이보고서는 2017 년도전자산업인적자원개발위원회 사업의일환으로작성되었습니다.

전자분야기술인력가상훈련분야 이동경력개발경로구축 2017.. 전자산업인적자원개발위원회 대표기관 한국전자정보통신산업진흥회

이보고서는 2017 년도전자산업인적자원개발위원회 사업의일환으로작성되었습니다.

< 목차 > Ⅰ. 사업개요 1 1. 사업추진배경 1 2. 사업추진목적 4 3. 사업목표 4 4. 사업내용 5 5. 추진경과 8 Ⅱ. 가상훈련분야이동경력개발경로 12 1. 전자기기하드웨어 ( 회로 ) 개발분야경력경로 12 2. 전자기기기구개발분야경력경로 22 3. 전자기기소프트웨어개발분야경력경로 35 4. 콘텐츠개발분야경력경로 60

Ⅳ. 학습도구개발 66 Ⅴ. 가상현실기업인력및훈련수요조사 ( 서울 RC) 67 Ⅵ. 결론및제안 86 별첨자료 [ 별첨 1] 학습모듈 ( 가상훈련시스템하드웨어이해 ) [ 별첨 2] 학습모듈 ( 가상훈련구동력소프트웨어이해 ) [ 별첨 3] 가상현실분야인력훈련조사표

사업개요 사업추진배경 전자산업의급변하는산업환경변화속에기존가전기기 디스플레이 반도체 등전통전략산업의경쟁격화및급격한기술발전으로대량인력이동발생 대주력산업중퇴사인원이가장많은산업은전자산업 전자 디스플레이 반도체를포함하여 년기준연간약 만 천명이퇴사 < 산업별퇴직자현황 (2015 년현재 )> 퇴사인원 [ 단위 : 명 ] 구분 합계 경력자 신입자 퇴사자수비율퇴사자수비율 기계 14,716 9,258 62.9 5,458 37.1 디스플레이 2,568 1,923 74.8 646 25.2 반도체 6,630 5,000 75.4 1,630 24.6 바이오 헬스 2,424 1,753 72.3 671 27.7 12 대주력산업 제조부문 섬유 4,647 3,201 68.8 1,446 31.2 자동차 13,322 7,668 57.5 5,653 42.5 전자 18,421 11,659 63.3 6,762 37.7 조선 8,668 5,730 66.1 2,937 33.9 철강 5,857 4,142 70.7 1,714 29.3 화학 11,612 6,970 60.0 4,642 40.0 서비스부문 소프트웨어 13,323 9,754 73.1 3,569 26.9 IT 비즈니스 2,319 1,809 78.0 509 22.0 합계 2,188 67,058 65.6 35,128 34.4 출처 : 2016 산업기술인력수급실태조사보고서 _ 산업통상자원부, KIAT - 1 -

<ICT 산업퇴직률 > 반대로 미래유망융합산업분야는급성장하면서핵심기술인력수요증가 가상훈련시스템 산업에서도전문인력이부족한상황 가상훈련산업의전문인력은기업의요구에비해양적 질적으로모두부족한상황 국방 제조 의료 재난대응과엔터테인먼트등다양한산업분야의융합기술과 경험을갖춘전문인력에대한수요가급증 가상훈련산업은신산업으로종소 중견기업의인적인프라는아직양적 질적 으로모두부족한현황 전문인력부족 대부분의종소기업들이전문인력을보유하지못하고 이를 보완해줄전문가 도부족 콘텐츠분야편중 현재의인력양성사업은 콘텐츠분야에편중되어 가상훈련전문인력교육프로그램은전무한상태임 * 가상훈련시스템운영및개발인력, 경험지식디지털화전문인력, 마켓플레이스전문인력, 시나리오저작인력등 기업의 인력양성과수급의문제는중소 중견기업스스로가해결하기 에는어려움이있으며 변화 발전하는기술과 사업의중점기술과매칭을 위해서는지속적인지원이필요함 가상현실산업 은통계청의표준산업분류체계에서 소프트웨어개발업 에해당 하며소프트웨어분야의인력채용은경력자를선호하는것으로판단됨 즉 가상훈련시스템산업에서도동일한현상을보여경력직을선호하는것으로 판단됨 - 2 -

출처 : 2015 ICT 인력동향실태조사 _ 미래창조과학부, 한국전자정보통신산업진흥회, 한국정보통신진흥협회 기존전통전자분야의기술인력이가상훈련시스템분야로의이동이가능하며 이러한숙련된기술인력의이동을통해현장적응및기술습득을위한 시간절약가능 융합분야의전문인력을양성하려면기업내에서상당한기간의훈련을거쳐야가능하며 학교 교육기간등에서추진하고있는전문인력양성사업을 다양화하여기업들의인력양성프로그램참여를확대할수있는환경을조성해야한다 이와동시에기존기업의일반인력을전문인력으로양성할수있는프로그램등을다각화하고 기술의상용화를위한글로벌기술및상품동향의변화에대한이해를높이는것도필요할것이다 (2016 ICT융합생태계실태조사연구보고서, 미래창조과학부 ) - 3 -

융합분야전문인력양성을위해기업내에서소요되는시간및비용등의어려움을해소하고기술전문성을높이기위한방안으로전통전자기술인력에게경력개발이동경로를제시 또한이를통한교육프로그램을제공하여가상훈련분야의전문인력수급가능 사업추진목적 사업추진목적 전자분야의기존기술인력을미래유망융합산업으로이동할수있게끔경력개발경로개발제시 기존전자산업기술인력의새로운일자리제공및신성장산업의우수전문인력공급 기존전자분야퇴직인력의신성장산업으로의이동을통한인력수급개선방안제시 분류체계상신성장산업과전통전략산업간소분류상의이동경로를 제시하여 를활용한기술인력수급방안제시 핵심요소기술개발및시스템운영을위한전문인력양성 핵심기술개발을위한전문인력양성을위하여기업수요와연계한맞춤형인재양성프로그램을개발하여가상훈련시장성장에대응 관련산업전문인력의양성및고용확대를위해전문교육기관육성등의인프라구축및지원 사업목표 기존전자분야에서신성장산업분야 가상훈련시스템개발 로이동이가능한 직무를선정하여경력개발경로개발 기존전자분야에서가상훈련시스템개발 가상훈련시스템설계 검증 가상훈 련구동엔지니어링 분야로의경력이동에필요한능력단위구성 - 4 -

가상훈련시스템분야로경력경로이동에필요한능력단위의학습에필요한 학습모듈개발 양성훈련훈련과정 경력경로이동에필요한학습모듈개발로가상훈련시스템개발전문인력확보를위한양성교육방안마련 사업내용 융합분야 가상훈련시스템개발분야 경력경로이동을위한평생경력체계도개발 가상훈련시스템개발 분야를제외한 개세분류에서 가상훈련시스템개발 분야와연관성이있고 경력이동이가능한세분류선정 가상훈련시스템개발분야직무와밀접한관계가있는능력단위추출 선정된세분류내능력단위별가상훈련시스템개발분야로의이동경로구축 선정된세분류에서가상훈련시스템개발분야로이동가능한경로분석 서울지역인자위 와인력수요조사공동수행 서울지역인자위와 가상현실 분야기업의인력수요조사협력수행 서울 의 서울지역인력훈련수요조사및분석 사업과연계하여가상현실 산업 기업대상조사 기관간역할분담을통한효율적이고내실있는상호시너지효과추구 전자 경력개발경로구축 사업과연계한사업방향제시 조사대상 기업리스트제공 설문지초안설계등 서울 서울지역기업대상조사수행 조사결과공유등 서울지역가상현실 분야기업대상인력및훈련수요조사 채용실태 기술인력의수요및타분야경력직수용의사 재직자및이직자대상훈련수요등 - 5 -

직책별경력이동시필요한훈련과정에요구되는학습모듈개발 경력이동시실무에바로투입이가능하도록필요한가상훈련관련기반지식및기술능력파악 가상훈련관련기반지식및기술에대한학습모듈개발 시범적으로 개분야학습모듈개발제시 차후서울 또는전자인자위자체훈련과정에활용 - 6 -

< 참고 > 전자분야 NCS 분류체계 (2016 기준 ) - 7 -

추진경과 위원구성 개발위원 명 명 학습모듈개발 명 검증위원 명 개발위원 개발참여전문가위주구성 명 가상훈련시스템개발 및 기존전자산업 분야 개발참여전문가 기존전자산업분야 는주요직무분야별로구성 학습모듈개발진 개발위원중학습모듈개발경험자위주 명 검증위원 해당산업관계전문가 명으로구성 기존전자산업분야 가상훈련산업분야전문가로구성 < 개발위원구성 > 구분 No 분야성명직위소속비고 1 기획백창화교수대진대학교 2 기술영업김기진전무넥서스칩스 기존산업분야 3 SW 김용상이사채움씨앤아이 4 기구 / 디자인박진완부장 ( 주 ) 제록스 5 디스플레이김준영부사장 ( 주 )TMS 6 반도체임선영부장 ( 주 ) 와이즈멘토참관 7 기획곽은진이사 ( 주 ) 이노시뮬레이션 가상훈련분야 8 HW 이지석연구소장 ( 주 ) 모션디바이스 9 콘텐츠권순철교수광운대학교학계 FT - NCS 전문가표경명대표 ( 주 ) 크렌드 - 8 -

사업추진방향논의를위한자문회의 연구및결과완성도를높이기위해전문가회의를진행할전문퍼실리테이터 를활용 연구방향및구체적추진방안논의를위해 사전자문회의 를통해퍼실리테이터 선임위원과의견을교환하고자문을받음 경력개발경로제시를위한전문가워크샵 회개최 개발에참여한현장전문가위주로구성된개발위원단과 회워크샵 개최 기구 콘텐츠등분야별비교분석을통한연계성분석및검토 당초 회예정이었던워크샵은진행과정에서지속적이고대폭적인수정보완등으로 인해 회로추가진행함 가상훈련시스템관련직무및경력개발경로분석 가상훈련시스템개발분야의직무분석 가상훈련시스템개발분야로경력이동이가능한세분류및능력단위선정 경력경로이동매칭및필요한능력단위구성등 서울 공동 가상현실 기업인력및훈련수요조사 실시 서울지역인자위 와 가상현실 분야기업의인력수요조사협력수행 서울 의 서울지역인력훈련수요조사및분석 사업과연계하여가상현실 산업 기업대상조사 기관간역할분담을통한효율적이고내실있는상호시너지효과추구 전자 경력개발경로구축 사업과연계한사업방향제시 조사대상 기업리스트제공 설문지초안설계등 서울 서울지역기업대상조사수행 조사결과공유등 - 9 -

서울지역가상현실 분야기업 개사대상인력및훈련수요조사 채용실태 기술인력의수요및타분야경력직수용의사 재직자및이직자대상훈련수요등 가상훈련시스템분야진입을위한교육프로그램 학습모듈 개발 명 본연구에서도출된 전자분야기술인력의가상훈련산업으로의이동을위한경력개발경로모형 을기반으로훈련용학습모듈 종을개발작성 가상훈련으로의이동과정에서 와 에서가장우선적으로필요한기본지식 기술내용을위주로작성 경력개발경로에서필요한능력단위기반으로 학습모듈개발매뉴얼 을활 용하여개발 전자기술전문가와가상훈련전문가공동참여하여학습모듈완성도제고 전자분야및학습모듈작성경험이많은전문가가초안을작성하고 가상훈련산업 전문가가보완하는방식으로작성 학습모듈은 가상훈련기업 에서우선적으로활용하므로해당분야의현장성과 전문성이필수 검수회의형태로진행하되 내용및자료의보완을위해가상훈련전문가가원고 보완작업을추가로진행함 학습모듈및결과보고서완성도제고를위한검수회의 회개최 전자분야전문가가작성한학습모듈초안을가상훈련기업관계자가보완검수하여완성도제고 작성된 초안에가상훈련산업현황을고려하여추가자료검수보완 전자산업및가상훈련분야산학연관계자참여한결과보고서검수회의 결과보고서의완성도제고를위해산학연전문가의의견수렴및보완 - -

< 주요추진일정 > No 일정추진명내용 1 8.14( 월 ) 사전자문회의 2 8.15( 화 ) 개발위원구성 3 8.11( 금 ) 1차워크숍 4 8.19( 토 ) 2차워크숍 연구방향및결과활용방안자문등 : 연구결과활용한퇴직자대상교육사업연계방안제시등 ISC 엄준철선임위원, FT 표경명등 3 명 개발위원구성및추진계획수립 : 개발위원구성안, 일정, 추진방법등 연구방향및세부작성방법논의 서울 RC 협력방안논의 개발위원 7 명, FT, 서울 RC 관계자등 명 HW 분야전자기술 - 가상훈련 NCS 기반경력체계도논의 개발위원 9 명, FT 등 11 명 5 8.26( 토 ) 3차워크숍 6 8.30( 수 ) 4차워크숍 7 9.9( 토 ) 5차워크숍 8 9.16( 토 ) 6차워크숍 HW, 기구분야전자기술 - 가상훈련 NCS 경력체계도논의 개발위원 8 명, FT 등 11 명 SW 분야전자기술 - 가상훈련 NCS 경력체계도논의 학습모듈작성방안협의 개발위원 7 명, FT, 서울 RC 관계자등 명 결과보고서작성방향논의및분담 학습모듈작성분야및내용협의 개발위원 6 명, FT, 서울 RC 관계자등 8 명 결과보고서초안취합및검토 개발위원 6 명, FT 등 8 명 9 9.25( 월 ) 7 차워크숍 결과보고서수정본취합및검토 개발위원 7 명, FT 등 9 명 9 월 ~ 월인력수요실태조사 11 ~.( 화 ) 학습모듈개발 12.17( 월 ) 학습모듈검수회의 서울 RC 협력추진 가상현실 (VR) 기업대상인력및훈련수요조사 학습모듈초안작성 (2 개학습모듈 ) : 전자기술관점의교육훈련안제시 HW 분야 ( 김기진전무 ), SW 분야 ( 김용상이사 ) 작성된 학습모듈 에가상훈련분야관점으로보완 검수 곽은진이사, 이지석연구소장 13.31( 화 ) 보고서검수회의 보고서적정성검수 가상훈련분야, 전자산업전문가등 6 명 - 11 -

Ⅱ. 가상훈련분야이동경력개발경로 전자기기하드웨어 회로 개발분야경력경로 현황 가상훈련은포괄적인업무능력이요구되는융복합산업의대표적인경우이며 따라서가상훈련의능력단위에서필요로하는요소는기존산업의여러능력단위와복합적인연계성이존재함 가상훈련에서 설계 전장구개발및영상시스템개발이 수준으로낮게설정되어있으나기존전자분야의 수준에해당되는것으로판단됨 기존전자기기하드웨어개발분야에서 수준의직무를수행한경험이있을 경우가상훈련과관련된기본지식을습득을통해가상훈련분야의하드웨어 회로 개발업무의수행이가능할것으로판단됨 가상훈련분야의기업이벤처 중소기업위주로구성되어있어인력수요는 많지않으나 융복합산업의성격에따라관련업계와의동반성장이요구되므로산업인력의지속적인요구가있을것으로판단됨 하드웨어개발엔지니어 정보통신 H/W 개발자 하드웨어개발담당자 4 대리 / 전임연구원 하드웨어기능별설계 하드웨어완성품검증 정보통신기기부품선정 정보통신기기아날로그회로설계 정보통신기기디지털회로설계 하드웨어회로설계 하드웨어개발샘플제작 정보통신기기회로검증 하드웨어개발실무자 산업용전자기기하드웨어개발담당자 정보통신 H/W 실무자 가상훈련시스템연구원 하드웨어개발실무자 3 주임 / 주임연구원 하드웨어부품선정 하드웨어성능구현 하드웨어규격검토 제품회로설계 정보통신기기사양결정 정보통신기기 PCB 보드개발 가상훈련시스템 HW 설계 가상훈련시스템전장구개발 가상훈련영상시스템개발 직능수준 직능유형 가전기기하드웨어개발 산업용전자기기하드웨어개발 정보통신기기하드웨어개발 전자응용기기하드웨어개발 가상훈련시스템설계 검증 가상훈련구동엔지니어링 - 12 -

직무별훈련내용및훈련시간 가상훈련분야하드웨어 회로 관련능력단위를기준으로 전자기기하드웨어 개발기존분야의능력단위와관련성을바탕으로매칭함 가상훈련분야의단위능력단위에서요구되는능력은기존산업분야의여러능력단위의능력이동시에요구됨 훈련시간은기존분야능력단위를가진훈련자가가상훈련분야단위능력 단위의습득을위해투입해야하는최소시간으로 표준을바탕으로제시함 기존분야능력단위중낮은수준의경력자인경우많은훈련시간이필요할것으로보임 기존분야에서의하드웨어는회로작업을중심으로하는경력인관계로 가상훈련의실물모형가공 조립 제작 구동에따른경험이대부분부족할수있음 이부분에대한심화교육이필요할것으로판단됨 훈련시간구성은 기존산업분야의상위수준경력자는동일산업분야의하위 수준업무를습득하고있다는전제로구성됨 세분류직무내용능력단위 가전기기하드웨어개발 산업용전자기기하드웨어개발 하드웨어개발엔지니어 하드웨어개발실무자 산업용전자기기하드웨어개발담당자 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 하드웨어기능별설계 기구부설계하기 15 하드웨어완성품검증 하드웨어부품선정 구동부설계하기 15 기구부설계하기 15 하드웨어성능구현 구동부설계하기 15 하드웨어규격검토전장구설계하기 제품회로설계 기구부설계하기 15 구동부설계하기 15 직무내용 가상훈련시스템설계 검증 능력단위 정보통신기기하드웨어개발 정보통신 H/W 개발자 정보통신기기부품선정 정보통신기기아날로그회로설계 정보통신기기디지털회로설계 정보통신기기회로검증 기구부설계하기 15 구동부설계하기 15 전장구설계하기 가상훈련시스템연구원 가상훈련시스템 HW 설계 정보통신 H/W 실무자 정보통신기기사양결정 정보통신기기 PCB 보드개발 기구부설계하기 15 구동부설계하기 15-13 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련시스템설계 검증 능력단위 전장구설계하기 전자응용기기하드웨어개발 하드웨어개발담당자 하드웨어회로설계 하드웨어개발샘플제작 기구부설계하기 15 구동부설계하기 15 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 가상훈련구동엔지니어링 직무내용 능력단위 가전기기하드웨어개발 하드웨어개발엔지니어 하드웨어개발실무자 하드웨어기능별설계 하드웨어완성품검증 하드웨어부품선정 하드웨어성능구현 하드웨어규격검토 전장품구축하기 15 전기회로구성하기 15 전장품구축하기 15 산업용전자기기하드웨어개발 산업용전자기기하드웨어개발담당자 제품회로설계 PCB 제작하기 전장품구축하기 15 정보통신기기부품선정 정보통신기기하드웨어개발 정보통신 H/W 개발자 정보통신기기아날로그회로설계 정보통신기기디지털회로설계 정보통신기기회로검증 전장품구축하기 15 하드웨어개발실무자 가상훈련시스템전장구개발 정보통신 H/W 실무자 정보통신기기사양결정 정보통신기기 PCB 보드개발 전기회로구성하기 전장품구축하기 15 전자응용기기하드웨어개발 하드웨어개발담당자 하드웨어회로설계 하드웨어개발샘플제작 PCB 제작하기 전장품구축하기 세분류직무내용능력단위 가전기기하드웨어개발 하드웨어개발엔지니어 하드웨어개발실무자 하드웨어기능별설계 하드웨어완성품검증 하드웨어부품선정 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 영상시스템검토하기 영상시스템제작하기 20 영상시스템성능측정하기 영상시스템검토하기 하드웨어성능구현영상시스템제작하기 20 영상시스템성능하드웨어규격검토 15 측정하기 가상훈련구동엔지니어링 직무내용 하드웨어개발실무자 능력단위 가상훈련영상시스템개발 - 14 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 가상훈련구동엔지니어링 직무내용 능력단위 정보통신기기부품선정 영상시스템검토하기 정보통신기기하드웨어개발 정보통신 H/W 개발자 정보통신기기아날로그회로설계 정보통신기기디지털회로설계 정보통신기기회로검증 영상시스템제작하기 20 영상시스템성능측정하기 15 정보통신 H/W 실무자 정보통신기기사양결정 정보통신기기 PCB 보드개발 영상시스템검토하기 영상시스템제작하기 20 영상시스템성능측정하기 15-15 -

관련능력단위비교 가상훈련 기존산업군중단위산업과가상훈련산업과의 연관성으로파악 기존산업 ( 가전기기하드웨어개발 ) 능력단위 하드웨어기능별설계 하드웨어완성품검증 능력단위 하드웨어부품선정 하드웨어성능구현 하드웨어규격검토 하드웨어개발엔지니어 능력단위요소 하드웨어분석하기 하드웨어구성하기 블록도작성하기 완성품제작하기 안전규격검증하기 신뢰성검증하기 하드웨어개발실무자 능력단위요소 부품의특성분석하기 부품의검사항목결정하기 부품선정하기 신규부품개발하기 기판제작하기 시제품조립하기 시제품성능검사하기 제품의기능결정하기 제품의구성결정하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 전장구설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 하드웨어개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템전장구개발 가상훈련시스템영상시스템개발 전기회로구성하기 PCB 제작하기 PCB 제작하기 전장품구축하기 영상시스템검토하기 영상시스템제작하기 1.1 제시된설계도에따라전장품의제약조건을확인할수있다. 1.2 제약조건을고려하여회로설계에필요한부품의특성, 용량, 규격등을확인하고적합한부품을선정할수있다. 1.3 제시된설계도를근거로회로설계프로그램을활용하여적합한회로도를구성할수있다. 1.4 구성된회로도의정상동작여부를회로설계프로그램을통하여점검할수있다. 2.1 회로의요구성능을구현하기위하여회로도에서요구되는규격과일치여부를검토할수있다. 2.2 검토된요구성능을바탕으로선정된회로부품을검사하여설계조건을분석할수있다. 2.3 PCB( 또는회로보드 ) 제작시사용자의편의를위하여크기 / 장착 / 위치 / 작동 / 조작에대한외형형상을적용한다. 2.4 회로설계프로그램으로검증된설계도에따라 PCB 를제작하거나제작을의로할수있다. 2.5 제작된 PCB 의구조및동작에대한검사를수행할수있다. 2.6 검사한결과를통하여문제점이발견된경우보완하여신뢰성을확보할수있다. 3.1 가상훈련시스템에적용할전장부품을구축하기위하여전자부품의제작또는수급방법에대해목록을작성할수있다. 3.2 제작된가상훈련시스템기구부 / 구동부단위부품에장착될전원 / 통신 / 센서 / 을요구하는설계에따라작성된목록을활용하여전장품을구축할수있다. 3.3 구축된전장품이제작 / 구축조건을만족시키는지안정성시험항목을선정할수있다. 3.4 확보된검사용장비를활용하여전장부품에대한안정성검사를수행할수있다. 3.5 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써기구안정성에대한신뢰성을확보할수있다. 1.1 제시된영상시스템설계도가디스플레이의시야각 (field of view) 크기와기구물제작에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고영상시스템제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라영상시스템제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 사용자에게현실감과몰입감을주기위한시인성을확보하기위해사용자의시야각및가상훈련장치의운동영역을분석할수있다. 2.3 작업공정계획에의해필요한디스플레이종류 ( 프로젝션 / 평면 TV/HMD 등 ) 및부품을확인하여수급할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로영상시스템구조에적합한 - 16 -

영상시스템성능측정하기 형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된디스플레이장치가요구하는설계에따라제작 / 구축조건을만족시키는지확인할수있다. 3.2 확인된디스플레이장치를통해구현되는영상화면이다른장치와상호작용하며나타나는현상및품질평가에대해시험항목을선정하고평가할수있다. 3.3 성능평가결과를바탕으로문제점이발견된경우개선하여, 영상시스템의신뢰성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을보임 가전기기하드웨어 회로 개발경력자는가상훈련의기구 구동부문실물설계의 교육이필요함 가상훈련영상시스템개발부분의로의이동을위해서는전반적인재교육이필요함 노란색은가전기기하드웨어 회로 개발능력과관련성이거의없는새로운부분 이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분임 기존산업 ( 산업용전자기기하드웨어개발 ) 산업용전자기기하드웨어개발담당자 능력단위 제품회로설계 능력단위요소 블록설계하기 회로도설계하기 PCB 설계하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 하드웨어개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템전장구개발 전기회로구성하기 PCB 제작하기 1.1 제시된설계도에따라전장품의제약조건을확인할수있다. 1.2 제약조건을고려하여회로설계에필요한부품의특성, 용량, 규격등을확인하고적합한부품을선정할수있다. 1.3 제시된설계도를근거로회로설계프로그램을활용하여적합한회로도를구성할수있다. 1.4 구성된회로도의정상동작여부를회로설계프로그램을통하여점검할수있다. 2.1 회로의요구성능을구현하기위하여회로도에서요구되는규격과일치여부를검토할수있다. - 17 -

가상훈련시스템영상시스템개발 전장품구축하기 영상시스템검토하기 영상시스템제작하기 영상시스템성능측정하기 2.2 검토된요구성능을바탕으로선정된회로부품을검사하여설계조건을분석할수있다. 2.3 PCB( 또는회로보드 ) 제작시사용자의편의를위하여크기 / 장착 / 위치 / 작동 / 조작에대한외형형상을적용한다. 2.4 회로설계프로그램으로검증된설계도에따라 PCB 를제작하거나제작을의뢰할수있다. 2.5 제작된 PCB 의구조및동작에대한검사를수행할수있다. 2.6 검사한결과를통하여문제점이발견된경우보완하여신뢰성을확보할수있다. 3.1 가상훈련시스템에적용할전장부품을구축하기위하여전자부품의제작또는수급방법에대해목록을작성할수있다. 3.2 제작된가상훈련시스템기구부 / 구동부단위부품에장착될전원 / 통신 / 센서 / 을요구하는설계에따라작성된목록을활용하여전장품을구축할수있다. 3.3 구축된전장품이제작 / 구축조건을만족시키는지안정성시험항목을선정할수있다. 3.4 확보된검사용장비를활용하여전장부품에대한안정성검사를수행할수있다. 3.5 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써기구안정성에대한신뢰성을확보할수있다. 1.1 제시된영상시스템설계도가디스플레이의시야각 (field of view) 크기와기구물제작에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고영상시스템제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라영상시스템제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 사용자에게현실감과몰입감을주기위한시인성을확보하기위해사용자의시야각및가상훈련장치의운동영역을분석할수있다. 2.3 작업공정계획에의해필요한디스플레이종류 ( 프로젝션 / 평면 TV/HMD 등 ) 및부품을확인하여수급할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로영상시스템구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된디스플레이장치가요구하는설계에따라제작 / 구축조건을만족시키는지확인할수있다. 3.2 확인된디스플레이장치를통해구현되는영상화면이다른장치와상호작용하며나타나는현상및품질평가에대해시험항목을선정하고평가할수있다. 3.3 성능평가결과를바탕으로문제점이발견된경우개선하여, 영상시스템의신뢰성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기본단계능력이므로추가교육이필요함 산업용전자기기하드웨어 회로 개발경력자는가상훈련의기구 구동부문실물설계의 교육이필요함 노란색은산업용전자기기하드웨어 회로 개발능력과관련성이거의없는새로운 부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분임 산업용전자기기하드웨어 회로 개발경력자는가상훈련시스템영상시스템개발에 많은교육이필요할것으로판단됨 - 18 -

기존산업 ( 정보통신기기하드웨어개발 ) 능력단위 정보통신기기부품선정 정보통신기기아날로그회로설계 정보통신기기디지털회로설계 정보통신기기회로검증 능력단위 정보통신기기사양결정 정보통신기기 PCB 보드개발 정보통신 H/W 개발자 능력단위요소 부품성능파악하기 부품단가분석하기 최적부품선정하기 RF 부설계하기 전원부설계하기 AV 부설계하기 센서부설계하기 디스플레이부설계하기 AP 부설계하기 인터페이스설계하기 회로시뮬레이션하기 검증용보드시험하기 문제점보완하기 정보통신 H/W 실무자 능력단위요소 인증파악하기 기능규격파악하기 사양명세서작성하기 PCB 설계하기 PCB 제작하기 PCB 시험하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 전장구설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 하드웨어개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템전장구개발 가상훈련시스템영상시스템개발 전기회로구성하기 전기회로구성하기 PCB 제작하기 전장품구축하기 영상시스템검토하기 영상시스템제작하기 영상시스템성능측정하기 1.1 제시된설계도에따라전장품의제약조건을확인할수있다. 1.2 제약조건을고려하여회로설계에필요한부품의특성, 용량, 규격등을확인하고적합한부품을선정할수있다. 1.3 제시된설계도를근거로회로설계프로그램를활용하여적합한회로도를구성할수있다. 1.4 구성된회로도의정상동작여부를회로설계프로그램을통하여점검할수있다. 2.1 회로의요구성능을구현하기위하여회로도에서요구되는규격과일치여부를검토할수있다. 2.2 검토된요구성능을바탕으로선정된회로부품을검사하여설계조건을분석할수있다. 2.3 PCB( 또는회로보드 ) 제작시사용자의편의를위하여크기 / 장착 / 위치 / 작동 / 조작에대한외형형상을적용한다. 2.4 회로설계프로그램으로검증된설계도에따라 PCB 를제작하거나제작을의로할수있다. 2.5 제작된 PCB 의구조및동작에대한검사를수행할수있다. 2.6 검사한결과를통하여문제점이발견된경우보완하여신뢰성을확보할수있다. 3.1 가상훈련시스템에적용할전장부품을구축하기위하여전자부품의제작또는수급방법에대해목록을작성할수있다. 3.2 제작된가상훈련시스템기구부 / 구동부단위부품에장착될전원 / 통신 / 센서 / 을요구하는설계에따라작성된목록을활용하여전장품을구축할수있다. 3.3 구축된전장품이제작 / 구축조건을만족시키는지안정성시험항목을선정할수있다. 3.4 확보된검사용장비를활용하여전장부품에대한안정성검사를수행할수있다. 3.5 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써기구안정성에대한신뢰성을확보할수있다. 1.1 제시된영상시스템설계도가디스플레이의시야각 (field of view) 크기와기구물제작에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고영상시스템제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라영상시스템제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 사용자에게현실감과몰입감을주기위한시인성을확보하기위해사용자의시야각및가상훈련장치의운동영역을분석할수있다. 2.3 작업공정계획에의해필요한디스플레이종류 ( 프로젝션 / 평면 TV/HMD 등 ) 및부품을확인하여수급할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로영상시스템구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된디스플레이장치가요구하는설계에따라제작 / 구축조건을만족시키는지확인할수있다. 3.2 확인된디스플레이장치를통해구현되는영상화면이다른장치와상호작용하 - 19 -

며나타나는현상및품질평가에대해시험항목을선정하고평가할수있다. 3.3 성능평가결과를바탕으로문제점이발견된경우개선하여, 영상시스템의신뢰성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기초단계능력이므로추가교육이필요함 정보통신기기하드웨어 회로 개발경력자는가상훈련의전장구개발부문의능력 요소와가장연관성이높음 가상훈련의 설계부분에서는사양결정 부품선정등의기초분석에는연관성이 있으나실물구조의설계부분경력이부족하므로설계프로그램의습득이꼭필요함 노란색은정보통신기기하드웨어개발능력과관련성이거의없는새로운부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분으로생각됨 기존산업 ( 전자응용기기하드웨어개발 ) 능력단위 하드웨어회로설계 하드웨어개발샘플제작 하드웨어개발담당자 능력단위요소 부품선정하기 블록설계하기 회로도설계하기 PCB 설계하기 개발샘플조립하기 프로그램용보드이관하기 개발샘플테스트하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 하드웨어개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템전장구개발 전기회로구성하기 PCB 제작하기 1.1 제시된설계도에따라전장품의제약조건을확인할수있다. 1.2 제약조건을고려하여회로설계에필요한부품의특성, 용량, 규격등을확인하고적합한부품을선정할수있다. 1.3 제시된설계도를근거로회로설계프로그램를활용하여적합한회로도를구성할수있다. 1.4 구성된회로도의정상동작여부를회로설계프로그램을통하여점검할수있다. 2.1 회로의요구성능을구현하기위하여회로도에서요구되는규격과일치여부를검토할수있다. - 20 -

가상훈련시스템영상시스템개발 전장품구축하기 영상시스템검토하기 영상시스템제작하기 영상시스템성능측정하기 2.2 검토된요구성능을바탕으로선정된회로부품을검사하여설계조건을분석할수있다. 2.3 PCB( 또는회로보드 ) 제작시사용자의편의를위하여크기 / 장착 / 위치 / 작동 / 조작에대한외형형상을적용한다. 2.4 회로설계프로그램으로검증된설계도에따라 PCB 를제작하거나제작을의뢰할수있다. 2.5 제작된 PCB 의구조및동작에대한검사를수행할수있다. 2.6 검사한결과를통하여문제점이발견된경우보완하여신뢰성을확보할수있다. 3.1 가상훈련시스템에적용할전장부품을구축하기위하여전자부품의제작또는수급방법에대해목록을작성할수있다. 3.2 제작된가상훈련시스템기구부 / 구동부단위부품에장착될전원 / 통신 / 센서 / 을요구하는설계에따라작성된목록을활용하여전장품을구축할수있다. 3.3 구축된전장품이제작 / 구축조건을만족시키는지안정성시험항목을선정할수있다. 3.4 확보된검사용장비를활용하여전장부품에대한안정성검사를수행할수있다. 3.5 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써기구안정성에대한신뢰성을확보할수있다. 1.1 제시된영상시스템설계도가디스플레이의시야각 (field of view) 크기와기구물제작에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고영상시스템제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라영상시스템제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 사용자에게현실감과몰입감을주기위한시인성을확보하기위해사용자의시야각및가상훈련장치의운동영역을분석할수있다. 2.3 작업공정계획에의해필요한디스플레이종류 ( 프로젝션 / 평면 TV/HMD 등 ) 및부품을확인하여수급할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로영상시스템구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된디스플레이장치가요구하는설계에따라제작 / 구축조건을만족시키는지확인할수있다. 3.2 확인된디스플레이장치를통해구현되는영상화면이다른장치와상호작용하며나타나는현상및품질평가에대해시험항목을선정하고평가할수있다. 3.3 성능평가결과를바탕으로문제점이발견된경우개선하여, 영상시스템의신뢰성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기초단계능력이므로추가교육이필요함 전자응용기기하드웨어 회로 개발경력자는가상훈련의전장구개발부문의능력 요소와가장연관성이높음 전자응용기기하드웨어 회로 개발경력자중하드웨어회로설계자는가상훈련전장구 개발직무의수행을위해실물개발학습부분이꼭보완되어야할부분으로생각됨 노란색은전자응용기기하드웨어 회로 개발능력과관련성이거의없는새로운 부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분으로생각됨 전자응용기기하드웨어 회로 개발경력자는가상훈련시스템영상시스템개발에 많은교육이필요할것으로판단됨 - 21 -

전자기기기구개발분야경력경로 1 현황 가상훈련시스템의기구부개발은제시된설계도를해석 검토하여안정성이 확보된기구부를개발하는능력으로가상훈련시스템개발에있어서많은비중을차지한다 가상훈련시스템설계 검증및가상훈련구동엔지니어링에서수준은 수준으로낮게평가되어있고각각 개의능력단위로직무정의가되어있어서 인 근로자가여러가지능력단위를수행하는것으로되어있다 하지만실제로는 수준이상을요구하며능력단위세분화가필요로하고한명이아닌여러명의근로자가업무를수행한다 아직가상훈련시스템의시장규모가크지않아서상대적으로인력수요는높지않으나향후에가상훈련시스템산업이성장할경우능력단위를세분화할경우더많은인력수요가예상됨 기존의기구개발업무경력을바탕으로가상훈련시스템분야로경력이동을할경우가상훈련시스템구동부개발과관련된훈련을통해경력이동에도움이될것으로보여짐 - 22 -

