국가연구개발사업수행 공무국외출장귀국보고서 2014. 10. 서울메트로 ( 기술연구원 )
국외출장개요 가. 출장개요 출장국체코, 독일출장도시플젠, 베를린방문기관 체코 ( 플젠 ) - SKODA ELECTRIC 독일 ( 베를린 ) - InnoTrans 2014 박람회 (Messe Berlin) 분야교통 ( 철도 ) 출장목적 우리공사가참여중인국가R&D사업 철도차량스마트운영관리를위한듀얼밴드의맞춤형능동형태그및응용 SW 개발 연구수행과관련, 철도제작사인체코 SKODA ELECTRIC의제품생산공장방문및독일에서개최한 InnoTrans 2014 박람회를참관하여, 국외철도차량 / 부품제작기술및유지보수현황과철도용 RFID 시스템등을조사하고, 기술교류등을통한기술습득으로본연구과제개발시스템의요구사항에반영하고자함. 출장기간 2014 년 9 월 20 일 ~ 2014 년 9 월 27 일 (6 박 8 일 ) 출장자및출장경비 소속직급성명 합계항공료, 철도운임 출장경비 ( 단위 : 원 ) 일비식비숙박비준비금박람회참가비 연락처 기술연구원 4 급송정훈 3,670,301 2,589,200 215,340 267,100 500,743 70,550 27,368 02-6110 -8192 군자차량사업소 나. 출장결과요약 4 급장정진 3,663,743 2,589,200 215,340 267,100 500,744 63,990 27,369 02-6110 -6086 기술연구원 6 급박세영 3,641,003 2,589,200 215,340 267,100 500,744 41,250 27,369 02-6110 -8196 체코 ( 플젠 ) SKODA ELECTRIC 방문 - 철도차량 / 부품제작기술및부품 PLM 관리기술조사 - RFID/3D PLM 기반철도차량 / 부품관리시스템설계를위한요구사항수렴을위한업무협의 - 트롤리버스, 견인전동기, Converter 제작공장견학 독일 ( 베를린 ) InnoTrans 2014 참석 - 철도차량제작사철도차량시스템 / 부품기술현황조사 - 철도용 RFID 시스템및철도무선통신기술현황조사 - 관련기술교류 다. 국외출장결과보고서 붙임참조
붙임 국가연구개발과제수행 공무국외출장결과보고 Ⅰ 목적 우리공사가참여중인국가R&D 사업 철도차량스마트운영관리를위한듀얼밴드의맞춤형능동형태그및응용 SW 개발 의연구수행과관련, 체코철도차량제작사인 SKODA ELECTRIC 제품생산공장방문및독일에서개최된 InnoTrans 2014 박람회참관결과보고 Ⅱ 출장개요 출장지 : 체코 ( 플젠 ), 독일 ( 베를린 ) 출장기간 : 2014.9.20( 토 ) ~ 2014.9.27( 토 ), 6 박 8 일 출장자 : 3 명 소속사번직위성명비고 기술연구원 19920260 과장송정훈 군자차량사업소 19920143 과장장정진 본과제 참여연구원 기술연구원 20060089 주임박세영 본과제주관연구기관인 KIC 시스템즈참여연구원 2 명동행 1) SKODA ELECTRIC : 트롤리버스, 철도차량전장품 ( 추진제어장치, 견인전동기, 열 차종합제어장치등 ) 제작사
세부일정 일자 내용 9/20( 토 ) 출국 ( 인천 체코프라하 ) 9/21( 일 ) 이동 ( 체코프라하 체코플젠 ) 접촉인물 9/22( 월 ) SKODA ELECRTIC 제품생산공장방문 - 철도차량 / 부품제작기술및부품 PLM 관리기술조사 - RFID/3D PLM 기반철도차량 / 부품관리시스템설계를위한요구사항수렴을위한업무협의 - 트롤리버스, 견인전동기, Converter 생산공장견학 Jaromir Hajek 9/23( 화 ) 이동 ( 체코프라하 독일베를린 ) 9/24( 수 ) ~ 9/25( 목 ) 9/26( 금 ) ~ 9/27( 토 ) 독일 InnoTrans 2014 참관 - 철도차량제작사철도차량시스템 / 부품기술현황조사 - 철도용 RFID 시스템및철도무선통신기술현황조사 - 관련기술교류 귀국 ( 독일베를린 독일프랑크푸르트 인천 ) 박람회참석자 Ⅲ 출장내용 1. 체코 ( 플젠 ) SKODA ELECTRIC 제품생산공장방문가. 목적 철도차량 / 부품제작기술및부품 PLM 관리기술조사 RFID/3D PLM 기반철도차량 / 부품관리시스템설계를위한요구사항수렴을위한업무협의 트롤리버스, 견인전동기, Converter/Inverter 제작공장견학 2) PLM( 제품수명주기관리 ) 제품의설계, 제조, 서비스까지를포함하는제품의전주기동안수명을관리하는시스템
