김경현

KIMGYUNGHYUN . COM

경북 포항흥해공고 강의내용 (3D프린터로 4차산업 설계제작)

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기술연구

2018. 11. 15.

안녕하세요. 

기술이 공유되지 않으면 미래의 사회는 지금보다 더욱 폐쇄적이고 불평등한 사회가 될 것입니다. 카피레프트(copyleft)는 개인의 지적재산권을 중시하는 기존의 카피라이트(copyright)에 대항해 사회적 공유를 강조하는 정신이자 운동입니다. DIY연구소는 카피레프트(copyleft) 정신과 운동의 확산을 위하여 연구한 내용을 무료로 배포하고 있습니다. 중소기업진흥공단 조호준 교수님, 박준휘 과장님의 배려로 2018.11.16 포항에 소재한 포항흥해공업고등학교 재학생 대상 강의를 진행하게 되었습니다. 오늘은 '경북 포항흥해공고 강의내용 (3D프린터로 4차산업 설계제작) 공유합니다.


☞ 3D프린터 설계제작 (교보문고)


DIY연구소 김경현 배상 (010 8604 6802)



[교육내용]


☞ 1. 3D프린터 설계제작

☞ 2. 3D프린터 프로그램

☞ 3. 3D프린터 의수제작

☞ 4. Core XY 3D프린터 구동방식과 조립

☞ 5. Prusa i3 3D프린터 조립

☞ 6. Prusa i3 3D프린터 배선

☞ 7. 3D프린터 전기조립 기초

☞ 8. Fun i3 3D프린터 조립

☞ 9. 3D프린터 오픈소스 RepRap

☞ 10. 20만원대 교육용 3D프린터 개발

☞ 11. 3D프린터 전기자전거 개발

☞ 12. 원노즐 듀얼 3D프린터 개발







[4차 산업 설계제작]





1. 프로토타입 (Prototype) : 상품화에 앞서 성능을 검증 개선하기 위해 핵심 기능만 넣어 아두이노 라즈베리파이로 제작

■  로봇 : ☞ 참고


■ 메인보드 : ☞ 참고

 

 


■ 라즈베리파이 : ☞ 참고


 


■ 모듈 : ☞ 참고

 

 

 

 

 

 

 

 

 


■ 디스플레이 : ☞ 참고

 

 

 


 센서 : ☞ 참고


 

 

 


 모터 : ☞ 참고


 

 

 


 기타 : 전원, 케이블 및 빵판, 부품 (LED, 저항, IC 등), PCB 제작


2. 설계제작 예



3. 스마트공장 개요 : 


스마트공장은 ICT (Information and Communication Technologies), 설비 및 자동화 솔루션이 융합되어 시장과 고객이 요구하는 스마트제품을 고객이 요구하는 시점에 생산하여 적시에 납품 할수 있도록 실시간 의사결정과 운영체계가 최적화된 인공지능형 공장입니다. 제품개발부터 양산까지, 시장 수요 예측 및 모기업의 주문에서부터 완제품 출하까지의 모든 제조 관련 과정을 포함하며, 수직적으로는 현장자동화, 제어자동화, 응용 시스템의 영역을 모두 포함합니다. 수년간 지속된 글로벌 저성장을 극복하기 위해 세계 경제와 산업은 신성장 동력으로 4차 산업혁명에 주목하고 있으며, 선진국을 비롯해 세계 각국은 제조 경쟁력을 갖추기 위한 실질적 4차 산업혁명 시대를 준비하고 있습니다. 민관합동 스마트공장 추진단에서는 스마트공장 구축을 지원하고 있으며 제조현장의 경쟁력 제고를 위해 중소, 중견기업을 대상으로 국내 현실에 적합한 다양한 형태의 스마트공장 도입을 지원하고 있습니다. 미래 제조업의 경쟁력이 될 스마트공장 도입을 위해 무엇을 어떻게 해야 할지 8대 제조 핵심기술 (디지털트윈 (Digital Twin), 플러그앤웍스 (Plug & Works), 산업용 사물인터넷 (i IoT : Industrial Internet of Things), 적층가공 (Additive Manufacturing), 협업로봇 (Collaborative Robot), 클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing), 빅데이터 (Big Data), 디지털 싱크 (Digital Sync))  중심으로 미래 스마트공장 구축 방향의 예를 제시하는 스마트 제조혁신센터 (SMIC) 를 소개합니다. 