6 차장 / 책임연구원 기구개발책임자 기구개발타당성분석 기구개발총괄자 기구개발계획수립 5 과장 / 선임연구원 기구개발책임자 기구구상설계 기구개발책임자 기구설계규격확정 기구개념설계 정보통신기기기구개발관리자 정보통신기기기구기술분석 기구기획관리자 기구설계구상 기구개발담당자 기구설계담당자 / 기구제작담당자 / 기구관리담당자 정보통신기기기구개발자 기구설계담당자 / 기구품질담당자 구동부개발실무자 4 대리 / 전임연구원 기구워킹목업제작준비 기구워킹목업제작 기구상세설계 기구상세설계검증 기구제작 기구개선 기구양산지원 정보통신기기기구설계 정보통신기기기구품질개선 정보통신기기기구생산지원 기구설계 기구설계검증 기구설계품질인증 가상훈련시스템구동부개발 3 주임 / 주임연구원 선행제작담당자 기구시제품제작 가상훈련시스템연구원 가상훈련시스템 HW 설계 가상훈련시스템 HW 제작설계 하드웨어개발실무자 가상훈련시스템기구부개발 기구설계실무자 기구시험담당자 2 사원 / 연구원 기구설계기구시제품제작 기구성능시험 기구양산지원 직능수준 직능유형 가전기기기구개발 산업용전자기기기구개발 정보통신기기기구개발 전자응용기기기구개발 가상훈련시스템설계 검증 가상훈련구동엔지니어링 직무별훈련내용및훈련시간 가전기기기구개발 산업용전자기기기구개발 정보통신기기기구개발 전자응용 기기기구개발분야의세분류에서개발된능력단위와유사하나가상훈련시스템은여러개의능력단위가한개의능력단위로통합되어있음 업무의중요도는높으나난이도가높지않아서훈련난이도 등급이하의업무는 시간 시간정도의훈련으로업무수행이가능함 가상훈련시스템은관련된여러개의능력단위가한개의능력단위로통합되어있으므로기구개발의여러능력단위업무를수행한경력이있는인력의경우가상훈련시스템업무에보다쉽게적응이가능함 - 23 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 기구개발책임자 기구구상설계 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 가전기기기구개발 기구개발담당자 기구워킹목업제작준비 기구워켕목업제작 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 기구설계실무자 기구설계 기구시제품제작 기구양산지원 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 기구개발책임자기구개발타당성분석 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 기구개발관리자기구설계규격확정 기구개념설계 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 산업용전자기기기구개발 기구설계담당자 / 기구제작담당자 / 기구관리담당자 기구상세설계 기구상세설계검증 기구제작 기구개선 기구양산지원 기구시험담당자기구성능시험 정보통신기기기구개발관리자 정보통신기기기구기술분석 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 가상훈련시스템연구원 가상훈련시스템 HW 설계 / 가상훈련시스템 HW 제작설계 정보통신기기기구개발 정보통신기기기구개발자 정보통신기기기구설계 정보통신기기기구품질개선 구동부설계하기 20 정보통신기기기구생산지원 전장구설계하기 15 기구개발총괄자기구개발계획수립 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 전자응용기기기구개발 기구기획관리자기구설계구상 기구설계담당자 / 기구품질담당자 / 생산담당자 기구설계 기구설계검증 기구설계품질인증 선행제작담당자기구시제품제작 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15 구동부설계하기 20 전장구설계하기 15-24 -

세분류직무내용능력단위 가전기기기구개발 산업용전자기기기구개발 정보통신기기기구개발 전자응용기기기구개발 기구개발책임자 기구개발담당자 기구설계실무자 기구설계담당자 / 기구제작담당자 / 기구관리담당자 기구구상설계 기구워킹목업제작준비 기구워켕목업제작 기구설계 기구시제품제작 기구양산지원 기구상세설계 기구상세설계검증 기구제작 기구개선 기구양산지원 기구시험담당자기구성능시험 정보통신기기기구개발자 기구설계담당자 / 기구품질담당자 / 생산담당자 정보통신기기기구설계 정보통신기기기구품질개선 정보통신기기기구생산지원 기구설계 기구설계검증 기구설계품질인증 선행제작담당자기구시제품제작 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 기구부안정성확보하기 훈련시간 15 기구부설계검토하기 15 기구부안정성확보하기 15 기구부설계검토하기 15 기구부설계검토하기 15 기구부설계검토하기 15 기구부제작하기 20 기구부설계검토하기 15 기구부설계검토하기 15 기구부설계검토하기 15 기구부안정성확보하기 15 직무내용 하드웨어개발실무지 가상훈련 능력단위 가상훈련시스템기구부개발 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 기구개발책임자 기구구상설계 구동부제어프로그램개발하기 15 가전기기기구개발 기구개발담당자 기구설계실무자 기구워킹목업제작준비 기구워켕목업제작 기구설계 기구시제품제작 기구양산지원 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 15 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 15 구동부개발실무지 가상훈련시스템기구부개발 산업용전자기기기구개발 기구개발책임자기구개발타당성분석 구동부제어프로그램개발하기 15 구동부안정성 - 25 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 확보하기 기구개발관리자 기구설계규격확정 기구개념설계 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15 기구설계담당자 / 기구제작담당자 / 기구관리담당자 기구상세설계 기구상세설계검증 기구제작 기구개선 기구양산지원 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15 정보통신기기기구개발 전자응용기기기구개발 정보통신기기기구개발관리자 정보통신기기기구개발자 정보통신기기기구기술분석 정보통신기기기구설계 정보통신기기기구품질개선 정보통신기기기구생산지원 기구개발총괄자기구개발계획수립 기구기획관리자기구설계구상 기구설계담당자 / 기구품질담당자 / 생산담당자 기구설계 기구설계검증 기구설계품질인증 선행제작담당자기구시제품제작 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15 15 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15 구동부설계검토하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 15-26 -

관련능력단위비교 가상훈련 기존산업 ( 가전기기기구개발 ) 능력단위 기구구상설계 능력단위 기구워킹목업제작준비 기구워킹목업제작 능력단위 기구설계 기구시제품제작 기구양산지원 기구개발책임자 능력단위요소 기구선행기술검토하기 콘셉트파악하기 사용자환경파악하기 설치환경파악하기 구상설계수행하기 기구개발담당자 능력단위요소 공용기구물검토하기 신가공법적용하기 워킹목업제작하기 기능검토하기 기구설계실무자 능력단위요소 설계레이아웃작성하기 상세설계하기 시뮬레이션최적화하기 작업공정도작성하기 시제품제작하기 시제품검증하기 양산문서작성하기 관계부서지원하기 양산문제점개선하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 가상훈련시스템 HW 제작설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 도면화하기 제작프로세스수립하기 제작용특수설비설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 1.1 가상훈련시스템의 3D 설계자료를 2D 자료로변환할수있다. 1.2 2D 자료로변환한설계도에규격정보를기입할수있다. 1.3 도면작성기준에따라도면의표제부와부품목록표를작성할수있다. 1.4 도면자료주기란에제작시필요한정보들을식별하여기재할수있다. 2.1 설계도면을기준으로단품단위제작가능여부를결정할수있다. 2.2 단품단위설계도면을해석하여전개도를작성할수있다. 2.3 단품단위전개도를기준으로제작공정절차를식별할수있다. 2.4 전개도를분석하여제작공정에대한작업지침서를작성할수있다. 3.1 가상훈련시스템설계도면을분석하여제작용특수설비를식별할수있다. 3.2 가상훈련시스템설계도면을기준으로식별된특수설비를설계할수있다. 3.3 가상훈련시스템제작과설치를위한특수공구및지그 (Jig) 를식별할수있다. 3.4 가상훈련시스템제작과설치에필요한특수공구및지그 (Jig) 를설계할수있다. 하드웨어개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템기구부개발 기구부설계검토하기 기구부제작하기 기구부안정성확보하기 1.1 제시된설계도의설계사양, 치수, 부품목록등이기구부의개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고기구부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라기구부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로기구구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 2.5 제작된기구부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 3.1 제작된기구부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 3.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 3.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라기구부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 3.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 구동부개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 구동부설계검토하기 1.1 제시된구동부설계도가형상, 제어컨트롤러, 모터, 액추에이터 (actuator), 부품목록등이구동부개발에적합한지검토할수있다. - 27 -

구동부개발 구동부제작하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고구동부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라구동부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로구동부구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된시제품이원활하게작동하기위한구동부제어프로그램의요구사항을검토할수있다. 3.2 검토된요구사항을토대로구동부의제어프로그램개발을위한개발환경을구축할수있다. 3.3 구축된개발환경과검토된요구사항을토대로구동부의원활한작동을위한모터액추에이터 (actuator) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 제작된구동부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 4.1 제작된구동부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라구동부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 4.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기초단계능력이므로추가교육이필요함 가전기기기구개발경력자는가상훈련의기구 구동부문실물설계의교육이필요함 노란색은가전기기기구개발능력과관련성이거의없는새로운부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분임 가전기기기구개발경력자는가상훈련시스템영상시스템개발에많은교육이필요할것으로판단됨 기존산업 ( 산업용전자기기기구개발 ) 능력단위 기구개발타당성분석 능력단위 기구설계규격 기구개발책임자 능력단위요소 고객요구사항자료분석하기 목표시장선정하기 제품군선정하기 기구개발관리자 능력단위요소 개발기능정의하기 소재검토하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 기구부설계하기 구동부설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. - 28 -

확정 기구개념설계 기구사양결정하기 디자인동향, 경쟁제품분석하기 개념설계하기 디자인시안개발하기 기구설계담당자 / 기구제작담당자 / 기구관리담당자 능력단위 기구상세설계 기구상세설계검증 기구제작 기구개선 기구양산지원 능력단위 기구성능시험 능력단위요소 레이아웃설계하기 기구요소설계하기 설계내용검증하기 금형제작가능성분석하기 워킹목업제작하기 시제품제작하기 유관부서와협의하기 기구설계보완하기 보완내용확인하기 기구설계도사후관리하기 생산지원하기 고객만족도지원하기 유지보수하기 기구시험담당자 능력단위요소 조립성시험하기 연동시험하기 환경신뢰성시험하기 가상훈련시스템 HW 제작설계 전장구설계하기 도면화하기 제작프로세스수립하기 제작용특수설비설계하기 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 1.1 가상훈련시스템의 3D 설계자료를 2D 자료로변환할수있다. 1.2 2D 자료로변환한설계도에규격정보를기입할수있다. 1.3 도면작성기준에따라도면의표제부와부품목록표를작성할수있다. 1.4 도면자료주기란에제작시필요한정보들을식별하여기재할수있다. 2.1 설계도면을기준으로단품단위제작가능여부를결정할수있다. 2.2 단품단위설계도면을해석하여전개도를작성할수있다. 2.3 단품단위전개도를기준으로제작공정절차를식별할수있다. 2.4 전개도를분석하여제작공정에대한작업지침서를작성할수있다. 3.1 가상훈련시스템설계도면을분석하여제작용특수설비를식별할수있다. 3.2 가상훈련시스템설계도면을기준으로식별된특수설비를설계할수있다. 3.3 가상훈련시스템제작과설치를위한특수공구및지그 (Jig) 를식별할수있다. 3.4 가상훈련시스템제작과설치에필요한특수공구및지그 (Jig) 를설계할수있다. 하드웨어개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템기구부개발 기구부설계검토하기 기구부제작하기 기구부안정성확보하기 1.1 제시된설계도의설계사양, 치수, 부품목록등이기구부의개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고기구부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라기구부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로기구구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 2.5 제작된기구부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 3.1 제작된기구부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 3.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 3.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라기구부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 3.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 구동부개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템구동부개발 구동부설계검토하기 구동부제작하기 구동부제어프로그램개발하기 1.1 제시된구동부설계도가형상, 제어컨트롤러, 모터, 액추에이터 (actuator), 부품목록등이구동부개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고구동부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라구동부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로구동부구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된시제품이원활하게작동하기위한구동부제어프로그램의요구사항을검토할수있다. 3.2 검토된요구사항을토대로구동부의제어프로그램개발을위한개발환경을구축할수있다. 3.3 구축된개발환경과검토된요구사항을토대로구동부의원활한작동을위한모터액추에이터 (actuator) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 제작된구동부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 구동부안정성 4.1 제작된구동부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선 - 29 -

확보하기 정할수있다. 4.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라구동부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 4.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기초단계능력이므로추가교육이필요함 산업용전자기기기구개발경력자는가상훈련의기구 구동부문실물설계의교육이 필요함 노란색은산업용전자기기기구개발능력과관련성이거의없는새로운부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분임 산업용전자기기기구개발경력자는가상훈련시스템영상시스템개발에많은교육이필요할것으로판단됨 기존산업 ( 정보통신기기기구개발 ) 정보통신기기기구개발관리자 능력단위 정보통신기기기구기술분석 능력단위 정보통신기기기구설계 정보통신기기기구품질개선 정보통신기기기구생산지원 능력단위요소 핵심기술검토하기 지식재산권분석하기 규격인증검토하기 정보통신기기기구개발자 능력단위요소 기구외관설계하기 기술자료작성하기 시제품제작하기 품질시험의뢰하기 문제점분석하기 문제점개선사항적용하기 공정관리지원하기 조립지그제작하기 기술자매뉴얼작성하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 가상훈련시스템 HW 제작설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 도면화하기 제작프로세스수립하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 1.1 가상훈련시스템의 3D 설계자료를 2D 자료로변환할수있다. 1.2 2D 자료로변환한설계도에규격정보를기입할수있다. 1.3 도면작성기준에따라도면의표제부와부품목록표를작성할수있다. 1.4 도면자료주기란에제작시필요한정보들을식별하여기재할수있다. 2.1 설계도면을기준으로단품단위제작가능여부를결정할수있다. 2.2 단품단위설계도면을해석하여전개도를작성할수있다. 2.3 단품단위전개도를기준으로제작공정절차를식별할수있다. 2.4 전개도를분석하여제작공정에대한작업지침서를작성할수있다. - 30 -

제작용특수설비설계하기 3.1 가상훈련시스템설계도면을분석하여제작용특수설비를식별할수있다. 3.2 가상훈련시스템설계도면을기준으로식별된특수설비를설계할수있다. 3.3 가상훈련시스템제작과설치를위한특수공구및지그 (Jig) 를식별할수있다. 3.4 가상훈련시스템제작과설치에필요한특수공구및지그 (Jig) 를설계할수있다. 하드웨어개발실무지 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템기구부개발 기구부설계검토하기 기구부제작하기 기구부안정성확보하기 1.1 제시된설계도의설계사양, 치수, 부품목록등이기구부의개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고기구부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라기구부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로기구구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 2.5 제작된기구부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 3.1 제작된기구부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 3.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 3.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라기구부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 3.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 구동부개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템구동부개발 구동부설계검토하기 구동부제작하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 1.1 제시된구동부설계도가형상, 제어컨트롤러, 모터, 액추에이터 (actuator), 부품목록등이구동부개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고구동부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라구동부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로구동부구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된시제품이원활하게작동하기위한구동부제어프로그램의요구사항을검토할수있다. 3.2 검토된요구사항을토대로구동부의제어프로그램개발을위한개발환경을구축할수있다. 3.3 구축된개발환경과검토된요구사항을토대로구동부의원활한작동을위한모터액추에이터 (actuator) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 제작된구동부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 4.1 제작된구동부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라구동부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 4.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이 있음을의미함 - 31 -

가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기초단계능력이므로추가교육이필요함 정보통신기기기구개발경력자는가상훈련의기구 구동부문실물설계의교육이 필요함 노란색은정보통신기기기구개발능력과관련성이거의없는새로운부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분임 정보통신기기기구개발경력자는가상훈련시스템영상시스템개발에많은교육이필요할것으로판단됨 기존산업 ( 전자응용기기기구개발 ) 능력단위 기구개발계획수립 능력단위 기구설계구상 기구기획관리자 능력단위요소 설계검토하기 설계구상도작성하기 설계도면제작하기 모형제작하기 기구설계담당자 / 기구품질담당자 / 생산담당자 능력단위 기구설계 기구설계검증 기구설계품질인증 능력단위 기구시제품제작 기구개발총괄자 능력단위요소 기술분석하기 원가분석하기 일정계획수립하기 능력단위요소 구조설계하기 시뮬레이션분석하기 상세설계도작성하기 부품검사하기 성능검사하기 안전성검사하기 문제점분석하기 규격인증준비하기 선행제작담당자 능력단위요소 가공공정도작성하기 시제품제작관리하기 시제품검증하기 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 하드웨어개발실무지 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템기구부개발 기구부설계검토하기 기구부제작하기 가상훈련시스템연구원 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 HW 설계 가상훈련시스템 HW 제작설계 기구부설계하기 구동부설계하기 전장구설계하기 도면화하기 제작프로세스수립하기 제작용특수설비설계하기 1.1 요구사항분석서를기준으로실객체구조물을분석하여가상훈련시스템모형구조물의적용범위를정의할수있다. 1.2 모형구조물의적용범위에따라기구부의표준규격을정의할수있다. 1.3 요구사항분석서를분석하여기구부의단위구성품에대한형상을설계할수있다. 1.4 모형구조물의단위구성품설계자료를활용하여전체조립도를작성할수있다. 2.1 요구사항분석서를기준으로실객체의운동특성을분석하여가상훈련시스템구동특성을정의할수있다. 2.2 요구사항분석서를기준으로모형구조물의운용범위를정의할수있다. 2.3 요구사항분석서를분석하여구동부의형상을설계할수있다. 2.4 요구사항분석서를분석하여제어컨트롤러를설계할수있다. 3.1 요구사항분석서기준으로가상훈련시스템실객체의전장품구성요소에대한기능분석서를작성할수있다. 3.2 전장품기능분석서를기준으로각전장품의표준규격을정의할수있다. 3.3 요구사항분석서를분석하여전장품별회로구성및입ㆍ출력값을설계할수있다. 3.4 구조물설계자료에전장품설계자료를통합하여확인해볼수있다. 1.1 가상훈련시스템의 3D 설계자료를 2D 자료로변환할수있다. 1.2 2D 자료로변환한설계도에규격정보를기입할수있다. 1.3 도면작성기준에따라도면의표제부와부품목록표를작성할수있다. 1.4 도면자료주기란에제작시필요한정보들을식별하여기재할수있다. 2.1 설계도면을기준으로단품단위제작가능여부를결정할수있다. 2.2 단품단위설계도면을해석하여전개도를작성할수있다. 2.3 단품단위전개도를기준으로제작공정절차를식별할수있다. 2.4 전개도를분석하여제작공정에대한작업지침서를작성할수있다. 3.1 가상훈련시스템설계도면을분석하여제작용특수설비를식별할수있다. 3.2 가상훈련시스템설계도면을기준으로식별된특수설비를설계할수있다. 3.3 가상훈련시스템제작과설치를위한특수공구및지그 (Jig) 를식별할수있다. 3.4 가상훈련시스템제작과설치에필요한특수공구및지그 (Jig) 를설계할수있다. 1.1 제시된설계도의설계사양, 치수, 부품목록등이기구부의개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고기구부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라기구부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. - 32 -

기구부안정성확보하기 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로기구구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 2.5 제작된기구부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 3.1 제작된기구부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 3.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 3.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라기구부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 3.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 구동부개발실무자 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템구동부개발 구동부설계검토하기 구동부제작하기 구동부제어프로그램개발하기 구동부안정성확보하기 1.1 제시된구동부설계도가형상, 제어컨트롤러, 모터, 액추에이터 (actuator), 부품목록등이구동부개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고구동부제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도에따라구동부제작을위한작업공정계획을수립할수있다. 2.2 작업공정계획에의해필요한부품및수량을확인하여수급할수있다. 2.3 제작에필요한공구및장비등을선정하고구비할수있다. 2.4 수급한장비및부품을활용하여설계도를바탕으로구동부구조에적합한형태로가공하고조립할수있다. 3.1 제작된시제품이원활하게작동하기위한구동부제어프로그램의요구사항을검토할수있다. 3.2 검토된요구사항을토대로구동부의제어프로그램개발을위한개발환경을구축할수있다. 3.3 구축된개발환경과검토된요구사항을토대로구동부의원활한작동을위한모터액추에이터 (actuator) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 제작된구동부가기술문서에서제시된기능에적합한지구조및동작을점검하고보완할수있다. 4.1 제작된구동부의설계조건충족여부를평가하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 선정된안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 선정된검사용장비를활용하여시험절차에따라구동부안정성검사를수행하고시험결과서를작성할수있다. 4.4 시험결과서를바탕으로최종시제품에대해관계부서와협의하고, 문제점이발견된경우개선하여기구부의안정성을확보할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을 보이나 기초단계능력이므로추가교육이필요함 전자응용기기기구개발경력자는가상훈련의기구 구동부문실물설계의교육이 필요함 노란색은전자응용기기기구개발능력과관련성이거의없는새로운부분이므로가상훈련직무의수행을위해꼭보완되어야할부분임 - 33 -

전자응용기기기구개발경력자는가상훈련시스템영상시스템개발에많은교육이 필요할것으로판단됨 - 34 -

전자기기소프트웨어개발분야경력경로 현황 6 차장 / 책임연구원 소프트웨어개발관리자 프로그램통합 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 소프트웨어설계자 소프트웨어개발담당자 가상훈련시스템책임연구 다중감각장치개발자 / 시뮬레이션 SW 개발자 운영체제포팅 5 과장 / 선임연구원 장치드라이버개발 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 소프트웨어기본설계 시뮬레이션모델링 시뮬레이션 소프트웨어설계 프로그램개발 가상훈련시스템 SW 개념설계 다중감각제시장치개발 가상훈련시뮬레이션 SW 개발 부트로더개발 펌웨어구현 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 소프트웨어개발자 가상훈련시스템 SW 선임연구원 네트워킹기술개발자 4 대리 / 전임연구원 응용소프트웨어통합 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 타깃시스템분석 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 소프트웨어상세설계 가상훈련시스템운용 SW 설계 가상훈련시스템인터페이스 SW 설계 가상훈련네트워킹기술개발 3 주임 / 주임연구원 콘텐츠제작실무자 가상훈련시스템 UI/UX 제작 2 사원 / 연구원 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 직능수준 직능유형 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 산업용전자기기소프트웨어개발 정보통신기기소프트웨어개발 전자응용기기소프트웨어개발 가상훈련시스템설계 검증 가상훈련구동엔지니어링 기존의전자기기소프트웨어개발은대부분소형의제품개발에초점이맞춰져 있으나가상훈련시스템의소프트웨어는훈련하는사람이시스템에포함되어 - 35 -

있다는것이고려되어야함 기존의다양한소프트웨어개발군에서동적시스템제어에대한부분만보충된다면가상훈련시스템소프트웨어분야로수월하기이동할수있음 현재는가상현실분야산업규모가기존전자기기시장에비해상대적으로적으나가상현실분야의성장과더불어다양한분야에서소프트웨어엔지니어에대한수요가증가할것으로예상됨 직무별훈련내용및훈련시간 가상훈련분야소프트웨어관련능력단위를기준으로 전자기기소프트웨어관련 기존분야의능력단위와관련성을바탕으로매칭함 기존전자기기소프트웨어개발분야에서가상현실소프트웨어개발분야와관련도가높은순으로매칭함 기본적인가상현실분야에대한개념이나동적시스템에대한이해를돕기위한최소교육시간이필요하다고판단됨 구동하는하드웨어와관련된업무를수행한경력이있는인력의경우보다쉽게적응이가능할것으로판단됨 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 운영체제포팅 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 장치드라이버개발 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 펌웨어구현 응용소프트웨어통합 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 가상훈련시스템책임연구원 가상훈련시스템 SW 개념설계 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 시스템구조설계하기 운용 SW - 36 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 개념설계하기 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 타깃시스템분석 가상환경 SW 개념설계하기 산업용전자기기소프트웨어개발 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 UI/UX SW 개념설계하기 소프트웨어신뢰성검증 소프트웨어설계자 소프트웨어기본설계 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 정보통신기기소프트웨어개발 소프트웨어개발자 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 소프트웨어상세설계 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 전자응용기기소프트웨어개발 소프트웨어개발담당자 시뮬레이션모델링 시뮬레이션 소프트웨어설계 프로그램개발 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 운영체제포팅 장치드라이버개발 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 펌웨어구현 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 15 가상훈련시스템 SW 선임연구원 가상훈련시스템운용 SW 설계 프로젝트관리자응용소프트웨어통합 가상훈련환경 - 37 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 요구사항분석 구성객체모델설계하기 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 15 가상훈련환경구성객체모델설계하기 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 15 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 15 산업용전자기기소프트웨어개발 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 타깃시스템분석 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 15 소프트웨어설계자 소프트웨어기본설계 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 정보통신기기소프트웨어개발 소프트웨어개발자 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 DB 프로그램설계하기 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 15 소프트웨어상세설계 DB 프로그램설계하기 15 전자응용기기소프트웨어개발 소프트웨어개발담당자 시뮬레이션모델링 시뮬레이션 소프트웨어설계 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 - 38 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 프로그램개발 DB 프로그램설계하기 15 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 운영체제포팅 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 장치드라이버개발 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 사용자권한별인터페이스설계하기 인터페이스프로그램설계하기 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 펌웨어구현 응용소프트웨어통합 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 사용자권한별인터페이스설계하기 인터페이스프로그램설계하기 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 사용자권한별인터페이스설계하기 인터페이스프로그램설계하기 사용자권한별인터페이스설계하기 인터페이스프로그램설계하기 가상훈련시스템 SW 선임연구원 가상훈련시스템인터페이스 SW 설계 타깃시스템분석 산업용전자기기소프트웨어개발 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 사용자권한별인터페이스설계하기 소프트웨어신뢰성검증 인터페이스프로그램설계하기 정보통신기기소프트웨어개발 소프트웨어설계자 소프트웨어개발자 소프트웨어기본설계 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 사용자권한별인터페이스설계하기 인터페이스프로그램설계하기 사용자권한별인터페이스설계하기 - 39 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 시스템통합구현소프트웨어상세설계 인터페이스프로그램설계하기 전자응용기기소프트웨어개발 소프트웨어개발담당자 시뮬레이션모델링시뮬레이션소프트웨어설계프로그램개발 사용자권한별인터페이스설계하기 인터페이스프로그램설계하기 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 운영체제포팅 장치드라이버개발 다중감각장치제작하기 20 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 다중감각장치안정성확보하기 펌웨어구현 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 응용소프트웨어통합 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 다중감각장치제작하기 다중감각장치안정성확보하기 다중감각장치설계검토하기 20 다중감각장치개발자 / 시뮬레이션 SW 개발자 다중감각제시장치개발 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 다중감각장치제작하기 다중감각장치제어프로그램개발하기 20 다중감각장치안정성확보하기 산업용전자기기소프트웨어개발 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 타깃시스템분석 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치제작하기 다중감각장치설계검토하기 20-40 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 다중감각장치제작하기 20 소프트웨어설계자 소프트웨어기본설계 다중감각장치제작하기 다중감각장치안정성확보하기 20 정보통신기기소프트웨어개발 소프트웨어 UI/UX 개발 다중감각장치설계검토하기 소프트웨어개발자 펌웨어구현 시스템통합구현 다중감각장치제작하기 20 소프트웨어상세설계 다중감각장치안정성확보하기 전자응용기기소프트웨어개발 소프트웨어개발담당자 시뮬레이션모델링시뮬레이션소프트웨어설계 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치제작하기 20 프로그램개발 다중감각장치안정성확보하기 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 운영체제포팅 장치드라이버개발 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 5 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 펌웨어구현 응용소프트웨어통합 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 20 15 5 20 15 다중감각장치개발자 / 시뮬레이션 SW 개발자 가상훈련시뮬레이션 SW 개발 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 가상훈련시뮬레이션 5-41 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 20 가상훈련시뮬레이션구현하기 15 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 5 20 15 산업용전자기기소프트웨어개발 타깃시스템분석 펌웨어개발 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 5 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 20 15 정보통신기기소프트웨어개발 소프트웨어설계자 소프트웨어개발자 소프트웨어기본설계 가상훈련시뮬레이션 소프트웨어 UI/UX 분석설계하기 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 소프트웨어상세설계 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 전자응용기기소프트웨어개발 소프트웨어개발담당자 시뮬레이션모델링 시뮬레이션 소프트웨어설계 프로그램개발 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 20 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 운영체제포팅 장치드라이버개발 가전기기시스템소프트웨어개발 / 응용소프트웨어개발 시스템소프트웨어프로그래머 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 네트워크안정성검사하기 네트워킹기술개발자 가상훈련네트워킹기술개발 부트로더개발 - 42 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 펌웨어구현 응용소프트웨어통합 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 네트워킹개발하기 20 네트워크안정성검사하기 가상훈련네트워크설계검토하기 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 네트워킹개발하기 20 네트워크안정성검사하기 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 20 산업용전자기기소프트웨어개발 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 타깃시스템분석 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 20 소프트웨어설계자 소프트웨어기본설계 네트워크안정성검사하기 정보통신기기소프트웨어개발 소프트웨어개발자 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 소프트웨어상세설계 네트워킹개발하기 20 네트워크안정성검사하기 전자응용기기소프트웨어개발 소프트웨어개발담당자 시뮬레이션모델링 시뮬레이션 소프트웨어설계 프로그램개발 네트워킹개발하기 20 네트워크안정성검사하기 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 가전기기시스템소프트웨어개발 시스템소프트웨어프로그래머 운영체제포팅 UI/UX 검증하기 콘텐츠제작실무자 가상훈련시스템 UI/UX 제작 - 43 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 직무내용 가상훈련 능력단위 장치드라이버개발 라이브러리개발 / 펌웨어프로그래머 ( 시 ) 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 / 응용소프트웨어개발 프로젝트관리자 / 응용소프트웨어개발자 ( 응 ) 펌웨어구현 응용소프트웨어통합 요구사항분석 미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 UI/UX 검증하기 응용소프트웨어설계 UI/UX 개발자 UI/UX 개발 UI/UX 검증하기 미들웨어기술자 / 소프트웨어검증기술자 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 UI/UX 시안검토하기 UI/UX 구현하기 20 UI/UX 검증하기 산업용전자기기소프트웨어개발 정보통신기기소프트웨어개발 전자응용기기소프트웨어개발 제품시스템분석 / 펌웨어 / 제품소프트웨어 / 소프트웨어 CS / 소프트웨어신뢰성담당자 소프트웨어설계자 소프트웨어개발자 소프트웨어개발담당자 타깃시스템분석 펌웨어개발 시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 UI/UX 시안검토하기 UI/UX 구현하기 20 UI/UX 검증하기 소프트웨어기본설계 UI/UX 검증하기 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 소프트웨어상세설계 시뮬레이션모델링 UI/UX 검증하기 UI/UX 시안검토하기 시뮬레이션 UI/UX 구현하기 20 소프트웨어설계 UI/UX 검증하기 프로그램개발 - 44 -

관련능력단위비교 가상훈련 기존산업군중단위산업과가상훈련산업과의 연관성으로파악 기존산업 ( 가전기기시스템소프트웨어개발 ) 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 하드웨어규격검토 운영체제포팅 장치드라이버개발 라이브러리개발 시스템소프트웨어통합 펌웨어설계 부트로더개발 펌웨어구현 능력단위요소 제품의기능결정하기 제품의구성결정하기 OS 커널분석하기 OS 기능선택하기 OS 커널포팅하기 장치드라이버설계하기 장치드라이버구현하기 장치드라이버테스트하기 소프트웨어라이브러리설계하기 소프트웨어라이브러리구현하기 소프트웨어라이브러리테스트하기 통합테스트하기 성능최적화하기 생산용소프트웨어개발하기 하드웨어테스트 SW 설계하기 펌웨어구조설계하기 단위 SW 모듈설계하기 부트로더설계하기 부트로더구현하기 부트로더테스트하기 디바이스드라이버구현하기 통신인터페이스구현하기 OS 포팅하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 SW 개념설계 가상훈련시스템운용 SW 설계 가상훈련시스템 시스템구조설계하기 운용 SW 개념설계하기 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 사용자권한별인터페이스 1.1 개발규격서, 기술분석보고서를기초로 SW 구조를작성하기위하여 HW, SW 구성요소를식별할수있다. 1.2 식별된 HW, SW 구성요소를분석하여가상훈련시스템아키텍처 (System architecture) 정의서, HW SW 연계구조도, SW 구성항목구성도를작성할수있다. 1.3 개발규격서의 SW 요구사항을 SW 구성요소에할당할수있다. 1.4 SW 구성요소간최상위수준의인터페이스설계와데이터베이스를설계할수있다. 1.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 2.1 SW 구조내의운용 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 2.2 사용자권한에따른실행개념도를구분하여설계할수있다. 2.3 운용 SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 2.4 운용 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 2.5 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 2.6 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 3.1 SW 구조내의가상환경 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 3.2 가상환경 SW 의구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 3.3 가상환경 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 3.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 3.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다 4.1 SW 구조내의 UI/UX SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 4.2 UI/UX SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 4.3 UI/UX SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 4.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 4.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 1.1 공간정보를구성하는데이터형식 (Format) 에따라가상의공간을생성하는방안을설계할수있다. 1.2 가상훈련시스템설계에따라가상객체를모델링하기위한방안을설계할수있다. 1.3 구축할대상이되는가상환경에따라사용할텍스쳐생성방안을설계할수있다. 2.1. 가상훈련시스템의설계에따라실객체의동적특성을모사하기위한가상객체의물리모델구현방안을식별할수있다. 2.2 가상훈련시스템의설계에따라가상객체의운용환경에적합한특수효과구현방안을식별할수있다. 2.3 가상훈련시스템의설계에따라가상훈련환경을위한시나리오생성프로그램구현방안을식별할수있다. 2.4 가상훈련시스템의설계에따라실영상과가상환경이미지를합성하는방안을식별할수있다. 2.5 가상훈련시스템의설계에따라훈련결과를평가할수있는요소를파악하여평가프로그램방안을수립할수있다. 3.1 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라텍스처데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.2 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라가상객체데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.3 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라공간정보데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.4 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라훈련평가데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다 1.1. 사용자권한에따라메뉴구성을구별할수있다. 1.2 사용자권한에따라그룹간연계방안을설계할수있다. - 45 -

인터페이스 SW 설계 설계하기 UI/UX 프로그램설계하기 인터페이스프로그램설계하기 1.3 사용자권한에따라가상환경운용프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 1.4 사용자권한에따라데이터베이스 (DB) 프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 2.1 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션 (UI/UX) 방식을설계할수있다. 2.2 가상훈련시스템개념설계에따라가상훈련시스템과사용자간의인터페이스를설계할수있다. 2.3 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션과가상훈련운용프로그램과의연동방법을설계할수있다. 3.1 전체시스템구조설계에따라정해진모듈에입출력변수의형식을정의할수있다. 3.2 전체시스템요구분석에따라요구성능을만족하여연동할수있는시스템간의연동방법을설계할수있다. 3.3 전체시스템구조설계에따라 HW 전장구와운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 3.4 전체시스템구조설계에따라영상시스템과운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 능력단위능력단위요소수행준거 다중감각제시장치개발 가상훈련시뮬레이션 SW 개발 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치제작하기 다중감각장치제어프로그램개발하기 다중감각장치안정성확보하기 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 1.1 제시된다중감각제시장치설계도의설계사양, 치수, 부품목록이장치개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고다중감각장치제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도를바탕으로작업공정계획을수립할수있다. 2.2 승인된설계도를바탕으로필요한부품을수급할수있다. 2.3 제어시뮬레이션프로그램을활용하여다중감각장치가설계대로추적 (tracking) 하는지점검할수있다. 2.4 점검한내용을토대로다중감각장치시제품을제작할수있다. 2.5 제작한시제품의작동여부를시험하여보완할수있다. 3.1 제작된시제품에가상훈련시스템에적합한다중감각장치의제어프로그램에요구사항을파악하여문서화할수있다. 3.2 제어프로그램요구사항에근거하여가상훈련시스템의운용을위한시스템제어인터페이스프로그램을구현할수있다. 3.3 다중감각장치의설계된성능을구현할수있는음향생성제어, 추적 (Tracking) 장치, 촉감제시제어, 장치초기화, 페일세이프 (Fail-Safe) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 개발된다중감각장치가정상적으로제어되는측정범위를선정할수있다. 3.5 선정된측정범위에따라각종측정장치를이용하여음향생성정도, 추적정확도, 촉감생성정도등에대한계측을실시할수있다. 3.6 측정결과에따라수집된문제점을파악하여보완할수있다. 4.1 제작된다중감각장치가요구하는설계조건의충족여부를확인하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 확보된검사용장비를활용하여다중감각장치에대한안정성검사를수행하고, 결과보고서를작성할수있다. 4.4 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써다중감각장치의안정성을확보할수있다. 1.1 가상훈련시뮬레이션 SW 설계하기위해가상훈련시뮬레이터의작동원리를파악할수있다. 1.2 가상훈련시뮬레이션수행을위한물리수학 ( 선형대수, 기하학, 해석역학, 동역학등 ) 원리를이해하고적용할수있다. 1.3 가상훈련장치의움직임에적합한시뮬레이션기법을분석및설계할수있다. 1.4 가상훈련시스템에서가상훈련시뮬레이션에요구사항을분석하고, 적합한시뮬레이션기법을설계할수있다. 1.5 가상훈련시뮬레이션기법의분석및설계내용을문서화할수있다. 2.1 시뮬레이션설계도를바탕으로필요한알고리즘을조사하여분석할수있다. 2.2 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한기존시뮬레이션라이브러리를활용할수있다. 2.3 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한물리수식을적용할수있다. 2.4 시뮬레이션설계도에적합한상호작용및이벤트와모션제어알고리즘을개발할수있다. 가상훈련시뮬레이션 3.1 시뮬레이션을구현하기위한하드웨어와소프트웨어에적합한설계도인지검토 - 46 -

