안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. 기계공학을 전공하고 관련된 분야에서 일을 할때 도움되는 자격증은 어떤것들이 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기계공학 자격증 중에모든 것을 아우르면 서도 공신력이 있으며, 또한 취득이 그리 쉽지 않은 자격증으로는일반기계기사 자격증이 최고로 인정받습니다.설계도면 해석 능력에 따라 기계설비 설계가 가능하고기계 제작 및 가공 공정 관ㄹ히 수행 또한 가능하며기계설비 에 관한 기본적 지식을 바탕으로기계설비의 정기점검 / 보수 를 통한 품질관리도 가능합니다.또한 기계안전관리자 및 그외 가스용품제조시설 안전관리 책임자 등의 업무도 수행이 가능한기계 쪽 만능 자격증이라 할 수 있습니다.그 외설계전문으로는 기계설계기사 시공 관련으론건설기계설비/정비 기사유지관리 쪽으로는설비보전기사 및 각종 기계. 냉난방 장비 유지관리 가능한 공조냉동기사생산관리 측면 특화라면생산자동화 산업기사 등이 있습니다만그래도 무엇보다 인정받는 자격증이라면일반기계기사 입니다실기시험에 있어서필답형 2시간에 작업 형이 5시간 가량 있으며작업형에 있어서는2D / 3D CAD 작업이 포함되므로2D / 3D 모델링 학습, 도면해독 및 공차기입등을 연마하여2D 도면 , 기계요소설계, 3D 모델링, 구조해석 설계 등을 할 수 있어야 합니다.
기계공학
Q. 증기기관이 산업화 과정에서 핵심적으로 사용된 분야는 어디인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.산업혁명에 있어서증기기관의 발전은 핵심적인 역할을 했습니다.특히 와트의 증기기관은이전에 존재했던 뉴커먼 기관에비해 효율성이 높았기에 더 그랬는데요특히 산업화 과정에서의 경제적인 성장과 더불어 도시화를 만들어가는 핵심적 요소로 작용했습니다.핵심적 요소로 적용된 분야를 보면광산, 철도, 제조업을 들 수 있는데광산에서는 광산 내 갱도 측 물을 펌핑해서 뽑아내는데 사용됨으로해서광산을 더욱 효율적으로 운영할 수 있게 했으며증기기관차의 개발에 와트의 증기기관이 적용됨에 따라철도수송 의 발전에 따른 교통과 물류의 대 변혁을 가져왔지요.또한 제조업 분야에 있어서공장에서의 회전기계의 적용이 특출하게 되었는데그중에서도 방직공장에서의 적용으로생산량의 혁명을 가져오게 됩니다.결국 전체적으로 산업혁명 시기에산업에 있어서 기계화 및 자동화의 정점에 있게되어다양한 산업의 발전을 이끌게 됩니다.
기계공학
Q. 비행기의 안전설비는 어떻게 되있나여?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.최근 비행기 관련으로비상착륙 성공했으나 활주로 끝 방지막 충돌로 폭발항공기 내 선반 보조배터리 발화 로 추정되는 일로 항공기 전소된 사고 등항공기 관련 사고들로 인해 변경되는 룰도 많고사고에 대한 걱정이 증대되서비행기 타기도 무서운 시절이네요.