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정해도(Haedo Jeong) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
2020년 대한민국은 수출액에서 세계7위(약 600조원)로, 일본보다 불과 100조원의 차이밖에 나지 않을 만큼 급성장하고 G7의 자리를 노리고 있으며, K-반도체, K-가전 및 K-조선 등 역사상 최고의 경쟁력을 발휘하고 있다. 그러나, 고령화, 가계부채 등에 의해 2050년까지 잠재성장력이 점차 둔화될 것으로 예상된다. 이에 K-Precision은 전통적인 정밀공학에서 차별화된 스마트(Smart)와 녹색(Green)을 비전으로 설정하고 국가경쟁력을 재고하고자 한다. ICAC5 (IoT, Cloud, AI, Car, 5G)의 핵심산업에 대한 DX와 GX의 실현능력에 대해 반도체 기술로 예를 들어 제시하고자 한다. 본 강연에서는 스마트를 위한 디지털화(Digitalization)의 시대적 요구에 대한 K-Precision의 접근법에 대해 소개한다. 사고의 디지털화(Digitalization of Thinking)를 추상(Abstract)과 재구성 (Reconstruction)으로 소개하며, 사물의 디지털화(Digitalization of Things)는 정확(Accuracy)과 정밀(Precision)로 실현하려고 하였다. 개념의 설명을 위해 CMP기술의 개발 및 응용사례를 제시하였다. 본 강의가 젊은 한국정밀공학인의 비전과 역할에 도움이 되기를 기대한다. 밀기계, 수송기계, 바이오 시스템 등 여러 트라이볼로지 응용 기술에 대해서도 논한다. 미래의 트라이볼로지 기술은 최첨단 초정밀공학을 기반으로 제작된 기계부품의 공차를 유지하여 우수한 성능을 영원히 지속 가능케 할 것으로 기대한다.
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정해도(Haedo Jeong),박범영(Boumyoung Park),이현섭(Hyunseop Lee),김형재(Hyoungjae Kim),서헌덕(Heondeok Seo) 한국정밀공학회 2004 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2004 No.10월
The CMP monitoring system was newly developed by the aid of friction force measurement, resulting from installation of piezoelectric quartz sensor on R&D polisher. The correlation between friction and CMP results was investigated in terms of tribological aspects by using the monitoring system. Various friction signals were monitored and analyzed by the change of experimental conditions such as pressure, velocity, pad and slurry. First of all, the lubrication regimes were classified with Sommerfeld Number through measuring coefficient of friction in ILD CMP. And then, the removal mechanism of abrasives could be understood through the correlation with removal rate and coefficient of friction. Especially, the amount of material removal per unit sliding distance is directly proportional to the friction force. The uniformity of CMP performances was also deteriorated as coefficient of friction increased.
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김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),이재남 ( Jaenam Lee ),강석만 ( Seokman Kang ),장규상 ( Kyusang Jang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-
「농업·농촌 및 식품산업기본법」 제47조의 2 신설로 기후변화가 농업·농촌에 미치는 영향, 취약성을 5년마다 조사·평가 공표하고 실태조사를 실시하기 위한 법적 근거가 2014년 5월 마련되었다. 지구 온난화 등 기후변화가 농업·농촌에 미치는 영향을 심층적으로 조사 및 분석하여 기후변화에 선제적으로 대응해야 한다. 농업시설의 재해 대응력 강화를 위해 기후변화에 민감도가 높은 가뭄 및 홍수의 추이를 관찰할 수 있는 항목으로 조사해야 한다. 가뭄은 이수 상황 등을 조사하여 필요수량 및 공급능력을 분석하고 홍수는 배수 및 침수 현황을 조사하여 설계 홍수량 및 홍수추적을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 농업용수의 이수 및 치수 측면에서의 기후변화에 따른 취약성 평가 방안을 연구하고자 한다. 이에 따라 국가 및 지방자치단체를 아우를 수 있는 전 방위적 기후변화 대응 방안 마련을 위해서는 지속적인 기후변화의 영향과 취약성을 조사하고 평가를 수행해야 한다. 기본법에 따른 영향 및 취약성 평가 관련 조사 방법의 일관성을 유지하기 위해 평가 방안을 정립하였다. 농업용수 분야의 경우에 이수 및 치수 측면이 반영된 평가방안을 수립하고자 기후변화에 따른 농업용수 분야별 영향 및 취약성 평가를 위한 대상, 범위 등 자료 수집을 위한 기초항목을 결정하였다. 또한 국내 전문가들과의 자문회의를 통해 평가지표 선정을 위한 기초자료를 확보하였다. 농업용수 분야뿐만 아니라 기후변화 관련 통계 자료, 국가 대책 분야의 전문가들의 자료를 활용하였다. 영향 및 취약성 평가의 내용은 지표명, 평가분야, 평가대상, 기준년도, 기준 값, 평가공간범위, 평가기관 등 평가의 개요와 영향평가 및 취약성평가 방법, 평가결과, 종합으로 구성할 수 있다.