☞ 3D프린터로 4차산업 설계제작 - 스마트공장 개요 

☞ 3D프린터로 인공지능 로봇 만들기 디지털트윈, 플러그앤웍스, 적층가공, 협업로봇

 3D프린터 로봇머리 전기제어 (이론) - 디지털트윈, 플러그앤웍스, 적층가공, 협업로봇

 3D프린터 로봇머리 전기제어 (제작) - 디지털트윈, 플러그앤웍스, 적층가공, 협업로봇

 3D프린터 로봇제어를 위한 라즈베리파이 - 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 디지털 싱크

 3D프린터 로봇제어를 위한 AI 인공지능 - 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 디지털 싱크

 3D프린터 로봇제어를 위한 블루투스 앱 - 산업용 사물인터넷

 3D프린터 로봇제어를 위한 음성제어 앱 - 산업용 사물인터넷


☞ 동영상 https://youtu.be/OwvjuuB_UcE : Connecting the Unconnected




☞ 동영상 https://youtu.be/sqCbYd8O8MU : Audi Smart Factory - Future of Audi Production




☞ 동영상 https://youtu.be/u6H3ZrZbZ2w : 문재인 대통령 축사 4차산업혁명위원회 출범식



☞ 동영상 https://youtu.be/U3f7YBJRBe0ebs 신년특집 4차 산업혁명 위기인가 기회인가


 


☞ 동영상 https://youtu.be/yyr1GiaVRgw : EBS 다큐프라임 - Docuprime_'4차 인간' 1부- 우리는 영원할 수 있을까




☞ 동영상 https://youtu.be/hRZ5CSHeodE : EBS '4차 산업혁명시대 교육대혁명' 1부- AI와 인간의 공존은 가능한가




☞ 동영상 https://youtu.be/H4Z09edx52E : InMoov Amazing First 3D printed robot Open Source



☞ 동영상 https://youtu.be/b1U9W4iNDiQ : Injection Molding Animation



☞ 동영상 https://youtu.be/NOzZCWDp01s : 3D 프린터 원리




☞ 동영상 https://youtu.be/srm7LY6vs2s : RepRap Adrian Bowyer (Korean 한글자막)




☞ 동영상 https://youtu.be/Qubuz7iM9-M : 3D프린터 개발 (DREAM-i1 )



☞ 3D프린터로 인공지능 로봇 만들기


☞ 동영상 https://youtu.be/fMeiSKzO2p8 : Inmoov neck, skull & jaw assembly animation




☞ 동영상 https://youtu.be/4QGAB7F7-1E : 3D프린터로 로봇 제작과정1. InMoove



☞ 동영상 https://youtu.be/jlFfcvAVxUU : 3D프린터로 로봇 제작과정2. InMoove




☞ 동영상 https://youtu.be/YejBmLY2848 : 3D프린터로 로봇 제작과정 3. InMoov




☞ 3D프린터 로봇머리 전기제어 (이론)

 3D프린터 로봇머리 전기제어 (제작)


☞ 동영상 https://youtu.be/oD7Eozss7D4 : 3D프린터 로봇제어를 위한 블루투스앱




 3D프린터 로봇제어를 위한 블루투스 앱


☞ 동영상 https://youtu.be/Vdo8UdkgDD8 : Talk To Me (part 1), MIT App Inventor Tutorial #1




 3D프린터 로봇제어를 위한 음성제어 앱


☞ 동영상 https://youtu.be/0stOw1-AD68 : 3D프린터 로봇제어를 위한 음성제어 앱




☞ 3D프린터 로봇제어를 위한 라즈베리파이

 3D프린터 로봇제어를 위한 AI 인공지능


☞ 동영상 https://youtu.be/2ePf9rue1Ao : What is Artificial Intelligence? In 5 minutes.



☞ 동영상 https://youtu.be/mJeNghZXtMo : What is Artificial Intelligence (or Machine Learning)?


☞ 동영상 https://youtu.be/FNY1qS35-T4 : 3D프린터 로봇제어를 위한 AI 인공지능




☞ 동영상 https://youtu.be/tWnfnt2rNO0 Circuit Skills: Circuit Board Etching (PCB 설계제작)




☞ 동영상 https://youtu.be/aO_ie5qsxMc : 3D프린터로 드론 만들기 (소형)



☞ 동영상 https://youtu.be/-96BEoXJMs0 : NVIDIA AI Car Demonstration



☞ 동영상 https://youtu.be/te9OaSZ0kf8 : New method of manufacturing using powder bed with Selective Laser Melting



☞ 동영상 https://youtu.be/UFWg6Qb8yYI : World’s first commercial 3D-concrete printing housing project



☞ 동영상 https://youtu.be/QL-6PdiDTeo : Top 10 IoT(Internet Of Things) Projects Of All Time | 2018




☞ 동영상 https://youtu.be/qPJxDjdX-oU : 국민의 번뜩이는 아이디어, 이렇게 성공했다.