나. 일자 : 2014.9.22( 월 ) 다. 장소 : SKODA ELCTRIC 회의실, 트롤리버스 / 견인전동기 / Converer 생산공장라. 면담자 : Jaromir Hajek(Head of Sales DIVIsion Drives) 마. 주요내용 1) SKODA TRANSPORTATION Group 소개가 ) 조직구성 철도차량부문 - SKODA TRANSPORTATION( 체코 Plzen) : 전기기관차, 트램, 지하철완성차제작 - PARS NOVA( 체코 Sumperk) : 차량개조및유지보수 - SKODA VAGONKA( 체코 Ostrava) : 전기동차, 객차제작 트롤리버스및전장품부문 - 체코 Plzen, 중국 Suzhou, 헝가리 Budapest에공장보유 - 트롤리버스, 견인전동기, 추진제어장치, 열차종합제어장치등제작나 ) 철도차량납품현황 전세계적으로 5,500대의전기기관차, 465량의지하철, 200여대의저상트램, 80량의교외전철을제작하여납품함. <SKODA TRANSPOTATION 의전세계시장현황 ( 청색표시 )>
< 전기기관차 > < 전기동차 > < 지하철 > < 저상트램 > <SKODA TRANSPOTATION 제작철도차량 > 2) SKODA ELECTRIC 소개 가 ) 위치 : Prumyslova 4, Plzen, Czech Republic 나 ) 주요생산품 : 트롤리버스, 전장품 ( 추진제어장치, 견인전동기, 열차종합제어장치등 ) < 트롤리버스 >
< 적용차량별생산전장품 > 다 ) 주요납품처 : ALSTOM. BOMBARDIER, SKODA TRANSPOTATION, 현대로템등다수 < 차종 / 부품별주요납품처현황 >
3) 기술협의내용 한국에건설되는경전철노선의저상트램적용가능여부 - 트램은유럽에서전통적인교통수단으로적용되어왔음. 유럽뿐만아니라전세계적으로적용되고있는것을보면교통수단으로서트램만의매력적인요소가있는것으로판단되며, 한국에서도충분히적용될수있는교통수단으로생각됨. 철도차량의리모델링목적및적용주기 - SKODA 그룹의계열사중 PARS NOVA 가철도차량의리모델링사업을담당하며, 차량은 20~40 년의주기로리모델링을하고있음. 리모델링사업초기에는내구연한이도래된견인전동기의교체작업을위주로하였으나, 전장품분야로확대됨. 리모델링의목적은차량의내구연한도래에따른안전성확보뿐만아니라, 현대적이고세련된차량디자인의추구와에너지소비량절감에있음. 신조차량도입대비절반의가격으로가능시운영기관에서요청함. 생산되는철도차량의전력방식 - 사용전력은트램은 DC 600~750V, 기관차및전기동차는 DC 1.5kV, DC 3kV, AC 15kV, AC 25kV 를적용하고있음. 유럽의국가별차량에공급되는전력이상이하여, 옛날에는국가간이동시국경에서사용전력에맞는기관차로교체하였으나, 현재생산되는차량에는전력변환장치가설치되어전기방식의변경이가능하며, 전력변환장치의적용된차량은유럽의철도차량제작사중 SKODA TRANSPOTATION 과 SIEMENS 에서만생산되고있음. < 유럽국가별철도차량전력방식현황 >
SKODA TRANSPOTATION의사업영역중 Full Service의개념 - SKODA TRANSPOTATION에서납품된철도차량에대해운영기관의유지보수사업도지원하고있음. 운영기관에서일정기간및금액에대해유지보수를위탁계약하면, 부품교체수에상관없이교체작업을하고있음. 운영기관에서는부품을개별적으로구매시조달가격의차이가많이발생되므로 Full Service를선호함. - 프라하의전체노선에대해차량의위탁유지보수를수행하고있으며, 차량기지입고시부품의수선도하고있음. 부품별이력관리및유지보수내역을관리하고있으며, 운영기관에서요구시제공함. 