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김해도 ( Haedo Kim ),이용직 ( Yong-jig Lee ),김경탁 ( Kung-tak Kim ),정석제 ( Suk Jae Jung ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-
농업용수 공급량 산정의 이론적 방법은 먼저 용수공급 대상 면적에 대해 수요량(증발산량, 침투량, 재배관리용수량)을 산정을 통해 필지용수량을 결정한다. 그리고 강우에 의한 공급량을 제외하고 공급수로의 효율에 따른 관리손실량을 추정하여 수원공으로 부터의 공급량(조용수량)을 산정한다(관개배수공학, 2011). 하지만 실제 물관리 방법은 이론적 물관리 방법과는 차이가 발생하고 있다. 이러한 이유는 우선 사회적 측면으로서 물 관리자와 수요자 모두 농업용수의 공급을 일종의 공공서비스 차원으로 인식하기 때문에 수요자가 만족할 때까지 용수를 공급하고 있고, 심지어 논에 용수가 공급되고 있어도 배수물꼬의 개방으로 인해 손실량이 과다하여 이론적 방법의 공급량과 실제공급량이 차이가 발생한다. 또한 기술적 측면으로서 실제 공급방식은 관개 시작일 부터 각용수로가 공급해야할 수량과는 관계없이 수로 수위를 기준으로 공급한다. 왜냐하면 경험적으로 공급자는 특정 수위로 연속해서 공급해야 관개구역의 말단(유말공)까지 수량이 이동할 수 있다는 것을 알고 있기 때문인데, 이로 인해 상류구역은 필요이상의 과도한 용수공급이 될 수밖에 없는 구조적 특성을 갖고 있다. 본 연구의 목적은 물관리의 이론적 방법과 실제 방법의 간격을 최대한 줄이고자 관개스케줄 정보를 제공하는 관리기반의 지능형 관개시스템(Irrigation advisory system)을 개발하는데 있다. 연구방법은 기존의 수요량산정을 통한 공급량추정방식이 아니라 공급되는 수량을 수원공과 수로 및 논 간의 물 공급 상황을 네트워크로 구성하여 현 물공급상황을 실제에 가깝게 모형으로 재현하는 방식이다. 그리고 의사결정지원 시스템의 정보제공방법은 평수기와 가뭄기로 구분하여 관개스케줄을 제공하는 방식인데, 평수기와 가뭄기의 구분 기준은 관개시작일 이전에 수원공의 수위가 만수위에 도달 했는지의 여부이다. 평수기의 경우 관개스케줄은 기존 경험물관리(수위기준) 방식을 그대로 이용하는 것으로 하여 실제 물관리 방식을 최대한 적용하였다. 다만 시스템을 통한 정보 제공을 위해 전체 관개기간을 연속으로 모의하여 각 수로별로 얼마만큼의 물이 공급되는지를 물 관리자에게 제공한다. 수원공의 저수위에 따라 가뭄기로 판단되는 경우는 평수기 사용량정보, 기상정보 및 저수위 정보를 바탕으로 시스템 모의를 통해 최적의 공급 계획 정보를 제공할 수 있도록 지능형 관개시스템을 구성하였다.
