DX와 탈산소로 가속

DX(디지털 트랜스포메이션)나 탈탄소가 콘크리트를 크게 바꾸려 하고 있다. 3D 프린터를 비롯한 디지털 기술이 지금까지의 ‘한계’를 깨고 있다. 탈탄소 대응에서는 제조 과정에서 배출되는 이산화탄소(CO₂)를 줄이는 것뿐 아니라 배출한 CO₂를 콘크리트에 고정해서 카본 마이너스를 목표하는 연구도 활발하다. 차세대를 개척하는 신소재 개발에서 ‘초 진화’를 이루고 있는 콘크리트의 최전선을 소개한다.

디지털①: PERI
Part 1. 독일의 3D프린터 활용
2층짜리 주택을 8일 만에 ‘인쇄’

세계 각국에서 기술 개발이 진행되고 있는 3D 프린터. 독일에 본사를 두고 있는 PERI는 불과 8일 만에 2층짜리 주택을 ‘인쇄’한다. 다양한 기업과 협력해 프린터나 재료의 개발, 재료 시험 등을 진행한 성과다.

디자인의 자유도 향상, 노동력 절감, 자원 절약, 공기 단축. 숨겨진 잠재 능력으로 건설업계에서 주목을 받고 있는 3D 프린터 기술. 해외에서는 이미 주택이나 다리 등을 3D 프린터로 ‘인쇄’하고 있는 사례가 많고, 실용 가능성을 크게 넓히고 있다.

독일 바이센호른에 본사를 두고, 일본을 포함해 세계 60개국 이상에 지사를 두고 있는 건설회사 PERI는 3D 프린터 기술 개발을 적극적으로 추진하고 있는 기업 중 하나다.

도큐건설, 목재 선별과 리사이클 처리장에서 가동

토목건축 공사를 전개하는 도큐건설이 폐기물 분별 로봇의 실용화에 착수했다. 빌딩 등의 해체 공사도 하청하는 도큐건설은 건물을 해체했을 때 배출되는 폐기물을 현장에서 중장비 등을 이용해 분별했다. 이를 자동화하는 기술을 지금까지 자사 연구소에서 개발해 왔다. 이번에 그 기술을 분별 처리장용으로 응용했다.

빌딩 등을 해체해서 발생하는 건설 폐기물에는 콘크리트나 목재 등 여러 종류의 소재가 섞여 있다. 이 때문에 최종 처리장에서 쓰레기로서 매립하기 전에 해체 현장이나 분별 처리장 등에서 분별하고 있다. 그러나 이 분별은 자동화가 어렵기 때문에 사람이 하는 경우가 많았다.

도큐건설은 심층학습을 이용해 목적한 폐기물을 높은 정밀도로 검출해서, 목재 등의 분별을 자동화할 수 있도록 했다. 분별 작업은 분진이 날리는 환경에서 장시간 동안 해야 하기 때문에 작업자의 부담이 컸다. 로봇으로 자동화함으로써 작업자를 이러한 작업에서 해방시킬 수 있었다.

도큐건설 기술연구소에서는 15년 이상에 걸쳐 자사 현장용으로 분별 자동화 기술을 연구해 왔다. 도큐건설은 해체 공사를 하청할 때, 많은 노동력과 시간을 들여 현장에서 분별 작업을 했기 때문에 이를 조금이라도 효율화하려고 노력해 왔다. 

도쿄공업대 등, 계면에서 불순물 제거

전고체 리튬이온 배터리의 용량 밀도를 배증시켜, 고체 전해질과 전극의 계면에서의 저항(계면 저항)을 크게 낮출 수 있다. 일반적으로는 용량 밀도와 출력 밀도는 배반 관계에 있다고 말한다. 그러나 그런 상식을 깨는 새로운 어프로치를 발견한 것이 도쿄공업대학 등의 연구그룹이다.

연구그룹은 박막의 전고체 리튬이온 배터리 셀을 시작(試作)했다. 이 계면에서 불순물을 제거함으로써 전고체 배터리의 출력 밀도와 용량 밀도를 동시에 높일 수 있다는 것을 밝혀냈다.

전해질에 액체가 아니라 고체를 사용하는 전고체 리튬이온 배터리의 경우는 유기 전해액을 사용하는 통상의 리튬이온 배터리와 비교해 전해질과 전극을 밀착시키기 어렵다. 그 때문에 계면 저항이 커지는 경향이 있다.

실용화를 위해 연구개발이 활발한 황화물계 고체 전해질을 사용하는 황화물계 전고체 리튬이온 배터리의 경우는 양극재를 코팅함으로써 이 계면 저항을 낮추는 기술이 개발되었다. 그러나 도쿄공업대 물질이공학원 응용화학계 히토스기(一杉) 교수에 따르면 그럼에도 계면 저항은 아직 크다고 한다.

대만의 오드리 탕 디지털 장관이 밝힌다

그 누구도 방치하지 않는 사회 전체의 디지털화를 목표로 한다면, 정부나 지자체 등 공공 조직과 시민 사이의 신뢰는 반드시 필요하다--. 대만의 디지털 장관으로서 소셜 이노베이션을 이끌고 있는 오드리 탕 장관은 이렇게 단언한다. 5월 28일, 니혼게이자이신문사와 닛케이BP가 공동으로 개최한 ‘디지털 입국 재팬 포럼’에서의 강연을 바탕으로, 탕 장관이 생각하는 디지털 개혁의 핵심을 정리했다.

