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□ 제조업으로 영업이익률 40%를 달성한 로봇장인, 화낙 화낙(FANUC, ファナック株式会社) 本社 〒401-0597 山梨県忍野村fanuc_prdepartment@fanuc.co.jpwww.fanuc.co.jp 방문연수일본오시노 ◇ 원(One) 화낙, 서비스 화낙○ 연수단 일행을 맞은 화낙((FANUC,Fuji Automation Numerical Control)의 사이토 부사장이 한 이야기가 인상적이다. 그는 화낙을 이해하기 위해서는 두 가지 키워드만 이해하면 된다고 했다. ‘원(One) 화낙, 서비스 화낙’이 그것이라고 소개했다. 이것이 고객을 대하는 화낙의 원칙이라고 했다.○ 화낙은 세 가지 사업부를 가지고 있다. CNC, 로봇, 로봇머신이 그것이다. 그런데 이 3개 분야는 서로 독립적인 것이 아니라 하나의 통합된 시스템으로 이해해야 한다는 것이다. 그것이 ‘One FANAC'이라는 것이다.3개를 일체화시켜 하나로 만들고 세계에서 1개의 기둥이 되자는 의미도 담고 있다. ’서비스 화낙'은 화낙 제품을 쓰는 고객이라면 전 세계 어느 곳에 있더라도 가동률을 높이고 생산성을 높이도록 화낙이 책임지고 도와주고 있다는 의미라고 한다.대표적인 서비스가 고장 수리 시 일단 새 기계를 설치해 주고 기계를 가져와서 수리한 다음 교환해 주는 서비스이다.연도내용설립년도1958년(후지쯔의 자회사), 1972년(독립회사로 설립)창업자세이우에몬 박사(Seiuemon Inaba, 후지쯔 엔지니어 출신)회사 운영 연수60년자본금690억 엔주소야마나시현(山梨県) 오시노무라(忍野村)주요제품공장자동화 시스템, 산업용 로봇, CNC 장비, 레이저시스템직원수5,469명 (2016년 기준)△ 화낙의 회사개요○ 사이토 부사장은 “이번에 4차산업 물결에 의해 변하고 있는 한국 사정에 맞춰 저희 화낙을 찾아오신 것으로 알고 있다. 일행을 환영한다”고 인사를 전했다.연수단은 먼저 화낙에서 준비한 비디오를 보고 생산 공장 4군데를 둘러보고 난 뒤 간담회를 갖는 순서로 연수를 진행했다.◇ 산업용 로봇 점유율 세계 1위○ 화낙은 회사의 명칭처럼 후지산 근처에 본사가 있다. 공작기계에서 시작해서 로봇팔을 만들어내는 회사로 꾸준히 영역을 넓혀 왔다.○ 1958년 후지쯔 CNC Computerized Numerical Control의 약자로 프로그램을 입력한 컴퓨터를 내장해서 기계가 자동으로 재료를 정밀하게 가공하는 기계로 공장 자동화의 핵심 기술의 공작기계 부문 사내 벤처로 시작했고 일본 민간 기업 최초로 CNC와 서보모터를 개발, 1972년 후지쯔에서 독립했다. 이후 CNC, 산업용 로봇, 전동식 사출성형기, 정밀가공기계 로보드릴 등 공장 자동화 사업에 집중하고 있다.○ 화낙의 산업용 로봇 점유율은 세계 1위로 일본의 최고 공작기계 컨트롤러 및 산업용 로봇 제조사로 꼽힌다. 특히 스마트폰처럼 작은 금속 케이스를 정밀 가공할 때 필수적 기계인 ‘로보드릴’의 세계시장 점유율은 80%에 달하고 영업이익률은 40%를 오르내린다.높은 자동화율로 유명한 테슬라 공장의 로봇팔 대부분은 화낙 제품이기도 하다. B2B기업임에도 포브스는 화낙을 ‘세계에서 가장 혁신적입 기업’ 35위로 선정하기도 했다.◇ 세계 최고 수준의 자동화 달성○ 자동화 로봇을 만드는 기업답게 공장에서는 대부분의 제품을 로봇이 조립‧생산하고 있으며 세계 최고 수준으로 가장 높은 자동화를 달성하고 있다.38개 공장에 1,500명의 생산직원만 두고 한 달 만에 3만 개의 CNC 선반과 2만5천 개의 모터, 1만 개의 로봇팔과 로보머신을 생산할 수 있다. ▲ 화낙의 로보드릴[출처=브레인파크]○ 사업부는 ‘CNC/서보모터’, ‘산업용 로봇’, ‘로보드릴’등 3개 사업부로 구성되어 있다. CNC 공작기계는 일본시장의 75%, 세계시장의 50%를 점유하고 자동차 공정에 주로 사용되는 산업용 로봇은 30%를 점유하고 있다. 로보드릴(정밀가공기계)은 스마트폰 시장의 성장으로 2010년부터 세계시장 점유율 1위를 차지하고 있다.○ CNC를 중심으로 한 공장 자동화 사업은 자동차, 스마트폰 생산의 증가에 따라 지속적인 성장이 예상되고 향후 중국, 인도, 아프리카로 확장될 것으로 보고 있다.○ 공작기계 제어장치의 제품은 주 제어장치와 앰프 모터, PLC 입출력 카드로 구성되며 제품군은 매우 다양하다. 제품과 함께 로봇이나 기계에 대한 매뉴얼이 잘 정리되어 있어 매뉴얼로 기계에 대한 모든 기능을 알 수 있도록 해 놓았다.전체 직원 5,500명 중 일본에서 근무하는 직원은 2,500여명이며 이 중 40%가 연구개발 인력이라고 한다. 해외 근무인력은 대부분 서비스 인력이다.◇ 본사 직원의 40%가 연구개발인력○ 화낙은 1956년 일본에서 민간 최초의 NC와 SERVO기구를 개발하는데 성공한 이래 일관되게 공장의 자동화를 추구해왔다.FANUC의 기본기술인 NC와 서보(SERVO)로부터 이룬 FA사업과 그 기본기술을 응용한 로봇사업 및 로봇머신 사업을 3대 중심축으로 하고 있다.IoT를 담당하는 오픈플랫폼인 ‘필드시스템(FIELD system)을 추가하고 있다. 화낙은 고객에게 제조의 자동화와 효율화를 추진, 일본의 제조업 발전에 공헌해 왔다는 자부심을 가지고 있다.○ 화낙은 본사 직원의 40%가 연구개발에 투입될 정도로 R&D에 대한 대규모 투자를 하는 기업이다. 화낙이 가지고 있는 서보 연구소만 해도 4개나 된다.○ 하드웨어 연구소는 최첨단 일렉트로닉스 기술을 구사하고, 높은 가공성능, 높은 가동률, 높은 사용 편의성을 갖춘 신뢰성 높은 CNC 하드웨어 연구개발을 하고 있다.○ 소프트웨어 연구소는 지능화, IT화가 요구되는 공장기계에 대응할 수 있는 높은 가공성능, 높은 가동률, 높은 사용편의를 갖춘 신뢰성 높은 CNC 소프트웨어 연구개발을 주도하는 곳이다.○ 서보(SERVO) 연구소는 서보 모터, 서보 업 연구개발과 모터를 고속·고밀도로 제어하기 위한 검출기나 제어소프트 연구개발에 주력하고 있다.○ 레이저 연구소는 절단·용접 등과 같은 공업가공용 파이버 레이저(FIBER LASER)와 탄소 가스 레이저 연구개발이 중심이다.◇ 화낙 로봇연구소의 구성○ 로봇연구소는 로봇기구개발연구소, 로봇소프트개발연구소, 로봇시스템본부로 구성되어 있다. 로봇기구개발연구소는 FA 사업본부에서 개발된 CNC와 서보의 기본기술을 응용하여 고성능, 고신뢰성, 고생산성을 실현하는 로봇기구의 설계개발을 시행한다. 이들 로봇은 자동화, 전기, 식품, 약품 등 다양한 분야의 자동화에 공헌하고 있다.○ 로봇소프트개발연구소는 로봇제어장치의 기본소프트, 모션제어와 어플리케이션, 그리고 지능화 소프트와 PC소프트의 연구개발을 하고 있다.점차 중요성이 높아지고 있는 네트워크 기능에 대응하면서, 비전 센서(vision sensor)와 포스 센서(force sensor)로 로봇에 시각(視覺)과 역감각(力感覺)을 주는 상품도 개발하고 있다.○ 로봇시스템본부는 화낙의 최첨단 기술을 응용한 로봇, 로봇머신의 주변장치를 설계하여 시스템 업(system update)을 하고, 고객에게 종합적인 생산설비를 제공하는 역할을 한다.◇ 화낙 로보머신연구소의 구성○ 로보머신은 로보드릴, 로보숏, 로보컷, 로보나노 등 분야별 연구소를 두고 있다. 로보드릴 연구소는 가공공장의 로봇화와 IoT 대응을 실현하고, 높은 가공성능, 높은 가동률, 높은 사용편의성을 갖춘 소형 절삭가공기를 개발하고 있다.○ 로보숏 연구소에서는 성형공장의 로봇화와 IoT 대응을 실현하는 높은 성형성능, 높은 가동률, 높은 사용 편의성을 갖춘 전동사출성형기를 개발하고 있다.로보컷 연구소는 가공공장의 로봇화와 IoT 대응을 실현하는, 높은 가공성능, 높은 가동률, 높은 사용 편의성을 갖춘 와어어 컷(wire-cut) 방전가공기를 주로 개발하고 있다.