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김해도 ( Haedo Kim ),강석만 ( Seokman Kang ),박종환 ( Jonghwan Park ),이용직 ( Yongjig Lee ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-
최근 물 부족이 발생하고 가뭄이 장기화되어 농작물 피해가 빈번히 발생함에 따라 기후변화에 대응한 농업용수의 안정적인 공급 대책에 대한 요구가 증가하고 있다. 2015년도에 발생한 농업적 가뭄의 특성은 산악지형이 잘 발달되어 있는 계곡형 저수지가 위치한 지역보다는 산지로부터의 유입수가 적어 인접한 하천 또는 배수로에서 양수기로 저수지에 물을 공급해야 하는 양수저류형 저수지가 위치한 지역에서 가뭄의 피해가 컸다는 점이다. 대표적인 지역이 충남 등 서남해안 지역과 강화도 같은 도서지역이다. 물론 과거부터 지금까지의 농업기반시설에 대한 투자로 평야부, 도서지역에 장대수로 혹은 양수저수지 등 대규모 기반시설을 설치하여 용수 수요에 잘 대처 하여왔다. 하지만 문제는 작년과 같이 물리적으로 강우가 적게 내린 년도가 몇 년에 걸쳐 발생한다면 지금의 기반시설로서는 용수수요에 대처할 수 있는 방법이 없다는 점이다. 특히 하천과 바다가 접해 있는 하구역에는 농경지가 매우 발달되어 있는데 강우부족으로 바다로 유출되는 수량 자체가 모자라게 되면 지하수위도 저하되어 지하관정이 염해로 사용 못하게 된다. 특히 도서 및 간척지 염분농도는 내륙에 비해 비교적 높은 편이며, 작물생육 및 수확량에 영향을 미치는데 콩 및 당근, 상추, 양파와 같은 채소류는 염해에 취약한 작물로서 전기전도도가 700us/cm을 초과하면 작물생육에 피해가 발생할 수 있다. 이에 대해 농업용수 분야에서도 도서지역 및 해안간척지를 대상으로 담수화기술의 적용을 지속적으로 고려하고 있다. 본 연구에서는 가뭄지속시 비상급수용도로 활용하기 위한 담수화기술을 확보하기 위해 농업용수에 적합한 기존 담수화설비 공정을 분석하고, 100㎥/일 규모의 파일럿 담수화설비를 제작, 운영하여 발생하는 문제점을 보완하였다. 담수화설비는 경제성과 원수의 위치를 고려하여 해수가 아닌 기수(EC 10,000us/cm 이하)수준의 염분 농도가 함유되어 있는 지하수를 대상으로 하였고, 가뭄 상황시 용수공급방법을 고려하여 이동이 가능하도록 담수화 설비에 필요한 전기를 생산하는 발전시설도 구비하였다. 현장적용은 김해시에 위치한 밭지역(시설재배)을 대상으로 운영중이며 운영과정에서 발생한 문제점을 지속적으로 수정, 보완 중에 있다. 본 연구는 농촌수자원의 효율적인 이용을 도모하고 담수자원이 절대적으로 부족시 사용가능한 대체수자원의 확보 측면에서 의의가 있다.
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김해도 ( Haedo Kim ),이재남 ( Jaenam Lee ),신형진 ( Hyungjin Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-
우리나라 농업용저수지 유효저수량은 31억㎥(17,401개소) 규모로 전체 농업용수량의 75% 이상을 기여하고 있는 등 최근 기후변화에 따른 가뭄에 대응하기 위한 저수량 관리는 농업용수의 효율적인 관리측면에서 가장 중요한 요소이다. 특히 봄철 영농기 저수율은 가뭄대책 수립을 위한 지표가 되므로, 차질 없는 농업용수 공급에 대비하기 위해 가을철 수확기부터 이듬해 영농기 이전의 기간에 대한 강수량 및 저수율 예측이 필요하다. 본 연구의 목적은 계절예측 기상정보를 이용하여 강우시 저수지 유역에서 유출되는 수량과 저수지에서 공급하는 수량을 모의하여 저수위를 예측하는 농업용수 통합영향평가 시스템을 개발하는데 있다. 계절예측 기상정보는 3개월, 6개월 단위로 생성되는데 본 연구에서는 APEC 기후센터(www.apcc21.org)에서 작성하는 계정예측정보를 이용하였으며, 저수위 산정은 한국농어촌공사(www.ekr.or.kr)에서 저수지설계에 이용하고 있는 HOMWRS (Hydrology Operation Model for Water Resources System) 프로그램을 이용하였다. 농업용수 통합영향평가 시스템 개발의 주안점은 계절예측정보의 업데이트 모듈과 저수율 예측의 정확성 향상을 위해 기존의 프로그램에서 제공하고 있는 농업용수 공급량계산방법을 실제 물수요 산정방식으로 개선하는데 있다. 그리고 저수위 예측의 구체적인 활용은 저수지 관리자인 한국농어촌공사의 물관리 조직(지사)별로 현재의 시점을 기준으로 3개월 또는 6개월 이후에 저수위의 변화량을 전망함으로서 조기 가뭄대책 수립여부에 대한 의사결정시 활용하기 위함이다. 이를 위해 다양한 관리단위별로 저수율을 일괄적으로 모의 분석 할 수 있도록 시스템의 인터페이스를 구성하여 각 저수지별로 물수지 분석을 수행해야하는 번거로움을 줄임으로써 실무자의 사용 편의성을 향상시켰다. 또한 APEC 기후센터의 계절예측자료를 업데이트할 수 있는 모듈을 탑재하여 저수지 기후변화 영향평가를 수행할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 개발된 시스템은 한국농어촌공사 관리의 전체 저수지를 대상으로 단기 계절예측 자료를 적용하여 6개월 이내의 저수지 저수율을 전망할 수 있을 것으로 예상되며, 지역별 기후변화 적응대책 수립에도 활용할 수 있는 분석 도구가 될 것으로 판단된다.
