-mail : [email protected]