☞ 동영상 https://youtu.be/28HANc1cKpM : 따뜻한 발명, 적정기술을 만나다.



[중소벤처기업과 스마트 팩토리14:00~15:00



1. 스마트공장 개요 : 


스마트공장은 ICT (Information and Communication Technologies), 설비 및 자동화 솔루션이 융합되어 시장과 고객이 요구하는 스마트제품을 고객이 요구하는 시점에 생산하여 적시에 납품 할수 있도록 실시간 의사결정과 운영체계가 최적화된 인공지능형 공장입니다. 제품개발부터 양산까지, 시장 수요 예측 및 모기업의 주문에서부터 완제품 출하까지의 모든 제조 관련 과정을 포함하며, 수직적으로는 현장자동화, 제어자동화, 응용 시스템의 영역을 모두 포함합니다. 수년간 지속된 글로벌 저성장을 극복하기 위해 세계 경제와 산업은 신성장 동력으로 4차 산업혁명에 주목하고 있으며, 선진국을 비롯해 세계 각국은 제조 경쟁력을 갖추기 위한 실질적 4차 산업혁명 시대를 준비하고 있습니다. 민관합동 스마트공장 추진단에서는 스마트공장 구축을 지원하고 있으며 제조현장의 경쟁력 제고를 위해 중소, 중견기업을 대상으로 국내 현실에 적합한 다양한 형태의 스마트공장 도입을 지원하고 있습니다. 미래 제조업의 경쟁력이 될 스마트공장 도입을 위해 무엇을 어떻게 해야 할지 8대 제조 핵심기술 (디지털트윈 (Digital Twin), 플러그앤웍스 (Plug & Works), 산업용 사물인터넷 (i IoT : Industrial Internet of Things), 적층가공 (Additive Manufacturing), 협업로봇 (Collaborative Robot), 클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing), 빅데이터 (Big Data), 디지털 싱크 (Digital Sync))  중심으로 미래 스마트공장 구축 방향의 예를 제시하는 스마트 제조혁신센터 (SMIC) 를 소개합니다. 


☞ 3D프린터로 4차산업 설계제작

☞ 3D프린터로 인공지능 로봇 만들기

☞ 3D프린터 로봇머리 전기제어 (이론)

 3D프린터 로봇머리 전기제어 (제작)

☞ 3D프린터 로봇제어를 위한 라즈베리파이

 3D프린터 로봇제어를 위한 AI 인공지능

 3D프린터 로봇제어를 위한 블루투스 앱

 3D프린터 로봇제어를 위한 음성제어 앱

 3D프린터 로봇으로 스마트공장 만들기

 스마트제조혁신센터 (스마트공장)



■ 스마트 제조혁신센터 (SMIC : Smart Manufacturing Innovation Center)


동영상 https://youtu.be/RcwPpSvdyS0 : 스마트제조혁신센터 SMIC





1.1. 디지털트윈 (Digital Twin) :


디지털트윈은 제품 설계 계획 검증 엔지니어링 및 제조 실행 마지막으로 제조 상황 분석을 상호 연결하는 기술입니다. 이 기술을 통해 가상 세계에서 아이디어를 만들고 최적화 하는 과정을 미리 경험할수 있습니다. 디지털 엔터프라이즈 구현을 위한 다양한 기술을 미리 시험해볼수 있습니다. 




1.2. 플러그앤웍스 (Plug & Works) :


플러그앤웍스는 물류적 표준 인터페이스가 포함된 유연 생산을 위한 모듈화 시스템 기술을 말하며 이를 통해 마치 레고 블록처럼 모듈 단위로 공정을 쉽게 추가하고 변경할수 있습니다.




1.3. 산업용 사물인터넷 (i IoT : Industrial Internet of Things) :


산업용 사물인터넷 i IoT 는 공장내의 이종의 하드웨어와 소프트웨어를 수직적으로 연결하는 표준 통신 기술로 장비의 인터넷 연결을 지원하는 팩토리 신기술을 포함하고 있습니다. i IoT 는 플랫폼 형태로 다양한 솔루션간의 실질적인 연동을 가능하게 합니다




1.4. 적층가공 (Additive Manufacturing) :


적층 가공은 3D프린팅을 통한 원료를 층으로 겹쳐 쌓는 기술을 말하며 다양한 적층가공방식의 장비 구축을 통해 신속하고 정밀한 가공 방법을 지원합니다.