그럼에도 불구하고그런 일종의 인재 및 관리규정 을 소홀히 함으로 생기는 문제 외에항공기에는 여러 안전 설비 및 장치가 되어있기에간단히 나열해보면첫째화재진압 시스템항공기 엔진이나 동력장치 등에서 화재발생 시 핸들을 당겨 연료 및 유압시스템 차단 및 소화 시스템이 작동되는 메커니즘 입니다.소화약제는 분말이나 액체가 아닌 이산화탄소나 하론 같은 기체방식으로 빠른 진압을 돕습니다.둘째비상전력 공급장치로엔진고장 시 비상전력을 공급하는 소형터빈으로 엔진정지 후 활공을 통해 비행할 때 전기를 생성하며모든 엔진정지 후에도 백업전원을 제공하는 장치입니다노후 비행기 경우 시간텀이 있어 블랙박스 작동에도 문제가 있었으나최근 비행기는 개량되어 텀없이 작동하는 것으로 알려져 있습니다.셋째브레이크 자동 시스템착륙 단계에서 자동 제동을해주는 장치로자동차의 ABS 시스템과 유사하게 작동하여 타이어의 마찰을최적화 하고파열 및 편마모를 방지합니다.넷째동체 완충장치비상 상황에서 항공기 동체에서 팽창하는 에어백형태로 비상착륙 시 충격완화를 통한 인명 및 동체보호 효과를 가집니다.이런 여러 안전설비가 되어있으나실질적으로 항공기 자체 사고라는 것이고도가 높은 곳에서 추락의 경우가 많다보니그 충격에 비해 안전설비가 완충하는 양은 미흡하다고 유추할 수 있겠습니다.따라서 모든 장비들이 정확하고 안전하게 작동되도록하기위해정비를 우선적으로 정확하게 하는 부분이 가장 중요하기에결함이 발생할 경우 수행하는 비계획정비 정기적 주기로 수행하는 계획정비를 빠짐없이 진행하여 사고를 미연에 방지합니다계획정비는 정도에 따라A B C D 점검으로 단계를 나눠하고정비방식은비행전후 점검과 긴급사태처리를 포함하는 활주로 정비기체나 엔진 등을 분해보수하는 방식의 공장 정비가 있습니다.
기계공학
Q. 대량의 냉매를 처리하는 터보냉동기를 설계하기 위해서는 어떠한 기계공학적 지식이 필요하고 적용되나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.기본적으로 냉동기 설계에 있어서기계공학에서 가장 기본이 되는4대역학 지식이 모두 필요하기에열역학, 유체역학, 동역학, 재료역학이 적용되는데요적용되는 기계공학적 내용을 찬찬히 나열해보면첫째열역학 및 열전달로증기압축식 냉매 싸이클 원리 이해를 위해 열역학 싸이클에 대한 이해가 필요하고이를 통한 효율증대 방법을 추구할 수 있어야합니다또한 냉매의 비열, 증기압, 흡수성 등에 대한 이해로 냉매성질을 파악해야합니다.둘째동역학 및 유체역학으로터보냉동기의 핵심인 압축기내 고속 임펠러의 설계원리 이해를 위한 유체역학적 지식냉매의 흐름 및 압력최적화 위한 배관 및 유로 시스템 설계를 위한 유체역학적 지식 과 동역학적지식이 요구 됩니다.그외.셋째재료역학 및 동역학으로구조적 안정성 보장을 위한 내진설계 포함 구조해석을 위한 동역학적 지식이 요구됩니다장비 수명관리 및 피로해석을통한 장비 내구성 확보를위해 재료역학 적 이해도 요구됩니다.그 외시스템 온도/압력 안정적유지 위한 PID 제어같은 자동제어 장치 설계/운영 능력을 위한자동제어적 시스템 지식이 요구됩니다.이런 여러 기계공학적 지식의 결합을 통해안정적인 터보냉동기 설계가 이뤄 질 수 있습니다.