○ 로보나노 연구부는 가공공장의 로봇화와 IoT 대응을 실현하는 높은 가공성능, 높은 가동률, 높은 사용 편의성을 갖춘 초정밀가공기를 개발하고 있다.◇ 화낙의 필드시스템○ 필드 시스템(FIELD system)인 추진본부와 시스템, 시스템 하드웨어, 가동분석 어플로 구성되어 있다.○ FIELD 추진본부는 화낙의 IoT인 필드 시스템 개발과 프로모션 활동을 시행하고 있다. 최신 IT기술을 사용하여 플랫폼이나 어플리케이션, 콘버터 소프트웨어의 개발을 시행하고 있다.프로모션 활동으로서 필드시스템의 기술설명회 개최나 필드시스템 파트너 웹, 전시회, 고객지원, 콜센터 운영을 담당한다.○ FIELD 시스템(FANUC Intelligence Edge Link & Drive system)은 제조업에서 한층 중요해지고 있는 생산성 향상과 효율화를 목표로 한 제조업 대상 오픈플랫폼이다. 제3의 개발자도 자유롭게 어플리케이션이나 디바이스용 컨버터의 개발과 판매가 가능하다.제조 현장의 다양한 기기를 세대나 메이커에 구애받지 않고 접속이 가능하도록 했고, 제조설비나 데이터의 일원화된 관리나 데이터 공유를 촉진하고 있다.▶ FIELD BASE Pro 생산기기의 접속 : 약 30대 정도▶ Cisco UCS C220 랙서버 생산기기의 접속 : 약 150대 정도○ FIELD 시스템 하드웨어는 고객의 공장에 설치되며, 인터넷 관리시스템에 접속할 수 있다. 두 종류의 하드웨어가 있으며 생산기기 30대 정도의 소규모에서는 FIELD BASE Pro, 150대 정도의 대규모 시스템에서는 Cisco UCS를 사용한다.○ 가동분석 어플(iPMA on FIELD)은 공장 가동 분석이나 생산성 향상, 요인분석을 위한 어플이다. 각 생산기기마다 가동상태를 실시간으로 감시하는 것이 가능하다. 가동시간, 알람시간 등의 가동 실적을 수집해서 요인 분석에 도움을 줄 수 있다.◇ 7개 연구개발동 추가○ 화낙은 연구개발의 성과를 높이기 위해 종래의 5동의 연구동에 신뢰성평가동, 성능평가동, 로봇·로보머신·소프트웨어·로보나노·기초연구 신동(新棟)등 7개 연구개발동(棟)을 추가했다.로봇 신동과 로보머신 신동은 급증하는 로봇과 로보머신의 수요에 부응하기 위한 연구소 확대, 소프트웨어 신동은 기술에서 차지하는 소프트웨어의 중요성이 높아지고 있는 것에 대한 대응, 로보나노 신동은 로보나노의 고성능화, 기초연구 신동은 기초기술과 차세대기술 개발을 목적으로 만들었다.○ 성능평가동은 화낙 상품의 성능을 철저하게 평가하고, 기능과 성능을 향상시키기 위한 목적으로 만들었다. 이곳에서 신기술을 도입하고 압도적인 경쟁력을 갖춘 상품을 생산해 내는 연구개발이 이루어지고 있다.○ 신뢰성평가동은 연구소 최대의 건물이다. 화낙은 ‘고장이 없다. 고장이 나기 전에 알린다. 고장이 나도 바로 고칠 수 있다’를 슬로건으로 내걸고 상품개발을 진행해 왔다.특수・엄격・장기간・동시 다수의 평가시험을 실행하는 대규모 설비를 갖추고, 한층 높은 신뢰성 향상을 도모하고 있다.○ 연구소시험장은 신뢰성평가동의 대부분을 차지하고 있다. 이 공간에는 신뢰성에 대한 철저한 검증을 위해, 가속수명시험에 의한 장기신뢰성의 확인, 시험 횟수를 증가시킨 다양한 조건으로 측정치의 불규칙적인 분포까지 고려한 테스트를 시행한다.○ 전용시험실은 전파암실, 전자내성시험실, 가진(加振)실, 미스트(안개)시험실, 온도가변실, 혼탁도가변실, 한계시험실, 소음측정실, 수몰시험실, 클린룸, 정밀측정실로 이루어져 있다.○ 기초연구소는 상품개발을 하는 다른 연구소와는 달리, 각 연구소로부터 연구원들을 모집하여, 몇 년 앞서서 필요하게 될 요소기술을 ‘One FANUC’에 의한 부문횡단체제로 연구․개발을 하는 곳이다.○ 이 밖에 화낙은 최근 미국 서해안에 첨단기술연구소를 설립했다. UC버클리대학, 스탠포드대학, 실리콘밸리의 기업들과 교류를 하면서 CNC, 로봇 지능화에 매진한다.◇ 기술유출 방지 위해 일본에만 생산공장○ 화낙은 전 상품을 본사, 미부(壬生), 쓰쿠바(筑波), 하야토(隼人) 등 고도로 자동화된 공장에서 생산하고 있다. 기술유출을 방지하기 위해 일본 이외의 지역에는 생산공장을 두지 않고 있다.○ 연수단이 방문한 야마나시현(山梨県) 오시노무라(忍野村)에 본사공장들이 있다. 이곳은 녹지가 풍부한 53만 평(1.75㎢)의 숲 속에 많은 공장들이 있다.CNC, 서브앰프, 서보모터, 로봇, 로보숏, 로보컷, 로보나노의 조합 및 기계가공, 프레스, 다이캐스트, 도장을 이곳에서 하고 있다. 기계가공의 장시간 연속무인운전을 실현하는 등, 공장의 자동화, 로봇화를 가장 적극적으로 추진하는 곳이다.○ 본사와 미부(壬生)에 있는 CNC 공장은 매월 2만5천 대의 CNC와 로봇 컨트롤러를 제조하는 능력이 있다. 미부공장은 매월 1만 대의 CNC를 제조하는 능력이 있다.미부공장은 최대 3만 대까지 확장 가능하다고 한다. 화낙 로봇을 다수 활용하고 종래 사람의 손으로 밖에 할 수 없었던 복잡한 조립작업을 로봇이 수행하고 있다.○ 서보모터도 본사와 미부에서 생산하고 있다. 본사공장은 매월 15만 대의 서보모터를 제조하는 능력이 있다. 미부공장은 매월 4만 대의 서보모터를 제조하고 있으며 최대 15만 대까지 확장 가능하다.화낙의 기술을 결집시킨 최신 로봇화 공장으로 부품 추출부터 조립, 테스트, 포장까지 고도로 자동화시키고, 효율성 있게 생산하고 있다.○ 서보앰프도 본사와 미부에서 생산하고 있다. 본사공장은 매월 8만4천 대의 서보앰프를 제조하는 능력이 있다. 미부공장은 매월 3만4천 대의 서보앰프를 제조하는 능력이 있는데 앞으로 최대 10만5000대까지 확장 가능하다.프린트판이나 방열핀(fin), 냉각팬 등의 기계 본체 케이스에 대한 조립부터 테스트까지 화낙 로봇에 의한 일관된 자동화를 실현하고 있다.○ 로봇공장은 본사와 쓰쿠바(筑波)에 있다. 본사 공장에서는 매월 6천 대, 쓰쿠바 공장에서는 매월 1천 대의 로봇을 제조하는데 합해서 최대 1만1천 대까지 확장 가능하다고 한다.화낙 로봇을 다수 사용한 자동조립 시스템에서는 로봇이 로봇을 조립하고 있다. 조립된 로봇은 검사와 자동테스트, 그리고 연속운전을 수행한 후에 출하된다.○ 로보숏 공장은 본사에 있으며, 매월 400대의 로보숏을 제조하고, 최대 600대까지 확장 가능하다. 무거운 중량의 조립부품은 작업자가 협동(協働)로봇과 협력해서 조립하고 있다.조립 완료된 로보숏은 호스트컴퓨터와 LAN에 의해 결합되어 데이터의 자동설정과 시험데이터의 자동 수집을 수행한다.○ 로보컷 공장도 본사에 있는데, 매월 100대의 로보컷을 제조하며, 최대 150대까지 확장 가능◇ 가동률 향상을 위한 화낙의 노력○ 화낙은 가동률 향상을 위한 노력에도 집중하고 있다. 콜센터에서는 FA, 레이저, 로봇, 로보머신에 정통한 베테랑 엔지니어가 고객들의 문의와 보수의뢰에 신속하게 대응하고 있다.보수가 필요한 경우에는 전 세계 260개 이상 되는 서비스거점 중 가장 가까운 곳에서 숙련된 서비스엔지니어가 공장에 투입된다.○ 전 세계 서비스거점 창고에는 풍부한 보수부품이 보관되어 있다. 히노(日野)지사와 나고야(名古屋) 서비스센터에 있는 파트센터에는 구 기종부터 최신 기종까지 보수부품이 보관되어 있고 24시간 언제라도 출하할 수 있는 체제가 갖춰져 있다.나고야(名古屋) 서비스센터에는 해외 대상 전용 창고가 있고 해외로부터의 요청에 응대하여 최단시간에 부품을 배송하고 있다.◇ 예방보전과 생애보수 서비스○ 화낙은 또한 공장자동화부와 로봇사업부의 기술과 서비스를 결합, 돌발적 고장으로 인한 다운타임을 최대한 줄이기 위해 ‘예방보전’을 권장하고 있다.고장 이전에 이상이 있는 곳을 발견하고 사전에 처치함으로써 기계를 오랜 기간 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 것이다. 