회사 소개
베스트에프에이㈜(이하 베스트에프에이)는 ‘함께 언제나 행복한 회사’라는 비전과 최고의 기술을 고객에게 가장 쉽고, 단순하게 제공하겠다는 기업이념을 바탕으로 전기·전자 분야의 전문성을 가지고 1997년 설립하였습니다. 용접 분야의 세계적인 기업 오스트리아의 Fronius International GmbH와 파트너십을 시작하면서 국내에 선진화된 용접시스템 공급, 용접 자동화 및 용접 솔루션을 비롯한 S·I(System Integration) 업체로서 끊임없는 연구개발과 노력으로 현대 및 기아자동차를 비롯한 자동차, 조선, 중공업 등에 핵심적인 용접기술 지원 등 뿌리산업 발전과 공장자동화 산업에 최선의 노력을 경주하고 있습니다.
2013년 9월에 기업부설연구소를 설립하여 용접기술의 선진화 및 자동화에 기여하고 관련 기술의 발전과 용접 품질 향상 노력으로 ‘스패터 저감(Spatterfree) 파형제어 용접 시스템 기술’로 뿌리기술 전문기업 인증을 획득하였으며, 전문 연구 인력과 최신 분석 장비를 확보하여 지속적인 연구개발을 통한 용접 건전성 분석, 용접 솔루션 제공을 비롯하여 최적화된 공정과 용접 자동화 시스템을 개발하여 고객에게 제공하고 뿌리산업의 발전에 이바지하고 있습니다.
또한 용접 관련 단체 및 학회와 긴밀히 협조하여 기술 문제를 공동으로 대응하여 그 일환으로 대한용접 접합학회에서 논문상을 수상하기도 하였습니다. 더불어 대내외적으로 기술 역량을 강화하기 위한 경영전 략으로서 우수한 연구원 유치와 연구원들의 전문성을 강화하기 위해 시험실 및 시험 기자재의 투자도 활발히 한 결과, 첨단 아크용접기술 개발의 일환인 싱크로 모드를 이용한 오비탈 TIG 용접기술을 개발하여 지식 경제부 장관으로부터 제39차 이달의 엔지니어상을 수상하였으며, 2018년에는 중소기업 발전에 기여한 공로로 대한민국 산업포장을 수훈하였습니다.
2020년 주요 연구개발 성과
2020년 베스트에프에이는 산업 현장이나 제조공정에서 널리 사용하고 있는 TIG 용접(불활성가스 텅스텐 아크용접)에서 획기적으로 개선된 TIG Keyhole 용접기술 개발로 생산성 향상과 원가절감 그리고 품질 향상이라는 개발성과를 이루었습니다.
일반적인 TIG 용접은 용접 시 대기와의 접촉에서 발생될 수 있는 산화, 질화를 불활성가스로 보호할 수있고, 우수한 이음과 미려한 비드를 얻을 수 있다는 장점과 특히, 용접 시 열의 집중효과가 양호한 반면 최소화된 가열범위로 용접으로 인한 변형이 적고, 거의 모든 철 및 비철금속을 용접할 수 있다는 장점이 있어 산업 전반에서 선호하는 용접 기법입니다. 하지만, 불활성가스와 텅스텐 전극봉의 가격으로 인하여 피복 아크용접에 비해 비용 상승에 영향을 받고, 후판 용접에서 소모성 전극 방식보다 능률이 저조하다는 불편함을 감수할 수밖에 없었습니다.
이러한 상황에서 베스트에프에이에서는 TIG 용접의 장점을 극대화하여 공정개선 및 생산성 향상과 안정적인 용접 품질 확보를 위한 고밀도/고효율의 용접 기술을 적용한 TIG Keyhole 용접기법을 공개하고, 다양한 산업 분야 및 소재에 대한 용접시험과 실증을 통하여 적용 분야를 넓히는 데 주력하는 한 해를 보냈습니다.