가상훈련네트워킹기술개발 가상훈련시스템 UI/UX 개발 구현하기 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 네트워크안정성검사하기 UI/UX 시안검토하기 UI/UX 구현하기 UI/UX 검증하기 할수있다. 3.2 가상훈련시스템에연출된요구사항에충족할수있는시뮬레이션기법을파악할수있다. 3.3 가상훈련시뮬레이션기법구현에필요한물리엔진을활용할수있다. 3.4 기설계된알고리즘을통합하여가상훈련시뮬레이션을구현할수있다. 3.5 구현된시뮬레이션동작여부를검증할수있다. 1.1 제시된네트워크설계의데이터베이스, 네트워크구성환경등을통신운영에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고네트워크환경을준비할수있다. 2.1 승인된설계에따라네트워크프로그램제작시생산성향상을위해단계적목표와시간계획을수립할수있다. 2.2 설계된안에따라상황에따라적합한프로그램언어를선정하고, 설계를구현할수있다. 2.3 구현된프로그램의기능을테스트할수있고문제점을디버깅할수있다. 3.1 제작된소프트웨어를대상으로스트레스테스트환경을구축할수있다. 3.2 구축된스트레스테스트환경에서네트워크안정성확보를위해테스트를수행할수있다. 3.3 테스트수행결과의테이터를추출하여분석하고, 하드웨어및소프트웨어성능을평가할수있다. 3.4 과부하등의상황발생시이를개선하기위한해결책을제시하여구현할수있다. 1.1 제시된시안이가상훈련시스템구동입 출력요소를사용자경험 (UX) 을토대로검토할수있다. 1.2 검토결과를반영하여사용자편의성을위한인터페이스 (UI) 로구성할수있다. 1.3 가상훈련시스템콘텐츠의시나리오에맞게사용자경험을토대로스토리보드를구성할수있다. 1.4 구성된 UI 를시스템개발과정에제기된변경사항에대해서수정및보완할수있다. 2.1 승인된시안을근거하여가상훈련시스템 UI 에그래픽디자인을적용할수있다. 2.2 가상환경에서사용자경험에몰입도와실재감을주기위한 UI 인터랙션을구현할수있다. 2.3 가상훈련시스템에적용하기위한 UI/UX 를개발도구를활용하여구현할수있다. 3.1 개발된 UI 에대한사용성테스트 평가하여문제점과적합성을도출할수있다. 3.2 분석된내용에대한결과및대응방안을정의할수있다. 3.3 발견된문제점이나추가적인사용자요구사항에따라 UI 를수정및보완할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 하드웨어제어관련기술을보유한가전기기시스템소프트웨어개발자는가상훈련하드웨어관련개발로이동할수있으나주로소형정적시스템을다루던특성상대형시스템의동적특성을이해할필요가있음 기존산업 ( 가전기기응용소프트웨어개발 ) 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 응용소프트웨어통합 요구사항분석 능력단위요소단위모듈통합하기통합오류수정하기통합모듈최적화하기시장분석하기기술경쟁력분석하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 SW 개념설계 시스템구조설계하기 1.1 개발규격서, 기술분석보고서를기초로 SW 구조를작성하기위하여 HW, SW 구성요소를식별할수있다. 1.2 식별된 HW, SW 구성요소를분석하여가상훈련시스템아키텍처 (System architecture) 정의서, HW SW 연계구조도, SW 구성항목구성도를작성할수있다. - 47 -

미들웨어개발 SDK 개발 응용프로그램개발 응용소프트웨어설계 응용소프트웨어테스트 UI/UX 개발 특허분석하기 미들웨어설계하기 미들웨어구현하기 미들웨어검증하기 플랫폼구축하기 API 개발하기 라이브러리개발하기 외부라이브러리포팅하기 단위모듈개발하기 기능오류수정하기 구조설계하기 기능설계하기 데이터베이스설계하기 통합테스트하기 필드테스트하기 소프트웨어인증획득하기 UI/UX 요구사항분석하기 UI/UX 기능분석하기 UI/UX 디자인구현하기 운용 SW 개념설계하기 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 가상훈련환경구성객체모델설계하기 1.3 개발규격서의 SW 요구사항을 SW 구성요소에할당할수있다. 1.4 SW 구성요소간최상위수준의인터페이스설계와데이터베이스를설계할수있다. 1.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 2.1 SW 구조내의운용 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 2.2 사용자권한에따른실행개념도를구분하여설계할수있다. 2.3 운용 SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 2.4 운용 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 2.5 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 2.6 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 3.1 SW 구조내의가상환경 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 3.2 가상환경 SW 의구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 3.3 가상환경 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 3.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 3.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다 4.1 SW 구조내의 UI/UX SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 4.2 UI/UX SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 4.3 UI/UX SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 4.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 4.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 1.1 공간정보를구성하는데이터형식 (Format) 에따라가상의공간을생성하는방안을설계할수있다. 1.2 가상훈련시스템설계에따라가상객체를모델링하기위한방안을설계할수있다. 1.3 구축할대상이되는가상환경에따라사용할텍스쳐생성방안을설계할수있다. 가상훈련시스템운용 SW 설계 가상훈련시스템인터페이스 SW 설계 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 사용자권한별인터페이스설계하기 UI/UX 프로그램설계하기 인터페이스프로그램설계하기 2.1. 가상훈련시스템의설계에따라실객체의동적특성을모사하기위한가상객체의물리모델구현방안을식별할수있다. 2.2 가상훈련시스템의설계에따라가상객체의운용환경에적합한특수효과구현방안을식별할수있다. 2.3 가상훈련시스템의설계에따라가상훈련환경을위한시나리오생성프로그램구현방안을식별할수있다. 2.4 가상훈련시스템의설계에따라실영상과가상환경이미지를합성하는방안을식별할수있다. 2.5 가상훈련시스템의설계에따라훈련결과를평가할수있는요소를파악하여평가프로그램방안을수립할수있다. 3.1 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라텍스처데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.2 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라가상객체데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.3 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라공간정보데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.4 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라훈련평가데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다 1.1. 사용자권한에따라메뉴구성을구별할수있다. 1.2 사용자권한에따라그룹간연계방안을설계할수있다. 1.3 사용자권한에따라가상환경운용프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 1.4 사용자권한에따라데이터베이스 (DB) 프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 2.1 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션 (UI/UX) 방식을설계할수있다. 2.2 가상훈련시스템개념설계에따라가상훈련시스템과사용자간의인터페이스를설계할수있다. 2.3 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션과가상훈련운용프로그램과의연동방법을설계할수있다. 3.1 전체시스템구조설계에따라정해진모듈에입출력변수의형식을정의할수있다. 3.2 전체시스템요구분석에따라요구성능을만족하여연동할수있는시스템간의연동방법을설계할수있다. 3.3 전체시스템구조설계에따라 HW 전장구와운용프로그램간인터페이스를설계할 - 48 -

수있다. 3.4 전체시스템구조설계에따라영상시스템과운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 능력단위능력단위요소수행준거 다중감각제시장치개발 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치제작하기 다중감각장치제어프로그램개발하기 다중감각장치 안정성확보하기 1.1 제시된다중감각제시장치설계도의설계사양, 치수, 부품목록이장치개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고다중감각장치제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도를바탕으로작업공정계획을수립할수있다. 2.2 승인된설계도를바탕으로필요한부품을수급할수있다. 2.3 제어시뮬레이션프로그램을활용하여다중감각장치가설계대로추적 (tracking) 하는지점검할수있다. 2.4 점검한내용을토대로다중감각장치시제품을제작할수있다. 2.5 제작한시제품의작동여부를시험하여보완할수있다. 3.1 제작된시제품에가상훈련시스템에적합한다중감각장치의제어프로그램에요구사항을파악하여문서화할수있다. 3.2 제어프로그램요구사항에근거하여가상훈련시스템의운용을위한시스템제어인터페이스프로그램을구현할수있다. 3.3 다중감각장치의설계된성능을구현할수있는음향생성제어, 추적 (Tracking) 장치, 촉감제시제어, 장치초기화, 페일세이프 (Fail-Safe) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 개발된다중감각장치가정상적으로제어되는측정범위를선정할수있다. 3.5 선정된측정범위에따라각종측정장치를이용하여음향생성정도, 추적정확도, 촉감생성정도등에대한계측을실시할수있다. 3.6 측정결과에따라수집된문제점을파악하여보완할수있다. 4.1 제작된다중감각장치가요구하는설계조건의충족여부를확인하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 확보된검사용장비를활용하여다중감각장치에대한안정성검사를수행하고, 결과보고서를작성할수있다. 4.4 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써다중감각장치의안정성을확보할수있다. 가상훈련시뮬레이션 SW 개발 가상훈련네트워킹기술개발 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 1.1 가상훈련시뮬레이션 SW 설계하기위해가상훈련시뮬레이터의작동원리를파악할수있다. 1.2 가상훈련시뮬레이션수행을위한물리수학 ( 선형대수, 기하학, 해석역학, 동역학등 ) 원리를이해하고적용할수있다. 1.3 가상훈련장치의움직임에적합한시뮬레이션기법을분석및설계할수있다. 1.4 가상훈련시스템에서가상훈련시뮬레이션에요구사항을분석하고, 적합한시뮬레이션기법을설계할수있다. 1.5 가상훈련시뮬레이션기법의분석및설계내용을문서화할수있다. 2.1 시뮬레이션설계도를바탕으로필요한알고리즘을조사하여분석할수있다. 2.2 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한기존시뮬레이션라이브러리를활용할수있다. 2.3 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한물리수식을적용할수있다. 2.4 시뮬레이션설계도에적합한상호작용및이벤트와모션제어알고리즘을개발할수있다. 3.1 시뮬레이션을구현하기위한하드웨어와소프트웨어에적합한설계도인지검토할수있다. 3.2 가상훈련시스템에연출된요구사항에충족할수있는시뮬레이션기법을파악할수있다. 3.3 가상훈련시뮬레이션기법구현에필요한물리엔진을활용할수있다. 3.4 기설계된알고리즘을통합하여가상훈련시뮬레이션을구현할수있다. 3.5 구현된시뮬레이션동작여부를검증할수있다. 1.1 제시된네트워크설계의데이터베이스, 네트워크구성환경등을통신운영에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고네트워크환경을준비할수있다. 2.1 승인된설계에따라네트워크프로그램제작시생산성향상을위해단계적목표와시간계획을수립할수있다. 2.2 설계된안에따라상황에따라적합한프로그램언어를선정하고, 설계를구현 - 49 -

가상룬련시스템 UI/UX 개발 네트워크 안정성 검사하기 UI/UX 시안검토하기 UI/UX 구현하기 UI/UX 검증하기 할수있다. 2.3 구현된프로그램의기능을테스트할수있고문제점을디버깅할수있다. 3.1 제작된소프트웨어를대상으로스트레스테스트환경을구축할수있다. 3.2 구축된스트레스테스트환경에서네트워크안정성확보를위해테스트를수행할수있다. 3.3 테스트수행결과의테이터를추출하여분석하고, 하드웨어및소프트웨어성능을평가할수있다. 3.4 과부하등의상황발생시이를개선하기위한해결책을제시하여구현할수있다. 1.1 제시된시안이가상훈련시스템구동입 출력요소를사용자경험 (UX) 을토대로검토할수있다. 1.2 검토결과를반영하여사용자편의성을위한인터페이스 (UI) 로구성할수있다. 1.3 가상훈련시스템콘텐츠의시나리오에맞게사용자경험을토대로스토리보드를구성할수있다. 1.4 구성된 UI 를시스템개발과정에제기된변경사항에대해서수정및보완할수있다. 2.1 승인된시안을근거하여가상훈련시스템 UI 에그래픽디자인을적용할수있다. 2.2 가상환경에서사용자경험에몰입도와실재감을주기위한 UI 인터랙션을구현할수있다. 2.3 가상훈련시스템에적용하기위한 UI/UX 를개발도구를활용하여구현할수있다. 3.1 개발된 UI 에대한사용성테스트 평가하여문제점과적합성을도출할수있다. 3.2 분석된내용에대한결과및대응방안을정의할수있다. 3.3 발견된문제점이나추가적인사용자요구사항에따라 UI 를수정및보완할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 가전기기응용소프트웨어개발자는미들웨어 등소프트웨어에대한풍부한지식을보유하고있기때문에가상훈련시스템의 설계 네 트워크연동등으로쉽게이동할수있음 가상현실훈련시스템의특성상대형시스템의동적특성에대한교육이필요함 기존산업 ( 산업용전자기기소프트웨어개발 ) 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 미들웨어개발 소프트웨어운용시험검증 타깃시스템분석 펌웨어개발 능력단위요소 미들웨어설계하기 미들웨어구현하기 미들웨어검증하기 시나리오작성하기 운용시험실시하기 결과보고서작성하기 시스템구조분석하기 소프트웨어 플랫폼 선 정하기 시스템자원구성하기 펌웨어설계하기 펌웨어구현하기 펌웨어검증하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 SW 개념설계 시스템구조설계하기 운용 SW 개념설계하기 1.1 개발규격서, 기술분석보고서를기초로 SW 구조를작성하기위하여 HW, SW 구성요소를식별할수있다. 1.2 식별된 HW, SW 구성요소를분석하여가상훈련시스템아키텍처 (System architecture) 정의서, HW SW 연계구조도, SW 구성항목구성도를작성할수있다. 1.3 개발규격서의 SW 요구사항을 SW 구성요소에할당할수있다. 1.4 SW 구성요소간최상위수준의인터페이스설계와데이터베이스를설계할수있다. 1.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 2.1 SW 구조내의운용 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 2.2 사용자권한에따른실행개념도를구분하여설계할수있다. 2.3 운용 SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 2.4 운용 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 2.5 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 2.6 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. - 50 -

시스템소프트웨어설계 응용소프트웨어개발 소프트웨어사후관리 소프트웨어신뢰성검증 프로그램디버깅 소프트웨어구조기 UI/UX 설계하기 설계하 제어알고리즘설계하기 모듈설계하기 UI/UX 구현하기 네트워크구현하기 모듈구현하기 소프트웨어통합하기 지식재산권관리하기 유지보수하기 인수지원하기 신뢰성설계하기 신뢰성테스트하기 신뢰성검증하기 모듈테스트하기 통합모듈테스트하기 테스트자동화프로그램개발하기 가상훈련시스템운용 SW 설계 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 3.1 SW 구조내의가상환경 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 3.2 가상환경 SW 의구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 3.3 가상환경 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 3.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 3.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다 4.1 SW 구조내의 UI/UX SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 4.2 UI/UX SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 4.3 UI/UX SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 4.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 4.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 1.1 공간정보를구성하는데이터형식 (Format) 에따라가상의공간을생성하는방안을설계할수있다. 1.2 가상훈련시스템설계에따라가상객체를모델링하기위한방안을설계할수있다. 1.3 구축할대상이되는가상환경에따라사용할텍스쳐생성방안을설계할수있다. 2.1 가상훈련시스템의설계에따라실객체의동적특성을모사하기위한가상객체의물리모델구현방안을식별할수있다. 2.2 가상훈련시스템의설계에따라가상객체의운용환경에적합한특수효과구현방안을식별할수있다. 2.3 가상훈련시스템의설계에따라가상훈련환경을위한시나리오생성프로그램구현방안을식별할수있다. 2.4 가상훈련시스템의설계에따라실영상과가상환경이미지를합성하는방안을식별할수있다. 2.5 가상훈련시스템의설계에따라훈련결과를평가할수있는요소를파악하여평가프로그램방안을수립할수있다. DB 프로그램설계하기 3.1 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라텍스처데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.2 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라가상객체데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.3 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라공간정보데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.4 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라훈련평가데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다 사용자권한별인터페이스설계하기 1.1 사용자권한에따라메뉴구성을구별할수있다. 1.2 사용자권한에따라그룹간연계방안을설계할수있다. 1.3 사용자권한에따라가상환경운용프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 1.4 사용자권한에따라데이터베이스 (DB) 프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 가상훈련시스템인터페이스 SW 설계 UI/UX 프로그램설계하기 인터페이스프로그램설계하기 2.1 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션 (UI/UX) 방식을설계할수있다. 2.2 가상훈련시스템개념설계에따라가상훈련시스템과사용자간의인터페이스를설계할수있다. 2.3 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션과가상훈련운용프로그램과의연동방법을설계할수있다. 3.1 전체시스템구조설계에따라정해진모듈에입출력변수의형식을정의할수있다. 3.2 전체시스템요구분석에따라요구성능을만족하여연동할수있는시스템간의연동방법을설계할수있다. 3.3 전체시스템구조설계에따라 HW 전장구와운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 3.4 전체시스템구조설계에따라영상시스템과운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 능력단위능력단위요소수행준거 다중감각제시장치개발 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치 1.1 제시된다중감각제시장치설계도의설계사양, 치수, 부품목록이장치개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고다중감각장치제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도를바탕으로작업공정계획을수립할수있다. 2.2 승인된설계도를바탕으로필요한부품을수급할수있다. - 51 -

가상훈련시뮬레이션 SW 개발 가상훈련네트워킹기술개발 가상룬련시스템 제작하기 다중감각장치제어프로그램개발하기 다중감각장치안정성확보하기 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 네트워크안정성검사하기 2.3 제어시뮬레이션프로그램을활용하여다중감각장치가설계대로추적 (tracking) 하는지점검할수있다. 2.4 점검한내용을토대로다중감각장치시제품을제작할수있다. 2.5 제작한시제품의작동여부를시험하여보완할수있다. 3.1 제작된시제품에가상훈련시스템에적합한다중감각장치의제어프로그램에요구사항을파악하여문서화할수있다. 3.2 제어프로그램요구사항에근거하여가상훈련시스템의운용을위한시스템제어인터페이스프로그램을구현할수있다. 3.3 다중감각장치의설계된성능을구현할수있는음향생성제어, 추적 (Tracking) 장치, 촉감제시제어, 장치초기화, 페일세이프 (Fail-Safe) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 개발된다중감각장치가정상적으로제어되는측정범위를선정할수있다. 3.5 선정된측정범위에따라각종측정장치를이용하여음향생성정도, 추적정확도, 촉감생성정도등에대한계측을실시할수있다. 3.6 측정결과에따라수집된문제점을파악하여보완할수있다. 4.1 제작된다중감각장치가요구하는설계조건의충족여부를확인하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 확보된검사용장비를활용하여다중감각장치에대한안정성검사를수행하고, 결과보고서를작성할수있다. 4.4 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써다중감각장치의안정성을확보할수있다. 1.1 가상훈련시뮬레이션 SW 설계하기위해가상훈련시뮬레이터의작동원리를파악할수있다. 1.2 가상훈련시뮬레이션수행을위한물리수학 ( 선형대수, 기하학, 해석역학, 동역학등 ) 원리를이해하고적용할수있다. 1.3 가상훈련장치의움직임에적합한시뮬레이션기법을분석및설계할수있다. 1.4 가상훈련시스템에서가상훈련시뮬레이션에요구사항을분석하고, 적합한시뮬레이션기법을설계할수있다. 1.5 가상훈련시뮬레이션기법의분석및설계내용을문서화할수있다. 2.1 시뮬레이션설계도를바탕으로필요한알고리즘을조사하여분석할수있다. 2.2 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한기존시뮬레이션라이브러리를활용할수있다. 2.3 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한물리수식을적용할수있다. 2.4 시뮬레이션설계도에적합한상호작용및이벤트와모션제어알고리즘을개발할수있다. 3.1 시뮬레이션을구현하기위한하드웨어와소프트웨어에적합한설계도인지검토할수있다. 3.2 가상훈련시스템에연출된요구사항에충족할수있는시뮬레이션기법을파악할수있다. 3.3 가상훈련시뮬레이션기법구현에필요한물리엔진을활용할수있다. 3.4 기설계된알고리즘을통합하여가상훈련시뮬레이션을구현할수있다. 3.5 구현된시뮬레이션동작여부를검증할수있다. 1.1 제시된네트워크설계의데이터베이스, 네트워크구성환경등을통신운영에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고네트워크환경을준비할수있다. 2.1 승인된설계에따라네트워크프로그램제작시생산성향상을위해단계적목표와시간계획을수립할수있다. 2.2 설계된안에따라상황에따라적합한프로그램언어를선정하고, 설계를구현할수있다. 2.3 구현된프로그램의기능을테스트할수있고문제점을디버깅할수있다. 3.1 제작된소프트웨어를대상으로스트레스테스트환경을구축할수있다. 3.2 구축된스트레스테스트환경에서네트워크안정성확보를위해테스트를수행할수있다. 3.3 테스트수행결과의테이터를추출하여분석하고, 하드웨어및소프트웨어성능을평가할수있다. 3.4 과부하등의상황발생시이를개선하기위한해결책을제시하여구현할수있다. UI/UX 시안검토하기 1.1 제시된시안이가상훈련시스템구동입 출력요소를사용자경험 (UX) 을토대로검토할수있다. - 52 -

UI/UX 개발 UI/UX 구현하기 UI/UX 검증하기 1.2 검토결과를반영하여사용자편의성을위한인터페이스 (UI) 로구성할수있다. 1.3 가상훈련시스템콘텐츠의시나리오에맞게사용자경험을토대로스토리보드를구성할수있다. 1.4 구성된 UI 를시스템개발과정에제기된변경사항에대해서수정및보완할수있다. 2.1 승인된시안을근거하여가상훈련시스템 UI 에그래픽디자인을적용할수있다. 2.2 가상환경에서사용자경험에몰입도와실재감을주기위한 UI 인터랙션을구현할수있다. 2.3 가상훈련시스템에적용하기위한 UI/UX 를개발도구를활용하여구현할수있다. 3.1 개발된 UI 에대한사용성테스트 평가하여문제점과적합성을도출할수있다. 3.2 분석된내용에대한결과및대응방안을정의할수있다. 3.3 발견된문제점이나추가적인사용자요구사항에따라 UI 를수정및보완할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 산업용전자기기소프트웨어개발자는미들웨어개발부터소프트웨어검증까지다양한분야의소프트웨어기술을보유하고있으므로가상훈련시스템이나운용소프트웨어설계개발자로쉽게이동할수있음 산업용전자기기의특성상높은신뢰도가요구되므로안전이중요한가상훈련분야의안정성분야에도움이될수있음 기존산업 ( 정보통신기기소프트웨어개발 ) 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 소프트웨어기본설계 소프트웨어 UI/UX 개발 펌웨어구현 시스템통합구현 소프트웨어상세설계 능력단위요소 개발환경구축하기 시스템아키텍처설계하기 통신인터페이스설계하기 UI/UX 요구사항분석하기 UI/UX 설계하기 UI/UX 디자인구현하기 UI/UX 검증하기 디바이스드라이버구현하기 통신인터페이스구현하기 OS 포팅하기 단위모듈구현하기 통신모듈구현하기 시스템통합하기 시스템규격확정하기 단위모듈기능설계하기 단위모듈구조 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 SW 개념설계 시스템구조설계하기 운용 SW 개념설계하기 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 1.1 개발규격서, 기술분석보고서를기초로 SW 구조를작성하기위하여 HW, SW 구성요소를식별할수있다. 1.2 식별된 HW, SW 구성요소를분석하여가상훈련시스템아키텍처 (System architecture) 정의서, HW SW 연계구조도, SW 구성항목구성도를작성할수있다. 1.3 개발규격서의 SW 요구사항을 SW 구성요소에할당할수있다. 1.4 SW 구성요소간최상위수준의인터페이스설계와데이터베이스를설계할수있다. 1.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 2.1 SW 구조내의운용 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 2.2 사용자권한에따른실행개념도를구분하여설계할수있다. 2.3 운용 SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 2.4 운용 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 2.5 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 2.6 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 3.1 SW 구조내의가상환경 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 3.2 가상환경 SW 의구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 3.3 가상환경 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 3.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 3.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다 4.1 SW 구조내의 UI/UX SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 4.2 UI/UX SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 4.3 UI/UX SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 4.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할 - 53 -

소프트웨어시스템테스트 소프트웨어환경테스트 설계하기단위모듈테스트하기통합테스트하기성능테스트하기 LAB 테스트하기필드테스트하기신뢰성테스트하기 가상훈련시스템운용 SW 설계 가상훈련시스템인터페이스 SW 설계 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램설계하기 DB 프로그램설계하기 사용자권한별인터페이스설계하기 UI/UX 프로그램설계하기 인터페이스프로그램설계하기 수있다. 4.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 1.1 공간정보를구성하는데이터형식 (Format) 에따라가상의공간을생성하는방안을설계할수있다. 1.2 가상훈련시스템설계에따라가상객체를모델링하기위한방안을설계할수있다. 1.3 구축할대상이되는가상환경에따라사용할텍스쳐생성방안을설계할수있다. 2.1 가상훈련시스템의설계에따라실객체의동적특성을모사하기위한가상객체의물리모델구현방안을식별할수있다. 2.2 가상훈련시스템의설계에따라가상객체의운용환경에적합한특수효과구현방안을식별할수있다. 2.3 가상훈련시스템의설계에따라가상훈련환경을위한시나리오생성프로그램구현방안을식별할수있다. 2.4 가상훈련시스템의설계에따라실영상과가상환경이미지를합성하는방안을식별할수있다. 2.5 가상훈련시스템의설계에따라훈련결과를평가할수있는요소를파악하여평가프로그램방안을수립할수있다. 3.1 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라텍스처데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.2 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라가상객체데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.3 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라공간정보데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.4 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라훈련평가데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다 1.1. 사용자권한에따라메뉴구성을구별할수있다. 1.2 사용자권한에따라그룹간연계방안을설계할수있다. 1.3 사용자권한에따라가상환경운용프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 1.4 사용자권한에따라데이터베이스 (DB) 프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 2.1 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션 (UI/UX) 방식을설계할수있다. 2.2 가상훈련시스템개념설계에따라가상훈련시스템과사용자간의인터페이스를설계할수있다. 2.3 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션과가상훈련운용프로그램과의연동방법을설계할수있다. 3.1 전체시스템구조설계에따라정해진모듈에입출력변수의형식을정의할수있다. 3.2 전체시스템요구분석에따라요구성능을만족하여연동할수있는시스템간의연동방법을설계할수있다. 3.3 전체시스템구조설계에따라 HW 전장구와운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 3.4 전체시스템구조설계에따라영상시스템과운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 능력단위능력단위요소수행준거 다중감각제시장치개발 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치제작하기 다중감각장치제어프로그램개발하기 1.1 제시된다중감각제시장치설계도의설계사양, 치수, 부품목록이장치개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고다중감각장치제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도를바탕으로작업공정계획을수립할수있다. 2.2 승인된설계도를바탕으로필요한부품을수급할수있다. 2.3 제어시뮬레이션프로그램을활용하여다중감각장치가설계대로추적 (tracking) 하는지점검할수있다. 2.4 점검한내용을토대로다중감각장치시제품을제작할수있다. 2.5 제작한시제품의작동여부를시험하여보완할수있다. 3.1 제작된시제품에가상훈련시스템에적합한다중감각장치의제어프로그램에요구사항을파악하여문서화할수있다. 3.2 제어프로그램요구사항에근거하여가상훈련시스템의운용을위한시스템제어인터페이스프로그램을구현할수있다. 3.3 다중감각장치의설계된성능을구현할수있는음향생성제어, 추적 (Tracking) 장치, 촉감제시제어, 장치초기화, 페일세이프 (Fail-Safe) 등의제어프로그램을 - 54 -

가상훈련시뮬레이션 SW 개발 가상훈련네트워킹기술개발 다중감각장치안정성확보하기 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 네트워크안정성검사하기 개발할수있다. 3.4 개발된다중감각장치가정상적으로제어되는측정범위를선정할수있다. 3.5 선정된측정범위에따라각종측정장치를이용하여음향생성정도, 추적정확도, 촉감생성정도등에대한계측을실시할수있다. 3.6 측정결과에따라수집된문제점을파악하여보완할수있다. 4.1 제작된다중감각장치가요구하는설계조건의충족여부를확인하기위한안정성시험항목을선정할수있다. 4.2 안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 확보된검사용장비를활용하여다중감각장치에대한안정성검사를수행하고, 결과보고서를작성할수있다. 4.4 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써다중감각장치의안정성을확보할수있다. 1.1 가상훈련시뮬레이션 SW 설계하기위해가상훈련시뮬레이터의작동원리를파악할수있다. 1.2 가상훈련시뮬레이션수행을위한물리수학 ( 선형대수, 기하학, 해석역학, 동역학등 ) 원리를이해하고적용할수있다. 1.3 가상훈련장치의움직임에적합한시뮬레이션기법을분석및설계할수있다. 1.4 가상훈련시스템에서가상훈련시뮬레이션에요구사항을분석하고, 적합한시뮬레이션기법을설계할수있다. 1.5 가상훈련시뮬레이션기법의분석및설계내용을문서화할수있다. 2.1 시뮬레이션설계도를바탕으로필요한알고리즘을조사하여분석할수있다. 2.2 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한기존시뮬레이션라이브러리를활용할수있다. 2.3 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한물리수식을적용할수있다. 2.4 시뮬레이션설계도에적합한상호작용및이벤트와모션제어알고리즘을개발할수있다. 3.1 시뮬레이션을구현하기위한하드웨어와소프트웨어에적합한설계도인지검토할수있다. 3.2 가상훈련시스템에연출된요구사항에충족할수있는시뮬레이션기법을파악할수있다. 3.3 가상훈련시뮬레이션기법구현에필요한물리엔진을활용할수있다. 3.4 기설계된알고리즘을통합하여가상훈련시뮬레이션을구현할수있다. 3.5 구현된시뮬레이션동작여부를검증할수있다. 1.1 제시된네트워크설계의데이터베이스, 네트워크구성환경등을통신운영에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고네트워크환경을준비할수있다. 2.1 승인된설계에따라네트워크프로그램제작시생산성향상을위해단계적목표와시간계획을수립할수있다. 2.2 설계된안에따라상황에따라적합한프로그램언어를선정하고, 설계를구현할수있다. 2.3 구현된프로그램의기능을테스트할수있고문제점을디버깅할수있다. 3.1 제작된소프트웨어를대상으로스트레스테스트환경을구축할수있다. 3.2 구축된스트레스테스트환경에서네트워크안정성확보를위해테스트를수행할수있다. 3.3 테스트수행결과의테이터를추출하여분석하고, 하드웨어및소프트웨어성능을평가할수있다. 3.4 과부하등의상황발생시이를개선하기위한해결책을제시하여구현할수있다. 가상훈련시스템 UI/UX 개발 UI/UX 시안검토하기 UI/UX 구현하기 1.1 제시된시안이가상훈련시스템구동입 출력요소를사용자경험 (UX) 을토대로검토할수있다. 1.2 검토결과를반영하여사용자편의성을위한인터페이스 (UI) 로구성할수있다. 1.3 가상훈련시스템콘텐츠의시나리오에맞게사용자경험을토대로스토리보드를구성할수있다. 1.4 구성된 UI 를시스템개발과정에제기된변경사항에대해서수정및보완할수있다. 2.1 승인된시안을근거하여가상훈련시스템 UI 에그래픽디자인을적용할수있다. 2.2 가상환경에서사용자경험에몰입도와실재감을주기위한 UI 인터랙션을구현할수있다. 2.3 가상훈련시스템에적용하기위한 UI/UX 를개발도구를활용하여구현할수있다. - 55 -

UI/UX 검증하기 3.1 개발된 UI 에대한사용성테스트 평가하여문제점과적합성을도출할수있다. 3.2 분석된내용에대한결과및대응방안을정의할수있다. 3.3 발견된문제점이나추가적인사용자요구사항에따라 UI 를수정및보완할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미함 정보통신기기소프트웨어개발자는 부터시스템아키텍쳐까지여러분야에퍼져 있으며이런특성상다양한분야로구성된가상현실시스템의각분야로쉽게이동할수있음 가중요한역할을하는정보통신기기특성상가상현실분야에해당지식을 접목시훈련인터페이스제작효율이상승될것으로보임 기존산업 ( 전자응용기기소프트웨어개발 ) 가상훈련설계검증 / 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 프로그램통합 시뮬레이션모델링 시뮬레이션 소프트웨어설계 프로그램개발 프로그램테스트 능력단위요소 모듈통합하기 통합모듈오류수정하기 통합모듈최적화하기 시뮬레이터선정하기 파라미터설정하기 시뮬레이션환경설정하기 시뮬레이션모델링하기 수치해석하기 신호처리하기 에뮬레이터코드작성하기 에뮬레이션검증하기 구조설계서작성하기 기능설계서작성하기 데이터베이스설계하기 통합개발환경구축하기 모듈개발하기 모듈디버깅하기 통합테스트하기 필드테스트하기 프로그램인증획득하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템 SW 개념설계 가상훈련시스템운용 SW 설계 시스템구조설계하기 운용 SW 개념설계하기 가상환경 SW 개념설계하기 UI/UX SW 개념설계하기 가상훈련환경구성객체모델설계하기 가상훈련운용프로그램 1.1 개발규격서, 기술분석보고서를기초로 SW 구조를작성하기위하여 HW, SW 구성요소를식별할수있다. 1.2 식별된 HW, SW 구성요소를분석하여가상훈련시스템아키텍처 (System architecture) 정의서, HW SW 연계구조도, SW 구성항목구성도를작성할수있다. 1.3 개발규격서의 SW 요구사항을 SW 구성요소에할당할수있다. 1.4 SW 구성요소간최상위수준의인터페이스설계와데이터베이스를설계할수있다. 1.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 2.1 SW 구조내의운용 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 2.2 사용자권한에따른실행개념도를구분하여설계할수있다. 2.3 운용 SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 2.4 운용 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 2.5 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 2.6 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 3.1 SW 구조내의가상환경 SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 3.2 가상환경 SW 의구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 3.3 가상환경 SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 3.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 3.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다 4.1 SW 구조내의 UI/UX SW 구성항목간실행개념도를작성할수있다. 4.2 UI/UX SW 를구성단위별로 SW 단위간의실행개념을작성할수있다. 4.3 UI/UX SW 의구성단위별로목적을기술할수있다. 4.4 SW 구성항목의요구사항을식별하여설계에반영할사항을구체화하여작성할수있다. 4.5 SW 설계도구를이용하여설계자료를문서화하고검토할수있다. 1.1 공간정보를구성하는데이터형식 (Format) 에따라가상의공간을생성하는방안을설계할수있다. 1.2 가상훈련시스템설계에따라가상객체를모델링하기위한방안을설계할수있다. 1.3 구축할대상이되는가상환경에따라사용할텍스쳐생성방안을설계할수있다. 2.1. 가상훈련시스템의설계에따라실객체의동적특성을모사하기위한가상객체의물리모델구현방안을식별할수있다. - 56 -