탕 장관은 디지털화에 대해 다음과 같이 정의했다. “디지털화란 선진기술 도입과 대규모 IT화뿐만 아니라 사람들이 협력해 디지털의 격차를 없애고, 부정확하고 잘못된 정보의 범람을 없애는 것이기도 합니다”.

그는 이 전제에 근거해 디지털화의 추진 방법을 3단계로 나누어 제시했다. 제 1단계는 자동화이다. 지금까지 수작업으로 해온 것이나 단순 반복 작업 등을 자동화하는 것으로, 에너지 효율 및 시간 절약 등의 메리트를 얻을 수 있다. “단순 작업은 모든 분야의 업무에 존재한다”(탕 장관).

자동화에는 “복잡한 분산장부기술이나 딥러닝 기술이 필요 없다”(탕 장관)라고 한다. 그렇기 때문에 디지털화에서 뒤처진 조직이 먼저 추진해 나가야 할 부분이다.

연 3,000건, 생산성은 1.7배로

대형 건설기업인 고마쓰는 계약서의 작성 업무에 AI(인공지능)를 도입했다. 과거의 계약서를 데이터베이스화해서 분석하고, 조사나 문안작성을 효율화한다. 법무법인에서 70% 가까운 생산성 향상 목표를 세웠다.

생산성을 높인 최대 포인트는, 과거의 계약서에 대해 조항의 경향을 통계화하거나 참조하기 쉽도록 해서 계약서 작성의 전(前) 공정인 과거 사례의 조사나 정보수집의 시간을 기존의 약 5분의 1로 하는 목표를 세웠다는 것이다.

20년 2~8월의 실증실험을 거쳐, 계약서 작성의 모든 공정에서도 업무 시간을 약 40% 줄였고, 생산성을 1.67배로 높이는 효과를 기대할 수 있다고 한다. 21년 2월부터의 본격 도입에서도 “동등한 생산성 향상에 대한 반응을 느끼고 있다”(법무부 법무담당과장 센가(千賀) 씨).

고마쓰가 구축한 계약서의 데이터베이스에서는 법무용 AI를 개발하는 MNTSQ가 개발한 클라우드 서비스 ‘MNTSQ for Enterprise’를 활용했다.

사이버 시대를 지원하는 일본의 기술

2020년 신형코로나바이러스 감염증(COVID-19)의 유행은 180개 이상의 나라와 지역에 걸쳐, 2020년 5월 현재 사망자수 32만명을 넘어섰다.

세계 각국은 감염 확대를 방지하기 위하여 주요도시에서의 도시 봉쇄와 이동 제한을 실시하고, 지금까지 일상 이었던  ‘사람과 사람이 만나는 것’을 금지하고 자숙하도록 하였다. 그 결과로, 경제 정체에 의한 기업 파산과 실업이 1929년 세계대공황을 넘어서는 기세로 한꺼번에 심각해지고 말았다. 또한 감염자 수의 급증에 따른 의료체계의 붕괴와 학교 폐쇄에 의한 교육에의 지대한 영향 등, 인류가 이전에 경험해 보지 못했던 사회적인 데미지를 입고 말았다.

그리고 이번의 바이러스 쇼크는 다양한 분야에 있어 지금까지의 상식과 기성 개념이 이제는 통용되지 않음을 우리들에게 일깨워 주었다. 커뮤니케이션에서는 사람과 사람이 만나는 방법의 전환이 요구되어 진다. 행동이 제한된 사회활동 가운데 텔레워크나 텔레스타디, 인터넷쇼핑 등의 요구가 확대되고 있으며, 앞으로도 어떠한 미지의 보이지 않는 공포가 발생할지 모르는 세상에서 인터넷사회의 확대와 정보전달의 스피드는 점점 더 가속되고 있다.

인간은 ‘역경으로부터 배우는 것’이다. COVID-19의 확대에 의한 사회와 경제의 혼란을 지혜와 공부로 극복하고, 그 교훈에서 새로운 가치를 창출하여 나가는 억척스러움을 잠재적으로 가지고 있다.

그 발걸음과 새로운 세계

미쓰비시전기는 21년에 창립 100주년을 맞는다. 오늘날은 저출산 고령화로 인한 노동력 부족이나 숙련공의 기술과 노하우의 계승과 함께 ‘불확실성’에 대한 대응이 제조업의 과제가 되었다. ‘2020년판 제조 백서’에서도 디지털 기술의 도입으로 인한 ‘기업 변혁력’의 강화가 급선무라고 명시되어 있다.

특히 최근 1년은 무역마찰과 함께 세계적인 코로나19 사태의 영향을 받았다. 보호주의적인 움직임이나 사람의 이동 제한 등으로 인해 서플라이 체인과 비즈니스 모델, 업무방식 등의 급격한 변화를 경험했고, 생각 외의 일이 예상하지 못한 속도로 일어날 수 있다는 사실을 배웠다.

최근에 IoT(사물인터넷)나 DX(디지털 트랜스포메이션)라는 말이 주목을 받고 있다. 당사는 컴퍼넌트의 진화에 맞춰서 FA와 IT의 연계의 중요성에 주목, 이들 용어가 일반적으로 사용되기 이전인 03년부터 ‘e-F@ctory’에 의한 ‘제조’의 변혁을 제창해 왔다.

‘e-F@ctory’는 FA와 IT 기술을 연계시켜, 한발 앞선 ‘제조’를 지향하는 FA-IT통합 솔루션이다. ‘e-F@ctory’에서는 지금까지 축적해 온 노하우를 바탕으로 생산성 향상, 품질 향상, 에너지의 효율적인 사용을 추진함으로써