본격적인 멀티머티리얼의 시대

일본 멀티머티리얼의 현황과 과제

제품의 성능을 한계까지 끌어 올려 다양한 기능을 동시에 실현시키기 위해 여러 종류의 재료를 적재적소에 구사한다. 이런 ‘Multi Material’화가 당연한 시대로 변화하고 있다. 그러나, 안타깝게도 일본은 다른 나라에 비해 멀티머티리얼화의 대응에 뒤쳐져 있다. 멀티머티리얼화를 뒷받침할 신기술을 적극적으로 도입하여 세계에서 낙오되지 않는 모노즈쿠리(제조)를 위해 새롭게 전환할 때가 왔다. 그 때가 바로 지금인 것이다. 이 글에서는 멀티머티리얼화를 뒷받침 할 재료 및 접합, 가공기술을 소개한다.

PART 1. 총론
■ 위기와 찬스 → 미국과 유럽에게 뒤쳐져있어 심각하지만, 이를 뒷받침하는 신기술 연이어 등장

"미국과 유럽 자동차 업체에게 5년은 뒤쳐져있다고 판단하고 있다. 모든 면에서 뒤떨어진다고 할 수밖에 없다"고 도요타자동차에서 과거 탄소섬유강화수지제 본체의 개발을 이끌었으며, 현재는 가나자와 공업대학대학원 공학연구과 교수를 역임하고 있는 가게야마씨는 말한다. 

멀티머티리얼화란, 제품의 성능을 한계까지 끌어올려, 여러 기능을 동시에 실현하기 위해 다양한 종류의 재료를 적재적소에 구사하는 것이다. 실은 유럽과 미국과의 차이가 5년이라는 지적은 아직 미약하다. 재료계 기술자로부터 본 평가는 그보다 더 혹독하다. 

저가의 화웨이, 기술의 삼성

2020년에 일본 국내에서 상용 서비스가 시작되는 차세대통신규격 ‘5G’를 둘러싸고, 국내외의 통신기기업체가 치열한 수주 경쟁을 펼치고 있다. NTT도코모 등 3대 이동통신사의 총 투자액은 5조 엔 규모라고 한다. 중국의 화웨이기술이나 한국의 삼성전자 등이 단숨에 점유율을 확대, 유럽과 일본의 대기업이 중심이었던 세력도는 크게 바뀔 가능성이 있다. 5G를 둘러싼 쟁탈전의 승자는 누가 될 것인가?

소프트뱅크에서는 현재 통신규격 ‘4G’는 에릭슨(스웨덴)과 노키아(핀란드)가 주요 벤더다. 그러나 4G와 비교하여 20배나 초고속∙대용량인 5G의 경우는 중국의 화웨이와 ZTE의 2사가 가격경쟁력을 무기로 치고 들어오고 있는 상황이다. 

‘중국의 대기업 2사가 소프트뱅크에 믿을 수 없을 정도로 싼 가격을 제시하고 있다. 에릭슨도 당황하고 있을 것이다’. 5G 경쟁에 정통한 업계관계자는 이렇게 밝혔다. 

통신기기 세계 최대 기업인 화웨이의 간부는 ‘우리들은 09년부터 5G의 연구개발에 주력해 왔다. 30개 이상의 통신사업자 모두 실증 실험에서 합의하고 있다’라고 강조한다. 미국에서는 정부에 의한 안전보장 상의 이유로 시장에 진입하지 못하고 있어, 일본에서의 대형 수수에 혈안이 되어 있다.

점검∙진단의 자동화는 더 이상 꿈 같은 이야기가 아니다

일손이나 예산부족에 고민하는 각종 유지관리의 현장에 AI(인공지능)가 찾아 왔다. 균열을 자동으로 검출하거나 열화(劣化)를 예측하는 등의 용도는 다양하다. 그 동안 쌓아 온 과제를 해결하기 위해 다양한 기업이 개발에 매진하고 있다. AI의 도입에 관심이 있거나 실력에 회의적인 당신도 먼저 이 특집에서 다양한 사례를 접함으로써 그 가능성을 몸소 느끼길 바란다.

PART 1. 활용 동향
유지관리와 AI는 상사상애(相思相愛)?

토목현장, 그 중에서도 유지관리에 AI를 적용하는 움직임이 활발하다. 사회생활과 경제활동을 보이지 않는 곳에서 지원하는 토목과 자동차의 자율주행에서 의료, 바둑에 이르기까지 화제의 중심에 서있는 AI---. 언뜻 어울리지 않는 조합인 듯 보이지만, 실은 서로 찰떡 궁합이다.

세계는 지금 AI붐이 일고 있다. 토목와 그 주변 분야에서도 AI관련의 연구 및 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이 글에는 본지가 취재 및 보도 발표자료, 논문 등을 기반으로 작성한 AI의 개발사례 맵을 첨부했다

도쿄공업대, 신형 전해질 재료로 전도율 한층 더 향상

포스트 리튬이온 전지의 대표적 존재인 전고체전지 개발에서 커다란 진전이 있었다. 도쿄 공업대학의 간노 씨(물질이공학원 응용 화학계 교수)의 연구 팀이 재료∙제조비용을 대폭 낮출 수 있는 새로운 전해질 재료를 개발했다. 고가의 원료를 사용하지 않고 기존의 액체전해질을 사용하는 리튬 이온 이차전지를 상회하는 성능(충∙방전 속도)을 얻을 수 있다. 생산할 때나 사용할 때의 안전성도 쉽게 높일 수 있다.