가상훈련시스템인터페이스 SW 설계 설계하기 DB 프로그램설계하기 사용자권한별인터페이스설계하기 UI/UX 프로그램설계하기 인터페이스프로그램설계하기 2.2 가상훈련시스템의설계에따라가상객체의운용환경에적합한특수효과구현방안을식별할수있다. 2.3 가상훈련시스템의설계에따라가상훈련환경을위한시나리오생성프로그램구현방안을식별할수있다. 2.4 가상훈련시스템의설계에따라실영상과가상환경이미지를합성하는방안을식별할수있다. 2.5 가상훈련시스템의설계에따라훈련결과를평가할수있는요소를파악하여평가프로그램방안을수립할수있다. 3.1 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라텍스처데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.2 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라가상객체데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.3 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라공간정보데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다. 3.4 데이터베이스관리시스템 (DBMS:Data Base Management System) 에따라훈련평가데이터베이스 (DB) 프로그램을설계할수있다 1.1. 사용자권한에따라메뉴구성을구별할수있다. 1.2 사용자권한에따라그룹간연계방안을설계할수있다. 1.3 사용자권한에따라가상환경운용프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 1.4 사용자권한에따라데이터베이스 (DB) 프로그램과연동하는방법을설계할수있다. 2.1 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션 (UI/UX) 방식을설계할수있다. 2.2 가상훈련시스템개념설계에따라가상훈련시스템과사용자간의인터페이스를설계할수있다. 2.3 가상훈련시스템개념설계에따라사용자인터렉션과가상훈련운용프로그램과의연동방법을설계할수있다. 3.1 전체시스템구조설계에따라정해진모듈에입출력변수의형식을정의할수있다. 3.2 전체시스템요구분석에따라요구성능을만족하여연동할수있는시스템간의연동방법을설계할수있다. 3.3 전체시스템구조설계에따라 HW 전장구와운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 3.4 전체시스템구조설계에따라영상시스템과운용프로그램간인터페이스를설계할수있다. 능력단위능력단위요소수행준거 다중감각장치설계검토하기 다중감각장치제작하기 1.1 제시된다중감각제시장치설계도의설계사양, 치수, 부품목록이장치개발에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고다중감각장치제작을준비할수있다. 2.1 승인된설계도를바탕으로작업공정계획을수립할수있다. 2.2 승인된설계도를바탕으로필요한부품을수급할수있다. 2.3 제어시뮬레이션프로그램을활용하여다중감각장치가설계대로추적 (tracking) 하는지점검할수있다. 2.4 점검한내용을토대로다중감각장치시제품을제작할수있다. 2.5 제작한시제품의작동여부를시험하여보완할수있다. 다중감각제시장치개발 다중감각장치제어프로그램개발하기 3.1 제작된시제품에가상훈련시스템에적합한다중감각장치의제어프로그램에요구사항을파악하여문서화할수있다. 3.2 제어프로그램요구사항에근거하여가상훈련시스템의운용을위한시스템제어인터페이스프로그램을구현할수있다. 3.3 다중감각장치의설계된성능을구현할수있는음향생성제어, 추적 (Tracking) 장치, 촉감제시제어, 장치초기화, 페일세이프 (Fail-Safe) 등의제어프로그램을개발할수있다. 3.4 개발된다중감각장치가정상적으로제어되는측정범위를선정할수있다. 3.5 선정된측정범위에따라각종측정장치를이용하여음향생성정도, 추적정확도, 촉감생성정도등에대한계측을실시할수있다. 3.6 측정결과에따라수집된문제점을파악하여보완할수있다. 다중감각장치안정성 4.1 제작된다중감각장치가요구하는설계조건의충족여부를확인하기위한안정성시험항목을선정할수있다. - 57 -

가상훈련시뮬레이션 SW 개발 가상훈련네트워킹기술개발 확보하기 가상훈련시뮬레이션분석설계하기 시뮬레이션알고리즘개발하기 가상훈련시뮬레이션구현하기기 가상훈련네트워크설계검토하기 네트워킹개발하기 네트워크안정성검사하기 4.2 안정성시험항목에따라검사방법을결정하고, 검사용장비를선정할수있다. 4.3 확보된검사용장비를활용하여다중감각장치에대한안정성검사를수행하고, 결과보고서를작성할수있다. 4.4 안정성검사결과를바탕으로문제점을파악하고설계를개선함으로써다중감각장치의안정성을확보할수있다. 1.1 가상훈련시뮬레이션 SW 설계하기위해가상훈련시뮬레이터의작동원리를파악할수있다. 1.2 가상훈련시뮬레이션수행을위한물리수학 ( 선형대수, 기하학, 해석역학, 동역학등 ) 원리를이해하고적용할수있다. 1.3 가상훈련장치의움직임에적합한시뮬레이션기법을분석및설계할수있다. 1.4 가상훈련시스템에서가상훈련시뮬레이션에요구사항을분석하고, 적합한시뮬레이션기법을설계할수있다. 1.5 가상훈련시뮬레이션기법의분석및설계내용을문서화할수있다. 2.1 시뮬레이션설계도를바탕으로필요한알고리즘을조사하여분석할수있다. 2.2 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한기존시뮬레이션라이브러리를활용할수있다. 2.3 가상훈련시뮬레이션알고리즘을개발하기위한물리수식을적용할수있다. 2.4 시뮬레이션설계도에적합한상호작용및이벤트와모션제어알고리즘을개발할수있다. 3.1 시뮬레이션을구현하기위한하드웨어와소프트웨어에적합한설계도인지검토할수있다. 3.2 가상훈련시스템에연출된요구사항에충족할수있는시뮬레이션기법을파악할수있다. 3.3 가상훈련시뮬레이션기법구현에필요한물리엔진을활용할수있다. 3.4 기설계된알고리즘을통합하여가상훈련시뮬레이션을구현할수있다. 3.5 구현된시뮬레이션동작여부를검증할수있다. 1.1 제시된네트워크설계의데이터베이스, 네트워크구성환경등을통신운영에적합한지검토할수있다. 1.2 검토된결과를업무양식에따라기술문서를작성할수있다. 1.3 기술문서를통하여관계부서와협의하고네트워크환경을준비할수있다. 2.1 승인된설계에따라네트워크프로그램제작시생산성향상을위해단계적목표와시간계획을수립할수있다. 2.2 설계된안에따라상황에따라적합한프로그램언어를선정하고, 설계를구현할수있다. 2.3 구현된프로그램의기능을테스트할수있고문제점을디버깅할수있다. 3.1 제작된소프트웨어를대상으로스트레스테스트환경을구축할수있다. 3.2 구축된스트레스테스트환경에서네트워크안정성확보를위해테스트를수행할수있다. 3.3 테스트수행결과의테이터를추출하여분석하고, 하드웨어및소프트웨어성능을평가할수있다. 3.4 과부하등의상황발생시이를개선하기위한해결책을제시하여구현할수있다. 가상룬련시스템 UI/UX 개발 UI/UX 시안검토하기 UI/UX 구현하기 UI/UX 검증하기 1.1 제시된시안이가상훈련시스템구동입 출력요소를사용자경험 (UX) 을토대로검토할수있다. 1.2 검토결과를반영하여사용자편의성을위한인터페이스 (UI) 로구성할수있다. 1.3 가상훈련시스템콘텐츠의시나리오에맞게사용자경험을토대로스토리보드를구성할수있다. 1.4 구성된 UI 를시스템개발과정에제기된변경사항에대해서수정및보완할수있다. 2.1 승인된시안을근거하여가상훈련시스템 UI 에그래픽디자인을적용할수있다. 2.2 가상환경에서사용자경험에몰입도와실재감을주기위한 UI 인터랙션을구현할수있다. 2.3 가상훈련시스템에적용하기위한 UI/UX 를개발도구를활용하여구현할수있다. 3.1 개발된 UI 에대한사용성테스트 평가하여문제점과적합성을도출할수있다. 3.2 분석된내용에대한결과및대응방안을정의할수있다. 3.3 발견된문제점이나추가적인사용자요구사항에따라 UI 를수정및보완할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이 있음을의미함 - 58 -

소프트웨어알고리즘및아키텍처설계에익숙한전자응용기기소프트웨어개발자는 가상훈련시스템의기본적인이해만추가되면해당분야의소프트웨어구조나알고 리즘을개발할수있을것으로예상됨 - 59 -

콘텐츠개발분야경력경로 현황 전자분야의 능력단위에서는가상훈련콘텐츠와매칭되는능력단위가 없는것으로판단 그러나 가상현실콘텐츠산업수요가증가함에따라타분야정보통신및문화 예술 디자인 방송에서의유사경력모델을제시함 가상훈련시스템콘텐츠직무는몰입감과실재감을제공하기위해그래픽 영상 음향등을효과적으로기획 편집 제작하는직무로정의됨 능력단위는콘텐츠리소스제작하기 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처매핑 하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링 구현하기로구성 가상훈련시스템콘텐츠는실재와같은유사한가상환경을컴퓨터시뮬레이션으로구현하며 가상훈련구동부와연동을고려하여제작요구됨 가상훈련시스템콘텐츠는최근 산업발전과더불어인력수요가높 을것으로예상 가상현실콘텐츠기획책임자 디자이너 / 개발자 5 과장 / 선임연구원 가상현실콘텐츠기획 게임3D 캐릭터디자인게임 3D 배경디자인게임애니메이션디자인 4 3 2 대리 / 전임연구원 주임 / 주임연구원 사원 / 연구원 가상현실콘텐츠제작담당자 3D 그래픽디자인 가상현실콘텐츠제작자제작사콘텐츠제작실무자 가상현실음향제작 3D 캐릭터제작 3D 애니메이팅 스태프 3D 배경 소품제작 3D 텍스쳐맵핑 3D 렌더링 가상훈련시스템콘텐츠제작 직능수준 직능유형 가상현실콘텐츠제작게임콘텐츠제작애니메이션콘텐츠제작 가상훈련구동엔지니어링 - 60 -

직무별훈련내용및훈련시간 가상훈련구동엔지니어링분야가상훈련시스템콘텐츠제작관련능력단위를 기준으로 정보통신분야의가상현실콘텐츠제작및문화 예술 디자인 방송분야의게임콘텐츠제작 애니메이션콘텐츠제작과매칭함 가상훈련분야의단위능력단위에서요구되는능력은기존산업분야의여러능력단위의능력이동시에요구 기존분야능력단위의직무능력을가진훈련자가가상훈련분야단위능력단위의습득을위해투입할필요성이있는시간으로판단 기존분야능력단위중난이도가낮은업무의경력자인경우추가훈련시간이필요할것으로보임 가상훈련구동엔지니어링이고려되는콘텐츠제작심화교육이필요할것으로판단 세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 가상훈련구동엔지니어링 직무내용 능력단위 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 가상현실콘텐츠기획책임자 가상현실콘텐츠기획 텍스처매핑 (mapping) 하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 가상현실콘텐츠제작 가상현실콘텐츠제작담당자 3D 그래픽디자인 콘텐츠리소스제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 콘텐츠제작실무자 가상훈련시스템콘텐츠제작 가상현실콘텐츠제작자 가상현실음향제작 텍스처매핑 (mapping) 하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 게임콘텐츠제작 디자이너 / 개발자 게임 3D 캐릭터디자인 게임 3D 배경디자인 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템 - 61 -

세분류직무내용능력단위 훈련내용 ( 능력단위요소 ) 훈련시간 가상훈련구동엔지니어링 직무내용 능력단위 렌더링구현하기 게임애니메이션디자인 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처매핑 (mapping) 하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 콘텐츠리소스제작하기 3D 캐릭터제작 텍스처매핑 (mapping) 하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 제작사 콘텐츠리소스제작하기 3D 애니메이팅 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처매핑 (mapping) 하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 텍스처매핑 (mapping) 하기 애니메이션콘텐츠제작 3D 배경 소품제작 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 콘텐츠리소스제작하기 3D 텍스쳐맵핑 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 스태프 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 콘텐츠리소스제작하기 3D 렌더링 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처매핑 (mapping) 하기 애니메이션제작하기 관련능력단위비교 가상훈련 기존산업군중단위산업과가상훈련산업과의 - 62 -

연관성으로파악 기존산업 ( 가상현실콘텐츠제작 ) 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 가상현실콘텐츠기획 3D 그래픽디자인 가상현실음향제작 능력단위요소가상현실콘텐츠콘셉트기획하기프로젝트매니지먼트설계하기가상현실요소구성하기가상현실스토리텔링구현하기 3D 모델링제작하기텍스쳐맵제작하기 3D 애니메이션제작하기 3D 이펙트제작하기음향효과제작하기배경음악제작하기입체음향편집하기사운드마스터링하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템콘텐츠제작 콘텐츠리소스제작하기 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처매핑 (mapping ) 하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 1.1 가상훈련시스템에적용할콘텐츠에요구되는그래픽, 영상및음향리소스를기획할수있다. 1.2 기획에따라가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는캐릭터, 배경, 소품등그래픽리소스를직접제작할수있다. 1.3 작업상황에따라필요한그래픽및영상리소스를수급하고, 편집하여최적화된그래픽으로제작할수있다. 1.4 콘텐츠의완성도를높이기위하여그래픽및영상을합성, 보정, 구현할수있다. 1.5. 기획에따라가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는배경음악, 효과음등음향리소스를제작할수있다. 1.6. 작업상황에따라필요한음향리소스를수급하고, 편집하여최적화된음향을제작할수있다. 1.7. 콘텐츠의완성도를높이기위해음향을편집할수있다. 2.1 가상훈련시스템시나리오에따라콘텐츠에적용할객체의모델링을계획할수있다. 2.2 가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는캐릭터, 배경, 소품등객체를 3D 공간상에입체적으로제작하기위한최적화된모델링방법을선정할수있다. 2.3 선정된모델링방법을활용하여객체를폴리곤 (Polygon) 형태로 3D 공간상에입체적으로모델링할수있다. 2.4 모델링한객체에애니메이션및렌더링을적용할때발생하는문제를수정하여보완할수있다. 3.1 모델링된객체에적합한텍스처이미지를선정및제작할수있다. 3.2 상황에따라필요한텍스처이미지를수급하고, 편집하여최적화된텍스처이미지로제작할수있다. 3.3 텍스처이미지를활용하여모델링된 3D 객체에생동감 ( 현실감 ) 을주기위하여객체모델에세부적인형태, 질감, 색상등텍스처매핑 (mapping) 할수있다. 4.1 사용자의요구사항를정확히파악하고분석할수있다. 4.2 분석된요구사항을토대로생동감을제공하기위한애니메이션기획및제작방법을선정할수있다. 4.3 다양한시점에따른객체의움직임에적합한속도와모션을적용하여애니메이션키프레임을제작할수있다. 4.4 연출상황의도에따라컴퓨터그래픽을활용한시각특수효과작업을수행할수있다. 5.1 생동감과현실감을제공하기위해시나리오에적합한렌더러를선택하여영상스타일을구축할수있다. 5.2 렌더러의세부설정을조작하여가상훈련시스템콘텐츠에적합한포맷형식을선정할수있다. 5.3 사실적인이미지및환경에대한이해와분석을근거로최적화된이미지를생성할수있다. 기존산업 ( 게임콘텐츠제작 ) 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 게임 3D 캐릭터디자인 게임 3D 배경디자인 능력단위요소 게임 3D 캐릭터구상하기 게임 3D 캐릭터모델링하기 게임 3D 캐릭터맵핑하기 게임 3D 배경오브젝트구상하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템콘텐츠제작 콘텐츠리소스제작하기 1.1 가상훈련시스템에적용할콘텐츠에요구되는그래픽, 영상및음향리소스를기획할수있다. 1.2 기획에따라가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는캐릭터, 배경, 소품등그래픽리소스를직접제작할수있다. 1.3 작업상황에따라필요한그래픽및영상리소스를수급하고, 편집하여최적화된그래픽으로제작할수있다. 1.4 콘텐츠의완성도를높이기위하여그래픽및영상을합성, 보정, 구현할수있다. 1.5. 기획에따라가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는배경음악, 효과음등음향리소스를제작할수있다. - 63 -

게임애니메이션디자인 게임 3D 배경오브젝트모델링하기 게임 3D 배경오브젝트맵핑하기 게임애니메이션구상하기 게임객체애니메이션제작하기 게임캐릭터애니메이션제작하기 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처매핑 (mapping ) 하기 애니메이션제작하기 가상훈련시스템렌더링구현하기 1.6. 작업상황에따라필요한음향리소스를수급하고, 편집하여최적화된음향을제작할수있다. 1.7. 콘텐츠의완성도를높이기위해음향을편집할수있다. 2.1 가상훈련시스템시나리오에따라콘텐츠에적용할객체의모델링을계획할수있다. 2.2 가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는캐릭터, 배경, 소품등객체를 3D 공간상에입체적으로제작하기위한최적화된모델링방법을선정할수있다. 2.3 선정된모델링방법을활용하여객체를폴리곤 (Polygon) 형태로 3D 공간상에입체적으로모델링할수있다. 2.4 모델링한객체에애니메이션및렌더링을적용할때발생하는문제를수정하여보완할수있다. 3.1 모델링된객체에적합한텍스처이미지를선정및제작할수있다. 3.2 상황에따라필요한텍스처이미지를수급하고, 편집하여최적화된텍스처이미지로제작할수있다. 3.3 텍스처이미지를활용하여모델링된 3D 객체에생동감 ( 현실감 ) 을주기위하여객체모델에세부적인형태, 질감, 색상등텍스처매핑 (mapping) 할수있다. 4.1 사용자의요구사항를정확히파악하고분석할수있다. 4.2 분석된요구사항을토대로생동감을제공하기위한애니메이션기획및제작방법을선정할수있다. 4.3 다양한시점에따른객체의움직임에적합한속도와모션을적용하여애니메이션키프레임을제작할수있다. 4.4 연출상황의도에따라컴퓨터그래픽을활용한시각특수효과작업을수행할수있다. 5.1 생동감과현실감을제공하기위해시나리오에적합한렌더러를선택하여영상스타일을구축할수있다. 5.2 렌더러의세부설정을조작하여가상훈련시스템콘텐츠에적합한포맷형식을선정할수있다. 5.3 사실적인이미지및환경에대한이해와분석을근거로최적화된이미지를생성할수있다. 기존산업 ( 애니메이션콘텐츠제작 ) 가상훈련구동엔지니어링 능력단위 3D 캐릭터제작 3D 애니메이팅 3D 배경 소품제작 3D 텍스쳐맵핑 3D 렌더링 능력단위요소 3D 캐릭터모델링하기 3D 캐릭터셋업하기 3D 기본동작만들기 3D 응용동작만들기 3D 배경모델링하기 3D 소품모델링하기 3D 캐릭터맵핑하기 3D 배경 소품맵핑하기 3D 렌더링스크립트작성하기 3D 렌더링하기 능력단위능력단위요소수행준거 가상훈련시스템콘텐츠제작 콘텐츠리소스제작하기 가상훈련시스템콘텐츠객체모델링하기 텍스처 매핑 (mapping) 하기 1.1 가상훈련시스템에적용할콘텐츠에요구되는그래픽, 영상및음향리소스를기획할수있다. 1.2 기획에따라가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는캐릭터, 배경, 소품등그래픽리소스를직접제작할수있다. 1.3 작업상황에따라필요한그래픽및영상리소스를수급하고, 편집하여최적화된그래픽으로제작할수있다. 1.4 콘텐츠의완성도를높이기위하여그래픽및영상을합성, 보정, 구현할수있다. 1.5. 기획에따라가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는배경음악, 효과음등음향리소스를제작할수있다. 1.6. 작업상황에따라필요한음향리소스를수급하고, 편집하여최적화된음향을제작할수있다. 1.7. 콘텐츠의완성도를높이기위해음향을편집할수있다. 2.1 가상훈련시스템시나리오에따라콘텐츠에적용할객체의모델링을계획할수있다. 2.2 가상훈련시스템콘텐츠에적용할수있는캐릭터, 배경, 소품등객체를 3D 공간상에입체적으로제작하기위한최적화된모델링방법을선정할수있다. 2.3 선정된모델링방법을활용하여객체를폴리곤 (Polygon) 형태로 3D 공간상에입체적으로모델링할수있다. 2.4 모델링한객체에애니메이션및렌더링을적용할때발생하는문제를수정하여보완할수있다. 3.1 모델링된객체에적합한텍스처이미지를선정및제작할수있다. 3.2 상황에따라필요한텍스처이미지를수급하고, 편집하여최적화된텍스처이미지로제작할수있다. 3.3 텍스처이미지를활용하여모델링된 3D 객체에생동감 ( 현실감 ) 을주기위하여 - 64 -

애니메이션제작하기 가상훈련 시스템 렌더링 구현하기 객체모델에세부적인형태, 질감, 색상등텍스처매핑 (mapping) 할수있다. 4.1 사용자의요구사항를정확히파악하고분석할수있다. 4.2 분석된요구사항을토대로생동감을제공하기위한애니메이션기획및제작방법을선정할수있다. 4.3 다양한시점에따른객체의움직임에적합한속도와모션을적용하여애니메이션키프레임을제작할수있다. 4.4 연출상황의도에따라컴퓨터그래픽을활용한시각특수효과작업을수행할수있다. 5.1 생동감과현실감을제공하기위해시나리오에적합한렌더러를선택하여영상스타일을구축할수있다. 5.2 렌더러의세부설정을조작하여가상훈련시스템콘텐츠에적합한포맷형식을선정할수있다. 5.3 사실적인이미지및환경에대한이해와분석을근거로최적화된이미지를생성할수있다. 동일색상은기존산업의능력단위요소와가상훈련산업의능력단위요소의연계성이있음을의미 가상훈련산업의하나의능력단위요소는기존산업의여러요소들과연관성을보이나 수준별차별화교육이필요 기존산업의능력단위는요소별세분화되어있으나 가상훈련에서의능력단위는 전반적인능력을요구하고있음 가상훈련시스템콘텐츠제작전반을이해하는능력이요구되고있으며 특히 사실적환경을기반으로하는콘텐츠제작및시스템구동부연계된콘텐츠제작요구 - 65 -

Ⅳ. 학습도구개발 개발목적 기존전자분야기술인력의가상훈련분야이동시요구되는현장기술및기반지식파악제시 가상훈련직무에서기본적이고필수적으로필요한기술 산업환경및제 반지식을위주로작성 이직대상자또는채용자의빠른환경적응및실무투입을위한기초지식제공 이직대상자훈련과정에활용하기위한학습모듈초안제시 활용계획 가상훈련기업의경력자채용시훈련용으로활용하게끔배포 기업 훈련기관의훈련과정학습교안작성시기초자료로활용 차년도서울 또는전자 재직자및채용예정자대상훈련과정에활용 추후타신산업분야 프린터개발 착용형스마트기기등 의경력개발경로 구축시학습모듈사례로활용 개발내용 별첨 전자기기하드웨어 회로 개발분야 가상훈련시스템이해 전자기기소프트웨어개발분야 동적시스템설계 - 66 -

Ⅴ. 가상현실기업인력및훈련수요조사 ( 서울 RC) 조사개요 조사목적 가상현실분야기업의인력수요및경력직채용계획파악 전자기술인력의가상현실분야이동을위한경력개발경로구축의필요성을현장인력실태조사를통해검증및확인 조사내용 신규채용실태 채용방법및기술인력의분야별수요 타분야경력직채용의사및선호분야 인력채용시교육훈련수요및훈련필요분야 조사경과 조사대상 가상현실분야주요기업 개사대상조사 개사응답 조사기간 년 월 월 약 주간 설문조사와별도로주요기업실무자대상 진행예정 월초 서울 전자산업인적자원개발위원회 의 전자기술인력의가상훈련분야이동경력 개발경로구축 사업과연계추진 전자 서울 기관간역할분담을통해효율적사업추진도모 전자 조사대상기업리스트제공 가상훈련분야이동에관한설문지개발 학습모듈개발제공등 서울 가상현실기업수요조사수행 가상현실기업관계자 개최 예정 - 67 -

주요결과 문 현재종사자수 상시 사례수합계관리기획연구개발연구개발생산영업기타 전체 (14) 463 131 268 268 34 14 16 지역 서울 (3) 134 43 86 86 3 1 1 경기 (5) 66 9 32 32 15 0 인천 (1) 40 3 5 5 15 3 14 대전 (4) 218 73 144 144 1 0 0 제주 (1) 5 3 1 1 0 0 1 규모 30 인미만 () 127 17 78 78 19 11 2 30 인이상 (4) 336 114 190 190 15 3 14 가상현실기업조사대상 개기업중 인미만기업이 개사 차지 - 68 -

문 문 필요인력확보방법 중복 기존인력사례수신입인력채용경력인력채용아웃소싱 ( 파견 ) 활용 ( 직무순환 ) 전체 (14) 21.4 71.4 64.3 14.3 서울 (3) 33.3 0.0 33.3.0 지역 경기 (5) 40.0 60.0 40.0 20.0 인천 (1).0.0 0.0 0.0 대전 (4).0 0.0 0.0.0 제주 (1).0.0 0.0.0 규모 30 인미만 () 30.0 70.0 50.0.0 30 인이상 (4).0 75.0 0.0 25.0 가상현실기업은인력수요발생시대체로신입 경력채용을통해확보 - 69 -

문 최근 년간신규인력채용자 인원 사례수관리기획연구개발생산영업계 전체 (14) 14 79 0 3 96 서울 (3) 11 37 0 1 49 지역 경기 (5) 2 8 0 2 12 인천 (1) 0 1 0 0 1 대전 (4) 0 32 0 0 32 제주 (1) 1 1 0 0 2 규모 30 인미만 () 4 20 0 3 27 30 인이상 (4) 59 0 0 69 최근 년간신입직원채용은연구개발분야 비중이높음 - 70 -

문 필요인력채용여부 사례수필요인력채용필요인력채용못함채용했으나여전히부족 전체 (14) 50.0 42.9 7.1 서울 (3) 66.7 33.3.0 지역 경기 (5) 40.0 40.0 20.0 인천 (1) 0.0.0.0 대전 (4) 50.0 50.0.0 제주 (1).0 0.0.0 규모 30 인미만 () 40.0 50.0.0 30 인이상 (4) 75.0 25.0.0 필요인력을채용했는지여부에대해 기업이채용못하거나여전히부족한 상태라고응답함 - 71 -

문 필요인력미충원사유 사례수지원자기준미달기타 전체 (6) 83.3 16.7 지역 서울 (1) 0.0.0 경기 (2) 50.0 50.0 대전 (2) 0.0.0 제주 (1) 0.0.0 규모 30인미만 (5) 80.0 20.0 30인이상 (1) 0.0.0 필요인력을채우지못한이유는지원자가필요한기준에미달한경우가많음 - 72 -

문 희망채용기술인력 신입 사례수 합계 제품 기획 회로 개발 H/W 개발 S/W 개발 콘텐츠 개발 기술 영업 생산 ( 제조 ) 등 전체 (4) 5 1 0 0 2 1 1 0 서울 (1) 1 0 0 0 1 0 0 0 지역 경기 (1) 1 0 0 0 0 0 1 0 인천 (1) 1 0 0 0 1 0 0 0 제주 (1) 2 1 0 0 0 1 0 0 규모 30 인미만 (3) 4 1 0 0 1 1 1 0 30 인이상 (1) 1 0 0 0 1 0 0 0 연구개발인력중신입직원채용을희망하는기업사례는많지않으나대체로 개발인력수요가있음 - 73 -

문 희망채용기술인력 경력 사례수 합계 제품 기획 회로 개발 H/W 개발 S/W 개발 콘텐츠 개발 기술 영업 생산 ( 제조 ) 등 전체 (12) 36 4 1 4 17 9 1 0 서울 (2) 11 2 1 0 4 4 0 0 지역 경기 (5) 12 1 0 2 6 2 1 0 인천 (1) 2 0 0 0 2 0 0 0 대전 (3) 6 0 0 2 2 2 0 0 제주 (1) 5 1 0 0 3 1 0 0 규모 30 인미만 (8) 25 3 0 3 11 7 1 0 30 인이상 (4) 11 1 1 1 6 2 0 0 연구개발인력중경력직원채용을희망하는기업은 개사이며 개발인력 수요가많음 - 74 -

문 경력직기술인력채용시예상되는어려움정도 사례수채용불가능 3 개월이내채용어려움 1 개월이내채용가능 전체 (12) 8.3 83.3 8.3 지역 서울 (2).0 0.0.0 경기 (5) 20.0 80.0.0 인천 (1).0 0.0.0 대전 (3).0 66.7 33.3 제주 (1).0 0.0.0 규모 30인미만 (8) 12.5 87.5.0 30인이상 (4).0 75.0 25.0 경력직기술인력을채용하고자하는경우대다수응답자가 개월이내채용이 어려울것 으로예상 - 75 -

문 경력직기술인력채용이어려운이유 사례수기술역량보유인력부족임금, 복지등구직자요구사항미달 전체 (11) 27.3 72.7 서울 (2) 50.0 50.0 지역 경기 (5) 20.0 80.0 인천 (1).0 0.0 대전 (2) 50.0 50.0 제주 (1).0 0.0 규모 30 인미만 (8) 25.0 75.0 30 인이상 (3) 33.3 66.7 경력직기술인력을채용이어려운이유는대체로 구직자가요구하는근로조건을 충족시키지못해서 라고응답 - 76 -

문 타분야경력직기술인력채용의향 사례수있다없다 전체 (14) 78.6 21.4 지역 서울 (3) 66.7 33.3 경기 (5) 60.0 40.0 인천 (1) 0.0.0 대전 (4) 0.0.0 제주 (1) 0.0.0 규모 30인미만 () 70.0 30.0 30인이상 (4) 0.0.0 타분야경력직기술인력을채용의향에대해서는 가있다고응답 - 77 -

문 타분야경력직기술인력채용의향사유 순위 사례수필요직무에대한기술적유사성가상현실종사경력자부족 전체 (11) 81.8 18.2 서울 (2) 0.0.0 지역 경기 (3) 0.0.0 인천 (1) 0.0.0 대전 (4) 50.0 50.0 제주 (1) 0.0.0 규모 30 인미만 (7) 71.4 28.6 30 인이상 (4) 0.0.0 타분야경력직기술인력을채용하고자하는이유에대해서는 가 필요직무에 대한기술적으로유사하기때문 이라고응답 - 78 -

문 타분야경력직기술인력채용의향사유 순위 사례수 필요직무에대한기술적유사성 유사한 ( 저렴한 ) 임금 수준 가상현실종사 경력자부족 전체 (11) 81.8 45.5 54.5 서울 (2) 0.0 50.0 50.0 지역 경기 (3) 0.0 66.7 66.7 인천 (1) 0.0.0.0 대전 (4) 50.0 25.0 50.0 제주 (1) 0.0 0.0 0.0 규모 30 인미만 (7) 71.4 71.4 85.7 30 인이상 (4) 0.0.0.0 타분야경력직기술인력을채용하고자하는이유를중복선택하라고물었을때도 필요직무에대한기술적유사성 을가장많이선택했고 두번째로는 가상현실 분야경력자부족 을선택 - 79 -

문 타분야경력직채용시선호업종 순위 사례수산업용전자기기정보통신기기로봇기타 전체 (11) 9.1 72.7 9.1 9.1 서울 (2) 50.0 50.0.0.0 지역 경기 (3).0 66.7.0 33.3 인천 (1).0 0.0.0.0 대전 (4).0 75.0 25.0.0 제주 (1).0 0.0.0.0 규모 30 인미만 (7).0 71.4 14.3 14.3 30 인이상 (4) 25.0 75.0.0.0 타분야경력직기술인력을채용하고자할때선호하는경력분야에대해 정보통신 기기 분야를가장많이선택 - 80 -

문 타분야경력직채용시선호업종 순위 사례수 산업용 전자기기 정보통신 기기 전자 부품 반도체디스플레이 로봇 의료용 전자기기 기타 전체 (11) 9.1 81.8 36.4 9.1 9.1 36.4 9.1 9.1 서울 (2) 50.0 0.0 0.0.0.0 50.0.0.0 지역 경기 (3).0 66.7 33.3.0.0 66.7 33.3 33.3 인천 (1).0 0.0.0.0 0.0.0.0.0 대전 (4).0 75.0.0.0.0 25.0.0.0 제주 (1).0 0.0 0.0 0.0.0.0.0.0 규모 30 인미만 30 인이상 (7).0 71.4 42.9 14.3.0 57.1 14.3 14.3 (4) 25.0 0.0 25.0.0 25.0.0.0.0 타분야경력직기술인력을채용하고자할때선호하는경력분야를중복선택하라 는질문에 정보통신기기 전자부품 로봇 분야를많이선택 - 81 -

문 타분야경력자최우선인력관리요소 사례수 가상현실실무 기술역량재교육 내부업무프로세스 적응을위한 사내교육 기존직원과의협업 분위기조성 전체 (14) 64.3 21.4 14.3 서울 (3) 66.7 33.3.0 지역 경기 (5) 80.0 20.0.0 인천 (1).0.0 0.0 대전 (4) 50.0 25.0 25.0 제주 (1) 0.0.0.0 규모 30 인미만 () 90.0.0.0 30 인이상 (4).0 50.0 50.0 타분야경력직기술인력을채용할때가장고려해야하는인력관리요소로는 가 가상현실실무기술역량재교육 이라고응답 - 82 -

문 타분야경력자채용시필요실무기술역량재교육시간 사례수 1 일 (8 시간 ) 3 일 (24 시간 ) 3~5 일 1 주일이상 전체 ().0 20.0.0 60.0 서울 (2).0 50.0 50.0.0 지역 경기 (4) 25.0.0.0 75.0 인천 (1).0.0.0 0.0 대전 (2).0.0.0 0.0 제주 (1).0 0.0.0.0 규모 30 인미만 (9) 11.1 22.2 11.1 55.6 30 인이상 (1).0.0.0 0.0 타분야경력직기술인력을채용시필요한실무기술역량교육시간은대체로 주일 이상 이라고응답 - 83 -

문 타분야경력자필요교육과정 사례수 고급수준의 심화기술교육 기본기술 확립을위한 기초교육 업무적응을 위한조직 문화교육 전체 (14) 64.3 28.6 7.1 서울 (3) 66.7 33.3.0 지역 경기 (5) 80.0 20.0.0 인천 (1) 0.0.0.0 대전 (4) 25.0 50.0 25.0 제주 (1) 0.0.0.0 규모 30 인미만 () 80.0 20.0.0 30 인이상 (4) 25.0 50.0 25.0 타분야경력직기술인력을채용시필요한교육과정으로는대체로 고급수준의심화 기술교육 이필요하다고응답 - 84 -

조사결론 가상현실기업의신규채용실태및채용방법 가상현실기업은신규인력의채용수요가있으며 또한최근 년간지속적으로 채용하고있는상황 특히 연구개발인력위주로채용을하고있음 그러나 필요한인력을채용하였는지는여부에서는 기업이채용하지못하거나 채용했으나여전히인력이부족하다고응답함 채용하지못한이유는 지원자가필요한기준에미달한경우 가많다고하였으며 대체로지원자가기업이원하는수준의직무능력을갖추지못한경우로분석됨 가상현실기업은인력부족으로어려움을겪고있으며 만족할만한수준의지원 자도부족한상황 가상현실기업의타분야경력직채용의사 기업들은대체로신입보다는경력직채용을선호하는것으로나타남 그러나 경력직채용은어려운상황이며그이유는구직자가요구하는근로조건을 만족시키지못하고 가상현실분야경력직인력이부족한것도주요이유중하나임 전자산업중관련타분야의경력직기술인력채용에대해서는대다수기업이채용의사가있다고응답하였으며 그이유는기술적으로유사하기때문이라고응답함 타전자산업분야중 정보통신기기 와 전자부품 로봇 분야경력직을선호하는 것으로나타났음 신입직원보다경력직을선호하고있으며 전자산업내타분야경력직채용의사도 높은것으로나타남 가상현실기업의교육훈련수요 타전자산업분야경력자를채용했을때가장고려해야하는인력관리요소로는 가 가상현실실무기술역량재교육 이라고응답 필요한교육과정은 고급수준의심화기술교육 을가장많이선택함 경력직원을대상으로가상현실분야를이해하고기술역량을높이기위한 가상 현실실무심화기술교육과정 이필요 - 85 -

Ⅵ. 결론및제언 의의 본연구에서는신성장산업의기술인력부족을해결하고 전자분야기술인력의새 로운일자리영역을제시하기위한목적으로추진하였음 의경력개발경로체계도를활용하여신성장산업 가상훈련산업 으로의이동을 위한경력경로를능력단위기준으로제시하였음 기존전자기술분야는크게 회로 기구 콘텐츠분야로영역을구분하였으며 가상훈련분야는가상훈련 개발 가상훈련구동엔지니어링 실감형콘텐츠 개발등으로구분하였음 전자기술인력이가상훈련분야로이동할경우가상훈련시스템에관한개념 산업환 경및기초기술의습득이필요하며 기존에보유하고있는숙련된기술을가상훈련기업에서빠른시간안에적응하고발휘할수있게끔기본훈련이필요 숙련기술인력이가상훈련기업으로이동할때필요한교육에사용할수있게끔 학습모듈 종 가상훈련시스템 의이해 가상훈련동적시스템설계 을개 발하여제시함 개발된학습모듈은가상훈련시스템에대해기본적인기술을위주로작성되었으며 가상훈련기업채용자대상훈련과정에활용될수있음 차년도서울 또는전문훈련기관을통해훈련과정에활용예정 작성과정에서의고려사항 전자기기에서의하드웨어개발은회로개발을의미하나가상훈련분야에서의하드웨어개발은소프트웨어를제외한기구개발과회로개발전체를의미하므로산업간용어의통일이필요함 기존 는산업계의현황을반영하여현실에맞게수준이평정되었으나 최근에개발된가상훈련분야에서는자격 교육 훈련의통용성을위하여인위적으로낮게 조정함 따라서현재의수준을그대로적용하기보다는산업현장에서의직급및업무수준을고려하여판단할필요가있음 가상훈련은포괄적인업무능력이요구되는융복합산업의대표적인경우이며 따 라서 가상훈련의능력단위에서필요로하는요소는기존산업의여러능력단위와복 - 86 -