기계공학
Q. 대형 건물이나 산업시설 등에서 사용하는 터보냉동기는 기본적으로 어떠한 구성으로 되어 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.어떤 냉동기 이든냉매의 싸이클은압축 - 응축 - 팽창 - 증발의 과정으로 진행되기에터보냉동기 또한 동일합니다.다만 압축의 행정에서압축기 방식에 따라 냉동기 종류가 구분되는 부분이 크고터보냉동기는고속으로 회전하는 임펠러를 통해 냉매가스를 압축하는 방식입니다.주요 구성요소로 따져보면압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 이코노마이저 로 나눌수 있고부속적인 구성요소를 더하면상태모니터장치 , 제어용 판넬, 오일회수 장치(압축기 내부용 오일) 로 구성됩니다고효율 시스템에서는기존 구성요소 외에냉매상태 실시간 모니터링 및 조절을 위한열교환기 및 냉매레벨제어 장치가 추가되고저부하 상황에서도 안정적 운전보장 및 써징현상 방지를위한가변 디퓨저가 장착됩니다.또한 고효율 모터 및 인버터를 통한 에너지소모 저감 및 시스템의 안정적 신뢰성 향상을 꾀하며상태모니터 장치에 터치스크린 인터페이스가 적용됩니다.전체적으로 고효율 인증을 받은 기자재로 구성하여환경 보호 및 경제적 효율성을 추구하도록 구성됩니다..특히 이코노마이저의 기능이 중요한데응축기로 부터나온 상온의 고압냉매를 보조 팽창밸브를 통해 팽창시켜증발기로 가는 냉매액을 과냉 시킴으로써 전체성능을 향상시키고중간 압력의 가스를 압축기 중단으로 공급하여 압축기의 일량을 줄여줌으로써전체적인 에너지소모를 줄여 시스템 전체 효율이 증대됩니다.이런 기능을 통해 다양한 부하상황에서 안정적인 성능을 제공하게 해줍니다
기계공학
Q. CNC(Computerized Numerical Control)는 어떤 걸 말하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.컴퓨터에 의해 자동으로 제어되는 시스템으로컴퓨터 수치 제어로 표현되며프로그래밍된 시퀀스의 안내에 따라 작동하는 컴퓨터 제어 가공 공구를 말합니다. 이 제어 시스템은 제어 코드 또는 기타 기호 명령으로 지정된 프로그램을 논리적으로 처리할 수 있기때문에기계가 미리 정해진 작업을 수행하도록 해줍니다.즉컴퓨터 프로그램을 통해 기계의 위치, 속도, 각도 등을 제어하여사람이 가공하는것에 비해정밀하고 복잡한 가공 작업을 효율적으로 수행하도록 해줍니다.최초개발은미국에서 1947년에 NC 개념을 제안한 것이 시발점으로미국 공군시스템에서 완벽한 부품을 반복적으로 제조가능한 방법을 찾다가 우연히 별견했습니다.펀치카드를 이용해서 제어기능을 수행하는 최초의 CNC(컴퓨터 수치제어) 기계를 발명한게 시초라 볼 수 있습니다.CNC 가공 시스템에서 주요 구성요소를 보면제어시스템, 서보 모터/드라이브 시스템,스핀들, 작업대, 축 시스템, 공구홀더 등로 구성되는 기계요소절삭공구,냉각시스템 등의 보조 장비로 구성됩니다.구성요소 역할을 구체적으로보면절삭공구를 회전시켜 절단/드릴링 등을 수행하는 스핀들절삭공구를 고정하여 안정성을 주는 공구홀더공작물을 고정하여 안정적 가공을 유도하는 작업다이축 시스템 ( 일반적으로 X, Y, Z축을 따라 움직임을 제어하지만 거기에 1개의 회전축을 추가한 4축 CNC 4축 설정에 추가 회전축을 도입한 5축 가공 이 있음 5축이 더 복잡하고 정밀한 부품을 제조하는데 사용되나 3축이 비용 효율적이며 사용 친화적 옵션으로 스타트업엔 적합할 수 있습니다)
기계공학
Q. 열화상 카메라를 이용한 최신 활용 분야가 궁금합니다?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.열화상 카메라 활용분야는 여러가지지만말씀대로 가장 최신활용 분야는의료 분야 및 자율주행 분야라 할 수 있습니다.의료 분야에서는 단순히 온도변화만을 감지하던 수준에서 벗어나전체적인 온도분포에 관련된 빅데이터 분석을 통해AI 알고리즘에 접목하여바이러스 감염여부, 피부질환진단 및 그외 특정질환에 관한 데이터를 통한 이상 진단 기법이 있습니다.자율주행과 드론 분야에서도 활용되는데열화상기술과 LiDAR의 결합을 통한 자율주행차와 드론의 내비게이션 시스템에서 중추적인 역할을 담당하게되는데실시간감지와 더불어 어두운 상항에서도 효율적 물체감지를 할 수있음으로 인해AI와 접목된 알고리즘으로 ,필요기능을 수행할 수 있게 해줍니다.그외 산업안전이나 화재감지/예방 시스템에서도 활용되는데AI 열화상 카메라를 통한 공장/제조시설, 광산 등에서 높은온도에 의한 잠재적 위험에 조기대응하게하며비정상 온도변화 감지에 따른 화재의 초기 징후 식별을 통해 사고를 미연에 방지하게 기여합니다.