양산할 때의 전해질 재료 비용은 간노 씨 팀이 개발한 기존의 전고체전지용 재료의 1/3 이하로 낮출 수 있을 것으로 예상하고 있다. 부피나 중량에 대한 용량밀도는 적어도 기존의 리튬 이온 전지와 비슷하다거나 상회할 가능성도 있다.

전기자동차에 응용한다면, 수 백km 주행이 가능한 전기 에너지를 몇 분만에 충전할 수 있는 배터리를 저렴한 재료로 실현할 수 있게 된다. 안전 면에서의 불안 요소도 줄였으며, 전기 자동차로의 전고체전지 채택을 앞당길 수 있게 될 전망이다.

-- 도요타와의 공동 개발품과 같은 종류 --
신 재료는 간노 씨 팀이 2011년 발견한 'LGPS 물질계'에서 파생된 세라믹스의 일종이다. LGPS 물질계 재료는 액체 중에서 리튬 이온이 전도되는 기존의 리튬 이온 이차전지용 전해질 재료와는 다르게 고체 중에서 리튬 이온이 전도된다. 액정 격자 중에서 리튬을 연쇄 상태로 분산시켜 리튬 이온이 고속으로 이동하기 쉬운 구조를 갖게 했다.

위협을 비즈니스 기회로 바꾸는 5가지 방법

인류는 지금껏 경험한 적이 없는 자연 환경의 변화에 직면하고 있다. 연이어 상륙하는 외래 생물종, 위협적인 호우 그리고 퍼지는 전염병---. 지금까지 어딘가 남의 얘기로만 들렸던 온난화의 위협이 바로 눈앞에 닥쳐왔다. 그 온난화도 따지고 보면 경제성장을 추구해 온 인류가 불러들인 것이다. 가난에서 벗어나려고 공업화를 서두르는 개발도상국에서는 지금도 환경파괴가 진행되고 있다. 그러나, 그런 '환경 VS 인류'의 공방도 시선을 전환하면 '비즈니스 기회'가 된다. 자연환경에 힘껏 맞서 정복하는 방법은 틀림없이 존재한다.

PART1. 온난화로 난폭해진 자연
시작된 '다른 차원'의 투쟁

계속해서 상륙하는 포악한 외래 생물종. 서플라이 체인에 타격을 주는 이상 기온. 지구 온난화로 포악해진 자연 앞에서 일본기업은 지금, '다른 차원'의 투쟁에 마주하고 있다.

환경성이 붉은 불개미의 국내 첫 상륙을 발표한 7일 후의 6월 20일. 도쿄 오이부두에 있는 일본우편선 도쿄 컨테이너 터미널에 긴장감이 돌았다.  "이거, 붉은 불개미 아니야?" 의심을 받은 것은 화주로부터 돌아 온 빈 컨테이너이다. 보관 전에 언제나 그랬듯 작업자가 컨테이너의 긁힘이나 이상의 유무를 확인하고 있던 중에, 컨테이너 내부에 조금 빨간 개미가 수십 마리 있었다고 한다.

미래 비즈니스의 충격 

본서는 미래에 대한 막연한 불안의 정체에 빛을 비추어 주는 것을 하나의 목적으로 하고 있다. 다음 시대의 윤곽, 차세대의 비즈니스 모델, 로봇시대의 철학적인 공통기반 등에 대해 명쾌하게 기술하고 각각의 관계성을 나타내어, 현재의 막연한 불안을 거두고 조금씩이나마 도전해 나가는데 도움을 주고자 한다.

지금은 다양한 관계성이 재구축되는 시기이다. 사회와 사업의 관계성, 사업과 인간의 관계성, 인간과 테크놀로지의 관계성 등이다. 이들이 다양성이라는 이름아래 급격하게 변화되어 가고 있다. 각각의 다양성은 일단 붕괴되는 듯이 보여지지만, 새로운 매개를 통하여 관계성이 연결되며, 다시 일체성을 회복한 사회는 지금보다 더욱 멋지게 변화할 것이라 생각한다.

이와 같은 새로운 관계성에 빛을 비추어 가면서 구체적인 비전이 생기고, 각각이 모순과 갈등 속에서 구체적인 전진을 해나간다. 그리고 그 한 걸음 한 걸음이 사회의 거대한 조류가 되어 시대를 재구축하여 가는 것이다.

정보사회와 기술의 트렌드

IT가 비즈니스와 생활환경을 변화시켜 새로운 시장의 창출과 기존 비즈니스 모댈의 혁신을 가져온다. 이러한 상황에 적응하여 최적의 경영판단을 하기 위해 장래의 변화를 포착하여 나아가야 할 길을 모색하는 것이 중요하다.

NTT Data는 앞으로 3년에서 10년 후에 영향을 미칠 선진기술과 사회의 동향을 계속적으로 조사하여, 조사결과로부터 도출한 트렌드 정보를 매년 공개하고 있다. 이 트렌드 정보를 바탕으로 고객과 함께 미래를 향한  커뮤니케이션을 한다.   

IST : Information Socity Trend
4개의 정보사회 트렌드를 선정

IT의 진전에 의해 기존의 많은 제약이 완화되고, 사회의 시스템 변혁이 가져오는 것을, 다양한 관점에서 파악하였다. Physical과 Digital의 융합이 사회의 시스템과 비즈니스 형태의 전환을 가져오고, 사회에 있어 개인의 영향력이 높아지고, 오픈 연계를 기본으로 하는 새로운 사회가 구축되어 간다.