합적인연계성이존재함 가상훈련분야기업의규모가아직까지는벤처 중소기업위주이기에직접생산 과관련된인력수요는높지않으나 융복합산업의성격에따라관련업계와의동반성장이요구되므로관련인력은지속적인수요가있을것으로예상됨 기존분야에서의하드웨어는회로작업을중심으로하는경력인관계로 가상훈련의실물모형가공 조립 제작 구동에따른경험이대부분부족할수있음 이부분에대 한심화교육이필요할것으로판단됨 제언 가상현실분야의인력수요및경력직채용의사에대한심층적이고광범위한실태조사가필요함 본연구에서수행한서울 의수요조사는예산 기간등조사환경이제한적이었 기에결과의한계성이있음 기존산업분야에서신산업으로이직을유도하기위해서는신산업분야의업무내용과필요한훈련과정에대한홍보가필요함 심화교육을수행하기위한전문교육기관과훈련을위한양질의교육자료개발이필요함 가상훈련분야외에도다른미래유망산업분야로의추가연구를통해기술인력의이동을위한경로를다양하게제시함으로써이동으로인한효과를확대할필요 단기적으로가시적인성과에매달리지말고중장기적인로드맵을가지고체계적으로확산하는것이중요함 관련분야로의이직이나전직이활성화되기위해서는관련산업의규모가적정수준으로성장해야가시적인성과가나타날것임 그러나 해당산업의규모가성장하기까지수년간의기간이소요될것이나성장 한후에필요한인력공급을위해교육기관에서의사전양성이필요할것이며그에필요한인력양성지원사업이필요함 - 87 -

[ 별첨 1] 학습모듈 ( 가상훈련시스템하드웨어이해 )

전자기술인력가상훈련분야이동 경력개발경로학습모듈 - 가상훈련시스템하드웨어이해 - 2017.. 전자산업인적자원개발위원회 대표기관 한국전자정보통신산업진흥회

차례 학습모듈의개요 1 학습 1. 가상훈련시스템이해하기 1-1. 가상현실의기술적이해 2 1-2. 가상현실의응용분야 7 학습 2. 가상훈련시스템구동부분석하기 2-1. 구동부의구성요소 15 2-2. 모션제어기의동작분석 22 학습 3. 가상훈련시스템전장구분석하기 3-1. 인터페이스방식 25 3-2. 센서종류 33 참고자료 37

가상훈련시스템하드웨어이해학습모듈의개요 학습모듈의목표가상훈련시스템을이해하기위하여가상훈련시스템의근간이되는가상현실의기술적인배경을학습하고, 가상훈련시스템구동부와전장구의작동원리를이해함으로전자분야의기술인력이가상훈련시스템분야의업무에종사하기위해필요한지식을습득하도록한다. 학습모듈의내용체계 학습 1. 가상훈련시스템 이해하기 학습내용 1-1. 가상현실의기술적이해 1-2. 가상현실의응용분야 코드번호 NCS 능력단위요소 요소명칭 2. 가상훈련시스템의 구동부분석하기 2-1. 구동부의구성요소 2-2. 모션제어기의동작분석 3. 가상훈련시스템의 전장구분석하기 3-1. 인터페이스방식 3-2. 센서종류 핵심용어 가상현실, HMD(Head Mount Display), 시뮬레이터, 제어컨트롤러, 액추에이터, 서보모터, 모션제어, 모션플랫 폼, 통신네트워크 - 1 -

학습 1 학습 2 학습 3 가상훈련시스템이해하기 가상훈련시스템구동부분석하기가상훈련시스템전장구분석하기 1-1. 가상현실의기술적이해 가상훈련시스템의기본이되는기술인가상현실의시장현황과기술적인개념을이 학습목표 해할수있다. 가상현실기술의핵심기술분석및발전현황에대한분석을통해가상훈련시스템 의미래전망을예측할수있다. 필요지식 / 가상현실의개념 1. 가상현실기술의정의가상현실은현실세계를반영하거나그렇지않거나관계없이현실처럼느끼거나착각에빠지도록만들어진것이다. 그러기위해서는몰입감이가장우선시되기때문에가상현실인식장치들중에서 HMD 의중요성이커지며최근세계적인선도기업들의기술개발로여러가지디바이스들이출현하여가상현실분여의괄목할만한성장을이뤄내고있다. 그러나각기업들이추구하는디바이스장치들의특성이조금씩따르고현재까지표준이설정되어있지않은관계로같은가상현실상황을각각다른디바이스장치들에서동일하게인식할수없는문제를해결해야하는점이있다. 이를위해삼성에서는자사의 HMD 가격을대폭낮추고자사의스마트폰과연동이쉽도록하여보급률을높이려하고있으며, 구글에서는카드보드의설계를공개하여가상현실시장의확대를꾀하고노력을기울이고있다. 차세대컴퓨팅플랫폼으로가상현실기술이주목받으면서구글, 삼성, 소니, HTC 등가상현실기술의글로벌선도기업들외에도많은기업들이가상현실시연장치의개발노력을기울이고있기때문에멀지않은시기에인터넷이나스마트폰의확산과같이가상현실기술이확산될것으로보여진다. 가상현실기술에있어 HMD 같은하드웨어이외에도가상현실을구현하기위한소프트웨어와콘텐츠의개발은많은중소기업과대기업에서도관심을가지는분야가되고있다. 특히가상현실콘텐츠분야는가상현실시장의확대에비례하여더큰폭으로커지고있는데아직까지는시장진입초기단계나마찬가지여서콘텐츠의유사성이나저작권, 지적재산권등에대한시비가많지는않지만, 가상현실시장이더발전하여안정화단계에이른다면마치스마트폰시장에서많은기업들이지적재산권시비가일어났던과거와같이소프트웨어나콘텐츠의법적인문제가대두될것으로우려된다. - 2 -

[ 그림 1-1] 가상현실의정의위의그림과같이가상현실은어떤특정한환경, 상황을컴퓨터를이용한모의실험 (simulate) 을함으로써, 그것을사용하는사람이마치실제상황이나환경과상호작용을하고있는것처럼만들어주는인간과컴퓨터간의인터페이스를말한다. 이것은인터페이스의차원에서가상현실을설명한것이며, 가상현실기술은종 횡, 그리고깊이까지가진 3차원의세계를연출하며, 현실감있는음향등을활용하여인간의모든감각을자극하여어떤상황을마치실제로체험하는듯한느낌을주는기술을의미한다. 현재의가상현실은컴퓨터그래픽 (CG) 를근간으로한시각중심의가상세계를만드는기술에서청각, 후각등인간의오감의영역까지다루고있어, 컴퓨터와인간이일체화된궁극의휴먼인터페이스라고할수있다. 따라서그래픽, 3차원스테레오영상등의기법을통해가상현실속에서현실감을느끼게하는시각을통한정보의전달은시각커뮤니케이션의사용편의성을증가시키는데효과적으로, 가상현실속에몰입할수있는시각적효과가가장중요한것이다. 2. 가상현실기술의활용가상현실기술은완벽한가상세계를눈앞에구현하는것을통해몰입감이높은환경을제공하여실감형, 체감형콘텐츠에주로활용되며, 현실세계를배경으로하여추가적인정보를덧입히는정보전달형콘텐츠에도활용된다. 의료분야에서가상현실기술은복잡하고위험한수술의교육이나의료진단교육등에사용되고있으며, 고소공포증이나우울증치료등에도사용되고있다. 교육분야에서는역사교육이나언어교육, 현장체험등에사용되고있고, 레저분야에서는패러글라이딩, 스포츠강하, 스키, 수상스포츠, 테마파크놀이시설등많은분야에시도되고있다. 게임분야는가상현실기술을이용하여체험형게임으로거듭나고있으며국방분야의경우에는과거시뮬레이터와워게임등에서발전하여개인형가상현실훈련이나교육등에활발하게활용되고있다. 여행이나쇼핑분야에서도가상현실기술은간접적인체험을통해사용자의편리성을증대시켜주고있다. 광고분야에서도가상현실기술은탁월한기대효과증대에기여하고있고산업분야에서도안전, 교육, 훈련, 설계등여러가지영역에가상현실기술이사용되고있다. 가상현실은로봇, 가전기기등다양한산업영역에공동활용이가능한요소기술들을가지고있어앞으로통합적관점의기술개발전략의수립이필요할것으로판단된다. 더불어가상현실과결합하고있는다양한기술들은가상현실산업뿐만아니라다양한분야의응용가능한기반기술들로서하나의기술이다양한목적으로활용가능한전략을마련해야할것이다. 가상현실의구현은다양한분야의고도로정밀한기술이요구된다. 아직은완벽한가상현실을구현하기에는역부족인것이사실이나, 지속적연구와개발에의해차츰변화해가고있다. 요즘은첨단기술로인한가상현실의급속한발전으로현실에가까운형태로재현되기도한다. 가상현실의미래는정교하고신뢰할만한기술개발에따라좌우된다고볼수있으며, 이것은연구보다는실질적인기술개발의문제라할수있다. 기본적으로가상현실어플리케이션은그형태에따라몰입형가상현실 (Immersive VR), 데스크탑형가상현실 (Desktop VR), 투사형가상현실 (Projected VR), 원격조작 (Telepresence VR) 및증강형 (Augmented VR) 가상현실등으로구분될수있다. 이들어플리케이션들은성숙도와기술적난이도측면에서아래그림과같 - 3 -

이배열할수있다 [ 그림 1-2] 가상현실의종류에따른개념도 3. 가상현실기술의한계앞으로가상현실기술은생활공간속에서일상적으로경험하는기술로발전하면서현재까지의인터넷이나스마트폰등에서발생했던많은문제들보다한층더큰영향을줄것으로예상할수있다. 특히점차가상현실기술에사용될오감기술은사람의인지적특성을이용하는기술로정밀한의학적, 생물학적인사용자연구가필요할것으로판단된다. 그리고가상현실기술의발전이나여건등의향상으로가상현실기술의구현에필요한접근성과다양성이지속적으로개선될것으로전망되나어떤특정한분야또는독립적인분야의경우가상현실기술의섣부른지배에주의해야한다. 가상현실기술은일단가상현실구현을위한디바이스장치즉, 시연기기가필수불가결한요소이며활용성을높이기위해콘텐츠를다양하게개발하고꾸준히공급해주어야한다. 이후가상현실기술의전세계적표준이설정된다고가정하면디바이스장치문제가해결된다고해도현재스마트폰시장에서처럼특정기업의기기가다른기기들과호환되지못하는것과유사한상황이발생할수있고관련기술소프트웨어나콘텐츠의개발과공급문제에저작권이나지적재산권문제등특정기업이나기술에종속될수도있는점을간과해서는안될것이다 ( 염도호, 2017). 가상현실기술개요 1. 가상현실의정의가상현실은사전적의미로 어떤특정한환경이나상황을컴퓨터로만들어서, 그것을사용하는사람이마치실제주변상황 환경과상호작용을하고있는것처럼만들어주는인간과컴퓨터사이의인터페이스를뜻한다. 가상현실 이란용어는 1989 년재론래니어 (Jaron Lanier) 에의해고안되었지만, 그것을지칭하는개념이나시스템은기술중심적입장, 경험중심적입장, 사이버문화적입장등에서조금씩다르게정의되기도한다. 가상현실은인공현실, 사이버공간, 가상세계, 가상환경, 합성환경, 인공환경등으로도표현하기도한다. 가상현실은사람들이일상적으로경험하기어려운환경을직접체험하지않고서도그환경에들어와있는것처럼보여주고조작할수있게해주는것이다. 응용분야는교육, 고급프로그래밍, 원격조작, 원격위성표면탐사, 탐사자료분석, 과학적시각화 (scientific visualization) 등이다. 구체적으로, 탱크 항공기의조종법훈련, 가구의배치설계, 수술실습, 게임등다양하다. 가상현실시스템에서는인간참여자와실제 가상작업공간이하드웨어로상호연결된다. 또가상적인환경에서일어나는일을참여자가주로시각으로느끼도록하며, 보조적으로청각 촉각등을사용하기도한다. 가상현실시스템은사용자의시점이나동작의변화를감지하여그에대응하는적절한변화를가상환경에줄수있다. 또한사용자의현장감을높여주기위해서입체표시장치, 두부장착교시장치 (Head-Mounted - 4 -

Display) 등의효과장치 (effector) 들을사용하며, 사용자의반응을감지하기위해서데이터장갑 (data glove), 두부위치센서등의센서 (sensor) 를사용한다. 가상현실은실제와유사한가상의세계를구축하고, 현실과가상현실과의상호작용을통해사용자가그안에있는것처럼체험할수있도록하기위함이다. 이것을콘텐츠와플랫폼, 네트워크와디바이스기반의방송, 영화, 통신게임, 제조, 의료, 가전, 모바일, 자동차와로봇등다양한기반들과융합되기때문에이러한타산업들의발전에함께융합하여영향을미치고있다. 아래그림은가상현실의개념을이해하기쉽도록가상현실을표현하는개념도이다 ( 염도호, 2017). [ 그림 1-3] 가상현실의개념도 2. 가상현실의발전일반적으로는 1940년대미국의공군과항공산업에서개발한비행시뮬레이터 (flight simulator) 가가상현실의역사적효시로알려지고있다. 1930 년자신의장치를특허낸이후지속적으로이를연구, 개발해온에드윈링크 (Edwin Link) 연구팀은바네바부시 (Vannevar Bush) 의수학모델을응용해 2차세계대전기간에최초의비행시뮬레이션을완성하였다. 1950 년대이후할리우드영화또한가상현실기술의개발에커다란기여를해왔다. 1950 년대중반에드윈랜드 (Edwin Land) 는 3차원이미지를구현하는컬러영화를개발, 이는 1954 년와이드스크린시네마스코프로이어졌다. 이와비슷한시기인 1956 년모튼하일리그 (Morton Heilig) 는 ' 센소라마시뮬레이터 (Sensorama Simulator)' 를개발하는데, 이것은 3차원이미지, 입체음향, 냄새등을이용해신경체계를자극내지시뮬레이션하는오락장치였다. ' 가상현실의아버지 ' 라불리는이반서덜랜드 (Ivan Sutherland) 는미국국방성고등연구프로젝트국 (DoD's Advanced Research Project Agency, DARPA) 에서연구해왔는데, 1965 년 " 궁극적디스플레이 (The Ultimate Display)" 라는논문을발표하였다. 이개념은가상현실에대한연구와개발의방향을예견하는것으로서, 궁극적디스플레이라는공간속에서컴퓨터는사물의존재를통제할수있게된다는것이었다. 1968 년그는 " 투구형 3차원디스플레이 (A Head-Mounted Three Dimensional Display)" 라는논문을통해 HMD(head-mounted display) 를구상하는데, 이는두개의작은 CRT(cathode-ray tube) 를통해이용자의두눈을둘러쌈으로써입체적인영상을제공하고자하는것이었다. ' 가상현실 ' 이란용어를고안한재론래니어는데이터장갑, 즉 Data Glove TM을개발하여실제가상전쟁시스템에활용할수있도록발전시키기도하였다. 이것은가상의팔과손을사이버스페이스속으로확장시켜주는것으로서, 가상세계의제차원들을인간내부의지각과정속에위치지을수있게되었음을의미하는것이다. 가상현실은글로벌 IT업체들의가상현실시장을선점하기위한노력으로앞다퉈관련장비를시장에선보이면서소비자들에게만족스러운가격과성능을갖춘장비들이빠르게진화하는한편관련기업들의콘텐츠 - 5 -

개발과적용영역이확대되고있어본격적으로가상현실의시대가열리고있다고할수있다. 3. 가상현실의미래 2000 년대에들어서가상현실기술이비약적인발전을하고모든영역에걸쳐사용환경을구축하고있지만아직까지는소비자들이쉽게구매할수있는만족할만한가격대에이르지못하고있는단점이있다. 가상현실과관련된기업들은시장확대의주요걸림돌중하나인가격문제를극복하기위해다각적인노력을기울이고있다. 카드보드 VR이나삼성기어VR 처럼구조적인방법을달리하려는움직임과대량생산과기술집약을통해가격자체를낮추려는노력등이있지만, 현재까지는가상현실시장이확대되면소비자가늘어날것이고자연스럽게관련기기의가격이낮춰질수있다는판단아래움직임을서두르지않는경우도많다. 기술적방법또는구조적방법을달리한다면관련기기의가격하락은필연적인미래요소이다. 가상현실은벌써크고작은관련기업들에서춘추전국시대에비유할정도로시시각각다양한콘텐츠들을수없이세상에쏟아내고있는형편이다. 이에반해가상현실관련기기들은몇몇기업들에국한되어더디게발전하고있는상황이다. 아직까지는기기의성능문제나기기와콘텐츠와의불협화음에서기인하는어지러움, 두통, 구토등의신체적문제들이발생하고있다. 그러나관련업체들의발전노력에힘입어근시일내에해소될전망이다. 한편에서가상현실기술에대한철학적문제나윤리적문제를제기하기도한다. 철학적문제는물리적실재와가상적실재의구분이경험적으로힘들어질경우궁극적으로 실재 를규정해온존재론적범주들은여전히유효한가하는부분이다. - 6 -

1-2. 가상현실의응용분야 학습목표 가상현실기술의산업별적용사례분석을통해가상훈련시스템의응용분야를정리 할수있다. 필요지식 / 가상현실기술적용사례분석가상현실은사람의실생활과산업의각측면에서위험요소를배제할수있고, 비용을절감할수있으며, 시간과장소에구애받지않고, 기대효과를상승시킬수있다는점에서빠른속도로자리잡으며발전해나가고있다. 최근가상현실기술이급속히확산하게되면서 ICT 관련기술의발전과콘텐츠제작이개인을중심으로변화되고있다. 가상현실은일반적으로머리에쓰는 HMD 를통해콘텐츠를제공하며, 화면과사운드를지원하는 HMD 를통해사용자에게더높은현실감과몰입도를높여준다. 가상현실은게임을포함한엔터테인먼트, 영화, 교육, 의료, 국방등우리생활전반에서응용될것으로예상된다. 최근스마트폰시장성장률둔화로인해관련사업자들이신규모멘텀을찾기위해 IoT기술과도접목시키고있는데가상현실로인해간접시장에서의활발한연계가이뤄질것으로기대된다 ( 염도호, 2017). 1. 의료분야가상현실은의료분야에서환자의질환을판단하거나내시경수술교육, 의료진단교육등에서이미활발히사용되고있으며점차그범위를확대해가고있는중이다. 최근인체모형을가상현실기술을이용하여모델화함으로써기본적인수술기법에관한교육및훈련평가시스템이개발되고있으며, 여기에는지각부터가치판단까지순식간에반복할수있도록하기위해서실시간상호작용성을실현하는것이중요하다. [ 그림 1-4] 가상현실기술을이용한수술교육 또한, 내시경을이용한수술, 위간절제술, 폐수술, 비뇨기과수술등수술훈련용시뮬레이터가임상응용되고있다. 영상진단은진료과정에서방사선, 초음파, 핵자기공명법등의영상검사장치로촬영해가시화한인체영상정보로부터병의유무및정도를추정하는것으로, 영상진단학에응용하기위해서는주로지각, 인지, 조합에서부터문제식별기능까지의과정이중요하다. 가상현실기술을이용한의료교육은교육비용절감이외에도촌각을다투고생명을다루는고위험현장에서우선적으로필요한위험을회피할수있다는장점과동시에이러한고비용, 고위험의실습을편리하게하는장점이있다. 의료교육분야외에도원격화상진료분야, 고소공포증이나정신적스트레스를완화해주는진료에도이미가상현실기술이사용되고있으며그효과가입증되고있다. 이외에도간수술계획과훈련을위해 - 7 -

진행된 PASSPORT 프로젝트가있으며, 이는환자맞춤형수술을계획하기위해환자의의료영상으로부터간부분을분할하고, 촉각과점성등물리적특성을고려하여 3D 모델화한후수술계획을세우고실제수술에앞서수술훈련을하게된다. 직접적인의료행위에가상현실을응용하기까지는연구개발이더필요하겠지만기능성게임분야와헬스케어분야에서는가상현실기술이도입되어상용화까지된사례들이점점나오고있는추세다. 시장조사업체 GIA(Global Industry Analysts) 에따르면수술, 진료등가상현실기술을이용한의료시장규모가 2018 년북미에서만 24억 3000 만달러를형성할것으로예상되는등, 현재의료분야와가상현실기술간접목가능성은매우높은상황이다. 2. 교육분야가상현실기술은유치원이나초등학교등에서언어교육이나역사교육등에이미두각을나타내고있다. 가상현실기반교육은단순한호기심을뛰어넘어몰입과집중으로뛰어난학습과실제적인효과를제공할수있다. 또한그러한결과로나타나는학습자들에게새로운학습동기와보상이주어질수있다. 체험형교육콘텐츠는학습몰입과공간지각능력향상에도큰영향을주고, 자기주도적이고실제적이해를도와학업성취에긍정적이기에성공가능성이크다고할수있다. [ 그림 1-5] 가상현실기술을이용한역사교육어린아이나학생들의경우이동의문제, 재난시대피훈련같은안전의문제, 환경의문제등원거리이동교육에여러가지방해요소들을안고있는데가상현실기술은이들방해요소들을가볍게제거해주면서어린아이의눈높이에맞는재미를통해교육의이해와몰입도를높여주는효과가있다. 또한산업교육과는별도로학생들을위한기술교육에도가상현실속에서직 간접적으로체험을시켜더높은효율성을제공하고있다. 학생들이실제체험을하기위해서는시간, 비용, 공간의제약이생기는데 VR을통해이러한문제들을해결하고있다. 교육분야에서는가상현실기술의성공적인안착을바탕으로다양한확장기회를시도해가고있다. 3. 레저분야사람들에게익사이팅한매력을안겨주는레저스포츠분야는다른분야들과그크기와강도만다를뿐마찬가지로각종부상의위험과장비의마련과경험을위한고비용문제, 경험기회를좌우하는날씨등의환경적인요소, 경험장소등의지리적요소, 안전에따르는법적인요소에더해경험자의두려움과공포까지많은문제들에직면해있었다. - 8 -

[ 그림 1-6] 가상현실기술을이용한패러글라이딩가상현실기술은레저스포츠분야의이러한직면한문제와다양한요소들을한번에해결해주었다. 비가오거나바람이불어도관계가없으며, 어떠한높이에서의점프나활공도가능하게해주고, 안전교육미이수, 자격미달등과같은법적인요소들도고려대상에서제외해주고고가의장비나체험비용조차도아무런문제가되지않도록해주었다. 레저활동에대한관심이늘어나면서소수의매니아층만체험할수있던익스트림스포츠에대한수요도늘어나고있다. 모션플랫폼으로구현할수있다면더많은일반인들이좀더쉽게익스트림스포츠에접근할수있게된다. 이렇게체험자들에게가져다주는다양한선행적인요소들로도인하여레저스포츠분야에서도빠른속도로가상현실기술이안착하고확장해가고있다. 가상현실기술은역동적인스포츠뿐만아니라레저분야에도다양한변화와재미를가져왔다. 가상현실기술을즐김으로인하여계절에상관없이레저분야를즐기면서많은재미를가져올수있으며, 비용절감및위험을회피할수있는장점을안겨주고있다. 미국의솔트레이크테마파크에서는삼성의기어VR 을이용한미로형동굴탐험으로고객의흥미를높이고있다. 영국알톤타워스테마파크에서는기어VR 을이용하여 갤럭티카 라는우주여행롤러코스터를이용하여고객의만족도를높이고있다. 국내에서도이와같이유사한시도들이다수보이고있다. 가상현실기술을통하여적은비용으로더많은체험을즐길수있고, 사고없이안전하게즐길수있으며, 현실에서느낄수없는스릴을느낄수있다. 계속반복적으로이용하더라도눈앞에보이는광경이변하기때문에매번새로운느낌으로체험을즐길수있고, 일정공간에서즐기기때문에운동도되고재미까지느낄수있다. 4. 게임분야현재게임산업의재도약을가능하게하는대상으로가상현실게임이주목받고있다. 과거온라인게임붐과같은새로운흐름을주도할필요성이대두되고있는데, 소니, 구글, 삼성등글로벌기업들이주도하고있는 VR 플랫폼과의연계를통해게임산업의새로운도약을모색하는움직임과관심이늘어나고있다. 가상현실게임에대한관심을이어가기위해선초기수용자의기대수준을충족시킬필요성이있다. 세계적으로 VR게임이용과정보가부재하는상황이지만상대적으로양호한환경조건으로글로벌게임기업들에비해국내게임기업들이뒤쳐진부분은없는상황이다. 처음 VR게임을접하는유저가손쉽게경험할수있는게임으로단순하고재미있게만들어져서체험을위한어트렉션게임으로발전이되어가고있다. 앞으로는감각을통해분명히실제한다고느끼는탠저빌리티 (Tangibility) 가가상현실에적용됨으로써비로소사람들은가상현실을실제와가까운것으로인식할수있다. - 9 -

[ 그림 1-7] 가상현실기술을이용한어트렉션게임눈으로빛을통해대상의형태와색깔을보고귀로음파의진동수와세기를감지해소리를듣는다. 가상공간을시각적으로만그려내는것이아니라사람이가진모든감각으로체감할수있도록디자인해야한다. 더불어가상현실이진짜현실을반영한다는점을잊지말아야한다. 현재비싼기기가격, HMD 착용의불편함등으로인해대중화에실패하고일부하드코어게이머들로수요가한정될것이라고, 한편에선부정적인전망이나오고있다. 예전 3D TV의전철을밟을것이라는우려속에파급력이크지않을것이라는부정적인의견들이답습하듯이나오는데, 반대로 VR만의특성과가능성을전망하면서기존과는차별화된새로운형태의경험을제공할것으로전망하고있다. 현재는 VR게임관련기기와고사양의 PC가비싼상황이지만, 향후에는가격수준이낮아질것으로전망된다. 미국, 일본등해외에서는이미가상현실게임을개발하는스타트업이속속등장하고있으며, 국제게임박람회 E3 2016 에서는전년의가상현실게임에대한열기를이어갔다. E3 2016 에서는 HMD 장비를이용한게임 29종류를공개함에따라가상현실게임을대중화시키고 3 차원의세계안에서즐길수있는액션, 스포츠등등의게임이등장함에사용자가재미를느낄수있도록했다. 5. 여행분야전세계어디로든가이드와함께여행을할수있게해주며관광산업발전에맞춰사람들은이제 사기전에써보는 방식을체험할수있고, 여행명소를가상현실로둘러볼수있어상대적으로더작고덜알려진장소의홍보에도움이될것이다. 여행분야가상현실은관광산업을촉진하는효과가있을것이라는기대와여행을대체할것이라는우려가양립하고있다. 관광과호텔업체역시목적지와숙소를미리선보일수있다. 일반적으로여행정보를검색하여계획을수립하는과정은짧게는며칠길게는몇주씩소요되곤한다. 하지만가상현실투어를활용한다면이보다훨씬적은시간이소요될것으로기대될뿐만아니라여행계획을보다재미있게수립할수있다. 실제로 VR Tour 업체 YouVisit 의조사에의하면미국여행객 3명중약 2명이 VR Tour 로인해긍정적인영향을받은것으로조사되었다. VR투어는인터랙티브기술로몰입된환경에서효율적인여행계획을수립하는과정을지원하기때문에정해진시간을최대한활용하고자하는여행객들은효율적인여행계획수립이가능하고, 이는실제여행을촉진할수있을것으로기대되는요소이다. 최근삼성기어VR 용으로, 미술가고흐가주로시간을보냈다는카페를구현해낸앱이등장해서화제가되기도했다. 카페내부에앉아서밖을바라보며별들의소용돌이가보이고, 카페내부에음악이흘러나오며, 벽에는고흐의유명한그림이보이는등상상속의완벽한공간을재현해냈다. 6. 쇼핑분야사용자몰입도를극대화할수있다는점에서쇼핑분야역시가상현실기술의활용을적극적으로시도중이다. 차세대온라인쇼핑서비스를개발하고있으며, 최근 스타일리 로명명된가상현실온라인쇼핑서비스를발표하여업계의관심을증폭시켰다. 스타일리 는 HMD 를장착해가상공간에접속하여해당브랜드매장의제품을구경하고온라인결제로구매까지가능한서비스였다. 지금까지온라인쇼핑과달리실제제품의 - -

질감과착용감을눈으로직접확인할수있다는것이특징이었다. 매장배경외에도우주공간이나바다위같은비현실적인공간속에서쇼핑을즐길수있도록하는가상쇼핑도가능하다. 가상으로옷을착용하는서비스뿐만아니라자신이정해진공간안에서 HMD 를착용하는것만으로실제매장에서쇼핑을하는듯한경험을누리게될날이머지않았다. [ 그림 1-8] 가상현실기술을이용한식품쇼핑 영국대형유통체인점테스코 (Tesco) 도 HMD 를이용해쇼핑을하는가상현실매장도입을준비하고있다. 가상현실공간은많은사람들이깨닫는것보다빨리움직이고있으며, 우리는이제품이많은구매자들에게매력적인유스케이스가될것이라고믿습니다. 모바일이급속도로출현한것과같은방식으로가상현실이파격적인잠재력과영향력을가지고있다. 또한쇼핑하러갔을때시간낭비를하지않고상품의보유상태를알수있기때문에시간절약이가능하다. 7. 광고분야가상현실기술이어떤매체보다브랜드가전하고자하는스토리를더욱더효과적으로전달할수있는광고매체로서의잠재력을높이평가하여수천만에서수억에이르는대규모의 VR콘텐츠소비자들을확보하기위해노력하고있다. 광고페스티벌 Cannes Lions 2016 에서도삼성의최신 VR 하드웨어, Google 의자사플랫폼에서이용할수있는콘텐츠등다양한콘텐츠들이존재감을과시했다. 가상현실을이용해가구부터블라우스까지다양한매장에제품을전시하지않고도선보일수있고, 고객은구매에앞서제품을테스트해볼수있고, 소비자에게제공되는인터랙션을통해더높은고객만족도와구매증가효과를얻을수있게될것이다. 코카콜라 (CocaCola) 는브라질월드컵을겨냥한가상현실마케팅을진행해화제가된바있다. 코카콜라는월드컵경기가개최된경기장의탈의실을모사한장소로꾸며놓고, 해당장소에서오큘러스리프트를이용해소비자들이축구경기장을체험할수있는캠페인을진행하였다. 평범한일상을벗어나짜릿하고특별한경험을원하는젊은세대들에게색다르고재미있는모험의경험을제공하고, 마치현장에있는듯한생동감을부여한다. 차세대콘텐츠로각광받고있는가상현실을도입해코카콜라사가고객들에게새로운경험을전해주기도하였다. - 11 -

[ 그림 1-9] 가상현실을이용한광고 국내한주류업체에서는가상현실을접목을시켜혼자술마시는게아니라연예인과함께술을마시는느낌을받을수있게광고를만들어고객들이쉽게경험할수없는것들을가상현실로체험할수있도록해주고있다. 또한 Galaxy7 광고, G5광고, 평창올림픽광고등여러광고들이가상현실을이용하여광고자체를고객들이실제몸소체험하고이용할수있도록하고있다. 시간이없는현대인들에게선택을빠르게할수있도록도움을주고있다. 8. 산업분야가상현실기술은건축가들의건물설계방식을바꿀잠재력이있다. 건축가들은조명, 재질등같은건물측면모두를시험해볼수있고, 고객들은새집이나빌딩이어떤모습이고어떤느낌인지모든세부내역을가상현실을통해이해할수있게된다. 미리가상현실로설계를해보므로인하여막대한비용을절약하고소통의복잡성을덜수있다. 또한작업도중위험요소를줄일수있으며, 작업간에사고율도낮출수있다. [ 그림 1-] 가상현실기술을이용한건설안전체험교육 가상현실기술을이용한사전체험을통해기술의정확도와예측성을갖출수있다. 건설작업을시작하기전건축가들이더욱면밀하고과학적인검사를실시하여, 실행가능성을엄격히판단할수있도록도와준다는것이다. 건설에대한기초지식이없는사람들에게는기초지식을쌓을수있게되며, 현장에서하지말아야할행동등을가상현실체험으로배울수있게된다. 또한, 직업을갖고자하는사람들에게는미리체험을통해나에게맞는직업인지등을느낄수있게되며, 중간에직업을바꾸거나하는요소들을줄일수있다. 가상현실은건축가들이프로젝트를보다구체적으로시각화하고건설과정에대한고객의이해도를높이는데 - 12 -

도움이된다. 산업분야의위험한작업중하나인용접을하다보면여름에땀을많이흘리게되고힘들어서피하게되는현상이발생한다. 외국에서는용접하나로직업을갖고살아갈수있듯이가상현실로용접기술을배운다면남녀노소용접을이용해다양한상황에이용할수있다. 실제용접을하기전가상시뮬레이션장비로사전에실습을통해기본적인용접조건과자세를미리숙지할수있어현장에서의숙련도향상에도움을준다. 교육평가프로그램을통해개개인의용접능력을향상시켜주며, 작업중안전하게배울수있도록도와준다. 가상현실용접을해보므로인하여기술능력향상과용접에대한재미를느낄수있다. 국방분야의가상현실기술적용사례 1. 장비운용을위한가상현실적용사례국방분야에서사용하는가상현실기술을살펴보면, 대형, 고가장비시스템에서주로시뮬레이터에가상현실기술을많이적용하였다. 시뮬레이터를이용할경우, 항공기또는총기를실제이용한훈련과달리주 야간안전사고없이훈련이가능하다. 특히, 실제항공기로실시할수없는비상절차훈련이나엔진고장시대처법, 실탄을사용한사격이나대테러살상등의까다로운상황을설정하여훈련을할수있는것이큰장점이다. 실제장비의경우운용시험이나훈련에소요되는비용또한가상현실기술의수요원인이기도하다. 우리군은 20 년전차사격장부족문제를해결하고실제와같은가상전장환경에서의장비대처운용훈련이가능한 TMPS 를전력화하였다. 이시뮬레이터는실제의각종장비와실세계와동일한가상전장상황을체험할수있게구현된전차모의훈련장비로전차의실기동이제한되는상황에서장병들의전투감각을항시유지할수있는장점을갖고있다. [ 그림 1-11] 전차시뮬레이터 AH-1S 코브라공격헬기가실제사격훈련에서사용하는 200~300 발의 20mm 기관포탄과 14발의 2.75inch 로켓탄의탄약비용은대략 1,400 만원가량으로위험부담등의안전문제를차치하고단순히비용적인측면만으로도잦은훈련은부담스러운문제였다. 이런문제를해결하기육군에서는 AH-1S 코브라, 500MD 등공격헬기의시뮬레이터를도입하여조종사로하여금충분한사격경험과완벽한비행기술을습득하여전시최고의기량을발휘할수록대비하고있다. [ 그림 1-12] 헬기시뮬레이터 군의공중강습능력과신속한수송능력을확보하기위해다목적헬기를사용하는데그중영화 블랙호크다 운 으로더유명해진 U H-60 다목적헬기의시뮬레이터를도입하여어떤극한환경속에서도병력과물자 - 13 -