고객이 생각하지 못한 니즈에도 대응하고 있는 것이다.○ 로봇용으로 개발한 원격감시시스템을 CNC 장치와 서보모터에 적용, 기계설비의 가동 정보를 센서로 축적해서 스마트폰으로 전송하는 방식으로 안전기능을 강화했으며 정기점검이나 오버홀(점검), 프린트판 세정 등과 같은 예방보전 지원도 한다.○ 화낙의 가장 특징적인 보수 서비스는 ‘생애보수’라는 것이다. 화낙은 고객이 기계를 사용하는 동안 끝까지 보수를 해 준다. 수리공장에서는 30년 이상 지난 오래된 모터, 프린트판, 조립부품류도 수리할 수 있는 체제를 갖추고 있다.○ 수리공장의 수리실적은 150만 건을 넘기고 있다. 이들 데이터는 수리 노하우로서 타블렛 단말기를 매개로 국내외 제품 수리에 활용되는 동시에 상품개발 측면에도 피드백을 하고 있다.수리용 시험기는 460대 이상이고 1만3000종류 이상의 수리가 가능하다. 또한 부품창고에는 제조가 중지된 구 부품을 포함하여 1만7000종류, 200만 개를 넘는 수리용 부품을 갖추고 있다.○ 고장난 조립부품은 로봇 등을 사용한 세정기로 오염물질을 제거한 후에 건조로(乾燥炉)에서 하룻밤 건조시킨 후 수리를 하다.수리할 때는 고장이 나거나 부서진 부품 교환뿐만 아니라 수명이 거의 다 된 부품도 교환함으로써 신품과 동등한 수준의 품질로 수리 재생을 시행하고 있다.◇ 기업체 엔지니어를 위한 화낙 아카데미○ 화낙은 설비 구매를 결정하는 주체가 기계업체의 현장 엔지니어라는 점을 고려하여 엔지니어용 프로그래밍을 별도 제안한다.제품 구매 이전에 엔지니어 ‘사전 서비스’ 교육으로 화낙 제품을 계속 구매하는 ‘Lock-in’을 유도하고 있다. 이 일을 하는 곳이 화낙 아카데미이다.○ 화낙 아카데미에서는 화낙 상품의 고객들을 대상으로 연수를 시행하고 있다. 자사(自社)에 돌아가면 바로 사용할 수 있도록 하는 이해하기 쉬운 연수를 목표로 가능한 한 많은 실제 기계를 접할 수 있도록 했다.각 기종마다 특징 있는 실습교실을 마련했다. 교실 내에 실습기를 들여와 해설을 들으면서 그 옆에서 바로 실습할 수 있는 실습교실은 학습 효과가 매우 높다고 한다.○ 예습‧복습을 위한 e-러닝도 하고 있다. 쉬는 시간에는 강의실에서, 밤에는 숙소에서 예습‧복습이 가능하다. 연수이해도를 확인할 수 있는 테스트도 시행한다.○ CNC, 로봇, 로보드릴의 연수코스에서는 수강생 한 사람 당 한 대씩 실습기기를 준비해서 효과적인 연수를 수행하고 있다. 베테랑 강사가 친절하고, 이해하기 쉽게 설명하고 있다고 한다.○ 수강생이 숙박할 수 있는 게스트하우스가 있으며 연수 후에는 편안한 방에서 여유롭게 휴식을 취하며 지낼 수 있다. 전용식당과 온천시설도 있어서 기분전환도 할 수 있도록 해 두었다. 화낙 아카데미에서는 최신 기술을 포함한 다채로운 코스를 준비하고 있다.○ FA 코스는 공작기계 사용자와 공작기계 메이커 기술자 양측 모두가 참가할 수 있는 다양한 코스를 준비하고 있다. CNC 기본 3코스, CNC 결합‧보수‧응용 6코스, 최신기술습득 각 코스, 레이저 4코스 등이 있다.○ 로봇 코스는 로봇의 다양한 기능이나 지능화기술을 잘 다룰 수 있도록 하기 위한 다양한 준비를 하고 있다. 노동안전위생법의 특별교육도 포함하고 있다. 교시(teaching)·조작(프로그래밍) 5코스, 검사·보수 2코스, 지능화기술 7코스를 운영한다.○ 로보머신 코스는 다양한 실습기를 사용하여, 가능한 한 실제 기계를 접할 수 있는 준비를 하고 있다. 기본, 응용, 보수와 수강생 수준에 맞는 코스 선택이 가능하다. 로보드릴 3코스, 로보숏 3코스, 로보컷 2코스 등을 운영하고 있다.◇ 기술유출을 경계하는 폐쇄적 기업문화○ 화낙은 기술 유출을 극도로 경계하는 기업문화를 가지고 있다. 애초에 본사와 공장이 후지산에 위치하고 있어 외부인들이 접근하기도 힘든데다 기자나 증권 애널리스트 등의 방문을 모조리 차단하는 것으로 유명하다.○ 일본 이외 해외에는 절대로 생산공장을 두지 않고 제품 판매와 A/S를 담당하는 지사만 세운다. 1990년대 엔고 상황에도 공장의 해외이전 대신 로봇 무인공장 개발로 이를 극복했을 정도이다.▲ 화낙 공장의 로봇[출처=브레인파크]◇ 하나의 일에 집중하여 좁은 길을 걸어간다.○ 화낙의 성공비결을 꼽자면 ‘기업은 지나치게 다양한 분야에 손을 대서는 안 되며, 하나의 일에 집중하여 좁은 길을 걸어간다’는 기업 이념에 충실했다는 점이다.‘엄밀’과 ‘완벽주의’를 강조한 창업자의 철학이 핵심 기술과 수익성에 집중한 건전한 기업체질의 근간을 마련했다고 볼 수 있다.○ 영업이익률 40% 달성을 위해 기술개발-설계-생산-판매 전 과정에서 새로운 발상을 함으로써 대량생산과 비용절감이 가능한 구조를 완성했으며, 주문생산이 대부분인 공작기계 시장에서 수요 업체가 화낙의 제품에 자사의 기계를 맞추는 상황까지 발생할 정도이다.○ 전문경영인 체제에서도 명예회장과 사장은 2대째 ‘이나바’ 가문 ‘세습’을 통해 안정적인 승계에 성공, 현재 사장의 장남도 로봇 사업부를 맡아 경영에 참여하고 있다.□ 현장견학◇ 47개의 기계 로봇이 부품을 생산하고 24시간 기계 가동 현황 감시○ 연구단이 가장 먼저 방문한 곳은 CNC공장이다. 47개의 기계 로봇의 부품 만들고 있는 곳이다. 입구 게시판에서는 모든 기계가 어떤 정보를 가지고 있는지 한 눈에 볼 수 있다.47개 기계의 현황판을 24시간 감시하고 있다. 로봇이 일을 하고 있으며 3개 공장에 근무자는 단 2명뿐이다. 가공, 검사, 확인과 창고 보관까지 로봇이 모두 담당하고 있다.○ 두 번째 방문한 공장에서는 로봇이 로봇을 만들고 있었다. 이 공장에서 만드는 로봇에 필요한 모터는 다른 공장에서 조립해서 가져온 곳이다.공장 1층은 소량생산 제품이라 직원이 조립을 하고 있고, 2층은 3천 대 이상 대량생산하는 제품이라 로봇이 조립하고 있었다.◇ 로봇이 로봇을 만드는 공장○ 작업로봇은 녹색벨트를 하고 있었고, 녹색벨트가 없는 로봇팔은 조립중인 로봇이었다. 한 개 작업로봇이 10분 씩 6대의 로봇을 거치면 1개의 로봇이 완성되어 나왔다. 모터를 가져오는 로봇, 나사를 돌려 조립하는 로봇 등으로 역할을 분담하고 있었다.작업을 하다 불량이 나오면 로봇 스스로 작업을 중단하고 처리를 한 다음 작업을 이어갔다. 이 때문에 완성품에서 불량이 나오는 경우는 거의 없다고 한다.○ 연수단은 로봇팔 조립현장도 둘러볼 수 있었다. 로봇팔은 6축 팔이 일반적이며, 잘 안되면 오류를 파악해서 자체적으로 수정하는 정도의 인공지능을 가지고 있다.○ 세 번째 방문한 공장은 모터조립 공장이었다. 이곳에서도 창고에서 로봇이 부품을 가져와서 자동으로 조립하고 있었다. 가장 가까운 창고에서 부품을 공급할 수 있도록 되어 있었다.전체에 4100대 로봇이 작업을 하고 있었다. 로봇이 로봇에게 부품을 전달하는 장면이 연속으로 이어졌다. 하지만 일부 부품은 사람이 돌면서 공급하기도 했다. 40초에 모터 1개를 조립한다고 했다.□ 질의응답◇ 작업자 본인이 직접 생산기술 지식을 쌓는 과정 운영- 로봇이 움직이는 동선에 대한 설계는 자동화가 되어 있는지."완벽하게 자동화가 되어 있다."- 혁신을 위해 필요한 생산기술을 어떻게 습득하는지."기본적으로 작업자 본인이 직접 지식을 쌓도록 하고 있다. 본인 보다 오래 근무한 선배들이 가지고 있는 기술을 배우는 과정도 밟고 있다."- 재고를 충분히 비축하는지."화낙은 도요타 시스템이 아니다. 재고를 빠듯하게 유지하면 수리 등에 문제가 있다. 도요타 방식은 우리에게 맞지 않아 채택하지 않고 있다. 화낙은 화낙 만의 시스템을 만들어낸 것이다."◇ 자동화로 인한 고용 축소 없어- 자동화 이전에는 사람이 수작업을 했을 것이다. 자동화되고 나서도 퇴직한 사람은 없다고 했는데, 어떻게 그것이 가능했는지."회사의 매출이 상승하면서 일이 늘어나 고용이 늘어났다. 자동화가 되고 사람을 내보낸 일은 없다."