TIG keyhole 용접이란, 용접전류 350~500A 범위의 용접기 2대를 파워쉐어링하여 안정적인 Keyhole 형성과 안정적인 Duty Cycle로, 일반적인 TIG 용접과 달리 텅스텐 전극 끝단까지 냉각함으로써 전극 끝단에서 전자의 방출이 일어나 전자밀도가 증가되고 그 결과, 집속된 강력한 아크를 이용하여 Keyhole TIG 용접이 가능하므로 용접부의 열 유입을 최소화합니다. 조건별 용접시험에서 용접 부분의 개선가공 없이도 비합금강의 경우 3.0mm~8.0mm의 두께, 스테인리스강과 티타늄강의 경우 3.0mm~10.0mm의 두께까지 맞대기 용접이 가능하여 기존 TIG 용접 대비 생산성이 10배 이상 우수합니다. 또한 스테인리스 이상의 High-Alloy 용접성이 탄소강 대비 상대적으로 우수하고, 자동화 용접에 최적화되어 이면비드를 완벽하게 만들어 냄으로써 생산성 향상 및 품질 개선의 솔루션을 제공하고, 특히 TIG Keyhole 용접이 TIG 용접 프로세스 그룹 141(ISO9606)에 속하기 때문에 기존 TIG 용접 프로세스를 사용하는 생산 현장에서 별도의 추가 인증 없이 적용할 수 있어 더욱 각광받고 있습니다. 이에 베스트에프에이는 최근 다양한 환경 및 생산성 향상을 위해 개발되고 있는 레이저, 전자빔, 플라즈마와 같은 고밀도/고효율 용접기술과 함께 기술개발 수요가 높은 상황이므로 Keyhole 용접을 강관 산업 등의 다양한 생산 현장에 적용하고, 현장 조건에 최적화된 공정개발 등의 다양한 연구개발 수행과 검증을 이어 나갈 예정입니다.
최근 환경 변화 및 전망
근로시간 단축과 인건비 상승 등으로 공장자동화에 대한 관심이 대두되는 가운데, 제조업의 전반적인 경기침체에 따른 투자심리 위축과 더불어 전 세계적인 코로나19 바이러스 확산으로 심각한 경제적 타격을 받고 있는 상황입니다. 하지만 코로나19로 인한 비대면 시대가 우리의 예상보다 더 빨리 일상생활에 자리 잡기 시작했고 또, 가속화되면서 지능과 정보를 기반으로 한 4차 산업혁명(Industry 4.0)으로 인공지능, 5G, IoT 등을 접목하여 여러 분야에서 인간의 역할을 대신할 수 있는 로봇을 활용한 로봇공학과 빅데이터의 발전은 용접 분야에서도 중요한 이슈로 자리 잡고 있습니다.
우선 용접 자동화 분야를 살펴보면, 이전부터 몇몇 기업에서는 로봇 또는 기계가 자동용접을 수행해 오고 있었습니다. 하지만 로봇공학의 발전은 사람이 중심이 되어 수행되던 수동용접을 로봇 또는 기계설비가 하는 자동용접으로 본격적인 탈바꿈을 하는 계기가 될 것이고, 베스트에프에이도 많은 기업과 함께 자동용접에 보다 많은 관심을 기울이고 용접 자동화를 위해 노력하고 있습니다.
두 번째는 빅데이터입니다. 용접 자동화가 진행되 면서 빅데이터의 중요성 또한 대두되고 있습니다. 산업 현장에 자동용접을 적용하기 위해서는 소재별, 두께별 갭 그리고 단차, 가스유량, 용접속도, 와이어 송급속도 등 수많은 용접 변수와 상황을 예측하고 제어할 수 있는 용접 데이터가 필요합니다. 이러한 정보들을 DB(데이터베이스)화하고 빅데이터를 구축하여, 실제 산업 현장에서 용접 자동화의 도입을 검토할 때 활용하고 모니터링을 통해 작업량, 생산량, 불량률 등 다양한 지표를 계측하고 정량화하여 공정 효율을 높이려는 시도를 하고 있습니다. 이는 용접 디지털화와 빅데이터가 융합된 결과물로, 현재 산업 현장에서 용접 스마트팩토리 구축이 실제 산업 현장에서 이루어 지고 있다는 점에서 매우 의미 있는 일이라고 생각합니다.