를목표지점으로이동시킬수있도록조종사들의계기비행능력배양에활용하고있다. 군은 2014 년동시에 6대의헬기로항공타격작전과공중강습작전등의다양한임무를가상현실기반하에편대훈련이가능하도록한육군항공전술훈련시뮬레이터를개발하여, 배치를완료하였다. 가변형전술훈련플랫폼은군 공공 민간에서운용되는회전익, 고정익항공기및기초비행훈련및전술훈련목적으로기종별조종실과유사한형상및기능을통한현실감있는훈련과조종사간상호연동을제공하여부대지휘 / 팀단위전술훈련까지가능한차별화된플랫폼이다. 효과적인함정기동교육과항해기량향상을위해해군에서는다양한종류의조함훈련시뮬레이터를사용하고있다. 이시뮬레이터들은국내의주요항구이외에도세계각국의주요항구에대한데이터를탑재하여순항훈련과환태평양훈련, 수색. 구조훈련, 구호임무등에대비하고있다. 조함훈련시뮬레이터는충분한사전훈련을통해항해능력향상, 안전사고예방, 훈련비용절감효과를거두고있다. 2. 개인훈련을위한가상현실적용사례국방분야의대표적인가상현실기술적용분야는워게임에서시작된 M&S 분야와장비의연구개발과운용유지, 기량향상을위한시뮬레이터분야가대부분이었다. 최근가상현실기술의급격한발전과기술적, 환경적변화에힘입어국방분야의가상현실에는개인훈련을위한소규모가상현실기술이보급되어개인훈련과교육등에사용되고있다. 이것은단순히시각적훈련에만국한된것이아니라보병용가상훈련시스템에서부터탄피냄새와피비린내까지구현하는연구단계까지발전을거듭하고있다. 개인용가상현실기술은소부대전투훈련등에효과를발휘하고있는데특히특수전분야의훈련에서탁월한성과를나타낸다. 대표적인적용사례로방위사업청에서가상현실훈련시스템의요구를분석하여보다효과적인훈련과작전을위해해군특수전모의훈련체계시스템을개발, 보급한사례를들수있다. 방위사업청에서진행한특수전가상훈련체계시스템은백팩컴퓨터와 HMD, 충격센서와실제동일한총기시스템으로최대 16명이훈련가능한시스템이다. 실제침투가불가능한장소, 해외지역에서실전과같은훈련을수행하며 M&S 기술을활용하였다. 해병대는공수작전기량함양을위해 20 년부터공수강하조종술시뮬레이터를도입하여훈련조건과훈련환경을임의설정하여위급상황대처능력을함양하고공수교육효과를높여전시작전대비에만전을기하고있다. [ 그림 1-13] 모의훈련시뮬레이터 - 14 -

학습 1 학습 2 학습 3 가상훈련시스템이해하기 가상훈련시스템구동부분석하기 가상훈련시스템전장구분석하기 2-1. 구동부의구성요소 학습목표 구동부제어컨트롤러, 모터, 액추에이터 (actuator) 등의동작원리를이해할수있다. 액추에이터드라이버에요구되는토크, 정밀도, 속도등의요구사항에따라필요한액추에이터의종류및규격을비교분석할수있다. 액추에이터와센서의구동방식에따른기계적, 전기적특성을분석할수있다. 필요지식 / 자동제어기본시스템제어에서는크게개회로제어시스템 (open-loop control system) 과폐회로제어시스템 (close-loop control system) 의두가지의제어형태로구분되어진다. 현재두가지제어시스템중실제현장에서보면 open-loop control system 이훨씬더많이적용되고있다. 이는제어구성이간단하고쉽게적용할수있기때문이다. 예를들어단상유도전동기를이용하여컨베이어를구동하는시스템, 혹은솔레노이드의구동등그적용방법중정확한제어없이신호혹은전원의입력만으로구동하는시스템을그예로들수있다. 또적용방법중 open-loop control 과 close-loop control 이혼재되어사용되는경우도많이있는데, 그예로앞의예에서컨베이어의속도를제어하는유도전동기에인버터를이용하여센서없이속도제어를실시할경우인버터내부에는모터에인가되는전력을제어하기위하여전류를제어하는구성은일반적으로 close-loop 제어가사용된다. 그러나컨베이어전체속도를제어하는경우에는보통사람이눈으로혹은직감으로컨베이어의속도를감지하고유지시킨다. 이경우인버터내부에서는 close-loop 제어가실시되고전체적으로보면컨베이어부하등의변화에대하여 open-loop 제어가실시되고있는것이다. 또스테핑모터의제어는모터의제어구조상펄스열의입력에따라제어가이루어지는형태로구성되어있다. 따라서전류제어형스테핑모터드라이버내부에서의전류제어는 close-loop 제어가이루어지고있다. 그러나스테핑모터와구성된전체제어시스템의경우에는 open-loop 제어가이루어지고있어, 모터드라이버에입력되는펄스열은계속해서진행을하더라도스테핑모터가탈조되거나기타부하에의하여모터의회전이멈추어진경우에이를상위제어기에서알수있는방법이없다. 아래그림은 open-loop 제어와 close loop 제어의구성을블록도에의하여간략히나타내었다. close-loop 제어는아래그림에서나타난것과같이제어대상에서나타나는출력의상태, 즉부하의상태를검출하여이를되먹임 (feedback) 하여제어를실시함으로부하의변동에대하여반응함으로제어의오차를줄일수있게구성되어있다. - 15 -

< Open-Loop 제어계 > < Closed-Loop 제어계 > [ 그림 2-1] Open-loop 제어및 closed-loop 제어의구조 제어구조를살펴보면입력신호에대하여검출센서로부터 Feedback 되는신호값을감산 (-) 연산하여제어연산증폭기에의한제어신호를생성하고, 이를전력변환기로변환하여서보모터에공급함으로그제어가이루어진다. 이때제어대상은서보모터에서출력되는속도혹은위치신호를말하며, 이때검출기로는광학식엔코더혹은타코메터등이사용된다. 이렇게되면명령값과되먹임값의차이, 즉오차의크기에따라서보모터에인가되는전력이변환되어오차편차를최소로줄이도록제어된다. 최근에는검출센서없이제어되는제어방법도개발이되어있으나많이실용화되어있지는않고, 이역시서보모터에서발생되는전압과전류를검출하여검출센서역할을대신하는방법이사용된다. 또최근에발표되었던 Fuzzy 제어및복잡한제어알고리즘은 close-loop 제어알고리즘에복잡한제어구조가결합되어있다고볼수있다 ( 교육부 (2014). 로봇액추에이터드라이버설계 (LM19030802_14v1). p.71~p.72). 모션제어시스템모션제어 (motion control) 은서보제어의한부분으로위치와속도를제어하는기술로통상특정프로파일 ( 삼각, 사다리꼴, 또는 S-곡선 ) 을추종하도록하는제어기술을말한다. 즉, 모션제어는간단한온오프제어부터시작해서연속적인사건들이일어나도록제어하거나, 모터속도를제어하거나, 한지점에서다른지점으로물건을옮기는제어를하거나, 이동하는동안속도와가속도그리고위치를정확히제어하는등의모든제어행위를말한다. 아래그림은모션제어시스템 (motion control system) 의구조를나타내고있다. 모션제어시스템은어플리케이션소프트웨어 (application software), 모션제어기 (motion controller), 증폭기 (amplifier) 또는드라이브 (driver), 모터 (motor), 기계적인요소 (mechanical component), 피드백디바이스 (feedback device) 로구성되어있다 ( 교육부 (2014). 로봇모션제어기하드웨어설계 (LM19030803_14v1). p.3~p.5). [ 그림 2-2] 모션제어시스템의구조 1. 어플리케이션소프트웨어 어플리케이션소프트웨어는타겟 (target) 의위치나모션제어프로파일을지정하는역할을한다. - 16 -

2. 모션제어기모션제어기는원하는타겟위치및모션프로파일의선택, 모터의경로 (trajectories) 생성, 서보모터를위한전압신호출력, 스텝모터를위한스텝및방향 / 펄스의출력등과같은기능을수행한다. 3. 증폭기또는드라이브드라이브라고도불리는증폭기는모션제어기로부터명령을받고, 모터구동에필요한전류를생성한다. 4. 모터모터는전기에너지를기계에너지로바꾸고, 원하는타겟위치로운동하기위해필요한토크 (torque) 를생성한다. 5. 기계적인요소모터는기계장치에토크를공급하도록설계되어있다. 기계장치에는선형슬라이드 (linear slides), 로봇팔 (robotic arms), 특수액추에이터등이있다. 6. 피드백디바이스또는위치센서위치피드백디바이스 (position feedback device) 는일부모션제어어플리케이션 ( 스텝모터제어등 ) 에서는필요하지않지만, 서보모터에는필수적인장치이다. 피드백디바이스 ( 주로엔코더 ) 는모터의위치를감지하고그결과를제어기에보고함으로써모션제어기로폐루프 (closed loop) 를구성한다. 서보모터제어시스템서보모터의제어는자동제어이론이상당부분관계되어적용되어진다. 특히제어연산증폭기와같은제어블록에해당되는부분에는자동제어이론이회로를적용하거나프로그램으로계산되어구성되어진다. 또제어구동부에해당되는전력변환기는전력전자라고하는학문을배경으로하고있으며, 이를제어하는방법에는많은이론들이제시되어지고있으며많은연구가진행되어지고있다. 서보모터가전기기기라는학문을배경으로탄생한것을보면서보모터제어시스템은자동제어, 전력전자, 전기기기, 전자회로등여러학문들이복합적으로어우러져이루어짐을알수있다. 서보모터제어시스템은토크제어시스템, 속도제어시스템그리고위치제어시스템으로구분할수있고각각의제어는기본적으로 close-loop 제어구성을가지고있으며, 이들의특성은서보모터제어의구성요소중에서무엇을제어하는가에해당하는내용이라고할수있다. 서보모터는모터에입력되는전력, 즉전압과전류를제어하여모터로부터원하는특성을갖도록제어하는것인데, 일반적으로모터제어에있어서제어를하여얻고자하는요소는서보모터에일정한회전력, 반발력을가지도록제어하는토크제어가있고서보모터를일정한회전력으로일정속도를유지하도록하는것이속도제어, 그리고원하는회전수와위치에정확한정지를하여제어하는위치제어등의형태로분류할수있다. 1. 토크제어형서보시스템토크제어는서보모터에서발생하는회전력, 즉토크를일정하게유지함으로제어가이루어진다. 이것은주로일정한장력을유지한다든지서보모터에인가되는부하의크기에따라회전수를바꾸어야하는경우에주로적용된다. 또상위제어기의특징이속도제어루틴을가지고있는경우이러한제어방법이사용된다. 2. 속도제어형서보시스템속도제어는앞절에서설명한토크제어와연관이있다. 토크제어는서보모터에서일정한힘을발생시키는제어라고하면속도제어는토크를제어하여서보모터를일정한속도로회전시키는제어를말한다. 즉, 속도제어루프는내부에토크제어루프를포함하고있으며속도제어명령의최종출력이토크제어명령의입력으로사용되게된다. 3. 위치제어형서보시스템위치제어는토크제어루프와속도제어루프를내부에포함하고있는구조가된다. 따라서위치제어루프는서보드라이버내부에있는최외곽제어루프라고생각할수있다. 위치제어라는것은원하는위치, - 17 -

즉서보모터를회전시켜원하는회전각을얻어내는것을말하는데직선운동기구같은경우회전운동을직선운동으로변경시키는기계적인구조를가지고있어야한다. 최근에는선형서보모터라고하여직선운동을하는서보모터가유통되고있는데이것은서보모터의고정자와회전자를직선적인구조를가지도록설계한것이다. 위치제어는서보모터를일정한속도로회전시키고또정지시키는것을말하는데, 이것은회전속도를시간축으로적분한것이위치의변화가되며반대로속도라는것은단위시간동안위치의변화를말한다. 따라서서보모터의제어구조에서도위치의변화를검출하기위하여회전속도를시간축으로적분하는방법, 혹은속도를구하기위하여단위시간동안위치의변화를구하는방법을사용한다. 서보기구서보기구는위치, 자세의제어를의미하며광범위하게는속도서보까지포함한일련의제어를구현할수있다. 1784년증기기관의조속기 (speed governor) 가효시 : 링에추 (flyball) 를설치한간단한구조로서, 이것을증기기관으로회전시킴으로서추에작용하는원심력으로링에병진운동을일으키게하는구조로, 증기의유량을조절하는제어밸브를개폐하도록만든것이다. 19세기중엽유압안내밸브와유압실린더로증력하여증기기관의제어밸브제어 : 제어밸브를조작하는동력은유압으로주어지고, 유압을발생시키는유압원이보조동력원으로필요한것이다. 보조동력원을사용하는, 이른바타력식제어장치의적용으로속도조절기는검출기로서의역할만담당하게되고, 그링의역할로유압안내밸브의스풀 (spool) 을움직여안내제어밸브제어포트의개발을변화시켜그것을유동하는유압의유량을제어하여, 그에따라유압실린더의피스톤을큰힘으로구동시켜조작용제어밸브를개폐하도록한유압서보도있다. 1. 서보드라이버시스템 (1) 자동제어의발전과응용분야간의연관 - 2차세계대전중 : 항공기를자동으로추적하는레이다 (automatic rader tracking system) 로응용되었음 - 주파수응답법 : 제어계를설계 조정하는실용적제어이론의개발 (2) 프로세서제어를포함한제어계의해석 설계에큰역할을해내어피드백제어이론이체계화 (3) 전자계산기의발달로그신뢰성이향상 - 컴퓨터에의해복잡한연산과복잡한이론판단이가능 - 큰기억용량에의해측정된데이터의이용이가능 - 오일쇼크로인한유압서보가공업적이용에있어점차멀어지게되고전기서보의전성기를맞이하게되었다. 여기에는트랜지스터, 다이리스터등반도체기술의진보로인하여서보전동기의성능이크게향상되었다. (4) 직류서보구동기의한계를극복하는 AC 서보구동기의도래 2. 서보의종류 (1) AC 서보모터 - 동기기형 AC servo motor: SM형 (synchronous type AC servo motor) 혹은브러시러스 DC 서보모터 (brushless DC servo motor) - 유도기형 AC servo motor: IM형서보모터 (induction type AC servo motor) - 18 -

[ 그림 2-3] AC 서보모터와드라이브 (2) DC 서보모터 고정자로영구자석을사용하고, 회전자 ( 전기자 ) 로코일을사용하여구성한것으로, 전기자에흐르는전류 의방향을전환함으로써자력의반발, 흡인력으로회전력을생성시키는모터이다. [ 그림 2-4] DC 서보모터 (3) 스테핑모터 (stepping motor) 한바퀴의회전을많은수의스텝들로나눌수있는브러쉬리스직류전기모터이다. 모터의위치는모터가적절하게장치에설치되어있는한, 어떤피드백장치없이도아주정확하게조절이가능하다. - PM형스테핑모터 - VR형스테핑모터 - HB형스테핑모터 - 19 -

[ 그림 2-5] 스테핑모터 액추에이터기계장치에서특정부분을직진또는회전운동을하게만드는구성원을액추에이터 (actuator) 또는모터 (motor) 라고부른다. 액추에이터는시용되는에너지의종류에따라전동식과공압식 / 유압식으로크게구분된다. 액추에이터의기본사항으로는토크 (torque) 와회전속도가있다. 토크는회전체를돌리기위한회전력을말하며단위로는 g cm, kg cm 또는 N m를사용한다. l N lm 의토크라는것은회전체의반경이 1m인외주의한점에서직각방향으로 ln의힘을가한경우의회전력을의미한다. 그리고모터의회전속도는RPM(revolution per minute) 으로표시되며, 이는 1분간모터가회전하는수를의미한다 ( 교육부 (2014). 로봇하드웨어아키텍처및입출력인터페이스설계 (LM19030801_14v1, LM19030804_14v1). p.29~p.31). 1. 전동식액추에이터전동식 (electric) 액추에이터는전류와자장의관계를이용하여회전운동을만들어내는장치이다. 가장단순한직류모터 (DC 모터 ) 의경우, 영구자석에의해자계 B가발생하는공간에전선을넣고전류 I를흐르게하면전류가흐르는전선은플래밍의왼손법칙에의해 F =1 B 크기의힘을받게된다. 대부분의매니퓰레이터관절은전동식액추에이터 ( 또는모터 ) 로구동된다. 전원에따라서단상전원을사용하는단상모터와공장등의동력을공급하는 3상전원을이용한고효율, 고토크의 3상모터로구분되어진다. 전동식액추에이터는기어비를조절하여무거운물체를조작할수있고, 컴프레서를갖지않으므로전체부피가작고무게가가벼우며상대적으로소음이적고이동하기에용이하다는장점이있다. 모터의종류는다양한구동방식과특징을가지고있어서용도에맞게선택해서사용해야한다. 전동식액추에이터는크게나누면다음과같다. - 직류모터 (DC 모터 ): 브러시타입 (brush type), 브러시리스타입 (brushless type) - 교류모터 (AC 모터 ): 동기모터, 유도모터 - 서보모터 (servo motor) - 스텝 (step) 모터또는스테핑 (stepping) 모터 - 직접구동 (DD: direct drive) 모터 2. 공압식액추에이터공압식 (pneumatic) 액추에이터는컴프레서라는공기압축장치를사용하여압축된공기를밀폐된공간 ( 실린더 ) 에밀어넣고일순간빼내는방식으로운동을만들어낸다. 공기는용기에따라부피와압력이비례하지않을수있으므로어느정도의공기를집어넣었을때어느정도의압력을만들어낼수있을지를정밀하게조절하기쉽지않다. 따라서공압식액추에이터는대부분 on/off 스위치동작, 즉열림과닫힘의동작제어를필요로하는용도로사용된다. 공기의압력은실린더의면적, 즉실린더의직경이크면커지고작으면작 - 20 -

아지며 6Kg/cm2 과같이표시한다. 공압식액추에이터는설비가간단하고누수등에의한오염문제가발생하지않고가격이저렴한것이장점이다. 그러나발생하는힘이공기량과일정하게비례하지않으므로시작점과끝점을오가는그리퍼, 로터리액추에이터에주로사용된다. 3. 유압식액추에이터유압식액추에이터는컴프레서의펌프로기름을실린더에들여보내실린더를밀도록만들어서동작을일으키는장치이다. 실린더를상하운동하도록기름을이동시키기위해서는, 조절용밸브의위치와컴프레서를동시에제어해야한다. 제어부는마이크로프로세서제어기, 컴프레서, 센서로구성된다. 마이크로프로세서는센서에서입력되는실린더의위치정보에따라기름의주입과배출이주기적으로발생할수있도록서보모터를통해조절용밸브의위치를조절하며동시에컴프레서의동작을제어한다. 유압식액추에이터는실린더에주입되는유체의양에비례하여운동거리가결정된다. 유압식액추에이터의직선운동은간단한부가장치를통해회전운동으로변환할수있다. 유압식액추에이터는공압식과비교하여장단점이있다. 공압식의경우실린더에서빼내는공기를다시저장할필요없이대기로내보내면된다. 반면, 유압식의경우배출되는기름을다시수집하여다음주기에사용하기위해, 기름을담아두는별도의배관과용기가필요하다. 그리고실린더의피스톤을밀어내기위해서높은압력을만들어내야하므로별도의냉각장치를포함한안전장치가필요하다. 유압식액추에이터는산업용의경우,30kg/cm2 정도의힘을만들어내는데동일한크기의공압식에비해 5배정도큰값이다. 또공압식은압력을가할때물체에서반작용이생기면피스톤이밀리지만, 유압식의경우는밀림현상이발생하지않는다. 따라서입력되는유량에비례하는피스톤운동을만들어낼수있어서위치제어가가능하다. 그러나유압식은특성상기름유출의가능성이있고구조가복잡해지고전체시스템의부피가커지는것이단점이다. - 21 -

2-2. 모션제어기의동작분석 학습목표 모션제어기의시스템과하드웨어구성을분석할수있다. 모션제어기의시스템과하드웨어구성을설계하고그동작을분석할수있다. 필요지식 / 모션플랫폼가상현실시뮬레이터가더욱현실과유사한체험감을제공하기위해여러가지디바이스에대한관심과연구가활발히진행되고있다. 체험감을제공하는디바이스중하나인모션플랫폼기술도가상현실에적용하려는노력이지속적으로이루어지고있는데, 모션플랫폼이적용된가상현실시뮬레이터는군사용훈련시뮬레이터에서부터시작되었다. 고가의비행기를사용해야하고추락의위험이있는비행실전훈련에는많은제약사항이존재하기때문에이미오래전부터비행훈련을위한초대형정밀모션베이스의제작과제어에대한연구가진행되어왔다 ( 송성열, 2016). < 표 2-1> 응용분야별모션플랫폼기술 종류군용비행시뮬레이터엔터테인먼트용 4D 라이더레포츠체험용모션플랫폼 크기초대형소형중소형 모션정밀한모션제어비연속적충격성모션생성연속적비교적정밀한모션 비고 고가의설치비용및 지속적인운용비용필요 단순반복작업을통한 고정된모션생성 조종, 환경요소, 영상이 어우러진복합적기술필요 위의표는응용분야별로모션플랫폼기술을크기와적용대상을기준으로구분하고각각의특징을비교한표이다. 모션플랫폼기술은사용자에게모션을제공하여체험감을높인다는점은동일하지만적용대상이나목적에따라구현기술이나구성이서로다를수있다. 군용비행시뮬레이터에활용되는정밀한모션플랫폼은 1960년대부터군사훈련용으로개발되어왔는데, 실제와가장유사한모션을생성할수있는기술이개발되고있다. 항공기운전석을실제와유사하게구성하고조종사와부조종사가함께훈련하는비행훈련시뮬레이터가대표적인사례이다. 이러한대형모션플랫폼은 6자유도이상의모션베이스를기반으로실제크기의조종실과전면스크린을사용하여공간적인체험감을같이느끼도록해준다. 방위산업체위주로선도적인기술개발이이루어지고있지만요구사항과수요가국방으로한정되는경향이있다. 그러나최근에는 6자유도스튜어트플랫폼의소형화와관련된여러연구들로인해민간분야로확대되고있는데, 전통적인기구학적알고리즘을사용하기않고모델기반제어기를이용해서 6자유도스튜어트플랫폼이개발되었다. 특정경로를대상으로한실험에서일반적으로요구되는부하무게에무관한경로입력을통해동역학계산과정에서에러율이 0에가까운좋은시뮬레이션수행성능을보여주었다. 그러나이플랫폼은힘, 압력, 가속도에대한피드백이포함되지않고정해진경로를반복적으로따라가는것이라서, 실시간으로자세를변화시켜야하는가상현실시뮬레이션에적용하는데에는제약이있다. 한편, 6자유도범용이중여유병렬로봇 (compliant dual redundant parallel robot) 을위한플랫폼도제시되고있다. 이플랫폼은플렉셔힌지 (flexure hinge) 를채택하여 6자유도스튜어트플랫폼에비해넓은작업공간을제공할뿐만아니라, - 22 -

병렬이중화구조를적용하여일반적인병렬구조보다적재능력, 운동정밀도, 동적특성측면에서높은성능을보여줬다. 그러나범용적인시뮬레이터에적용하기에는병렬이중화구조가복잡하고많은설치공간을필요로하여기구적설계의한계를극복하지못하였다. 엔터테인먼트용 4D 라이더는게임, 영화, 4D 체험관등을통하여가장일반적으로접할수있는모션플랫폼이다. 정밀한모션의생성보다는엔터테인먼트적인요소들을잘표현하기위한모션을생성하는것이모션플랫폼의목적이된다. 특히간단한체험위주로사용되면서몇몇레이싱게임을제외하면사용자가실시간으로모션플랫폼을제어하기보다는영화나영상콘텐츠를기반으로고정된시나리오에의해모션을생성하는방향으로적용되어고정된모션을생성하는과정에노력과시간이소요되기도한다. 가장일반화되어있는형태이며관련연구방향도기술개발보다는적용에초점이맞추어져있는데, 단순한형태의 2 자유도액추에이터를적용한차량운전시뮬레이터를개발하여운전실감과운동동작을보여주었다. 그러나 2자유도액추에이터의동작에의한시뮬레이터의움직임은차량운전과같이순간적인움직임, 흔들림, 진동과같은느낌을표현하기에는적절하지만, 비행시뮬레이션과같이움직임의폭이크고움직인상태에대한직접적인느낌을표현하기에는한계가있었다. 최근야외레저활동에대한관심이늘어나면서일부의전문가그룹만체험할수있던익스트림스포츠에대한수요도증가하고있다. 고공낙하, 행글라이딩, 패러글라이딩과같은레포츠를가상현실을기반으로한모션플랫폼으로구현하기위해서는모션플랫폼이기존의차량, 비행, 라이더와는다른모션을제공할수있어야한다. 또한체험감을높이기위한 HMD의적용, 바람을느낄수있는장치등의부가적인요소들이차지하는중요성이높아진다. 모션플랫폼이사용자에게현실에서의움직임을느끼게해주지만실제와는다르게많은제약조건들이존재한다. 모션플랫폼을구성하는하드웨어의동작범위와속도, 가속도한계가있는데, 이러한한계를사용자가인지하지못하도록하는방안이필요하다. 이한계를극복하고사용자가느끼지못하도록모션을최적화하여적절한모션이수행되도록하는것이제어알고리즘이다. 모션플랫폼의제어알고리즘은고전적인워시아웃알고리즘이기초가된다. 이방식은여러번의실험과경험적데이터를기반으로결정된고주파 / 저주파필터의차단주파수와액추에이터제어댐핑율을조합하여모션플랫폼의적절한모션생성방식을찾아내는것이다. 모션플랫폼의기계적동작범위의한계를뛰어넘기위해서는사용자가인지하지못할정도로천천히원위치로돌아오는것과조금만움직이고도많이움직인것같은느낌을주는것이필요하며이를위한실험적데이터가필요하다이러한기본워시아웃알고리즘을바탕으로적응형알고리즘, 최적제어필터링등각각의용도에맞는모션플랫폼에특화된방식으로개선되고있다. 모션플랫폼기반의가상현실시뮬레이터모션플랫폼기반의시뮬레이터는아래의그림에서와같이 3D 가상환경에대한가시화를담당하는 3D 환경가시화 VC, 조이스틱조작정보를활용하기위한입력장치 VC, 모션플랫폼을제어하여사용자체험감을제공하는모션플랫폼 VC로구성된다. 3D 객체모델, 시뮬레이션시나리오, 제어로직을포함하는 3D 환경가시화 VC는사용자에게가상환경에대한시각정보를제공하여체험성과몰입감을높이기위한필수적인구성요소이다. 시뮬레이션시나리오는가상현실시뮬레이터에서표현하고자하는일련의사용자스토리를기술하는콘텐츠이다. 훈련용시뮬레이터의경우, 훈련과정과훈련내용이시뮬레이션시나리오에해당된다. 제어로직은특정상황에대한조건이만족되었을때또는이벤트가발생하였을때시뮬레이션시나리오의진행과정을변경시킨다. 입력장치를조작했을때입력장치의상태정보에따라가상환경내의이동장치를이동시키는것, 3D 가상환경에서가상이동장치가지정된위치에도착했을때대화상자가나타나는것들이제어로직에해당된다. 입력장치 VC는입력장치들로부터나오는전기신호를 3D 가상환경으로전달하는역할을하여, 사용자가 3D 가상환경에존재하는대상을제어하고가상환경의상태를변화시킬수있게한다. 조이스틱을사용하는경우, 입력장치 VC는조이스틱의움직임정보를 3D 가상환경으로전달하고 3D 가상환경에서는조이스틱의움직임정보를반영하여가상환경내의이동장치를이동시킨다. 3D 가상환경에존재하는이동장치가이동함에따라사용자의시야를제공하는카메라의위치가변경되어가시화영역이갱신된다. 모션플랫폼 VC는 3D 가상환경에존재하는자동차나비행기와같은탑승형 - 23 -

물체의동적인움직임을사용자가느낄수있도록모션플랫폼장치에전달하는역할을한다. VSCF 가적용되는모션플랫폼장치는 2축의자유도를가지는형태로서 3D 가상환경에서의이동장치의자세정보를모션플랫폼장치에반영하여사용자의기울어짐정도를가상환경내에서체험할수있도록한다. 모션플랫폼 VC는모션플랫폼장치의액추에이터를구동하는제어기능을통해모션플랫폼장치를움직일수있게한다. VC들을연동하여가상현실시뮬레이터를구성하는과정은다음과같다. 입력장치 VC가조이스틱의움직임을 3D 환경가시화 VC로전달하면 3D 가상환경에서가상이동장치가이동한다. 가상이동장치가이동하는과정에서, 3D 가상환경에포함된도로, 인도, 건물, 벽과같은주변객체들과의상호작용에의한효과가물리엔진에의해반영되면, 가상이동장치의기울임이나이동제약과같은상태변화가지속적으로발생한다. 3D 가상환경내에서의상태변화가완료되면가상이동장치의기울어진상태가모션플랫폼 VC에전달되고, 모션플랫폼 VC는 2축모션플랫폼장치를구동하여사용자가가상이동장치와동일하게기울어짐을느끼게된다 ( 송성열, 2016). [ 그림 2-6] 모션플랫폼기반의가상현실시뮬레이터구조 - 24 -

학습 1 학습 2 학습 3 가상훈련시스템이해하기가상훈련시스템구동부분석하기 가상훈련시스템전장구분석하기 3-1. 인터페이스방식 학습목표 가상훈련시스템의기능모듈에따라제어에필요한통신방식, 데이터용량과속도를파악할수있다. 하드웨어아키텍처설계에따라기능모듈을분류하고, 입출력별, 통신방법별네트워크의구성도를작성할수있다. 필요지식 / 입출력인터페이스 1. RS232 RS232 는 EIA(electronic Industries Association) 에서제정한시리얼통신 (serial transmission) 을위한인터페이스표준이다. RS232 에는 A, B, C 세가지버전이있는데, 각버전들은 1과 0의전압차의범위에따라달라진다. 그중에서가장많이사용되는것이 C 버전, 즉 RS232C 이다. RS232C 의기계적규격에는커넥터가정의되어있다. 아래그림은 RS232C 에서정의하고있는 25핀커넥터와 RS574 에서정의되어있는간략화된 9핀커넥터를나타낸다. RS232C 에서는 25핀커넥터대신에 9핀커넥터를더많이사용한다. (a) RS232 [ 그림 3-1] RS232C와 RS574 표준의커넥터. (b) Rs574 RS232C 의전기적규격에는전압레벨이정의되어있다. RS232C 는양극성 NRZ-L 인코딩방식을사용하고있다. 또공통접지 (0V) 를기준으로 -3V와 -12V 사이면 1로인식하고, +3V와 +12V 사이면 0으로인식한다. RS232C 의데이터전송률은보통 20Kbps 보다작고, 전송거리는 15m 이내이다. RS232C 의기능적규격에서는 25핀커넥터의각핀기능이정의되어있다. 커넥터의기능은데이터, 제어, 타이밍, 접지로분류될수있으며, 25핀중에서직접통신에관련된핀들은다음과같다. - GND(logical ground): 통신이원활하게수행되기위해서는마이크로컨트로러와트랜시버의 GND 를접지시켜야한다. - TxD(transmittd data): 데이터전송핀 - RxD(received data): 데이터수신핀 - 25 -

- DCD(data carrier detect): DCD 는케이블의다른쪽끝에연결되어있는디바이스로부터수신된다. 이신호선에 0이검출되면디바이스는현재연결되어있거나사용중임을의미한다. DCD 는항상사용되거나이용가능하지는않다. - DTR(data terminal ready): DTR 은트랜시버가동작가능한상태라는것을노드에게전달하는데사용되는신호이다. 동작가능상태이면 0 레벨전압을만들고, 동작불가능상태이면 1 레벨전압을만들어낸다. - CTS(clear to send): CTS 는케이블의다른쪽끝으로부터수신되며 0 레벨전압이면직렬데이터를더보내도좋다는것을의미한다. - RTS(request to send): RTS 는보낼데이터가더준비되어있을때만들어지는신호이며, 0 레벨전압으로만들어진다. RS232C 의절차적규격에서는각핀들을이용하여데이터를송수신하기위한방법에대하여정의되어있다. 일반적으로, RS232C 를비동기전송모드로이용하려는경우위에서정의한 8가지핀들을사용하게된다. 또각핀들간에신호순서에따라데이터를전송하거나수신하게된다. RS232C 는트랜시버간의점대점통신에사용하기위하여제정되었으나, 3개이상의트랜시버간의통신을위해서도자주사용된다. 그러나 RS232C 에서는데이터링크계층이상의프로토콜이정의되어있지않기때문에, 통신에필요한기본적인기능은사용자가개발하여야한다. 일반적으로네트워크로확장할때에는폴링 (polling) 과같은방식을도입하여 1개의구동기 (driver) 와여러개의수신기 (receiver) 로구성되는네트워크를구성하여사용하기도한다 (LM19030801_14v1, LM19030804_14v1). p.44~p.49). 2. RS422와 RS485 EIA에서제정한 RS422 은 CAN과같이 2개의전송매체의전압차이로 0과 1을인식하는차동인코딩방법을사용한다. 이로인하여 2개의디바이스간의그라운드전압 (ground voltage) 이변하더라도영향을받지않는다. 이런점에서 RS422 는 RS232C 의단점을보완한형태라고할수있다. RS422 의트랜시버에는하나의신호를전달하기위해서 2개의신호선이필요하다. 이를 A회선과 B 회선이라한다. 두장치는 A와 B 회선을이용하여연결되어야한다. 트랜시버의 A 회선과 B 회선의값차이가음일때 1 을나타내며, 양일때 0을나타낸다. 또전이중방식을지원하기위하여 4 회선을사용한다. 즉, 2 회선은송신용으로, 2 회선은수신용으로사용된다. 아래그림은 RS422 의 4선인터페이스회로를나타낸다. RS422 에서는 1개의구동기에 32개의수신기를접속할수있으며, 폴링방식에의하여동작한다. 여기에서구동기는네트워크에서수신기들의송신을통제하는권한을가진다. 반면수신기는구동기의지시에의하여송신을수행할수있다. 그러나 RS422 는 RS232C 와마찬가지로데이터링크계층이상의프로토콜이정의되어있지않기때문에, 통신에필요한기본적인기능은사용자가개발하여야한다. [ 그림 3-2] RS422 의회선연결 반면, RS485 은 RS422 와동일한형태의차동인코딩방식을사용한다. 다만, 구동기와수신기가허용하는전압의범위가 RS422 에비하여 -7V에서 +12V로확장되었다. 또 RS422 는전이중방식을위하여 4 회선을사용하지만, RS485 는아래그림과같이 2 회선만을이용하여반이중방식을사용한다. - 26 -

[ 그림 3-3] RS485 의 2 선연결 또 RS422가 1 구동기와 32 수신기가사용되지만, RS485에서는 32개의구동기만으로네트워크를구성할수있다. 이러한경우각구동기들은버스토폴로지에서살펴본바와같이다른노드들의간섭없이데이터를전송할수있다. 다만노드들이동시에데이터를전송할경우충돌이발생할수있으므로, 각노드들의전송순서를결정하는매체접속제어방법이필요하다. RS485 는 RS422 와마찬가지로데이터링크계층이정의되어있지않으므로통신에필요한기능은사용자가개발하여야한다. 아래표에서살펴보는바와같이 RS485 와 RS422 는차동인코딩방식을사용함에따라 RS232 에비하여전송특성이매우양호하다. 이결과로표에서보는바와같이전송거리는 1.2Km 까지가능하며, 데이터전송률은 Mbps 까지가능하다. 다만, RS485 와 RS422 는데이터링크계층이상이정의되어있지않기때문에사용자에의하여통신에관한기능이구현되어야한다는단점이있다. 그러나 RS485 와 RS422 는전기적특성이매우우수하기때문에여러가지프로토콜의물리계층으로채택되어많이사용되고있다. 뿐만아니라다양한업체에의하여개별적인상위계층이개발되어다양한장비에적용되고있다. < 표 3-178> RS232C, RS422, RS485 의비교 Specification RS232C RS422 RS485 voltage mode single-ended differential differential max. number of 1 driver 1 driver 32 drivers driver/receiver 1 receiver 32 receivers 32 receivers max. distance about 15 m about 1.2 km about 1.2 km max. data rate 20 Kbps Mbps Mbps transmission mode full duplex full duplex half duplex max. output voltage ±25V -0.25V to +6V -7V to +12V max. input voltage ±15V -7V to +7V -7V to +12V 3. SPI SPI(serial peripheral interface) 는모토롤라사에의하여개발된근거리용직렬통신규격으로서 MOSI, MISO, SCK, /SS와같은 4개의통신선을사용하는고속동기식직렬통신방식이다. SPI 통신은 4선을 사용하는직렬동기식통신으로서전이중방식이가능하다. 또항상마스터와슬레이브사이에서직렬로 데이터를송수신한다. SPI는 RS485 에비하여매우빠른데이터전송률 ( 수십 Mbps 급 ) 이가능하다. 아래 그림과같이 SPI 통신을이용하여멀티드롭연결을하는, 각슬레이브로독립적인슬레이브선택신호 (/SS) 를사용하여슬레이브를지정한후에통신을수행한다. 이것은슬레이브의수가증가하면회로의 복잡성도함께증가한다는것을의미하므로슬레이브의수가많은시스템에서는 SPI 통신이적합하지 않을수도있다. SPI 통신은일반적인직렬통신이외에도마이크로컨트롤러간의통신이나마이크로컨 트롤러와주변 IC 등과의통신에도매우자주이용된다. - 27 -