트롤리버스의제작및납품현황 - 예전에는버스본체까지제작하였으나버스부품의일원화및유지보수성향상을위해현재는버스전문제작사에서생산된버스를구입하여, SKODA ELECTRIC에서트롤리버스로개조하고있음. - 트롤리버스는중유럽및동유럽에서많이적용하고있으며, 제작사중 SKODA ELECTRIC이트롤리버스를가장많이생산하고있음. SKODA ELECTRIC의생산부품품질관리방법 - 수요처의요구에따라 RAMS, LCA 관리등을적용하여부품을생산하고있으며, 부품의품질관리부서에서다양한품질관련인증서를획득및유지하고기준에제시하는인증절차에맞추어품질관리하고있음. - 적용증명서및기준 : ISO 9001 quality certification( 품질경영시스템 ), ISO 14001 environment( 환경경영시스템 ), ISO 18001 work safety ( 보건및안전경영시스템 ), IRIS certification( 국제철도산업표준 ), DIN EN 15085-2 welding( 용접분야품질인증시스템 ), DB Qualified supplier( 독일철도청인증공급자 ) 등 3) RAMS : 시스템생명주기내에서안전을최우선으로신뢰성, 가용성, 유지보수성을 구현하기위한작업 4) LCA : 제품의생산부터폐기까지전수명주기동안발생시킨비용 / 편익의평가
SKODA ELECTRIC의생산부품납품시수요처제공사항 - 사용설명서, 정비지침서, 도면 ( 유지보수용 ) 등의정보와부품유지보수시필요한지그제공 SKODA ELECTRIC과의본연구과제 (RARP) 협력연구여부 - 본연구과제총괄책임자 (KIC시스템즈차정훈 ) 가과제개요를 PPT로발표 - SKODA ELECTRIC이본연구과제수행에협력할수있는부분이있다면도움을주겠으며, SKODA ELECTRIC 이우리나라의현대로템과협력관계에있으므로부품생산과정부터의이력관리에본연구과제의성과물을활용할수있다고생각됨. - 부품별이력관리를기계 / 전자적인시스템이자동으로처리함에따라인식및처리절차에서오류가발생될수있는문제점이발생될수있으므로, 과제수행시이를최소화하는것이과제성공의관건일것으로판단됨. <SKODA ELECTRIC a.s. 방문 > < 면담자와의기술협의 > <SKODA ELECTRIC 소개 > < 본연구과제 (RARP) 소개 >
4) 제품생산공장견학 트롤리버스, 견인전동기, Converter 생산라인별견학 <SKODA ELECTRIC 제품생산공장견학 > 2. 독일 ( 베를린 ) InnoTrans 2014 박람회참관 가. 목적 철도차량제작사철도차량시스템 / 부품기술현황조사 철도용 RFID 시스템및철도무선통신기술현황조사 관련기술교류나. 일자 : 2014.9.22( 수 )~23( 목 ) 다. 장소 : Messe Berlin 라. InnoTrans 2014 개요 1) InnoTrans 박람회소개독일베를린에서 2년주기로개최되는세계최대철도산업박람회로써전시분야는철도기술, 철도인프라, 대중교통, 인테리어, 터널건설등 5개부문으로구성되며, 부대행사로전문가포럼이진행됨. 2) 전시분야 철도기술 : 여객및화물수송용철도차량, 부품및어셈블리 ( 동력장치, 구동장치, 제동장치등 ), 차량정비서비스등
철도인프라 : 철도시공, 신호및제어기술, 건축설계및감리, 전차선설비등 대중교통 : 커뮤니케이션및정보기술, 교통관리및데이터처리, 운임관리, 승객정보시스템, 역무시스템, 서비스및컨설팅등 인테리어 : 차량장비, 설비확장, 조명, 냉난방시설, 안전등 터널건설 : 건설기계및부품, 안전기술, 유지보수, 내부확장기술등 KOREA PAVILON 이란명칭으로한국관이설치되었으며, 현대로템, 우진산전, 유진기공산업, 다원시스, 소명등의 16개기업과한국철도기술연구원, 한국교통연구원등 2개국책연구기관이참가함. <InnoTrans 2014 참관 > <KOREA PAVILON 부스 > < 박람회장내부 > < 박람회장외부철도차량전시 >
마. 주요내용 1) 철도차량 / 부품가 ) 기술개발추세 차량의고속화및경량화 부품의소형화및모듈화 고효율의에너지절감기술적용 차량안전성향상 소음, 진동저감기술적용 IT 기술적용을적용한차량제어및객실편의시설확중 친환경성, 유지보수성향상 엄격한기술기준적용등나 ) 주요내용 저상트램기존도로에철제궤도를설치하고저상화된철제차륜차량이주행하는시스템으로, 지하철, 경량전철의대량수송시스템에비해수송능력이나, 주행속도가떨어지나궤도, 역설비, 신호시스템등을단순화할수있어건설비를획기적으로줄일수있음. InnoTrans 2014 박람회에참가한철도차량제작사는각사가개발한저상트램을다수전시함. <SKODA TRANSPTATION 사의저상트램 >