2021년 연구개발 목표와 추진 전략
최근 코로나19로 어려운 시기이지만, LNG 운반선을 비롯한 플랜트 분야 시장의 전망이 좋고 그에 따른 투자가 이루어지고 있습니다. 그에 따라 2021년에는 플랜트 분야의 파이프 배관라인과 압력용기 제조라인 등의 용접 분야에 대해 관심을 가지고 연구개발 노력을 기울일 것입니다. 이러한 플랜트의 파이프라인 용접은 청결과 유출(Leak)이 중요합니다. 그렇기 때문에 용접부의 품질이 우수하고 깨끗한 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding)가 주로 사용되고 있으나, 수동으로 용접사의 기능에만 의존하고 있고 생산성이 낮은 단점이 있습니다. 이러한 단점을 보완하기 위한 투자가 이루어지면서 많은 수요가 예상되는 만큼 자동화를 통한 용접생산성과 품질확보를 위한 연구개발 노력은 국내 플랜트 설비 제조업체의 경쟁력을 높이는 중요한 능력입니다.
압력용기 또한 파이프와 유사한 문제점이 있지만, 제품의 준비단계에 있어서 단차나 갭을 맞추는 것이 용접 자동화에 큰 걸림돌입니다. 우리는 이러한 문제점을 인지하고 고품질의 GTAW 오비탈 용접과 제관 용접의 직선과 원형심 자동용접 설비와 솔루션 제공을 2021년 R&D 주요 전략으로 생각하고 있습니다.
디지털 혁신 전략
4차 산업혁명과 비대면 시대에 맞게 생산 현장에 작업자 또는 관리자가 직접 현장에서 확인하지 않더라도, 공장 진행 상황을 모니터링하고 제어할 수 있는 제조 공장의 모습은 쉽게 상상하실 수 있을 것입니다. 하지만 용접로봇들이 용접을 하는 공장이라면, 그로 인해 많은 가변요소와 민감한 제어를 요구하는 용접 현장인 경우에는 생각이 다를 수도 있을 것입니다. 베스트에프에이는 이러한 용접 현장에서 용접 품질을 확보하고 품질보증을 지원하는 지능형 데이터 관리시 스템의 보급과 활용으로 용접산업 분야에 디지털 기반의 관리 시스템 확보를 위한 노력을 하고 있습니다.
용접 모니터링 시스템을 이용하여 용접 품질 확보와 설비가동 및 용접조건 확인을 위한 모니터링을 위하여 인원을 배치하고, 그 인력을 통해서 직접 용접 공정을 확인하고 공정 검사 등의 품질보증업무를 수행하지 않고, 모니터링 소프트웨어를 사용자의 PC나 노트북, 스마트폰과 같은 다양한 디바이스에 설치하여 어디서든 용접 장비의 실시간 가동상태 및 주요 데이터를 한 화면에서 파악할 수 있도록 하고 있습니다.
현장에 가지 않아도 설치된 용접 시스템 및 그 구성장비 요소들을 한 화면으로 제공하여 공정별 작업 이력 및 세부 사양을 확인할 수 있고, 용접 장비별 용접조건을 확인하여 조건의 추가 및 수정이 가능합니다. 그래서 작업 중 용접가스 소모량, 와이어 소모량, 허용 가능한 용접 전류 및 전압의 관리, 용접속도 등을 관리 및 제어할 수 있으며, 설정값 초과 또는 미달 등 비가동 요인이 발생한 각각의 오류정보를 로그로 자동 기록하여 비가동 또는 품질 문제 발생 시 원인규명 및조치사항을 용이하게 지원함으로써 설비가동률 향상과 품질안정에도 기여하는 장점이 있습니다. 또한 각용접 설비별, 공정별 작업 진행 현황 및 설정 조건에 따른 용접 품질 확보 여부 등을 실시간으로 모니터링 하고 그 결과를 일목요연하게 정량화된 데이터로 출력 또는 저장할 수 있는 기능을 제공함으로써 고객의 데이터 관리 및 문서화 요구사항에 기반한 타당성 분석, 원가 분석, 가동효율 증대 및 품질 예방 활동 등을 지원하는 지능형 용접 모니터링 시스템을 활용하면 스마트팩토리 구축에도 지대하게 공헌할 것이라 믿고 활용 및 보급을 위한 계속적인 노력을 할 것입니다.