[ 그림 3-4] SPI 의 4 선연결 가상훈련인터페이스장비의요소제어가상훈련인터페이스장비는현실세계의사용자와가상환경을연결 ( 일치 ) 시키는역할을하는도구이다. 가상훈련시스템구성환경과요구조건에적합하도록하는동시에, 가상공간에서자연스러운감각정보를전달할수있도록인터페이스장비가사용될수있어야한다. 인간의다섯가지감각을담당하는기관중에서동작중심의참여과정과근신 (nearbody) 공간에서의가상개체와의상호작용에관련성이높은시각, 촉각기관에대응되는인터페이스장비를제어하는방법이필요하다. 그리고사람의의사소통과정에서청각기관도중요한역할을하고있으므로, 대화와같은일상적인의사소통에서사용하는음성정보에대한활용방법도중요한부분이다. 1. 시각 (visual interface) 인간의감각기관중시각감각이대부분의정보입력을담당하는가장중요한기능을수행하므로, 시스템에서도자연스러운영상정보를사용자에게전달해야만한다. 특히동작훈련을대상으로하는시스템의경우에는사용자의신체적움직임으로부터얻어지는자기동작감각 (proprioceptive sense) 과일치되는동시에현실세계와같은공간감각을느낄수있는영상정보를생성해야하고, 사용자의움직임과일치되는 virtual object(virtual human) 을제시할수있는인터페이스시스템을제공해야한다. 이를위해서는기본적으로가상공간과현실공간을일치 (registration) 시키는문제가기본적으로해결되어야하고, 시스템은사용자에게자연스러운입체감이느껴지는영상정보를제공하여, 가상공간에서활동하는사용자의행동에대한시각정보에서부자연스러움을느끼지않도록해야한다. 2. 촉각 (haptic/tactile interface) 적합한촉각인터페이스의연구는동작감각이훈련에미치는영향을고려하고, Presence 와 Co-Presence 의향상을위한목적을가지고있다. 그러므로, 가상환경기반의동작훈련진행에적합한촉각감각을전달하는인터페이스를제공함으로써시스템의완성도를높일수있다. 3. 청각 (auditory interface) 청각기관을대상으로하는인터페이스를통한청각정보의전달은언어표현과같이다양한수준의의미 (semantics) 를내포할수있으므로, 동작정보전달의유용한통로로활용될수있다. 위의감각인터페이스요소는동작훈련상황과인간적요소 (human factor) 를고려하여, 동작훈련상황에적절히활용될수있도록설계되고제어되어야하며, 시스템의특성 (uni-modal 인터페이스장비의한계 ) 등의영향으로하나의감각기관으로다른감각기관의역할을대체하고보완하는 cross-modal(sensory replacement and compensation) 의효과를적극활용하도록한다. 즉, 가상환경에서의자연스러운동작경험 (Presence) 을제공하기위한여러가지감각기관들의조화와함께, 개별적으로도완벽하지못한감각인터페이스의한계를이들의조화를통해서보강할수있도록시스템을구성해야한다. - 28 -

인간- 인간상호작용방법설계이상적인환경에가까운결과를얻기위해서, 현실환경의인간감각기관의역할을완벽하게대체할수없는가상현실인터페이스장비의한계를보완하고, 가상현실시스템의자원을활용하는방법이설계되어야한다. 그리고응용분야의작업특성과가상현실기술의장점을이용해서현실방법론이상의효과를얻기위한가상현실시스템의활용방법이필요하다 ( 양응연, 2003). 1. VR Communication Media and Interaction Method Protocol 동작훈련의상황은아래그림과같이표현할수있다. 즉, 훈련자와피훈련자사이의의사소통방법과훈련진행의어려움 ( 산 ) 을가상현실기술기반의미디어 ( 골짜기 ) 를이용한정보의교환을통해서줄이는방법 (protocol) 이필요하다. [ 그림 3-5] 동작훈련시스템을위한상호작용방법설계 2. 정보전달효율을높이는상호작용방법기존의미디어기술이구현하기어렵지만, 가상공간에서는정보의표현및제어가가능한상호작용방법이있다. 정보전달시스템에주어진자원 (resource) 의제어에대한높은자유도를가질수있는가상환경에서, 시스템의목적달성에적합하도록자원을재분배할수있다. 3차원공간임의의위치에대한관찰시선의자유로운제어가하나의예가될수있으며, 개념적정보의가시화를제어하는방법과함께, 정보전달모델을기반으로사용자사이의필요한정보교환을선택적으로제어하는방법이요구된다. 3. (virtual) human interaction method 가상환경기반동작훈련시스템에서훈련자와피훈련자는 virtual human 의형태로시스템에참여하며, 이둘사이의상호작용을중심으로작업을진행하게되므로, 가상환경의특성을활용한 (virtual) human (virtual) human interaction method 가필요하다. 4. Proprioception-based General Interaction Techniques 3차원가상공간에서의일반작업의수행을위한 interaction technique 은 2차원인터페이스중심인데스크탑기반의윈도우시스템과다르므로, 그환경에적합한 general interaction technique 이정리되고있다. 가상환경에서가상의물체와상호작용하는방법은사용자가현실세계의물체와상호작용함으로써느끼는감각과다르기때문에설계하기가어렵다. 환경의기본적인특성이시각정보와동작감각정보가일치하는공간에서사용자가활동하는것이므로, 이런특징을 interaction technique 설계에활용할수있다. 통신네트워크 1. 필드버스 1970년대부터제어및자동화시스템에디지털컴퓨터가도입되기시작하면서아날로그및디지털계측제어신호의전송에대한요구가증대되기시작하였다. 초기의제어시스템에서는필드에설치된센서의계측신호가, 4-20mA 아날로그방식을가진일대일 (point to point) 통신방식에의해, 중앙의제어컴퓨터와통신을수행하였다. 마이크로프로세서기술의급속한발전과함께 1980년대초반에는분산제어시 - 29 -

스템 (distributed control system, DCS) 이도입되었으며, 중앙의제어컴퓨터에의하여수행되던제어기능이여러대의컴퓨터들로분산되었다. 분산제어시스템의도입과함께, 제어및자동화장비생산업체들은그들자신의시장을확보하기위하여개방화되지않은독자모델의플랫폼 ( 네트워크모델 ) 을사용하기시작하였다. 결국사용자들은장비생산업체에기술적으로종속될수밖에없었고, 서로다른생산업체로부터공급받은장비들을네트워크를통하여상호접속하기위해서각생산업체에서공급하는매우고가의프로토콜변환장치를사용할수밖에없었다. 이러한상황에서사용자들은 PNP(plug and play) 가가능한표준화된네트워크시스템을요구하게되었으며, 시스템공급업체들은그들장비를표준화하기위한노력을하게되었다. 그결과 1980년대후반필드장비들간의실시간통신을지원하기위한필드버스 (fieldbus) 가개발되었다. 특히, 필드버스는점대점연결방식에비하여이기종장비들간의상호호환성을보장할수있을뿐만아니라, 시스템의확장성이높아지고유지보수가용이해지고안정성이증대되는효과를가지고왔다. 1980년대말부터산업용네트워크, 즉필드버스가여러지역표준기관들에의하여개발되었으며, 1999년말 Profibus, Fieldbus Foundation, WorldFIP 등과같은프로토콜을포함하는 IEC 61158 필드버스가국제표준으로제정되었다. 그러나필드버스는필드장치에서발생되는데이터들의실시간요구조건을만족시킬수있다는장점을가지고있음에도불구하고, 하드웨어및소프트웨어의설치가전통적인중앙집중식방식에비하여어려우며, 여러제조업체들간의호환성이부족하다는단점을가지고있다. 최근에는이러한필드버스의문제점을해결하기위한방법으로서, 사무용통신에서널리사용되고있는스위치드이더넷 (switched Ethernet) 이산업용네트워크로이용되고있다. 스위치드이더넷은그림에서보는바와같이산업용네트워크의백본네트워크로서주로사용되고있다. 즉, 센서나엑츄에이터간의데이터교환이주를이루는디바이스계층 (device level) 에서는 Profibus-DP 나 Foundation Fieldbus H1, CC-Link, Modubus 와같은필드버스가주로사용된다. 반면 PLC나로봇간의데이터교환이주를이루는셀계층 (cell level) 과산업용컴퓨터, 데이터베이스시스템간의데이터교환이주를이루는플랜트계층 (plant level) 에서는스위치드이더넷이주로사용되고있다. 2. CAN CAN은자동차내의센서나액츄에이터, ECU(electronic control unit) 들간에디지털통신을제공하기위하여 1980년대보쉬에서개발되었으며, 1993년 ISO 표준으로제정되었다. CAN은다른필드버스프로토콜에비하여가격대성능비가매우우수할뿐만아니라, 대다수의반도체제조회사에서원칩형태의마이크로컨트롤러로개발되어가장대중화되어있는프로토콜로인정받고있다. 이러한장점으로인하여 CAN은자동차분야뿐만아니라공장자동화, 빌딩자동화, 로봇, 선박, 공작기계등과같은다양한분야에서의데이터교환을위한응용으로확대되어가고있다. CAN을기반으로한네트워크시스템에서는노드자체에는주소가부여되지않는다. 대신메시지의내용 ( 우선순위 ) 에따라 ID를할당하고이 ID 를이용하여메시지를구별하는주소지정 (content-based addressing) 방식을사용한다. 즉, 임의의한노드가메시지를전송하기시작하면나머지노드들은 ID를이용하여수신한메시지가자신과관련있는메시지인지아닌지를판단하여관련이있는경우에만받아들이게된다. 또 CAN은멀티마스터능력으로인하여모든노드들은버스마스터가되어버스가비어있을때 (idle) 라면언제든지메시지전송이가능하다. 그러나동시에여러노드에서메시지를전송하고자하면버스상에서메시지의충돌이발생하게된다. 이러한버스상에서의메시지의충돌을 CAN에서는버스레벨의비트를관찰하고있는각각의노드가메시지 ID 비트를비교함으로써중재하게된다 (bitwise arbitration). 여기서 bitwise arbitration 은 dominant(0,d) 비트가 recessive(1,r) 비트를덮어쓰는 "Wired-And" 방법에의해행하여진다. 즉비트값 0(zero) 이비트값 1(one) 보다높은우선순위를가지게되고경쟁에서이기게된다. 경쟁에서패배한모든노드들은가장높은우선순위를갖는메시지의수신노드가되고, 버스가다시사용가능할때까지전송을재시도하지않는다. CAN 통신에서는충돌시최소한하나의메시지는파괴되지않고전송이되므로정보와시간의손실이발생하는것을방지한다. 따라서비파괴적인버스액세스 (non-destructive bus access) 라고불린다. 이러한버스액세스방법은파괴적버스액세스의대표적인예인 - 30 -

CSMA/CD(carrier sense multiple access with collision detection) 와는달리네트워크의부하가상당히증가하여도지속적인통신이가능하다. 3. EtherCAT EtherCAT 프로토콜은 2002년에독일 BeckHoff 사에서개발된이후 2003년 11월에 EtherCAT technology group 을결성해서기술을공개한개방형산업용 Ethernet 기술이다. 또 IEC 규격 (IEC/PAS 62407) 과 ISO 규격 (ISO15745-4) 으로인증된국제표준프로토콜로뛰어난동기화특성과함께제한된토폴로지에의존하지않는성능을가진다. 특히, EtherCAT 프로토콜은뛰어난 Ethernet 호환성, 간단한디바이스에서도구현이가능한인터넷기술, Ethernet 에서제공하는대역폭을최대한활용할수있는특성과낮은비용으로뛰어난실시간특성을구현할수있다는장점을가지고있다. EtherCAT 프로토콜은 0Mbps 이상의통신속도를제공하며 256개의분산디지털 I/O에약 11μs의업데이트속도를지원한다. EtherCAT 프로토콜의전송방법은브로드캐스트 (broadcast) 방식으로마스터에서데이터프레임을전송한다. 마스터와연결된각각의슬레이브는데이터프레임을수신받아해석및처리하고다음슬레이브로전송을한다. 즉, EtherCAT 프로토콜에서각각의슬레이브는데이터프레임이슬레이브모듈을통과하는동안해당모듈에전달된데이터를읽어데이터를수신하고, 전송할데이터가있으면해당되는텔레그램이통과하는동안입력할데이터를해당되는텔레그램에삽입하여전송한다. 여기서, 해당되는슬레이브모듈에서지연되는시간은겨우몇 ns만이소요된다. EtherCAT 마스터는일반적으로 PC에서사용하는 NIC를사용하여구성할수있으며, NDIS(network driver interface specification) 인터페이스를이용하여하부계층과통신할수있다. NDIS 구조는물리계층과데이터링크계층, 그리고응용계층만을가지고있으며, 응용계층에서생성된메시지가 2계층에해당하는데이터링크계층으로직접접근이가능하다. 또 packet 단위의데이터송수신을직접적으로제어하는것도가능하다. EtherCAT 슬레이브모듈은 BeckHoff 사에서제공하는 EtherCAT 컨트롤러 (controller) 와이를제어하는 MCU로구성된다. EtherCAT 컨트롤러를이용하면 SPI 또는 bus 방식을통해다양한 MCU와직접연결하여 EtherCAT 슬레이브모듈을구현할수있다. EtherCAT 프로토콜의데이터프레임은스위칭허브를통하여일반 Ethernet 과혼용하여사용할수있는 UDP(user datagram protocol) 타입과실시간특성을보장하기위한 EtherCAT 전용프레임타입이있다. EtherCAT 프로토콜의데이터프레임은주소정보를포함하는 Ethernet 헤더 (header), EtherCAT 정보를포함하는 ECAT, EtherCAT 데이터를포함하는 EtherCAT 텔레그램 (telegram) 으로구성된다. Ethernet 헤더는프레임의시작을의미하는 Pre(preamble), 목적지주소를의미하는 DA(destination address), 출발지주소를의미하는 SA(source address) 와프레임의타입을결정하는 type으로구성된다. ECAT 의 frame HDR은 EtherCAT 프레임의길이와프로토콜타입을의미한다. 슬레이브모듈이데이터를기입하는 EtherCAT 텔레그램은 EtherCAT 명령에따라필요한지침과주소를기입하는 EtherCAT HDR, 필요한데이터를기입하는 data와슬레이브모듈의데이터작성유무를표시하는 WKC로구성된다. 마지막으로 FCS는 EtherCAT 프레임의에러를확인하는기능을수행한다. EtherCAT 프로토콜은라인, 스타, 트리토폴로지를지원하며브로드캐스트방식으로스위치나허브의개수에제한이없이어떤토폴로지에도적용이가능하다. 특히, 라인과트리토폴로지의조합을시스템의배선에활용하면각각의디바이스들은배선선택의유연성이증가된다. 일반적으로 EtherCAT 프로토콜은고속 Ethernet(0Base Tx 내장형네트워크서버 ) 으로각각의디바이스간의배선의길이는최대 0m까지가능하다. 4. Modbus 모드버스는 1997년, Schneider Electric이라는회사에서만든시리얼통신프로토콜이다. 제조공장이나놀이공원의기계들을자동화하고제어하는목적으로사용되는 PLC(programmable logic controller) 들과의통신에사용할목적으로만들어졌다. 프로토콜이단순하지만장비제어와모니터링에필요한기능들을수행할수있기에사실상의표준프로토콜의지위를얻게되었고, 현재까지산업용전 - 31 -

자장치들을서로연결하는목적으로널리사용된다. 모드버스는프로토콜이공개되어있고, 설치와유지보수가용이하며, 비트단위또는워드 (16비트 ) 단위로정보조작이용이하기에산업용통신프로토콜로널리사용되고있다. 모드버스는약 240개의장비들을서로연결할수있다. 예를들면온도와습도를측정하는여러장비들이모니터링서버로현재상태를보고하도록할수있다. 일반적으로서버에서센싱장비들에게질의를보내고장비들은이에대해응답하는형태로동작한다. Supervisory control and data acquisition(scada) 시스템에서도모니터링서버와 remote terminal unit(rtu) 을연결하기위해모드버스를자주사용한다. Schneider Electric 에서는모드버스를공개하여, 2004년 4월이후로프로토콜의개발과수정을 Modbus Organization 에서수행한다. 모드버스는 master/slave 기반프로토콜이다. 시리얼통신에서는 master 로설정된장비만이 slave 로정보를요청할수있는반면, 이더넷통신에서는네트워크상의어떤노드도정보를요청할수있다. 요청정보는읽기와쓰기모두가능하다. 하지만대부분의경우 master 는하나만존재한다. 네트워크상에연결된모든노드들이요청을받을수는있지만요청정보에들어있는목적주소장비만이이에응답한다. 물론, 목적지주소가브로드캐스트주소일때는예외이다. 목적지주소를 0으로설정하면수신한모든노드에서요청을처리하지만응답은보내지않는다. 또모드버스요청정보에는통신오류를검출하기위한코드를포함한다. 모드버스의구현은시리얼통신에사용할수있는모드버스와 IP 통신망에서사용할수있는모드버스가존재한다. 시리얼통신에사용되는대표적인규격은 RS-232 와 RS-485 가있다. RS-232 는가까운거리에놓인두장비를 1대1로연결하는용도로사용된다. RS-422 은 RS-232 에양방향통신기능을추가한것이다. RS-485 는여러장비들을하나의망으로묶을수있으며, 하나의 master 에서여러개의 slave 들과통신할수있다. 시리얼전송모드는데이터의인코딩방식에따라아스키와 RTU로다시나누어진다. 아스키모드에서는바이트는 2개의아스키문자로기록되어데이터전송효율은떨어지지만, 디버깅등에서사람이데이터를읽기에는더편리한점이있다. RTU 모드에서는이진데이터를그대로전송에이용한다. IP 기반의모드버스구현은 TCP와 UDP 모두가능하며, IETF에서 502포트를할당받았다. - 32 -

3-2. 센서종류 학습목표 가상훈련시스템에적용될수있는각종센서의종류및규격을비교분석할수있 다. 필요지식 / 센서종류센서는메일시스템과그주변상황에대한정보를감지하여시스템제어기로전달하는기기를말한다. 센서는위치힘, 토크, 압력, 온도, 습도, 속도, 가속도, 진동과같은물리량을결정하거나계측하기위하여필요한출력신호를발생시킨다. 센서는한물리량을다른물리량으로변환시키는것이므로종종전달한다는의미를갖는트랜스듀서라고도불린다. 아날로그센서는계측된물리량에비례하는전압과같은신호를발생시킨다. 이센서를컴퓨터에인터페이스하기위해서아날로그디지털변환기가필요하다. 1. 포지션엔코더포지션엔코더는모터와일체로조립된것이많다. 절대위치검출식과상대위치검출식이있다. 분해능을높이려면엔코더의비트수를많게할필요가있으며, 코드플레이트의제작에고도의기술이필요하다. 2. 속도센서타코제너레이터는모터의회전속도에비례한전압을출력한다. 출력전압에는직류전압과교류전압이있다. 교류형이브러시를사용하지않아바람직하지만출력신호를정류할필요가있다. 타코제너레이터를선정함에있어서측정할회전수범위와출력전압의최대값에주의할필요가있다. 저속에서는출력신호가작기때문에노이즈의영향을받기쉽다. 3. 광센서광센서는적외선이나자외선을비추어반사되는정도에따라진행되는방향에벽이나물체가있는지를감지하거나, 포토다이오드와같이가시광선이닿으면동작하는방법에따라빛을활용하여사물을인식하거나주변의환경을인식할수있는센서이다. 광센서에는포토다이오드, 포토트랜지스터, 포토인터럽트, CdS 광도전센서, 광전센서, 적외선센서, 컬러센서등이있다. [ 그림 3-6] CDS 광센서모듈 Ÿ 포토다이오드는광센서중에서가장간단한센서이다. 조도계, 카메라의노출감지, 연기감지등에 응용된다. - 33 -

Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ 포토트랜지스터는일반적인트랜지스터의베이스단자를빛감지단자로변형하여만들어진것으로포토다이오드와유사하게사용되며, 저주파의빛을감지하는데주로이용되고있다. 포토인터럽터는발광부와수광부를한개의모듈로만든것으로포토커플러라고도부른다. 발광부의경우주로적외선을발생시키는적외선발광다이오드를사용하고있으며자동출입문, 소변기자동세척장치, 모터의회전각측정등에응용되고있다. CdS는빛을비추면빛의강도에따라저항이변화하여빛을감지하는센서이다. 이는극성이없어교류회로에서도사용할수있는데, 빛이밝아지면저항값이작아져많은전류를흐르는원리를이용하여가로등이밤이되면자동으로켜지게하거나, 레이저포인터로빛을비추면이동하거나하는데응용된다. 적외선센서는적외선을이용하여적외선발광다이오드와수광다이오드를이용하여물체를감지한다. 적외선센서는현관문에사람이감지되면불이자동으로켜지게하거나, TV의리모컨이나식당등공공장소에서출입문을자동으로여닫게하는데사용된다. 또바닥의선을감지하여움직이는라인트레이서로봇이나벽이나물체를감지하여이동하는마이크로마우스등에사용되고있다. 4. 초음파센서초음파센서는음파의속도가상온에서큰변화가없는점을이용하여잡음에영향을덜받는가청영역 (20Hz~20kHz) 밖의 40~50kHz 신호를내보내어, 물체에반사되어되돌아올때까지의시간을측정하여물체까지의거리를측정하는능동센서이다. 초음파센서는초음파신호를만들어내는발신부와물체에반사되어되돌아오는신호를수집하는수신부로구성된다. 발신부와수신부를분리하여사용하는투과형과, 발신부와수신부를일체로사용하는반사형으로분류된다. 발신부에서초음파신호를내보낸후부터신호가되돌아올때까지의시간을계산한다. 이동물체에서는다수의초음파센서를각각의신호가독특한변위를갖도록변조하여동시에사용하여주변의환경을재구성한다. [ 그림 3-7] 초음파센서모듈 5. 레이저센서레이저센서의동작원리는초음파센서와같이물체에서반사되는레이저광원의비행시간을측정하는기술이다. 매우짧은시간을계측할수있는 TDC(time to digital converter) 가있어야계측데이터를신뢰할수있다. 2차원레이저스캐너를이용하면센서전방의 2차원평면상에존재하는물체들의거리데이터를실시간으로획득할수있다. 6. 비전센서카메라의이미지센서는빛을전기적신호로변환하는기능을하는데, 렌즈를통하여수집된반사광이이미지센서의전기신호로변환된다. 이러한이미지센서를이용하여사람의시각을대신할수있는센서가비전센서이다. 이미지센서에따라서 CCD와 CMOS 센서로구분된다. CCD 센서는고집적화가가능하나제조단가가비싼단점이있다. CMOS 센서는 CCD 방식에비하여전력소비가작고가격이저렴하다는이점때문에휴대폰카메라를비롯하여로봇분야에서도널리사용되고있다. 비전센서는카메라 1개의단안비전센서, 카메라 2개의양안비전센서로구성할수있다. - 34 -

[ 그림 3-8] 비젼센서 7. 힘센서힘센서는힘 / 토크센서, F/T 센서, 역각센서로도부르며물체의무게나동작중에발생하는토크를측정하는센서이다. 센서의중앙축에힘이가해지면센서내부에있는여러개의스트레인게이지에도힘이가해지는구조이다. 이때스트레인게이지의뒤틀림에비례하여전류변화가발생하고이를계측하여힘과토크정보를출력한다. 힘센서는주로조작하려는물체의무게를측정하거나작업중에엔드이펙터에가해지는힘을측정하여이에대응하는동작의방향이나작업력의크기를결정하는데사용된다. 8. 터치센서센서에접촉할경우두개의전극판이붙게되어전류가통하는방식으로서주로 on/off 센서로사용된다. 9. 각도센서회전식엔코더와같이회전각을측정하면서도가격적으로저렴한일종의가변저항기이다. 각도센서양끝에전압을주면회전각도에비례하여출력전압이발생한다.. 압력센서많이사용되는압력센서인 FSR(force sensitive resistor) 은가해진압력증가에비례하여전기적인저항이감소한다. 또로드셀은 FSR에비해고가이며힘센서와같이스트레인게이지를내장하여압력을측정한다. 11. 소리센서정전용량형마이크로폰을사용한다. 마이크로폰은음성신호를전기적신호로변환시켜주는물질로구성되어있다. 여러개의소리센서를이용하여음원의위치를알아내는방법도연구되고있다. 12. 온도센서외부의온도나열을감지하는센서로서접촉식과비접촉식이있다. 측온저항체는금속이나반도체의저항이온도에따라변화하는것을이용하여온도를측정하는방식이며, 서미스터는열에따라저항이변화하는것을이용하는방식이다. [ 그림 3-9] 온도센서의예 - 35 -

13. 관성센서관성력을측정하는센서로서각속도를측정하는자이로와가속도를측정하는가속도센서가있다. 자이로는물체가어느정도회전하는지와넘어지는속도를계측할수있다. 기계식자이로는신뢰성과정밀도가높아서주로군사용시스템제어에사용된다. 광학실자이로는기계식과달리회전자가없어기계적구조가간단하여신뢰도가높고수명이긴장점이있으나외란에민감한편이다. 자이로스코프는회전각속도를측정하여야하는응용분야전반에쓰이며, 그종류와정확도가다양하여응용회로도어떤센서를쓰는가에따라좌우된다. - 36 -

교육부 (2014). 로봇액추에이터드라이버설계 (LM19030802_14v1). 세종 : 한국직업능력개발원. 교육부 (2014). 로봇모션제어기하드웨어설계 (LM19030803_14v1). 세종 : 한국직업능력개발원. 교육부 (2014). 로봇하드웨어아키텍처및입출력인터페이스설계 (LM19030801_14v1, LM19030804_14v1)). 세종 : 한국직업능력개발원. 염도호 (2017). 국방분야가상현실적용확대연구. 석사학위논문, 건국대학교산업대학원. 양응연 (2003). 가상현실기반동작훈련시스템을위한개인공간에서의다중양식상호작용. 박사학위논문, 포항공과대학교전자컴퓨터공학부컴퓨터공학과. 송성열 (2016). 플랫폼기반의가상현실시뮬레이터를위한구성가능한컴포넌트프레임워크설계. 박사학위논문, 아주대학교대학원산업공학과. 아경산업자동화연구소편저 (1997). 서보모터제어이론과실습. 성안당. - 37 -

[ 별첨 2] 학습모듈 ( 가상훈련구동용소프트웨어이해 )

전자기술인력가상훈련분야이동 경력개발경로학습모듈 - 가상훈련구동용소프트웨어이해 - 2017.. 전자산업인적자원개발위원회 대표기관 한국전자정보통신산업진흥회

차례 학습모듈의개요 1 학습 1. 개발환경파악하기 1-1. 동적시스템제품분석 2 1-2. 동적소프트웨어구현특징이해 6 학습 2. 동적시스템모듈구현하기 2-1. PID 제어분석 11 2-2. 모터제어모듈구현 17 학습 3. 동적시스템통합하기 3-1. 통합테스트하기 30 3-2. 시스템안정성고려 35 참고자료 39

소개 학습모듈의개요 추진개요최근 IT 분야는인공지능, 클라우드, 모바일등을중심으로하는 4차산업 으로의전환이빅트랜드이다. 하지만장기간관련분야를준비해온미국, 일본등과는달리현재국내기반은취학한것이현실이다. 또한, 고전적인전자분야는지난기간동안성장기를넘어안정기에도달해현재인력은포화상태이며, 중국의기술개발의진보등으로인해일부분야에서는인력감축, 폐업등의영향으로인력조정이점차적으로확대되고있다. 이에대한해결책의하나로 4차산업분야의하나로가상훈련분야를선정하여기존의전자산업분야소프트웨어인력이가상훈련분야로이직을하려는상황을가정하였다. 이를위해필수적으로필요한능력을선정하여이를학습할수있는기준이되는학습모듈을개발하고자한다. 내용의구성학습모듈을크게개발환경파악, 동적시스템모듈구현, 동적시스템통합의 3개의부분으로구성되며, 기존의전자산업분야소프트웨어지식을충분히익힌학습자를대상으로하였다. 가상훈련소프트웨어분야에서는동적시스템을제어하고통합하는부분이기존의전자분야업무지식과가장상이하며중요하다고판단하여해당능력의학습을모듈로선정하였다. 이를통해기존의소프트웨어인력이가상훈련분야로진출하는경우업무에빠르게적응하여새로운업무를익힐수있을것으로판단한다. - 1 -

학습 1 학습 2 학습 3 개발환경파악하기 동적시스템모듈구현하기동적시스템통합하기 1-1. 동적시스템제품분석 학습목표 다양한동적시스템에대한개념과기술현황을이해할수있다. 타시스템대비동적시스템만이가지는특성을분석할수있다. 필요지식 / 동적시스템개요 1. 동적시스템 ( 시뮬레이터 ) 란? 가상훈련시스템에서동적시스템 ( 시뮬레이터 ) 란복잡한작동상황등을컴퓨터를사용하여실제장면과같도록재현하는장치로큰예산이소요되는항공기조정훈련, 위험한상황이발생할가능성이있는원자로운전등의훈련이나시험연구등에서사용되는시스템을말한다. 2. 동적시스템 ( 시뮬레이터 ) 의역사 동적시스템은최초전쟁을위한비행시뮬레이션으로시작하였으나최근에는게임, 오락, 체험 시설등으로확대되어지고있다. < 그림 > 비행시뮬레이션훈련장비 (1929) - 2 -

< 그림 > 마이크로소프트비행시뮬레이션 Flight Simulator X 기술요소동적시스템을위한소프트웨어개발을위해서는기존의소프트웨어관련지식뿐만아니라타소프트웨어대비동적소프트웨어만이가지는모터, 액츄에이터관련지식을갖추어야한다. 개발언어및운영체제 C/C++, LabVIEW 등의개발언어및구동용운영체제등을결정해야한다. 하드웨어특성마이크로프로세서, 메모리, 센서 I/O, 네트워크, 구동시스템등의특성및제어방법에대해서이해하고있어야한다. 모터모터의특성, 종류, 제어방법에대해서이해하고있어야한다. 액츄에이터액츄에이터의특성, 종류, 제어방법에대해서이해하고있어야한다. 1. 개발요소 (1) 프로그램언어프로그램언어를선택하는일은소프트웨어개발에서가장중요한단계로프로그램언어는크게절차형언어와객채지향형언어로구별되며각각의특징을가진다. 객체지향형언어최근의각광을받고있는종류의언어로 Java, C++ 등이대표적인예이며, UI 위주의개발에유리하도록설계되어있으며재활용성등이우수하여현재널리활용이되고있으나프로그램의실행속도가느려하드웨어제어등의기능이부족한단점을가지고있다. - 3 -

단, Java 언어의경우다양한기본함수및그래픽기능이우수하여모바일, 웹기반시스템등에서다양하게활용되고있으며자체메모리관리기능등을통해메모리관련오류의발생소지를크게줄일수있는장점을가지고있다. 절차형언어함수및절차를기본으로하여구현하는프로그래밍언어로 C. 어셈블리언어등이이에속한다. 까다로운메모리관리및재사용성이객체지향언어에비해부족하여최근에는하드웨어직접제어, 디바이스드라이버개발등의한정된분야에서사용되고있다. (2) 운영체제대부분의소프트웨어개발에서운영체제의선정은매우중요하다. 하드웨어의복잡성이증가하고대부분의장비가디스플레이를기본적으로장착함에따라운영체제없이하드웨어제어, 응용프로그램개발등을하는것은거의불가능하다. 운영체제의대표적인기능으로는자원관리, 메모리관리 ( 메인메모리및보조메모리 ), 프로세스관리, 장치관리가있다. 대표적인운영체제로는윈도우즈, 리눅스등이사용되고있으며다소기술지원이어려우나무료로사용할수있는리눅스의사용이점차로확대되어지고있다. 또한최근에는모바일연계, 손쉬운 UI 소프트웨어개발등을위해공개소프트웨어인리눅스를기반으로한안드로이드의사용도확대되어지고있다. (3) UI/UX 라이브러리사용자인터페이스구현을위해개발자가모든그래픽라이브러리를구현하는것이아니라기존의운영체제, 그래픽라이브러리를활용하여구현하는것이일반적이다. (4) 통신용소프트웨어동적시스템의경우시뮬레이터제어, 모션정보획득을위해일반적인통신방식을활용하여구현한다. 주로신뢰성이떨어지는비연결형프로토콜인 UDP/IP 를활용하여구현하였으나최근에는 TCP/IP 방식도활용하는추세이다. - 4 -

UDP/IP vs. TCP/IP 구분 UDP/IP TCP/IP 일반 애플리케이션이네트워크계층문단순하고, 빠르며, 애플리케이션이제를걱정하지않고데이터를안정네트워크계층에접근할수있도록적으로송신할수있도록하는, 풍하는인터페이스만제공부한기능의프로토콜 연결 비연결형 연결형 전송속도 매우빠름 UDP에비해느림 신뢰성 / 메시지전송을신뢰, 모든데이터신뢰성없음승인에대한승인이존재 데이터의완전성보다전달속도가신뢰할수있는방법으로데이터를애플리중요하고, 소량의데이터를송신하송신해야하는대부분의프로토콜케이션고, 멀티캐스트 / 브로트캐스트를사과애플리케이션. 대부분의파일 / 메유형용하는애플리케이션시지전송프로토콜을포함 관련규정파악 동적시스템을상용화하는경우컨텐츠, 하드웨어, 기구시설믈에대한인증등다양한분야의 인증이연계되어있어이에대해서이해하고있어야한다. - 5 -

1-2. 동적소프트웨어구현특징이해 학습목표 동적시스템소프트웨어구현의특징을이해한다. 동적시스템소프트웨어구현과관련된인증을이해한다. 필요지식 / 동적시스템개발의특성타소프트웨어대비동적시스템의가장큰차이는모터, 엑츄에이터등움직이는장치를이해하고제어하는소프트웨어를제작하는것이다. 대부분의전자분야에서의개발은정적시스템의제어가주를이루어대조적이다. 동적시스템과정적시스템의구현요소가크게상이하지않으나모터제어, 안정성고려등구현을실제로수행하며고려사항등이추가적으로반영이되어야한다. 1. 시뮬레이터제어 시뮬레이터 ( 실시간연계 ) 제어를위해 Unity, Unreal 등의물리엔진 API 를개발하거나모션정보 획득을위해장치와통신을통해서정보를획득하는방식을사용하기도한다. 2. 안정성고려하기 동적소프트웨어는의운영환경은기존의전자분야이운영환경과상이하여안정성과관련된부분 - 6 -

이매주중요한요소로작용한다. 동적소프트웨어개발의경우작은실수가사용자의생명을위 협하기도하며타분야에서일반적으로고려하지않는부분까지도꼼꼼하게살펴야한다. 센서하드웨어와의연계일반적으로모션정보를획득하여사용자가무리한동작을하거나균형을안정적으로유지하는것뿐만아니라다양한센서정보들의입력을분석하여정지혹은원위치로의복귀를즉각적으로정해야한다. 예를들어사용자가운영중안전밸트를푸는경우센서로이를감지하여즉각정지하여안전을보장해야한다. Fail Safe 시스템동적시스템의경우지속적으로오랜시간동작을하는경우가일반적이라물리적인손상은피할수없다. 하드웨어적인오류가발생하는경우를대비하여소프트웨어에예외처리를충분하게해주어야한다. 예를들어센서입력의단선등의오류로인해정상범위의값이상의값혹은 0으로입력이되는경우에대한처리등은소프트웨어적으로보완해주어야한다. 이를위해모든신호에대해서단선및불완전연결에따른조치를모두고려해서개발을해야한다. - 7 -

동적시스템관련인증개요 1. 컨텐츠분야 가상훈련시스템은주문자의요청에따라소량으로생산되는경우도있으나엔터테인먼트, 게임등에서활용되는경우심의등급을반드시획득해야하며단순히화면을보는것이아니고일정한장소에서시설물을갖추고움직이는경우가많아 전체이용가 와 청소년이용불가 등급의 2개로구분된다. 등급의분류기준은선정성, 폭령성, 범죄및악플, 북적절한언어, 사행성의 5가지요소를종합적으로고려하여심의된다. 심의프로세스는다음의그림과같다. 아래와같다. 아케이드의시설물을이동하기가어려운경 우가많아출장심의가필요하며출장심의시소정의수수료가부과된다. - 8 -

< 게임의인증단계 > 2. 하드웨어인증분야 (1) 전기용품안전인증제품의경우가정용혹은산업용전기를사용하는경우가대부분이며전기용품안전인증은냉장고, LED 등기구, 모니터와같이일상생활에서사용하는전기제품의화재와감전의발생위험을막기위해만들어진제도로기본적으로, 전기제품의입력전압범위가교류 50 V 이상에서 00 V 이하인제품이대상이된다. < 그림 > 전기용품안전인증마크 (2) 전파인증일반적인전자제품등에서수행하는인증을동적시스템인증에서도수행하여야한다. 전파환경및방송통신망등에위해를줄우려가있는기자재와중대한전자파장해를주거나전자파로부터정상적인동작을방해받을정도의영향을받는기자재는모두인증을수행하여야한다. 전자파장해시험은앞서설명한대로기기에서나오는전자파를규제하는것으로아래의두가지종류의시험항목이있다. - 9 -