- 연구개발, 인력양성, 자금조달은 어떻게 하는가? 협력사들이 3백 개 이상 있다고 했는데, 어떻게 협력을 해서 회사를 운영하는지."일단 연구개발을 공동으로 하는 회사는 없다. 협력회사는 생산한 제품을 사용할 뿐이다. 본인의 노력으로 책임지고 고치게 되어 있다. 인재육성 부분에 대해서는 협력사가 자체적으로 한다."- 지방정부가 도와주는 것이 있는지."지방정부에서 지원을 받는 것은 없다."□ 참가자 코멘트◇ ㅇㅇ테크노파크 ㅇㅇㅇ 원장 : 부품 중심의 로봇산업 육성 필요○ 일본식 가족기업으로 회사의 고유문화가 유지되고 있었다. 산업용 로봇에 인공지능이 추가되어 기계를 제조하는 기계 단계로 발전하고 있다. 연구인력이 40% 정도로 많아, 결국 연구결과로 타 기업과 차별을 하고 있었다.○ 연구하는 현장건물도 밖에서 보았을 때 타 회사의 일반적인 깨끗한 시험실보다도 더 깨끗한 환경이었는데, 시험현장 건물이 이렇게 정리정돈 된 것은 일본의 특징으로 보인다.○ 반도체나 자동차처럼 최첨단 로봇을 필요로 하는 한국의 대규모 제조조립 공정의 경우 자신들이 필요해서라도 제조로봇을 주문하여 사용하고 있을 것이다.이후 방문한 골판지 박스 제작회사처럼 단순한 회사에서도 생산성, 효율증대를 위해서 로봇이 필요한 경우가 많을 것이다. 이러한 측면에서 화낙의 로봇제조는 향후에도 성장할 분야이고 ㅇㅇ에서도 해야 할 필요가 있다.○ ㅇㅇ은 기계생산이 많고 이러한 로봇관련 수요기업이 있어 제조로봇에 대해서도 구매자와 소비자가 동시에 활동하고 있을 수 있어 완성로봇 이외에도 부품을 중심으로 하여 제조로봇을 발달시키는 것이 필요하여 보인다.◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 주무관 : 기술력이 판매량과 직결되어 일자리 유지 가능○ 사용과 구입에 고도의 기술과 고비용이 소요되는 수직다관절 로봇을 구입하는 수요자 입장에서는 무엇보다 장기간의 유지관리가 중요하다.○ 수요자는 초기 구입비용은 크지만 추후 로봇 제조사가 없어진다든지, 로봇 제작을 그만두어 수리 부품 조달이 어렵다든지 하는 일이 생기지 않는 다면 로봇 구입을 망설이지 않을 것이다.○ 화낙은 확실한 AS와 튼실한 기업 경영, 로봇 한 분야에만 매진하는 기업 특성을 가지고 있기에 세계 각지의 생산 공장에서 유사 제품 기준 1.5배 이상의 가격에도 불구하고 화낙의 제품을 우선 고려하고 있다.(이전에 삼성이 로봇사업부를 운영하다 철수한 이유도 여기에 있다)○ 화낙은 기술력에 대한 자부심과 로봇 사업 한 길을 걷는 자사 철학에 대한 신뢰로 연구개발에 힘을 쏟았다. 이런 기술력은 판매량 상승으로 직결되어 생산라인 자동화 이전에 근무하던 기존 제조 인력도 자동화에 밀리지 않고 현업 종사가 가능했다.◇ ㅇㅇ도청 ㅇㅇㅇ 산업단지재생담당 : 30년 전 생산 제품도 AS○ 로봇의 기술은 모터의 정밀도가 제일 중요한데, 화낙은 1/1,000 각도 제어 등 세계 최고의 모터기술로 산업 로봇을 생산하고 있다.전체 직원 5,500명 중 일본에서 근무하는 직원은 2,500명, 이 중 40%가 연구개발 인력일 정도로 연구개발에 앞장서고 있다. 특히 30년 전 생산한 제품도 AS를 해주는 등 세계 일등 서비스 시스템을 운영하는 점도 인상적이었다.◇ ㅇㅇ대학교 ㅇㅇㅇ 학장 : 맞춤형 생산을 위해 숙련 작업자가 더욱 필요○ 화낙의 주요 정신은 ‘고객중심(Customer focus)’이다. 제품이 고장 나면 그 부분을 분리하여 공장으로 가지고 오고 수리기간 동안 이를 대신할 제품을 고객에게 제공하고 있다.생산이 중단된 제품의 부품도 미리 충분히 확보하여 교환하거나 비용이 들더라도 끝까지 판매 제품에 필요한 서비스를 시행하는 것은 매우 인상적이었다.○ 자동화가 진행되더라도 4차 산업혁명의 특징인 ‘개인화’에 맞는 제품 생산을 위해서는 숙련된 작업자가 더욱 필요하다. 그래서 스마트공장이 추진돼도 고용이 악화되는 것은 아니다. 다만 비숙련 작업자의 입지는 점점 줄어들 것이다.○ 화낙은 예방보전만 행하고 있는데 우리 기업이 만일 ‘예측보전’을 할 수 있다면 제품-서비스 시스템을 활용해서 더 나은 수익을 창출하고 고용을 확대할 수 있다고 본다.
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3D프린팅스튜디오(3D Printing Studio) CT Hub 2 (Ground Floor),114 Lavender Street, #01-50 CT Hub 2,338729 SingaporeTel : +65 6635 2265Singapore@3dprintingstudios.comhttp://3dprintingstudios.com.sg/Singapore 워크숍싱가포르 □ 워크숍 내용◇ 3D프린팅스튜디오 개요○ 3D프린팅스튜디오(3D Printing Studios)는 싱가포르에서 3D 프린팅 관련 서비스를 제공하는 기술 기반 스타트업으로 2013년 설립되었다. 현재 싱가포르, 호주 및 말레이시아에 3D 프린팅 관련 다양한 서비스를 제공하는 스튜디오를 운영하고 있다.▲ 3D 프린팅 스튜디오 멜버른 지사[출처=브레인파크]○ 3D 프린팅 스튜디오에서 제공하는 서비스는 3D 모델링, 3D 디자인, 3D 프린팅 서비스, 3D 스캐닝, 쾌속조형 (Rapid Prototyping), 역설계 (Reverse Engineering), 3D 프린팅 관련 교육 및 3D 프린터 및 소모품 판매대리 등이다. 3D Printing Studio의 서비스가 적용 가능한 산업으로는 의료, 엔지니어링, 제조, 건축, 마케팅, 교육 등 다양하다.○ 2013년 설립 이후 창립자인 Jason Joo씨는 동남아시아 지역의 중심지인 싱가포르에서 중동 및 오세아니아 등 아시아를 넘어선 지역으로 확장해 나가겠다는 계획 아래 3D프린팅스튜디오를 싱가포르에 오픈하여 다양한 3D 프린팅 관련 서비스를 제공하기 시작했다.○ 2015년부터 2017년까지 높은 성장세를 보이며 3D프린팅스튜디오는 싱가포르의 대표적인 3D 프린팅 서비스 제공사가 되었다.2018년부터 2020년 기간에 3D 프린팅스튜디오는 인도네시아, 말레이지아, 태국 등지로 사업의 범위를 넓혀 나갈 예정이다.○ 현재 3D프린팅스튜디오는 Unicef, 네슬레, 디즈니, 호주의 유명 부동산 개발업체인 Mirvac, 교육 관련 기업인 THINK 등 다양한 산업계에 3,000여명의 기업 및 개인을 고객으로 보유하고 있다.▲ 3D 프린팅 스튜디오의 고객사[출처=브레인파크]◇ 3D 프린팅 기술로 제조되는 다양한 제품○ 3D 프린팅(3D Printing)은 쾌속조형(Rapid Prototyping) 또는 적층가공(Additive Manufacturing) 이라고 지칭되기도 한다.컴퓨터를 이용해 설계된(CAD: computer-aided design) 디지털 모델에 경화 가능한 소재를 접목하여 겹겹이 적층함으로써 입체감 있는 물체를 완성하는 것이 3D 프린팅 기술의 기본 원리다.▲ 3D 프린팅으로 제조되는 제품군[출처=브레인파크]○ 건축분야에서 건물 자체를 3D 프린터로 출력하려는 시도가 전 세계적으로 이뤄지고 있으며 최근 러시아의 3D 프린터 스타트업인 Apis Corrk가 건설 현장에 3D프린터를 적용하여 전자동 무인으로 하루 만에 건물을 3D프린터로 ‘출력’하는 데 성공했다.과거에는 주택의 일부를 3D 프린팅으로 생산하여 건설 현장에서 조립하는 방식이었으나, 이번에 Apis Corrk가 개발한 3D 프린터는 건설현장에서 바로 주택을 출력하는 방식에 큰 주목을 이끌었다.○ 네덜란드의 MX3D사는 3D 프린터와 로봇으로 보행자용 철제 다리 제작을 완료했으며, 이 다리는 향후 암스테르담의 운하에 놓아질 예정이라고 한다.팔 끝에 용접기가 탑재된 3D프린팅 로봇이 용접용 소프트웨어를 이용하여 이리저리 이동하며 다리를 만들게 된다. 