<ELECTRON 사의저상트램 > <Solaris 사의저상트램 > efwing 일본가와사키중공업에서제작한대차로대차프레임에 CFRP( 탄소섬유강화플라스틱 ) 재질의판스프링을적용하여현가장치기능을갖춤. 단순구조로약 450kg 로경량화시켰으며, 이로인해주행시차량에너지소비량감소및곡선구간주행시차륜에서레일로전해지는상하하중을반감시켜탈선방지효과도있음. < 가와사키중공업의 efwing 대차 >
열차내무선통신차량의승객정보제공시스템및안전설비, 통신장비에사용되는다수의전선량을감소시키기위해무선통신기반의네트워크를개발또는사용중임. < 중국 CNR 사의차량과기기간무선네트워크 (Wi-Fi 적용 ) 개발 > < 독일 kontron 사의 TRACe 제품중 Communication Gateway 의무선통신적용 >
2) 철도무선통신기술가 ) 신호시스템 SPARCS(Simple-structure and high-performance ATC by Radio Communication System) 일본 Nippon Signal에서제작한무선통신에의한열차제어시스템으로일반적으로 RF CBTC로불림. 종래의 ATC와달리열차정보를무선으로송수신함. WRS( 지상무선기 )~VRS( 차상무선기 ) 간전파의왕복시간부터차량의위치정보를계산하고, 지상자에의한위치보정과차량의속도발전기에의한위치보정을통해정확한차량의위치정보를확보함. 주파수는 2.4GHz 대역을사용함. < 일본 Nippon Signal의 SPARCS 개념도 > IT-ATP(CBTC) 일본 Kyosan에서제작한열차제어시스템으로열차의위치및속도는차량의속도발전기와선로에설치된지상자에의해감지되며, 차량과지상설비간의 RF 통신과지상설비간의광통신으로열차간의간격및속도조절을하게됨. 주파수는 2.4GHz 대역을사용함.
< 일본 Kyosan의 IT-ATP 개념도 > 나 ) 기타 ICT 기술의발전에따라철도인프라의모니터링장비및환경검측장비열차운행정보, 고객편의시설등의정보송수신에무선통신이활발하게적용되고있음. 3) 철도용 RFID 시스템가 ) 유럽 GS1 Stansdards 유럽에서는화물운송, 철도차량유지보수 ( 유지보수주기및이력관리 ) 등에서위치검지및이력관리를위해 RFID 시스템적용을위한많은시도가있었음.
< 선로변의 RFID 태그인식 > 유럽의일부철도운영기관은차량 / 부품의유지보수이력관리를위해바코드또는 RFID를적용하여자동인식및데이터전송기술을활용하고있음. < 차량의판토그래프, 차륜의손상측정장비의데이터송수신시 RFID 활용 > 유럽의경우국가간열차이동및화물운송이빈번함. RFID 시스템적용시차량 / 부품 / 운송품의태그에동일 ID 적용가능성에따른데이터충돌및인식오류가발생될수있으므로 RFID 태그 ID 설정에공통적인기준이필요함. 이를통해국가간열차의위치및화물의이동경로를정확하게파악할수있음.
<RFID 태그코드의상이한기준으로인한인식오류예시 > GS1에서는유럽의철도분야에공통적으로적용될수있는표준코드기준을제시하고있으며, GS1/EPCglobal(EPC Gen 2 UHF(ISO 18000-63)) 에서는데이터형식및송수신인터페이스에대한기준을제공하고있음.
Ⅳ 결론 체코 SKODA ELECTRIC의기술협의결과, 철도차량수요처의요구에따라 RAMS, LCA 관리등을적용하여부품을생산하고품질관련인증기준에서제시하는절차에맞추어품질관리를하고있으므로, 부품생산과정부터의이력관리에대하여 RFID 시스템적용가능성을찾을수있었으며, 독일 InnoTrans 2014 박람회에서는 ICT 기술의발전에따라국외에서는철도화물운송위치검지, 철도차량유지보수 ( 유지보수주기및이력관리 ), 철도인프라의모니터링장비및환경검측장비의정보송수신에서 RFID 시스템등을활용한무선통신이활발하게적용되고있으므로, 본연구과제의활용을위해서는적용되는 900MHz/2.4GHz 주파수대역의간섭을회피할수있는기술마련이필수적이며, 금회국외출장으로조사된철도차량시스템및유지보수기술, 철도용 RFID 및무선통신기술동향을분석하여개발될 RFID 시스템기반철도차량부품관리시스템의요구사항에반영토록하며, 수집된해외선진철도기술사례를보다체계화하여본연구과제를효과적으로추진하고자함. 끝.