기계공학
Q. 지게차의 유압 시스템은 어떤 원리로 작동을 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.지게차는강력한 힘을 발휘해야하는 중장비 일종이다보니유압 시스템이 적용되는데요유압펌프, 제어밸브, 액츄에이터로 주 구성요소가 되어있습니다.작동 메카니즘은유압 펌프가 전기 모터 및 엔진의 구동력에 따라유압유를 유압탱크에서 빨아오고그 과정에서 고압의 유압유가 생성이 되는데이 유압유를 제어밸브를 통해 조절합니다방향제어밸브, 유량제어밸브, 압력제어 밸브 등을 통해흐름의 방향, 유량, 압력을 조절하게 되고액츄에이터에서 필요한 작업에 맞도록최적의 조건을 유지하게 되는데요조절된 유압유는유압실린더나 모터로 전달되도록 구성되어기계적 에너지로 변환되어물건을 들어올리는 등의 강력한 힘이 필요한 곳으로 전달되어작업을 가능하게 합니다.기본적으로 유압시스템의 원리는 유체역학에서의 파스칼의 원리에 기반하는데요밀폐된 용기 속의 유체 한쪽부분에 가한 압력은용기의 모든 면에 모든방향으로 동일하게 전달된다는 원리로유압실린더에서 발생하는 유압력은작동유에 일정한 압력을 가하면그 압력이 실린더 전방향으로 균등하게 전달되고피스톤 단면적과 작동유 압력의 곱한 값 만큼 힘이피스톤에 작용되게 되므로높은 압력을 활용하여 상대적으로 적은유량으로 큰 출력을 낼 수 있는 방법입니다.유압 시스템의 종류를 나눠보자면오픈시스템, 페쇄형 시스템, 임펄스 시스템 으로 구분 가능하며오픈형은 유압유가 외부환경과 상호작용하는 방식으로주로 유량이 많고 체계적인 공급을 요구할 때 사용되고폐쇄형 시스템은 유압유가 시스템 내부에서 순환하여, 외부환경과는 상호작용이 거의 없는 시스템으로효율성을 높이고, 장기적인 수명을 늘리는 데 유효한 방식입니다.임펄스 시스템은 주로 정밀제어가 가능한 상황에서 사용되는 방식으로일정시간 가격으로 유압을 발생시키는 시스템 입니다.
기계공학
Q. AI 연구 중에 창발적 사고란 무엇을 말하는건가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.우선간단히 말씀드리면AI 모델의 복잡성과 크기가 증가하면서자발적으로 알아서 생겨나는 능력인데요창발적인 사고의 특징을 나열하면첫째예상에 없던 능력의 발현입니다.AI가 딥러닝 등의 학습과정 중기존에 설계했던 기능이 아닌 예상도 못했던 새로운 기능이 발전되는 것으로AI 규모가 커질수록 자주 나타나는 능력입니다.둘째정비례적이 아닌 비선형적 발달인공지능의 성능이 용량을 2배늘리면 능력이 2배 늘어나는 방식이 아닌어던 특정 지점에서 갑자기 급격히 상승하는 경우로티핑 포인트라 부르며, 이것은 창발적 능력의 좋은 예 입니다.셋째윤리적인 향방 인데요예상했던 대로 움직이는게 아니라 예측도 못한 방향으로사회적 안전과 윤리에 반하는 행동이 가능 할 수 있습니다.이런 창발적 사고를 통해기존 문제해결 방식을 넘어서는 혁신적인 아이디어를 얻을 수 있기에미래 문제해결에 강력한 도움이 될 수있습니다만항상 그 반대급부적인 상황에 대해서도 대비해야되는 부분이 있습니다.