이 다리는 3D프린팅 기술이 어떻게 대형 건축 구조물 건설 산업에 이용될 수 있는 지 보여주고 있다.◇ 3D 프린팅 기술 방식[3D 프린팅 기술 분류]▶ 액층광중합(Vat Photopolymerization) : 빛의 조사로 광경화성 수지를 광중합 반응을 일으켜 선택적으로 고형화 시키는 방식으로 이 기술의 종류에는 광경화성 액상 수지를 레이저를 이용해 경화시키는 광경화 수지 조형(SLA;Stereo Lithography Apparatus), 프로젝터를 이용해 광을 조사해 경화시키는 디지털 광원 처리(DLP:Digital Light Processing), (CDLP; Continuous Digital Light Processing) 등이 존재▶ 재료 압출(Material Extrusion) : 필라멘트 타입의 수지를 부분적으로 가열하여 노즐을 통해 연속적으로 밀어내며 위치를 이동시켜 물체를 형성시키는 방식▶ 재료분사(Material Jetting) : 액상 형태의 소재 자체를 제팅으로 토출시키고 자외선 등으로 경화시키는 방식▶ 접착제 분사(Binder Jetting) : 분말 형태의 소재 위에 액체 형태의 접착제를 분사시켜 분말을 결합시키는 방식, 종류로는 3D Printing Ink-Jetting, S-Print, M-Print 등, 장점은 광범위한 재료를 소재로 이용할 수 있으며, 비용이 저렴. 단점은 표면을 재처리해야하는 후처리공정이 필요▶ DED(Direct Energy Deposition) : 고출력 레이저나 전자빔 등 고 에너지원을 금속 표면에 조사하면 순간적으로 melt pool의 생성과 동시에 공급되는 금속분말을 실시간으로 공급하여 적층하는 방식이며 종류는 LENS, DED, DMT, BeAM 등이 있음.장점은 3D 적층 외로 금형 수정, 보수 등에 활용이 가능하고 일반 금속 분말을 사용할 수 있어 Powder Bed Fusion 방식에 비해 원가가 낮음.단점은 복잡한 중공 형태 또는 오버행 구조 적층에는 문제가 있으며, 금속층의 높이를 정밀 제어하기 위해 공정 변수의 실시간 제어가 필요▶ 분말 적층 융용(Powder Bed Fusion) : 분말형태의 소재(일반적으로 금속 분말)를 평평하게 깔고 고 에너지빔(레이저나 전자빔 등)을 선택적으로 조사하여 국부적으로 용융 또는 소결시키는 방식으로 종류로는 SLS, DMLS, SLM, EBM, Copcept Laser 등이 존재한다.장점은 비교적 단순한 기계 구조, 정교한 금속 제품 성형 가능, 오버행 구조로 설계된 조형물의 제작이 용이하다는 점이며 단점으로는 고가의 구형 분말을 사용하여 원가가 높다는 점과 불활성 또는 고진공 분위기, 일부 재소결이 필요▶ 시트 라미네이션(Sheet Lamination) : 얇은 필름 형태의 종이, 박판 수지나 금속을 열, 접착제 등을 붙여가며 적층하는 것으로 그 종류는 LOM, Ultrasonic C 등, 대형제품을 생산할 수 있으며 복합재 생산이 가능하다는 장점 보유◇ 3D 프린팅 기술 분류명칭소재 경화 방식적층 방식소재액층광중합(Vat Photopolymerization)레이저 이용 경화SLA(광조형)플라스틱프로젝터 이용 경화DLP(디지털 광처리)LED 및 산소 이용 경화CDLP(연속 디지털 광처리)재료 압출(Material Extrusion)융합 증착 모델링(Fused Deposition Modeling)FDM(융합증착 모델링)콤포지트(수지)플라스틱재료분사(Material Jetting)자외선 이용 경화(Cured with UV Light)MJ(재료 분사)플라스틱열 이용 경화(Cured with heat)NPJ(나노입자 분사)금속축융성형(Milled to Form)DOD(즉시주입형)왁스바인더 젯(Binder Jetting)접합제 이용 접합(Joined with bonding agent)BJ(바인터 젯)석고 모래금속분말베드 융합(Powder Bed Fusion)에너지 및 접합제 이용 융합(Fused with agent and energy)MJF(다중 제트 융합)플라스틱레이저 융합(Fused with laser)SLS(선택적 레이저 소결)플라스틱DMLS/SLM(금속 직접 레이저 소결/선택적 레이저 용해)금속전자빔 이용 융합(Fused with electron beam)EBM(Electron Beam Melting)금속직 에너지 증착(Direct Energy Deposition)레이저 이용 융합(Fused with laser)LENS(Laser Engineering Net Shape)금속전자빔 이용 융합(Fused with electron beam)EBAM(Electron Beam Additive Manufacturing)시트 라미네이션(Sheet Lamination) LOM(Laminated Object Manufacturing)콤포지트(수지)종이◇ 3D 프린팅 소재 및 프린팅 방식○ 3D 프린팅 기술의 발전에 따라 기술적용 가능 산업 분야가 늘어나면서 3D 프린팅에서 사용되는 소재가 다양해지고 있다. 사용되는 프린팅 소재에 따라 3D 프린팅 방식이 결정된다.LS(레이저 소결, Laser Sintering), FDM(융합 증착 모델링, Fused Deposition Modelling), SL(입체 리토그라피, Stereo Lithography), LOM(Laminated Object Manufacturing) 등으로 종류가 나누어진다.○ 3D 프린팅 기술은 고체, 액체, 그리고 분말 등 프린팅 소재의 형태 및 적층 방식에 따라 액층광중합(Vat Photopolymerization), 재료압출(Material Extrusion), 재료분사(Material Jetting), 바인더 젯(Binder Jetting), 분말베드 융합(Powder bed fusion), 직 에너지 증착(Direct Energy Deposition), 시트라미네이션(Sheet Lamination) 등 7가지 기술로 분류된다.◇ 액상 소재를 사용하는 광경화 수지 조형(SLA)○ 광경화 수지 조형(SLA; Stereo Lithography Apparatus) 기술은 레이저 빛으로 액상 수지를 굳혀 프린팅 하는 기술로 FDM 방식과 함께 3D 프린팅 시장에서 가장 광범위하게 사용되는 기술이다.○ SLA 방식을 이용하는 3D 프린터는 △큰 산업용 제품을 만드는데 주로 이용 △복잡한 형태의 대상물을 3D 프린팅으로 제작가능 △ 레이저를 이용한 정교한 제품 표면 처리 △왁스와 같은 주조가 가능하고 투명한 소재를 사용 가능한 것이 특징이다.대형 산업용 제품 이외에도 치기공이나 액세서리 같은 세밀한 형태의 성형이 필요한 경우 많이 사용되고 있다. 단점으로는 출력된 제품의 강도가 낮고, 평형하려는 제품의 형태에 따라 서포트(지지대)가 필요하여 제품이 완성된 이후 포트 제거에 시간이 소요되고, 성형 프로세스가 복잡하며, 이에 따라 성형 시간이 많이 소요된다는 점이다.◇ 직 광처리 조형(Direct Light Process)○ 직광처리 조형(DLP; Direct Light Process) 방식의 3D 프린터는 광중합체 수지Photopolymers resin)를 소재로 사용하는 SLA와 비슷한 처리 과정을 거치게 된다.다른 점은 SLA에서는 경화과정에서 레이저를 사용하지만, DLP에서는 광중합체 수지의 표면에 한 번에 광원을 조사하여 제품을 경화시킨다.SLA에 비교하여 DLP 과정은 처리속도가 빠르다는 장점이 있다. 세밀한 형상을 제작해야 하는 치기공, 보청기, 액세서리 등의 성형에 많이 사용된다.◇ 폴리젯, 멀티젝트 방식(Polyjet, Multi-jet)○ 폴리젯(Polyjet) 방식의 3D프린터도 광경화 소재를 사용한다는 점에서 광경화 적층 방식과 유사하다. 자외선램프에 반응해 액체에서 고체로 변화하는 특수 플라스틱 수지를 노즐에서 분사하여 적층한다.