1.5. 협업로봇 (Collaborative Robot) :

협업로봇은 작업자에게 안전하고 상호작용이 가능한 로봇입니다. 앞으로 다양한 공장에서 신공정을 개발할때 협업로봇을 적용하는 사례가 많아질 것으로 기대되고 있습니다. 다양한 협업 로봇을 통한 공정개선 방향을 지원합니다.



1.6. 클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing) :


클라우드 컴퓨팅은 서버 스토리지 데이터베이스 및 광범위한 애플리케이션 서비스를 인터넷을 통해 간단하게 액세스할수 있는 기술을 말합니다. 클라우드 컴퓨팅 플랫폼은 기존과는 다른 새로운 방식의 어플리케이션을 구축할수 있는 유연성을 제공합니다. 수요기업의 다양한 상용 클라우드 플랫폼과 어플리케이션들을 사용할수 있는 최적의 방법을 지원합니다.



1.7. 빅데이터 (Big Data) :

빅데이터는 데이터의 볼륨 속도 및 종류와 관계없이 디지털 환경에서 생성되는 방대한 정보를 처리하는 워크로드 기술을 말합니다. 다양한 종류의 제조 데이터를 상용 빅데이터 프레임워크를 통해 검증해 볼수 있는 환경을 제공합니다.



1.8. 디지털 싱크 (Digital Sync) :


디지털 싱크 기술은 증강 현실과 가상 현실 기술을 기반으로 제조 정보를 통한 모니터링 및 제어를 실감하는 솔루션입니다. 실제 원격지의 라인을 디지털 싱크 기술을 통해 가상의 제조 공정으로 연결하고 실제처럼 제어 운영하게 해줍니다. 이 기술은 솔루션 교육에도 많이 활용됩니다.









Ⅰ. 스마트공장 참조모델의 개요


1. 정의 및 목적

2. 스마트공장의 범위

3. 수준의 정의












Ⅱ. 업종별 공장자동화의 구성


1. 기계부품 조립

2. 전자부품 조립

3. PCB 제작

4. 뿌리업종     

- 주조     

- 금형     

- 소성가공     

- 용접접합     

- 열처리     

- 표면처리 
5. 정밀가공 

6. 사출성형 

7. 제약 

8. 화학 

9. 화장품

10. 패션

11. 가공식품



Ⅲ. 공용 시스템


1. 금형이력관리

2. 설비관리

3. 에너지관리



Ⅳ. 공급사슬관리

 
1. 표준 모델

2. 기초 수준

3. 중간1 수준

4. 중간2 수준



V. 제품개발


1. 표준 모델

2. 기초 수준

3. 중간1 수준

4. 중간2 수준



Ⅵ. 기업자원관리


1. 표준 모델

2. 기초 수준

3. 중간1 수준

4. 중간2 수준



Ⅶ. 설비인터페이스 가이드라인


1. 인터페이스 개요

2. 인터페이스 방법



첨부 - 용어집



2. 스마트공장 설계제작 :


8대 제조 핵심기술인 디지털트윈 (Digital Twin), 플러그앤웍스 (Plug & Works), 산업용 사물인터넷 (i IoT : Industrial Internet of Things), 적층가공 (Additive Manufacturing), 협업로봇 (Collaborative Robot), 클라우드 컴퓨팅 (Cloud Computing), 빅데이터 (Big Data), 디지털 싱크 (Digital Sync)


☞ 3D프린터로 4차산업 설계제작 - 스마트공장 개요 

☞ 3D프린터로 인공지능 로봇 만들기 디지털트윈, 플러그앤웍스, 적층가공, 협업로봇

 3D프린터 로봇머리 전기제어 (이론) - 디지털트윈, 플러그앤웍스, 적층가공, 협업로봇

 3D프린터 로봇머리 전기제어 (제작) - 디지털트윈, 플러그앤웍스, 적층가공, 협업로봇

 3D프린터 로봇제어를 위한 라즈베리파이 - 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 디지털 싱크

 3D프린터 로봇제어를 위한 AI 인공지능 - 클라우드 컴퓨팅, 빅데이터, 디지털 싱크

 3D프린터 로봇제어를 위한 블루투스 앱 - 산업용 사물인터넷

 3D프린터 로봇제어를 위한 음성제어 앱 - 산업용 사물인터넷



3. 스마트공장 구축지원 사업 :




[3D프린터 로봇머리 (기계 KIT :  구입]








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