기계공학
Q. 인공지능을 효과적으로 이용하려면 어떻게 해야 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.AI 의 발전은전통적인 인력에 의한 사회의 변혁 속도에 비교되지 않게사회의 변화를 급속도로 진전시키고 있습니다.AI의 효과적인 활용을 통한 미래를 구현하기 위해서AI가 적용되고 있는 분야는 엄청 많습니다만간단히 큰 부분들만 나열해보면첫째의료 분야 활용 인데요AI가 다량의 의료 데이터를 분석함으로써의료영상, 증상분석, 유전자 검사등 통한 다양한 방법으로 질변원인을 탐색하여맞춤형 치료를 제시할 수 있습니다.시간과 비용을 절약하고, 의료자원의 효율적 배분으 통해 의료진의 부담을 경감하고, 환자의 대기시간 단축이 가능해집니다.또한코로나, 암, 치매 등의 질병과의 전쟁에서다양한 데이터 분석통한 감염여부, 암의 종류/단계 진단, 치매발병 가능성 등을 예측하여조기진단과 예방의학에 기여 할 수 있습니다.둘째제조업 분야에서의 자동화 인데생산공정에서의 최적화 및 품질검사 등의 효율성 증대 및 불량률 감소를 이룹니다.스마트 팩토리가 그 정점이라 할 수있으며반도체, 자동차, 철강 등 제조공정에서 인공지능 및 빅데이터 활용으로 모든 공정의 데어터 실시간 분석/ 최적화를 통해공정 중 발생 가능한 문제점을 사전에측하고 대응하며공정의 안전성과 품질 향상이 가능합니다.셋째교육 관련 학습 분야인데인공지능을 통한 학습컨텐츠생성 및 추천이 아뤄지고학습자 성취도/진도율/이해도/만족도 파악을 통한 적적할 학습피드백이 가능합니다.또한학습자 수준,성향,목표,선호 등 파악으로 맞춤형학습경로/ 방법 제시가 이뤄지고온라인 교육 시스템이 강화되어마지막에는 얼굴인식을 통해 출석관리/음성인식 통한 강의실 조명/온도까지 조절/감정분석통한 학생의 학습태도까지 관리되는 스마트 캠퍼스 까지 구축가능합니다.넷째현재도 완성은 되지못한 자율주행 분야인데요주변기기 및 인프라와 데이터를 주고받는 통신기술의 완성과자체적인 자율주행 알고리즘의 완성을 통하여사람이 전혀 개입하지 않아도 되는 최고레벨의 자율주행이 가능해 질 것입니다.문제라면윤리적 선택의 문제가 끝까지 남게될 것이므로관련된 부분은 사회적 논의와 정부차원의 법적 규범이 완비되야할 것으로 보입니다.다섯째전문직 관련 분야 입니다.금융분야, 법률분야에서의 활용을 볼 수있는데대량의 금융데이터 분석을 통한 투자분석,리스크관리, 부동산 평가등에 사용되어 투자전략, 금융위험예측, 부동산 가치 평가 등에 도움이되고법률 문서검토, 자문, 판례검색 등에 적용시켜변호사의 대량 업무부담을 줄이고, 의뢰인들에게 더 효과적 서비스 제공이 가능해 질 것입니다.여섯째보안 분야 입니다.인공지능통한 얼굴인식,지문인식,음성인식 등으로 개인식별을 함으로써금융서비스,출입제어시스템, 각종 검사시스템 에서의 복제가능성을 줄이는 증의 보안성을 높일 것이며CCTV 영상분석,얼굴인식,행동분석,위험요인 탐지등에 활용되어범죄 예방 및 신속대응 시스템을 가능하게 하며과거의 범죄 데이터 학습 및 미래 범죄 가능성 높은 지역이나 시간대 예측으로범죄 예방을 가능하게 할 것입니다.