○ 매우 얇게 소재를 분사해 정밀한 모형을 만들 수 있고 그 결과물의 품질에 대한 신뢰성이 높아 고품질 부품 생산이 가능하다는 점이 폴리젯 방식 3D프린터의 가장 큰 장점이다.사용할 수 있는 소재의 범위가 다양하고, 폴리젯 방식 3D 프린터를 지원하는 소프트웨어가 많이 개발되어 있다는 점 및 서포트 (지지대)의 제거가 용이하다는 점이 장점이다.따라서 폴리젯은 표면 품질이 중요한 제품 및 투명하거나 유연해서 구부릴 수 있는 형태의 제품을 생산하는데 적합하다.○ 단점으로는 3D 프린터 및 소재의 가격이 높다는 점과 제품이 자외선에 민감하게 반응한다는 점, 견본품을 제작하는 경우에는 속도가 느리다는 점 등이 단점이다.◇ 고체 소재를 이용하는 융합수지압출적층조형 방식(FDM)○ 융합증착 모델링 방식(FDM) 공정융합수지압출적층조형 방식(FDM)은 현재 시장에서 가장 많이 사용되고 있는 3D 프린팅 기술이다. 고체 소재를 이용하고 있으며, 프린터 헤드 노즐에서 반쯤 용융된 가소성 플라스틱을 압출하여 적층하면서 프린팅 한다.○ 장점은 레이저를 사용하지 않기 때문에 기계장치가 간단하여 프린터 가격과 유지보수 비용이 비교적 저렴하고 처음 3D 프린터를 사용하는 사람이 이용하기에 비교적 간단하며 디자인부터 제품 생산까지 과정이 빠르다.○ 단점으로는 △생산된 제품의 약한 강도 △필요에 적합한 프린터를 찾기 어려움 △FDM 프린터를 지원하는 소프트웨어 개발 사례 부족 △프린팅 이후 표면을 연마하는 후 처리 과정 필요 등이다.○ FDM 방식의 3D 프린터는 저비용으로 쾌속으로 제품을 생산해야 하는 경우 혹은 생산된 제품의 표면 품질이 중요하지 않은 경우에 유용하게 사용될 수 있다.◇ 분말 소재를 이용하는 선택적 레이저 소결(SLS)○ 선택적 레이저 소결(SLS) 방식은 분말 형태의 소재를 베드(bed)에 도포한 후 레이저를 비춰 원하는 부분만 굳히는 기술을 말한다.장점은 출력된 제품의 강도와 품질이 높은 제품을 생산할 수 있으며 아주 얇거나 작은 제품 등 세밀한 형태를 조형할 수 있으며, 공정이 효율적이다.○ 단점으로는 생산된 제품의 표면에 미세 기포형태가 되는 점과 비틀림이 나타날 수 있으며, SLS 방식의 프린터와 분말형태 소재의 가격이 높다는 점 등이다.과거에는 사용할 수 있는 소재가 제한이 있었으나 기술이 발전함에 따라 소재가 다양해지고 있다. SLS는 부품 생산에서 일반적으로 사용되는 프린터로 엔니지어링 부품에서부터 건축모델 등의 프린트에 가장 많이 사용된다. □ 질의응답- 현재 3D 프린팅스튜디오에서 현재 교육, 전시, 제품 판매 등 사업 분야가 다양한데 주 수익 모델은."주 수입원은 3D 프린팅 제조에서 나오며 두 번째는 기업대상으로 3D프린팅 판매 매출이 차지한다."- 3D프린팅스튜디오에서 교육(워크샵)은 서비스 개념인지."서비스라기 보다는 사회적 인식 향상을 위한 목적이다. 향후에는 3D프린팅 아카데미를 설립하는 것이 목표이다."- 워크샵 교육 시 3D프린팅 사용에 제한을 두지는 않는가? 보완문제는 없는지."3D프린팅 기계를 조작할 수 있다고 해서 모델을 쉽게 복제할 수는 없어서 교육시 보안상 문제는 크게 우려하지 않는다. 참고로 3D프린팅을 이용해서 제작하는 용품에 따라 적용 기술이 달라지며 3D프린팅을 사용하여 어떤 산업군의 제품에 적용될지에 대한 사전 판단이 필요하다."- 큐비콘(Cubicon)이라는 한국기업의 3D 프린팅 제품을 이용하고 있다고 하였는데, 큐비콘 제품의 강점은 무엇이고 어떤 마케팅 방식으로 3D 프린팅 스튜디오와 협력하게 되었는지."시중에 판매하고 있는 3D프린팅은 제조용, 세제품 제작용 등 매우 다양하다. 타 기업과 비교하였을 때 큐비콘이 가진 장점은 품질이 뛰어나다는 것이다.큐비콘은 삼성과 LG에 카메라 렌즈를 납품하는 회사로 정밀도 측면에서 강점을 가진 기업으로 알려져 있었다. 큐비콘과 인연은 3D 프린팅 오스트리아 지점에서 시작됐다. 오스트리아 지점에서 한국 큐비콘에 직접 연락하고 방문하여 큐비콘 제품에 대한 논의를 진행했다."- 큐비콘 제품을 이곳에서 판매하고 있다고 하였는데, 현지에서 판매되는 가격이 어떻게 되는지."3000~6000싱가포르 달러 사이 가격의 제품을 판매하고 있다. 프린트를 구매할 때 가장 중요하게 고려해야할 사항은 서비스(A/S)이다. 3D 프린팅 스튜디오에서 큐비콘 제품을 구매한 후 문제가 있는 경우에는 이곳에서 서비스(A/S)를 받을 수 있다."- 큐비콘 모델을 사용하는 사람들은 개인이 많은가? 기업이 많은지."학교, 개인, 기업 등 다양하다."□ 일일보고서◇ 무궁무진한 가능성을 지닌 3D프린팅 기술○ 3D프린팅을 이용해 생각보다 다양한 분야의 시제품 및 완제품 생산이 가능하다는 점이 놀라웠다. 운동화 밑창부터 시작해서 치아보철물, 음식, 자동차, 집 등 제작가능 품목은 무궁무진했다.구체적인 3D프린팅 방식과 종류 등에 대한 깊이 있는 공부를 할 수 있는 좋은 기회였으며, 3D프린팅 사업의 비즈니스 모델에 대해서도 알 수 있어서 좋았다.○ 3D프린팅은 비용절감 방법을 제시하고 시장진출까지 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다. 2016년에 개발된 MJF기술은 내구성이 좋은 제품을 양산이 가능한 형태로까지 생산할 수 있다고 한다.품질 및 속도, 강도 면에서 아직 해결해야 할 과제들이 많아 기술력 보완이 많이 필요하겠지만, 3D프린팅이 제조업의 혁신을 가져온 것만은 분명한 것 같다.○ 워크샵을 진행해준 제이슨 대표의 첫 질문이 “3D프린팅을 어떻게 생각하느냐“는 질문에 Prototype 형태로서 아직 양산 제품에 비해 품질이 못하다는 답변을 하였다.이후 보여주는 샘플과 3D프린팅한 제품을 보고 많이 놀랐으며 다양한 분야에서 사용되는 기술을 보고 창업기업에게도 많은 조언을 할 수 있을 것 같다.◇ 창업 관련 주제에 대한 논의 부족○ 인프라나 규모면에서는 국내 3D프린팅 업체보다는 압도적인 느낌은 받지 않았지만, 이들이 추구하는 기업의 목표 역시 3D프린팅의 저변확대와 커뮤니티 구축과 활성화였다.Jason joo 대표의 열정적인 강의 덕분에 3D프린팅에 대한 그들의 열정과 비전을 충분히 알 수 있었다. 이들이 가진 가장 멋진 이상은 ‘Bring your ideas to life'였다. 3D프린터의 미래는 이렇게 풀어가는 게 맞다고 본다.○ 다만 아쉬웠던 점은 강의 내용 대부분이 아주 기본적인 3D프린터 입문자용이었다는 건 이번 연수의 옥의 티가 아닐까 싶다.창업기업을 지원하는 운영인력이라는 점을 감안 할 때 싱가포르 내에 3D프린팅 사업과 앞으로의 발전방향 그리고 국내 창업기관 및 기업과의 연계가 주제였다면, 국내 3D프린팅 스타트업들과 국제적인 콜라보가 진행되지 않았을까 싶다.