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정해도(Haedo Jeong) 한국기계가공학회 2008 한국기계가공학회 춘추계학술대회 논문집 Vol.2008 No.-
The CMP monitoring system was newly developed by the aid of friction force measurement, resulting from installation of piezoelectric quartz sensor on R&D polisher. The correlation between friction and CMP results was investigated in terms of tribological aspects by using the monitoring system. Various friction signals were monitored and analyzed by the change of experimental conditions such as pressure, velocity, pad and slurry. First of all, the lubrication regimes were classified with Sommerfeld Number through measuring coefficient of friction in ILD CMP. And then, the removal mechanism of abrasives could be understood through the correlation with removal rate and coefficient of friction. Especially, the amount of material removal per unit sliding distance is directly proportional to the friction force. The uniformity of CMP performances was also deteriorated as coefficient of friction increased.
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김해도 ( Haedo Kim ),고보성 ( Bosung Koh ),안현욱 ( Hyunuk An ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-
최근 10년 중부지역 강수량이 크게 감소하는 등 지역적 편차가 확대되고, 농업용수 수요가 급증하는 봄철 강수량도 감소 추세를 나타내었으며, 2013년은 중남부지역, 2014년과 2016년은 중부지역, 2015년은 전국적으로 강수량 부족으로 영농에 어려움을 겪었고 경기 남부, 충남 서부, 전남 서해안 등은 최근 몇 년간 가뭄을 겪고 있으나, 상습 가뭄지역에 대한 항구적 대책 추진은 미흡한 상황이다. 한정된 농업용수의 효율적 관리를 위한 체계적인 관개계획 수립 및 객관적 의사결정지원 정보 제공이 가능하도록 용수손실을 최소화하고 물이용 효율 극대화를 위한 과학적 물관리 시스템 구축이 필요하다. 본 연구에서는 농업용수 물관리 자동화사업 추진에 따른 수자원의 효율적 이용과 배분을 위한 지능형 관개분석 시스템을 구축하고 이의 효과를 분석하였다. 지능형 관개분석 시스템은 현장계측자료(수위, 유량, 영상 등), 내·외부자료(시설정보, 기상자료) 연계 및 물관리자동화 시스템 표준운영프로그램과의 연동 운영을 위한 모니터링 모듈과 저수율 예측, 「수원공-수로-농경지」간의 지리정보(GIS) 네트워크 시뮬레이션을 통해 관개계획을 작성하는 의사결정지원 모듈 및 관개계획과 관개실적 등 필요정보 등을 제공하는 물관리 정보 모듈 등으로 구성된다. 현장계측장치를 통하여 수집된 자료, 기상청 등의 연계 정보를 GIS 기반으로 모니터링 모듈에서 위치, 시계열 자료, 통계 분석자료로 표출이 가능하고, 의사결정지원모듈에서는 현재 저수율, 양수장 가동 조건, 저수지 공급 유량, 목표담수심 등을 사용자가 설정하여 저수지에서 각 수로 및 포장까지의 공급된 용수와 도달시간 등을 분석하여 가뭄진단을 위한 의사결정을 지원할 수 있다. 또한 최적의 농업용수 관개 방법을 저수지 공급 유량, 수문 조작 등의 조건에 따라 시스템이 사전 분석하여 간편하게 사용자가 확인할 수 있도록 표출하며, 사용자가 설정된 조건에 따라 농업용수를 공급하였을 경우 농업용수 공급량, 저수율 변화 등을 분석하여 관개계획을 수립할 수 있도록 구성되어 있다. 본 시스템을 이용하여 기존 관개방법, 수문조절에 의한 연속관개, 수문조절에 의한 윤번관개 방법에 대해 시나리오별 농업용수 공급 분석을 수행하여 관개기간, 저수지 공급량, 저수지 저수율변화, 논에 공급된 용수량, 무효방류량, 수문조작 횟수 등에 대한 효과를 분석하였다. 기존 방법보다 수문조절에 의한 관개방식이 무효방류량과 수문조작 횟수가 감소하였고 이에 따라 저수지 저수율의 감소도 줄어든 것으로 분석되었다. 지능형 관개분석 시스템을 통해 GIS 기반의 현장계측 및 모니터링을 통한 용수공급 현황을 용이하게 파악할 수 있으며, 농업용수 효율적 관리를 위한 의사결정지원으로 적기·적량의 용수 배분을 통한 물자원 절약 및 수리시설 기능 활용 증대를 통한 과학적 물관리로 물이용 효율화 제고가 가능할 것이다. 향후 다양한 조건에 대해 이 시스템의 기능들을 이용하여 물관리 상황을 모의하여 자율학습 방식의 물관리 구현에도 활용이 가능할 것이다.
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