전도잡음시험 (CE) : 해당제품의라인 ( 전원선, 데이터선로등 ) 에서방출되는전자파의유 해성 방사잡음시험 (RE) : 해당제품본체에서방출되는전자파의유해성을시험한다. 해당제품, 해당제품의선로나데이터라인에서나오는전자파가규정치이하로발생되어야만시험에서 통과할수있으며전자파발생이높은경우제품의개선, 차폐등의처리를해야만한다. - -

학습 1 학습 2 학습 3 개발환경파악하기 동적시스템모듈구현하기 동적시스템통합하기 2-1. PID 제어분석 학습목표 PID 를활용한제어를이해할수있다. 프로그램개발시해당변수를활용하여동적시스템을제어할수있다. 필요지식 / PID 개요 1. PID제어의기원 PID 제어의기원은 1775년 Watt 증기기관에사용되어진조속기, 제어가 Feedback 제어의기원이며, 속도조정기의이론적기반은제임스클락맥스웰의 1866 년세미나논문 On Governors 에서최초로기술되었다. 이후 1922년에이르러미국엔지니어인니콜라스미노스크가이론적분석을이용하여자동선박조향을위한 PID 제어기를최초로개발하였다. Feedback Control 이란자동제어의전형으로설정량과제어량을비교하여그차이가 0 이되도록한다. 장점으로는어떤종류의간섭이어떻게프로세스에영향을미치는지중요하지않으나항상간섭이발생항이후에조치가취해지는단점을가지고있다. 이러한이유로예측이가능한간섭에일어나는제어에대해서는부적합하다. 2. PID 제어기란? 비례- 적분- 미분제어기 (PID제어기 ) 는산업제어시스템에서널리사용되는제어루프 (Control loop) 피드백기법 (feedback mechanism) 이다. PID 제어기는끊임없이원하는설정값 (setpoint) 와측정된프로세스변수간의차이인오차값 e(t) 를계산하고, 비례항 (proportional), 적분항 (integral), 미분항 (derivative)( 각각 P, I, D라고표시 ) 에기반한보정량을적용한다. PID 기본동작 1. PID 제어동작 - 11 -

PID 제어기는제어값 (control value) u(t) 를조정함으로써시간에따라오류를최소화시키는방식 이다. 여기서제어값은제어밸브의위치, 완충기, 열기기에공급된전원등으로서, 새로운값은 다음과같은세개항의가중치합에의해결정된다. 여기에서도 Kp, Ki, Kd 등은모두음이아닌비례항, 적분항, 미분항의계수를의미하며, 각각 P, I, D 라고표시한다. 이모델에서 P는오류의현재값을설명한다. 예를들어오류가크고양수라면제어출력도크고양수 ( 비례동작 ) I는오류의과거값을설명한다. 예를들어현재출력이충분히강하지않다면, 오류의적분은시간에따라축적되고, 제어기는더강한액션을적용하는것으로반응 ( 적분동작 ) D는현재의변화율에기반하여오류의가능한미래경향을설명 ( 미분동작 ) PID 제어기는측정된프로세스변수만관계하고, 기저를이루는프로세스에대한지식과는관계 가없으므로널리적용할수있다. PID 기반의비례제어동작 1. PID 비례제어동작 PID 제어구조의이름은조작변수 (MV: Manipulated variable) 을구성하는세가지교정항으로부터유래되었다. 비례항, 적분항, 미분항은모두합쳐제어기의출력을계산한다. 예를들어출력을 u(t) 라고하면 PID 알려리즘의최종형태는다음과같다. 여기에서 - 12 -

Kp는비례이득튜닝파라미터 Ki는적분이득튜닝파라미터 Kd는미분이득튜닝파라미터 e(t) = SP PV(t) 는오류 (SP는설정값, PV(t) 는프로세스변수 ) t는시간또는현재 τ는적분변수 ( 시간 0부터현재 t까지의값 ) 결론적으로제어기의라플라스도메인에서의이전함수 (transfer function) 은다음과같다. L(s) = Kp + Ki / s + Kd s 여기에서 s는복합주파수이다. PID 각항에대한이해 1. 비례항비례항은현재의오류값에비레하는출력값을생성한다. 비례반은은오류에비례이득상수 Kp를곱하여조정할수있으며비례항은다음과같다. 비례이득이높으면, 주어진오차의변화에대해서큰출력변화를야기한다. 비례항이상대적으로너무클경우시스템은매우불안정해진다. 반대로작아지는경우큰오류에대해서도출력 ( 반응 ) 이작아지게설계되어반응성민감도가떨어지는단점을가지게된다. 다시말해비례이득이너무낮을경우시스템교란 ( 노이즈 ) 에대해대응시제어가너무작아질수있다. 실무적인관점에서바라보면비례항은출력변화의상당부분을차지해야만한다. Steady state 오류 PID 제어기를운영하려면오류가 0이되면동작하지않으므로비례제어기는일반적으로정상상태 (steady state) 오류로동작한다. 정상상태오류 (SSE) 는프로세스이득과비례하며, 비례이득에반비례한다. - 13 -

2 적분항적분항은오류의크기및오류의지속시간에비례하여크기가달라진다. 적분은시간에따른순간오류를합한것으로이미보정되어야할누적오프셋을만든다. 그다음누적된값에적분이득 (Ki) 를곱해서출력에더한다. 적분항은프로세스의설정값으로향한이동을가속화하여, 순수비례제어기에서일나는정상상 태오류를제거한다. 하지만적분항은과거로부터의누적오류에반응하므로현재값을설정값에 대해오버슛을초래한다. ( 크게요동치게됨 ) 3. 미분항프로세스오류의미분은시간에따른오류의기울기를계산하고, 이변화를미분이득 Kd에곱하여결정한다. 전체제어에대한미분항의공헌정보는미분이득 Kd항으로나타나다. 미분항은아래와같다. 미분항은시스템의형태를예측하고, 따라서안정화시간과시스템안정화를향상시킨다. 이상적인미분항은인과성 (casual) 이아니므로, 제어기의구현은추가적으로미분항에대해고주파이득및노이즈를제한할수있는저주파필터링이포함된다. 하지만미분항은실제시스템에서는사용률이높은편이아니다. ( 미분항이안정화에영향을미치는요소가되어오히려사용안함 ) - 14 -

루프튜닝제어루프를튜닝하는것은제어파라미터 (P/ 비례이득, I/ 적분이득, D/ 미분이득 ) 를원하는제어반응이되도록최적의값으로조정하는것을말한다. 안정성이기본적으로요구되나, 시스템이다르면다른형태를보이고, 응용분야에따라요구사항이다양하여충돌이일어날소지가높다. 이론상으로는세가지항의변수를정하는것으로간단해보일지모르나, 실제로적용하기에는 상당히까다롭고어려운문제이다. 루프튜닝방법은매우다양하다. 이곳에서는몇가지방법만 을언급한다. 1. 수동튜닝먼저 Ki와 Kd값을 0으로설정한다. 그다음 Kp값을증가시켜루프의출력이진동하도록만들도, 이때 Kp는 1/4 진동쇠퇴 방식의반응을위한값의약절반으로설정하여야한다. 그다음 Ki값을프로세스에서오프셋이충분한시간내로수정되도록증가시킨다. ( 주의너무크게설정하면불안정을유도한다 ) 마지막으로필요하다면 Kd값을증가시켜참조점으로빠르게접근하도록시도한다. 2. Ziegler-Nichols 방법공식적으로 Ziegler-Nichols 방법이라고알려진또다른체험적튜닝방법으로, 1940 년대 John G. Ziegler 와 Nathaniel B. Nichols 에의해소개되었다. 위에서의방법대로처음에는 Ki와 Kd 이득을 0으로설정한다. 그리고나서비례이득을임계이득 Ku에도달할때까지증가시킨다. 여기서임계이득은루프의출력이진동하기시작하는지점이다. - 15 -

3. 튜닝소프트웨어대부분의산업응용에서는위에서제시한방법으로튜닝을하는것을더이상하고있지않다. 그대신최적화소프트웨어를사용하여보다일관성있는결과를확보한다. 이들소프트웨어들은데이터를수집하고, 프로세스모델을개발하고최적의튜닝을제안한다. - 16 -

2-2. 모터제어모듈구현 학습목표 기본적인모터의동작원리에대해이해한다 필요지식 / 모터의종류 1. AC모터 AC모터는교류전원으로운전되며, 생활주변에서가장널리쓰이는전동기이다. 교류전동기의용량은소형 ( 수십W) 에서대형 ( 수백kW) 에까지이르며, 앞서설명한대로선풍기, 세탁기, 냉장고, 펌프, 크레인등가정과산업현장전반에서널리사용되어지고있다. 교류전동기는구조가매우간단하고브러시나정류자와같은기계소모부가없고, 고속에서순간최대토크를출력할수있으며응답특성이빠르며무게당토크가크므로소형경량화할수있다는장점이있다. 그러나직류전동기에비해제어방법이복잡하다는단점을가지고있다. < 그림 > AC 모터 교류전동기는기본적으로외부고정자와내부회전자로구성되어있다. 교류전류가고정자권선에공급되면전자기유도에의해자기장이변화한다. 이때회전자에서회전하는자기장에의해유도전류가생기고토크에의해회전자에있는축에서회전력이발생한다. 일반가정용으로사용하는 50~60Hz 의교류전원을사용하지만, 높은회전속도를얻고자할때에는수백 Hz에이르는높은주파수의교류전원을사용하기도한다. 소형전동기의회전자에는단락된권선을사용하고, 대형교류모터에는권선을감아서사용한다. 교류전동기는크게단상식과삼상식으로나뉘며, 회전자의유형에따라유도전동기, 동기전동기, 정류자전동기로분류한다. 일정한주파수전원으로운전할경우, 유도전동기는대체적으로정속도를유지하며, 동기전동기는완전한정속도를갖으며, 정류자전동기는광범위한영역에서속도조절이가능하다. 2. DC 모터 - 17 -

DC모터는직류전원으로운전되며, 생활주변에서가장널리쓰이는전동기이다. 고정자로영구자석을사용하고, 회전자 ( 전기자 ) 로코일을사용하여구성한것으로, 전기자에흐르는전류의방향을전환함으로써자력의반발, 흡인력으로회전력을생성시키는모터이다. 주로소형으로제작되어모형자동차, 무선조정용장난감등을비롯하여여러방면에서가장널리사용되고있는모터이다. 일반적으로 DC 모터는회전제어가쉽고, 제어용모터로서아주우수한특성을가지고있다고할수있다. < 그림 > DC 모터 DC 모터는다음과같은특징이있다. 기동토크가큼 인가전압에대하여회전특성이직선적으로비례 [T-N 특성 ( 토크대회전수 )] 인가전압에대해서도회전수는비래한다. 또한, 토크에대하여회전수는직선적으로반비례한다. 이러한이유로무거운것을돌릴때는천천히회전시키게되고, 이것을빨리회전시키기위해서는전류를많이흘리게된다. 입력전류에대하여출력토크가직선적으로비례하며, 또한출력효율이양호 [T-I 특성 ( 토크대전류 )] 흘린전류에대해깨끗하게직선적으로토크가비례한다. 다시말해큰힘이필요한 때는전류를높이면된다. 가격이저렴 타방식의모터대비가격이저렴 3. BLDC모터 BLDC 는 Brush Less DC 모터의약자로카본이들어있지않은 DC 모터를의미한다. BLDC 가 DC 모터보다효율이우수해서보통같은사양의모터라면출력측면에서 20~30% 정도힘의차이를보이며사용수명역시 BLDC 가더오래간다. 그러나가격은 BLDC 가 DC 모터에비해더높다. - 18 -

< 그림 > BLDC 모터 DC모터와 BLDC 모터를외관적으로구분하는가장쉬운방법은모터의배선이 2선이면거의대부분 DC 모터이며모터의배선이 "3선" 또는 " 두꺼운 3선가는5 선 " 으로되어있으면 99% BLDC 모터이다. ( 모터의배선이 3선인것중에열어보면열감지바이메탈등으로활용되는선이있는경우가 1% 정도존재 ) 내부적으로모터를구분할수있는방법은 DC 모터와 BLDC 모터를구분하는것은모터내부에브러시라는것이있느냐없느냐의차이이다. BLDC 에서 BL이의미하는것은 Brush Less 로내부에카본 ( 연필심과같은탄소덩어리 ) 이있느냐없느냐에따라 DC와 BLDC 로구분된다. Hall-less BLDC모터 BLDC 모터중에서또한단계진화한것이선이 3가닥인 Hall-less BLDC 모터이다. 문자그대로홀센서가존재하지않는 BLDC 모터로모터배선이 3가닥으로되어있다. 일반적으로홀센서연결을위해필요했던가는 5가닥의배선이사라진다. 홀센서를통해얻었던정보를모터의콘트롤러에서처리하는방식으로가장진보된형태이다. 모토의주요고장원인인브러시와홀센서가모터내부에존재하지않는모터이다. 국내에도일부사용되고있으며콘트롤러의가격이일반적인 BLDC 모터콘트롤러보다높다. 홀센서가고장난 BLDC 모터가있을경우홀센서를고쳐서도수리가가능하지만 Hall-less 콘트롤러를사용해도사용이가능하다. 4. 스테핑모터스테퍼모터 (Stepper motor, 스텝모터혹은스테핑모터 ) 란한바퀴의회전을많은수의스텝들로나눌수있는브러쉬리스직류전기모터이다. 모터의위치는모터가적절하게장치에설치되어있는한, 어떤피드백장치없이도아주정확하게조절이가능하다. 변환저항모터란보통극성변환수치가줄어들고, 폐쇄되어반복적으로정류되는아주거대한스테핑모터를말한다. - 19 -

< 그림 > 스태핑모터 직류브러쉬모터는전극의전압이적용됨에따라연속적으로회전하는반면에, 스텝모터는효과적으로다수의톱니모양전자석이금속기어를중심으로주변에매치되어있다. 이때, 전자석은마이크로컨트롤러 (Microcontoroller) 같은외부제어회로로부터전류를받아작동한다. 모터의한축을돌리기위해선일단한전자석이전력을받게하여기어의톱니를전자석으로끌어당기게한다. 첫번째전자석에기어의톱니가일직선으로맞춰지면기어는서서히다음전자석으로치우쳐지게된다. 따라서다음전자석이전력을받게되면이전의전자석은꺼지게되며, 기어의톱니는다음전자석에일직선이되며, 이런작용들을반복시킨다. 이때, 회전의각각작용을 ' 스텝 ' 이라하며수많은스텝들이전체의회전을만들어낸다. 이를통해서모터는정밀한각각으로회전될수있다. 5. 서보모터서보모터 (Servo Motor) 는모터와제어구동보드 ( 적당한제어회로와알고리즘 ) 를포함하는것으로모터자체만가지고서보모터라하지않는다. 즉서보모터라는개념이모터의구동시스템까지포함하는것이기에앞서설명한것처럼모터자체만가지고이게서보모터냐아니냐를따지는것은아니다. 여기에서서보 (servo) 라는용어는추종한다혹은따른다는의미로서명령을따르는모터를서보모터라고한다. - 20 -

< 그림 > 서보모터 공작기계, CCTV 카메라, 캠코더, DVD, 프린터등에사용되는모터처럼명령에따라정확한위치와속도를맞출수있는모터를서보모터라고한다. 어떠한종류의모터라하더라도적당한알고리즘과회로를가지는구동시스템을갖다붙여서위치와속도를추종할수있도록만들면서보시스템이이루어지는것으로모터와기계부와제어구동 S/W가결합된제어추종시스템을말한다. 다시말해 DC 모터, AC 모터, BLDC 모터, 리니어모터같이단순히하나의모터만으로구성되면서 보모터라하지않으며이들모터를사용하여적절한구동시스템을연계하고위치, 속도를명령 으로제어, 추종시킨경우를서보모터라부르고있다. DC서보모터브러쉬가있는 DC모터로서보시스템을구축한모터, 세탁기처럼비교적큰힘이필요한곳에는 AC 서보가쓰이지만, 수명은짧아도좋으니아주고성능의추종능력이필요한경우에는 DC 서보가쓰이기도한다. AC서보모터 BLDC 나 AC동기모터를사용하여서보시스템을구축한모터를일컷는다. DC 서보모터에비해구동시스템이복잡하다는단점이있지만, 같은크기의 DC 모터에비해더큰힘을낼수있고방열특성이좋으며브러쉬와정류자가없어서수명이길다는장점이있다. 모터의제어 1. 모터제어의기본회로 (On/Off) 컴퓨터를이용하여모터를제어할때의가장기초는 On/Off 제어이다. 다시말해모터의기동 (On), 정지 (Off) 만을제어하는방식이다. 이러한동작을위해필요한기본회로몇가지를열거하고자한다. (1) 트랜지스터구동 ( 이미터부하 ) 아래그림의회로에의해트랜지스터를 On/Off 함으로써모터를 On/Off 한다. 그러나, 이회로는트랜지스터가완전히포화되는 On 상태로는할수없고, Vce가크기때문에전압손실이커지고만다. 동작으로서는자동적으로부귀환이동작하기때문에동작은안정적이다. 이때문에간단한속도제어를하기위해서 OP 앰프를추가한회로가사용된다. 추가회로를구성한경우, 트랜지스터에서의전력손실이그대로열로전환되기때문에트랜지스터의열대책은충분히고려할필요가있다. - 21 -

(2) 트랜지스터구동 ( 컬렉터부하 ) 모터를트랜지스터컬렉터의부하로이용한것으로, 트랜지스터가완전히포화된 On 상태로구 동할수있기때문에드라이브능력이크고전압손실도적게할수있다. 따라서일반적으로는 이회로가많이사용되고있다. 2. 모터제어추가고려사항 (1) 역기전력의처리트랜지스터가 On으로되어모터가회전하고있는동안에는모터의코일에에너지가축적되어있다. 그리고트랜지스터가 Off로되면그에너지를방출하려고하기때문에, 모터코일의양단에는플러스, 마이너스가역방향의기전력이발생한다. 경우에따라이전압은매우크기때문에그대로는트랜지스터가파괴되어버리는경우도있다. 이러한현상을방지하기위해코일을쇼트시켜남아있는에너지를순간적으로전류로서흘려버리는식으로해서, 역기전력을억제하도록한다. 이기능을하는것이아래그림의다이오드이며, 역방향의기전력만쇼트시키고, 통상적인전압에대해서는고저항으로되어전류가흐르지않도록하는것이다. - 22 -

(2) H 브릿지제어회로모터의 On/Off 제어는앞서제시된회로를사용해도문제없이할수있다. 그러나회전의방향을바꾸고싶을때는모터에가하는전압의플러스, 마이너스를반대로하면모터는역회전하지만, 앞서제시한회로에서는불가능하다. 그런이유로단일전원으로모터에가하는전압의방향을바꿀수있는회로로고안된것이 "H 브리지회로 " 이다. 기본구성의다음의그림과같으며, H형으로구성이되어있어 H 브릿지라고호칭하고있다. 기본동작은 Q1 과 Q4 의트랜지스터만동시에 On 으로하면청색선과같이전류가흐르고, 모터는 정회전한다. 반대로 Q2 와 Q3 만 On 으로하면적색선과같이전류가흐르고, 모터는역회전하게 된다. 그리고, Q3 과 Q4 만동시에 On 으로하면모터에브레이크를거는동작으로된다. 3. 모터의제어모터드라이버라하면작은전류와전압을제어하는프로세서와큰전류로작동하는모터사이에중재역할을하는장치이다. 따라서프로세서의작은전압을제어하여모터의속도를제어하고, 모터의방향을바꿀수있는회로장치를통상모터드라이버라일컫는다. (1) 방향제어 DC 모터는통상선이 2 개 (+ 와 -) 가있다. + 에서 - 로전류가흐르느냐 - 에서 + 로전류가흐르냐 - 23 -

에따라모터의회전방향이바뀐다. 전류의방향을바꿔줄수있는회로가앞서제시한 H 브릿지제어회로이다. 윗단에는 P-channel MOSFET, 아랫단에는 N-channel MOSFET 를사용하는예를들어보자. MOSFET 의 A' 와 A가활성화되면그림의왼쪽과같이전류가왼쪽에서오른쪽으로흐르고, 반대로 MOSFET 의 B와 B' 가활성화되면그림의오른쪽과같이전류가오른쪽에서왼쪽으로흐른다. 따라서프로세서를통해게이트단의전압만을조절하여 DC 모터의방향을바꿀수있다. (2) 속도제어모터의속도는 DC 전압을제어하면속도를바꿀수있다. 전압이커지면속도가증가하고, 전압이작으면속도가감소한다. 하지만 DC 전압을손쉽게제어하기힘들기때문에 PWM (Pulse Width Modulation) 제어를사용한다. PWM 제어의예로 DC 모터의속도제어와 LED의밝기등을조절하는용도로많이쓰인다. 아래의그림과같이 MOSFET 을빠른주기로스위칭을하게되면 duty의평균값에해당하는전류가흐르게되는것이 PWM 으로속도제어를하는원리이다. 예를들어 duty ratio 가 50% 에해당하는 pulse 를주면 DC의절반에해당하는전류가흘러속도가반으로감소한다. 이는모터의권선이인덕터로되어있기때문에고주파는차단하고저주파만통과시키는현상때문에사용할수있는기법이다. 참고로모터는 20kHz~80kHz 정도의주파수에해당하는 PWM 제어가소음과효율측면에서우수하다. - 24 -

아두이노를이용한기본 DC 모터제어 1. DC 모터제어를위한준비물 아두이노와트랜지스터를이용하여 DC 모터를제어하는소프트웨어를제작해본다. 아두이노보드의아날로그출력 (PWM) 을모터의속도를조절하기위하여사용한다. 모터의속도는아두이노 IDE 상의시리얼모니터프로그램에서입력되며 0~255 의값을가진다. 사용하는 DC 모터는다음과같다. - 25 -

사용하려는 PN2222 트랜지스터는다음과같다. 사용되는다이오드 1N4001 는다음과같다 저항은 270 옴을사용한다. 2. 브레드보드레이아웃브레드보드를아래와같이셋업한다. 셋업시두가지를살펴보아야하는데, 첫번째로트랜지스터가올바르게연결되어있는지확인하여야한다. 트랜지스터의평평한면이브레드보드오르쪽으로오게만들어야한다. 두번째로다이오드의줄무늬가 5V 전원쪽으로위치하여야한다. 사용하는모터가 250mA 이상의전류를소비한다면, 이것은 USB 포트가공급할수있는범위가넘어설수있기때문에 USB 포트대신전원어댑터를아두이노에연결하여야한다. 아래의그림과같이브레브보드를셋업한다. - 26 -

2. 아두이노코드 아래의코드를아두이노에업로드한다. - 27 -

int motorpin = 3; void setup() { pinmode(motorpin, OUTPUT); Serial.begin(9600); while (! Serial); Serial.println("Speed 0 to 255"); } void loop() { if (Serial.available()) { int speed = Serial.parseInt(); if (speed >= 0 && speed <= 255) { analogwrite(motorpin, speed); } } } 트랜지스터는스위치처럼동작하여모터로가는전력을제어한다. 아두이노핀 3 번이트랜지스터를 on/off 하는데사용되어 motorpin 이라고스케치에서명명되었다. 아두이노스케치파일이시작되면시리얼모니터 에제어하고싶은모터의속도를입력하라는메세지가뜨게된다. 0 에서 255 까지입력할수있다. - 28 -

loop 함수에서는 Serial.parseInt 함수가시리얼모니터에입력된숫자를스트링형태로읽어 int 타입으로변 환한다. 시리얼모니터창에는아무숫자나입력하여도 loop 함수내의 if 문에서 0~255 사이의값만 analogwrite 한다. - 29 -

학습 1 학습 2 학습 3 개발환경파악하기동적시스템모듈구현하기 동적시스템통합하기 3-1. 통합테스트하기 학습목표 테스트계획에의거하여기능, 인터페이스, 동적시스템연계테스트등을수행할수 있다. 테스트결과를분석하고최적화할수있다. 필요지식 / 소프트웨어테스트 1. 테스트의중요성테스트의중요한목적은최초요구사항대로구현이되었는지를확인하며, 실제로사용되기전에오류의유무를검토하는행위이다. 일반적인시스템개발에서도고객에게인도된이후에발견된오류의경우소요되는시간, 비용이높으므로단위테스트, 통합테스트, 알파테스트, 베타테스트, 필드테스트를충분히수행하여비용, 시간을절약해야한다. 특히, 동적시스템의경우사용자에게직접상해를입힐수있으니테스트의중요도가타시스템에비해월등히높다고할수있다. 단위테스트 < 통합테스트 < 베타테스트 < 필드테스트 < 고객사용 < 표 > 개발단계의뒤로진행될수록오류를수정하기위한시간과비용이커짐 2. 테스트의종류 (1) 단위테스트단위테스트는개별적인소프트웨어모듈을테스트하는단계이다. 개발자에의해서수행되며개별모듈이통합되기이전이므로, 개발된소프트웨어단위모듈이단독으로실행될수있는테스트환경을구축해야한다. (2) 통합테스트 통합테스트는여러개의단위모듈을통합하여테스트를수행하고, 각모듈간의인터페이스 - 30 -

등을검증하는과정이다. 테스트하는방향을기준으로상향식테스트와하향식테스트가존 재한다. (3) 시스템테스트시스템테스트는통합된시스템의모든요소들이정확하게통합되어안정적으로동작을하는지, 선능규격을만족하는지, 무결성이확보되는지에대한비기능적테스트와요구사항에서제시된기능이정상적으로수행되는지를확인하는기능적테스트를말한다. 시스템테스트의방법으로는성능테스트, 스트레스테스트, 안정성테스트, 회복테스트등이존재한다. (4) 필드테스트개발된제품 / 서비스를실제의환경에서테스트하는것을필드테스트라고한다. 일반적인사용환경에서테스트를하는경우로제품을제품이실제로사용될환경으로이동하여테스트를수행하는경우이다. ([ 예 ] 핸드폰통화를하며차를타고빠른속도로이동, 일반가정집에네트워크공유기를설치등 ) 경우에따라서는 ( 실제 ) 필드테스트가불가하여실험실에서환경을구축하여테스트하는것을랩테스트라고하기도한다. 개발관련된문서의종류구동용소프트웨어를개발하기위한요구사항분석서, 상세설계서, 시스템설계서, 테스트계획서등을검토한다. 정확한테스트를위해서는개발전단계에서의문서를참조하여이를이해하는것이선행이되어야한다. 작성된테스트계획서에따라테스트계획을수립한다. 아래는 IEEE 829 표준에서제시된테스트주요항목으로기존의테스트항목이자세하게기술이되어있는지를확인함과동시에추가적인항목이요구되는지에대한검토도병행한다. - 31 -

주요항목 1.1 Scope 개요 1.2 References 관련문서 2.1 Test items 테스트대상정의 설명 2.2 Features to be tested and not to be tested 테스트범위에포함되는기능 / 비기능과제 외되는기능 / 비기능정의 2.3 Approach (Entry/Exit Criteria) 테스트접근방법 2.4 Item pass/fail criteria 테스트대상통과 / 실패기준 2.5 Suspension criteria and resumption requirements 테스트중단및재시작기준 2.6 Test deliverables 테스트산출물 3.1 Testing tasks3.2 Environment/infrastructure 테스트활동 / 작업 테스트환경정의 3.3 Roles and responsibilities 테스트역할및책임 3.4 Schedule 테스트일정 3.5 Risks and contingencies 테스트위험관리 3.6 Test coverage 테스트적합성기준 < 표 > IEEE 829 표준에서제시하는테스트계획의주요항목및설명 테스트수행작성된소프트웨어모듈을학습용모듈, 실제장비, 부득이한경우에뮬레이터등에탑재하고테스트계획서에따라테스트를수행한다. 최근에는교육용으로아두이노를활용한키트를쉽게구할수있어교육용보조재로활용이가능하다. < 그림 > 아두이누용드론모듈 - 32 -

< 그림 > 실제가상훈련장비 소프트웨어최적화 1. 소프트웨어최적화일반적으로최적화란정상적으로동작하나빠른실행이나좀더적은메모리환경에서동작하는등의시간, 공간적인관점에서의효율화라고정의를내릴수있다. 뿐만아니라다양한변수에대해서고려할수있으나이곳에서는시간과공간에대해서만설명하고자한다. 시간관점의최적화검색엔진를개발한다고가정해보자. 검색엔진은약 5초내에검색결과를표시할수있다고하자. 기능상의관점이나사용자의요구사항이빠른시간에검색결과도출이라제시했다면아마도요구사항을충족했다고할수있을것이다. 하지만최적화를통해검색알고리즘의효율을증대하여 3초안에검색결과를도출한다고하면이는시간관점에서최적화를수행했다고할수있다. 공간관점에서의최적화다시검색엔진을개발한다고가정하자. 검색엔진은 5초내에검색결과를표시하기위해약최대 2기가의메인메모리를사용한다고생각해보며, 공간최적화를통해 1기가로줄여서동일한일을수행할수있다면이는공간관점에서최적화를수행했다고할수있을것이다. 시 공간에대한복합고려대부분의시스템에서는시간을줄이기위해공간을많이써야할필요가있기도하고, 공간을적게쓰기위해시간을조금더쓰기도해야할경우도있다. 중요도를결정하기위해서는해당 - 33 -

제품의특징, 동작환경에대한이해를기준으로하여최적화된변수를도출해야만한다. 2. 최적화방법 다양한방법으로최적화를수행할수있으며, 개발자는개발할제품에대한최적화의정도를정 하고이를수행해야만한다. 최적화요소도출시간이가장오래걸리는소프트웨어모듈을파악하고그모듈을개선하여최적화를수행하는방법으로다양한테스트를통해최적화되지않은모듈을발견하고이를개선하는방법으로수행한다. 최적화도구활용 소프트웨어최적화를위한도구가제공되는경우해당모듈을발견하여이를개선하는방법으로 수행한다. 다양한환경에서의테스트수행최근의소프트웨어개발의복잡성에따라다양한변수에대한고려, 실행환경에대한이해가최적화에중요한요소가되어지고있다. 이를위해다양한환경에서의테스트, 시스템테스트등을통해서최적화요소를수행하는것이동적시스템에서매우중요하다고할수있다. 테스트결과보고 테스트계획서에따라테스트를수행하고테스트결과보고서를작성한다. 테스트결과보고서에 포함될주요내용은아래의표와같다. 보고항목 설명 요약적합성평가테스트결과종합평가 테스트요약 : 테스트대상, 테스트환경, 테스트케이스, 테스트절차서 테스트결과요약 : 전체테스트케이스수, 통과된테스트케이스수 계획된적합성기준을충족여부 각테스트케이스별통과여부 통과되지않은테스트케이스에대한결함종결여부 테스트결과를바탕으로테스트대상에대한테스트통과여부 < 표 > 테스트결과보고서주요항목 - 34 -

3-2. 시스템안정성고려 학습목표 제품양산전발생가능한오작동으로인한위험을제거할수있다. 다양한상황에대해고려하여사용자편의를증진시킬수있다. 필요지식 / 기구적안정성의고려 1. 볼트, 너트등의미체결또는불완전체결사람이탑승하거나그에준하여움직이는시스템은상당히많은체결부분을가지게된다. 이러한체결부분은대부분볼트와너트로조립되게되는데생산중의실수로볼트등이체결되지않거나구동시의진동등으로기체결된볼트가서서히풀리는경우가있다. 시스템설계및제작자는이러한내용들을방지하기위해다음과같은방법들을고려해볼수있다. 구동부의볼트에는와셔를사용하여풀림방지 적절한접착강성의록타이트를사용하여볼트체결 토크렌치를사용하여항상적정토크로볼트조임 - 35 -

볼트가풀리게되는경우아래로떨어지지않도록설계 2. 하드웨어의강성동적시스템설계자는항상구동부의강성을고려하여야한다. 지속적인움직임으로인해동적시스템은정적시스템과보다훨씬더많은강성을유지하고있어야한다. 따라서무게가더해지는구조물들의두께나재료의강성을강화해야하며특히나힌지등의구동결합부의안전성을고려해야한다. 무게나비용의제한이상대적으로덜한경우에는탑승하중에충분한 Safety Factor 를고려하여설계한다. 3. 시간지연에따른내구성동적시스템은기본적으로고가의제품으로써한번운영을시작하면상당히오랜기간많은횟수로구동이될확률이높다. 따라서시간의지남에따라발생할수있는피로파괴에대한부분이설계에반드시고려되어야한다. 내구성테스트같은경우장시간이지나야만확인할수있는특성이있기때문에이러한부분을확인하기위해 가속수명테스트 와같이고부하고기동테스트를시행하여내구성을추정하기도한다. 가속수명테스트를실시하는경우다음과같은사항을주의해야한다. - 부적절한가속수명시험모델은잘못된결론을초래할수있다. 따라서가속수명시험모델은스트레스적용범위내에서검증되어야한다 - 시험기간을필요수준으로단축하되, 스트레스수준은가능한아이템의동작범의에가깝게선정해야한다 - 높은스트레스수준이동작한계 (OPERATING LIMIT) 를초과하면안되며, 낮은스트레스수준을동작한계에가깝게또는중복되게정함으로써정확한가속수험모형을개발할수있고, 경험적스트레스모형 ( 아레니우스, 역거듭제곱 ) 을사용하여시험결과를사용조건으로외삽 (EXTRAPOLATION) 할수있다 - 시험중에가능한측정과모니터링을많이하게되면더좋은모델을수립할수있는정보를얻을수있다 - 가속조건에서는소비자사용조건에서나타나지않은고장모드가나타나지않음을보증해야한다. 즉, 사용조건과가속조건의고장모드와매커니즘은동일해야하며, 가속조건에서고장매커니즘의변화 (SHIFT) 가있으면안된다. - 36 -

- 가속인자를제외한다른인자들의영향은일정하게유지되어야하며, 시험제품음최종개발또는양산제품과동일해야한다 전기적안정성의고려 1. 커넥터등의불완전체결및접촉불량시스템이복잡해짐에따라케이블의종류가많아지게된다. 이러한경우작업자들이실수하기쉬워지며때에따라커넥터가꽂히지않거나엉뚱한자리에꽂히는등의문제들이생기게된다. 또는커넥터자체의문제로접촉불량이일어나기도한다. 이러한현상들을방지하기위해회로및커넥터설계자는다음과같은부분을고려해야한다. 작업자가실수할수없도록모두다른사이즈의커넥터사용 - 37 -

커넥터와기판등에정확한명칭표기 커넥터등에접점개선제도포 2. 동적시스템내에서케이블의단선움직이는시스템속에서케이블은항상훼손될수있는여지가있다. 반복되는움직임속에서피로가누적되어끊어질수도있으며기구틈에끼어서피복이벗겨질수도있다. 단선은전체시스템에치명적인오작동을유발할수있기때문에반드시방지되어야하는사항이다. 단선의방지를위해서는로봇케이블과같이동적시스템에적절한케이블또는전선의선택뿐만이아니라단선이되었을때예상되는동작까지를구동알고리즘에포함시켜야한다 소프트웨어적안정성의고려 1. 안전시스템의적용다양한센서들을통해여러가지위험사항들을감지해낼수있다. 소프트웨어개발자는이러한센서신호들을잘조합하여동작의즉시정지및원위치복귀등을결정해야한다. 예를들어안전벨트센서를사용하여구동중안전벨트가풀리는경우즉각적으로정지하여사용자의안전을보장해야한다. 2. Fail Safe 시스템위에서언급된단선과같은경우가발생해서는결코안되지만오랜기간동작을하는시스템이므로물리적인손상은항상발생할수있는가능성을가지고있다. 따라서이러한부분의안전성은소프트웨어적인부분으로보강을고려해야만한다. 구동센서신호라인이단선으로인해정확한신호가아닌 0 등으로신호가들어왔을때어떻게동작하게될지미리고민하여잘못된신호들에대한 Fail Safe 기능들을반드시소프트웨어적으로구성해주어야만한다. 이러한알고리즘을추가하기위해서는모든신호입력단에서의단선및불완전연결시들어오게되는잘못된값들을모두정리, 인지하고있어야하며이로인한알고리즘의불완전요소 ( 예를들어아주작은값으로나누게되어값이발산하는등 ) 들을모두처리해주어야한다. - 38 -