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DELL Technologies 5450 Great America Parkway,Santa Clara, CA 95054 벤치마킹미국샌프란시스코 □ 연수내용◇ 세계 3개 PC판매기업으로 꼽힌 DELL◯ Dell은 1984년 'PC's Limited'라는 이름으로 설립된 PC제조 및 판매기업으로 1980년대에서 1990년대 동안 개인용 컴퓨터와 서버 분야에서 가장 큰 판매사였다.창립자인 마이클 델(Michael Dell)의 이름을 따서 사명을 변경한 DELL은 미국 및 전세계에서 14만5,000명 이상의 직원을 고용하고 있는 세계 최대의 기술 기업 중 하나이다.◯ 본사는 텍사스 위치하며 휴렛팩커드(HP), Lenovo와 함께 세계 3개 PC판매기업으로 꼽힌다. 2006년 포춘지는 포춘 500에 DELL을 25번째로 가장 큰 회사로 순위를 올렸다. 시가총액이 452억 달러로 미국에서 38번째로 큰 기업이다. ▲ 연수단을 맞이해준 스테판 부사장[출처=브레인파크]◯ 주 제품은 개인용 컴퓨터, 서버, 기억 장치, 네트워크 스위치, 소프트웨어, 텔레비전, 컴퓨터 주변기기 등이며, 기술 관련 제품을 제조하여 시장에 내놓아 판매하고 지원하고 있다.◯ 1994년 큰 유통업체에 공급을 중단하고, 1996년 웹사이트나 전화를 통해 소비자 직거래를 최초로 시작하며 공급망 관리 및 전자상거래의 혁신을 이룬 것으로도 유명하다.◯ 직접 판매 모델과 주문제작 및 주문구성식 접근으로 중간 유통 단계가 없어져 경쟁 업체들보다 상대적으로 낮은 가격에 동급의 사양으로 PC를 판매할 수 있었다. 주문을 받은 다음에 제작에 들어가는 방식이라 재고품 문제도 해결할 수 있었다.▲ 브리핑 현장[출처=브레인파크]◇ 2007년 창업자가 다시 대표로 복귀하며 IT솔루션기업으로 체질 개선◯ Dell의 창업자인 마이클 델은 2004년 전문경영인에게 회사운영을 맡기고 자선사업에 나와있었으나 이사회의 요청으로 2007년 다시 대표직에 복귀했다.당시 미국에서 호황을 누리던 IT 산업의 거품이 빠지면서 많은 기업이 도산했고 델 역시 주가 하락 등을 면치 못했기 때문이다.◯ 다시 경영자로 돌아온 마이클 델은 소비자의 의견을 수렴하고 불만을 처리하기 위한 서비스인 '아이디어스톰'을 신설한다. 이와 함께 2009년 Perot Systems를 인수하며 IT서비스 시장에 진출했다.스토리지(저장장치), 네트워크 장비 등 다양한 분야의 기업을 인수하면서 엔터프라이즈 사업을 본격적으로 준비하기 시작했다. 주력 사업인 PC 제조를 넘어 종합 IT 솔루션 기업으로 체질을 바꾸기 위해서다.◯ 2013년, 마이클 델은 사모펀드인 실버레이크와 손잡고 주식회사 델의 모든 주식을 구매하기로 결정했다. 이를 통해 상장을 폐지하고 비상장 기업으로 돌아갈 것이라고 발표했다. 주식 인수작업은 2014년 마무리되었다.◯ 사실 창업자가 주도하는 자진 상장폐지는 매우 드문 사례다. 일반적인 상장폐지는 앞서 언급한 것처럼 기업 경영이 어려워 퇴출당하는 경우가 대부분이다.자진 상장폐지라 하더라도 사모펀드가 거품이 낀 기업을 인수해 회사를 분할 및 매각한 뒤 알짜배기만 남겨 재상장해 이득을 얻는 것이 일반적이기 때문이다.◯ 이런 사례와 달리 마이클 델은 주주의 간섭없이 회사를 운영하고, 단기적인 이익이 아닌 미래의 사업을 목표로 기업을 운영하기 위해 상장폐지를 결정했다.이를 통해 델 컴퓨터는 주주총회 같은 번거로운 절차 없이 경영자의 판단만으로 미래 사업을 진행할 수 있게 되었다. PC 제조업에서 IT 솔루션 기업으로 탈바꿈 하기 위한 투자도 더욱 적극적으로 진행할 수 있게 되었다. 이러한 마이클 델의 결정을 IT 매체들은 '세계 최대의 스타트업이 탄생했다'고 평가하기도 했다.▲ 역사상 가장 의미있는 기술 인수로 평가받는 EMC 인수[출처=브레인파크]◯ 최대주주였던 마이클 델은 여전히 최고경영자 자리에 계속 머무르면서 회사를 이끌었다. 특히 그가 델 컴퓨터의 미래 먹거리로 여긴 서버, 스토리지 등 엔터프라이즈 분야의 사업이 성장하면서 델의 명성을 이어가고 있다.◯ 이런 성장에 힘입어 마이클 델은 2015년 글로벌 1위 스토리지 솔루션 기업인 EMC를 670억 달러에 인수한다고 발표했다. 엔터프라이즈 솔루션 분야에서 입지를 확고히하기 위해서다.잘하는 분야였던 서버 등에는 꾸준히 투자하고, 못하는 분야였던 스토리지는 인수로 점유율을 확보한다는 전략이다. 마이클 델이 EMC를 인수한 일은 '역사상 가장 의미있는 기술 인수'라는 평가를 받기도 했다.◯ 특히 이 인수를 통해 EMC의 자회사인 가상화 솔루션 기업 VM웨어의 지분까지 보유하면서 클라우드 솔루션 기업으로 진화할 가능성까지 내비쳤다.실제로 VM웨어는 클라우드 시스템 관리 소프트웨어 시장과 데이터센터 자동화 소프트웨어 시장의 선두 기업으로, 델의 하드웨어와 만나 시너지 효과를 낼 것으로 기대받고 있다.◇ 작은 기업이 가진 사고방식을 가진 큰 기업, DELL◯ 발표를 맡은 스테판(Stefan)씨는 2011년 ‘Forest and Network’라는 회사가 DELL에 인수되면서부터 DELL에서 일하기 시작했다. 이전에도 IBM, Cement과 같은 대기업에서 일했고 스타트업 창업 경험도 있다.◯ DELL에 계속 남아있는 이유는 열정이 만들어내는 혁신 때문이며 DELL은 작은 기업의 사고방식을 갖고 있는 큰 기업으로 127개국 파트너들과 함께 일하고 있다. DELL 기술과 DELL에서 어떤 일을 하는지, 어떤 변화를 거치고 있는지에 대한 브리핑이 이어졌다.◇ 디지털 기술화 시장◯ 조직의 디지털 기술화 준비단계는 다음과 같이 나눠볼 수 있다.• Digital Laggards: 디지털 플랜이 없는 단계. 제한된 이니셔티브 & 제자리 투자• Digital Followers: 극소수의 디지털 투자 단계. 미래를 향한 잠정적인 계획만 가지고 있다.• Digital Evaluators: 디지털 변환과 미래를 위한 계획을 점차적으로 수용한다.• Digital Adopters: 성숙한 디지털 계획, 투자 및 혁신을 준비한다.• Digital Leaders: 디지털 변환이 비즈니스 DNA에 뿌리깊게 자리한다.◯ DELL 기술은 문제 해결 제공자, 자동화, AI, 오픈 네트워킹으로 볼 수 있다. 기술적인 측면, 자산, VMware를 비롯하여 DELL의 기술을 만들어 낸 여러 회사들을 볼 때 DELL의 서버, 저장 기술, 높은 전환율, 네트워킹은 세계 최고이다.이 분야에서 앞서고 있는 회사는 DELL을 포함하여 Humerus, Big Switch 등 3~4개의 회사들이 있는데, 이는 이들이 DELL의 파트너이기 때문에 가능했다.◯ 디지털 기술화 시장에서 소비자 기술은 무척 중요하며 DELL에게도 중요한 계획이다. 디지털 전환은 클라우드 시스템으로 인해 가능하다.모두가 공용 클라우드(아마존, 구글, 페이스북, 마이크로소프트 등)에 대해서는 알지만 사적 클라우드에 대해서는 잘 알지 못한다.◯ 어플리케이션(application)은 어디서 작동되는가? 이 모든 어플리케이션을 어떻게 조화시킬 것인가? 어플리케이션을 변형시켜서 어떤 비즈니스적인 이익을 얻을 수 있는가? 이는 회사가 스스로 업데이트 시킴으로써 겪어야 할 과정이다.◯ 제품을 만들 때 IT 인프라가 중요하다. 이 인프라가 제품을 만들 수 있게 해준다. IT 인프라 혁신은 자기만의 페이스가 있으며 이 페이스는 점점 빨라지고 있다.최근 2년 동안 발생된 데이터의 양은 엄청나며 5G가 활성화됨에 따라 더욱 많아질 것이다. 그래서 우리가 생각해야 할 것은 엄청난 양의 데이터를 가지고 어떻게 할 것인가? 이다.◇ 디지털 전환의 장애물◯ 기업의 91%가 겪는다고 분석된 디지털 전환의 장애물은 △시간 △기술 △펀드 △리스크 4가지로 볼 수 있다.• 시간: 빠른 변화 속도로 인해 긴박감이 생겼다.• 기술: 디지털 사용 능력과 기술 능력을 포함하여 인력 준비 부족이 발전을 방해하고 있다.• 펀드: 위태로운 시스템은 그대로인데 펀딩만 혁신하고 있다.• 리스크: 디지털 비전과 전략 부족으로 인해 비즈니스 리스크가 증가했다.◯ 변화 과정에서 이 리스크들을 감당해야 하며 분석해야 한다. DELL도 같은 과정을 겪었다.◇ 디지털 리더십으로 가는 길◯ 변화는 3가지 측면으로 나눌 수 있다. △사람 △기술 △처리 과정이다. 이 모든 것이 일어나야 원하는 변화를 이끌어낼 수 있다. 변화를 이루고 나서 필요 없어지는 것들이 아니라 결과에 도달한 후에도 계속해서 일어나야 하는 일들이다.◯ 그리고 모든 변화는 4가지로 이루어진다. 첫째 현대적 인프라, 현대적 기업과 운영방식, 현대적 서비스 제공 등 IT 변환이 있다. 이러한 IT 변환은 매출이 2배 이상 증가할 가능성을 높인다.◯ 둘째, 빠른 사용자 경험, 지능적인 관리방식, 신뢰할 수 있는 환경 조성 등 노동방식의 전환으로 이때 직원들을 우선시해야 한다.◯ 셋째, 보안은 비즈니스 전략의 주요 부분이며 새로운 태도를 취해야 한다. 환경 규정을 지키는 등 디지털화에서 보안 문제는 정말 중요하다. 데이터 저장에 관한 정부 규제, 보안 문제 때문에 DELL은 사적 클라우드를 만든다.▲ 허유지 부장[출처=브레인파크]◯ 하지만 모든 것을 사적으로 할 수 없기 때문에 멀티 클라우드를 고려한다. 그렇게 되면 공용에서 사적으로, 사적에서 공용으로 서로 호환될 수 있는지의 문제점이 생긴다.또한 디바이스가 신뢰할 수 있는 장치인지, 하드웨어를 신뢰할 수 있는지 등의 보안 관련 도전 과제들도 있다. 인프라를 현대화할 때 우리에게 주어진 도전 과제는 장비 그 자체가 아니라 이런 것들이다.◯ 넷째, 어플리케이션은 기존의 어플리케이션의 현대화, 새로운 어플리케이션 개설, 필요한 기술 습득을 말하는 것으로 비즈니스는 소프트웨어에 의해 정의되며, 차별화되며, 주도된다.모든 것은 어플리케이션과 관련되어 있다. 어플리케이션에 투자하여 호환되고, 다른 환경에서도 작동하는 어플리케이션을 가상화해야한다. 어떤 클라우드를 작동시키기 위해 어떻게 어플리케이션을 조직할지 생각해야 한다.◇ 디지털 전환의 구성 요소▲ 디지털 전환의 구성요소[출처=브레인파크]◯ 디지털 전환을 구성하는 가장 기초는 Services와 Consumption으로 DELL Technology와 DELL 재정 서비스를 이용할 수 있다. 다른 국가에서 물건을 판매할 때 모든 회사는 재정적인 측면에서 파트너십을 맺어야 한다.혼자 모든 자금을 감당할 수 없기 때문이다. 반면 DELL은 워낙 큰 회사이기 때문에 금융 서비스가 있어서 자금을 스스로 부담할 수 있다. 컴퓨팅 서비스도 제공하고 있다.◯ 다음으로 인프라 구축으로 VMware를 이용할 수 있다. VMware를 통해 사용자 조정 서버와 컴퓨팅을 작동하고 저장·집중하는 것, 데이터를 저장하고 백업하는 것이 가능하다. 클라우드 구축은 7개 기업이 모여 DELL 기술 클라우드를 발표했고 개시될 예정이다.◯ 마지막으로 어플리케이션은 5~6년 전 DELL에서 오픈 네트워크라는 개념을 논의하였고 전체 작동 시스템을 오픈 소스로 만들었다. 이 작동 시스템을 보고 DELL에서 배달받기까지 기다리지 않고 어플리케이션을 사용할 수 있게 했다. Humerus, Big Switch 등 여러 파트너들과 집계 작동 시스템을 열었다.오픈 소스 커뮤니티에 이런 작동 시스템을 소개했고, SONIC에 마이크로소프트 관련 엄청난 기여를 하고 있다. 우리에게 작동 시스템 그 자체는 혁신이 아니다. 그 안의 어플리케이션이 혁신으로 이어지는 길이다.◇ DELL EMC HPC와 AI 이노베이션 랩의 목표와 업무◯ 다음으로 Joshua씨의 발표로 DELL EMC HPC와 AI 이노베이션 랩에 대한 소개가 이어졌다. DELL EMC HPC와 AI 이노베이션 랩은 투자, HPC와 AI 이노베이션 랩, 기술적 회의・투어・원격접속을 중심으로 다음과 같은 목표를 가지고 있다.◯ 첫째, 디자인, 발전, HPC와 DL 시스템 통합: 유연한 레퍼런스 아키텍처, 연구 컴퓨팅, 제조, 생명과학, 석유 및 가스에 맞춘 시스템◯ 둘째, 공동R&D활동의 중심: 공동의 혁신을 위해 파트너들과 기술 협력과 CSC, COEs, 고객들과 연구 조정◯ 셋째, 어플리케이션 성능 연구 및 모범 사례 개발: : 백서, 블로그, 프레젠테이션◯ 넷째, 프로토타입, 선진기술 분석: : NVMe, FPGAs, Containers, DL workloads, 새로운 메모리 기술, HPC+Cloud 등▲ DELL EMC HPC 와 딥 러닝 솔루션[출처=브레인파크]◯ 주요 업무는 다음과 같다.• HPC와 딥 러닝 워크로드를 위한 시스템을 디자인하고 개발: 이때 시스템은 계산, 저장, 네트워크, 소프트웨어, 서비스, 지원 시스템을 의미• 공장, 소프트웨어, 서비스 통합• 전력 및 성능 분석, 튜닝, 모범 사례 구축, 절충• 어플리케이션 성능 집중• 수직 솔루션 제공• 연구 및 개념 증명 연구• 백서, 블로그, 협상문 출판• 랩의 시스템 오픈, 제공◇ 이노베이션 랩이 갖춘 세계적 수준의 인프라◯ 랩이 갖춘 최고의 인프라는 다음과 같다.• Intel Scalable Systems Framework(OPA, KNL, Xeon)에 기반한 탑 500개 종류의 시스템• 424 Intel Xeon, 160 Xeon Phi(KNL) 서버• 1.1 PF가 넘는 성능의 결합• Lustre, Isilon H600, Isilon F800 and NSS 저장소• 액체 냉각 및 공기 냉각◇ 딥 러닝을 위한 ‘델 EMC 레디 솔루션’◯ 다음으로 이노베이션 랩의 주제에 의해 발전한 솔루션 사례와 프로그램에 솔루션이 어떻게 적용하는지에 대한 발표가 이어졌다. 솔루션 컨설턴트인 Guy Laporte씨는 딥 러닝을 위한 ‘델 EMC 레디 솔루션에 대해 소개했다.◯ 솔루션은 딥 러닝에 집중하고 있는데, 딥 러닝은 AI 자산이며 GPU를 기반으로 하기 때문에 소프트웨어 체계를 마련한다.◯ 딥 러닝을 통해 어떻게 방대한 양의 데이터를 관리하는가? 업그레이드 된 Data Science를 제공하기 위해 강한 컴퓨팅 파워를 가지고 있는 솔루션을 가져야 할 뿐만 아니라 데이터를 저장, 합병할 수 있는 전문지식 등이 필요하다.방대한 양의 소프트웨어 부품과 딥 러닝을 할 수 있는 요구를 충족시키는 것, 이 모든 것을 하나의 플랫폼에 모으는지가 도전 과제이다.◯ 딥 러닝 솔루션은 가장 강한 GPU를 가지고 있기 때문에 서버가 조금밖에 없어도 강한 솔루션을 가질 수 있다. 서버, 저장율, 네트워킹 부품이 있다.솔루션은 작은 숫자의 서버만 가지고 일을 하도록 디자인되어 있다. 솔루션은 적은 숫자의 서버로 시작하도록 디자인되었지만 서버를 추가하고 싶으면 네트워크에 서버를 스스로 추가하는 능력을 갖추고 있다.◯ 솔루션은 HPC(고성능 컴퓨팅) 클러스터 모델에 기반하고 있다. Head 노드로 시작하고, 딥 러닝을 사용하기 때문에 Compute 노드 그룹은 GBE로 작동한다. 클러스터에 고속의 상호교환을 원한다면 EDR 뼈대가 만들어진다.◯ 저장장치는 User Directory(사용자 조정)인데, 두 가지 옵션이 있다. Head 노드는 전통적으로 HPC에서 본 것보다 더 큰 노드이다. 데이터를 찾을 때 포털 역할을 하기 때문이다. 서버는 Compute 노드를 사용할 때보다 12배 더 크다. 저장소가 충분히 크지 않으면 축적율을 높일 수 있다.◯ 하드웨어 플랫폼을 구축한 후에는, 소프트웨어 환경을 조성해서 GPU의 이점을 이용하고 딥 러닝 프로그램을 실행해야 한다. 또한 딥 러닝을 이용하여 서비스를 HPC 클러스터로 통합시켜야 한다. 딥 러닝 플랫폼에 접근할 수 있는 셀프 서비스 제공이 목적이다.◇ 머신러닝과 딥 러닝의 적용 사례◯ 머신러닝과 딥 러닝의 분야별 적용 사례를 다음과 같다.• 헬스케어와 생명과학: 약물 상호작용, 암 감지, 만성 질환 예측, 신약 개발, 유전자 돌연변이, 위생시설• 재정 서비스: 사기 방지, 위기 관리, 투자 예측, 고객 서비스, 디지털 어시스턴트, 네트워크 보안• 정부 보안: 안면인식, 비디오 감시, 사이버 보안, 위성 이미지, 사건 예측, 응급 서비스• 미디어와 엔터테인먼트: 비디오 자막 삽입, 컨텐츠 기반 검색, 동시통역, 언어 처리, 콘텐츠 제안• 에너지: 풍력 발전, 태양 발전량 예측, 석유 생산 최적화, 일기예보, 소비 수요 예측• 교통수단: 자율주행, 보행자와 물체 감지, 차선 추적 및 교통 패턴, 예방적 유지보수, 위험 평가◇ AI, 머신러닝, 딥 러닝이 무엇인가?◯ AI와 머신러닝(Machine Learning), 딥 러닝(Deep Learning)을 무엇인지 정의해보면 AI는 기계 지능으로 머신러닝과 딥 러닝은 AI를 가능하게 만들어주는 기술이다.◯ 머신러닝은 작업 수행 방법을 학습할 수 있는 기능을 제공하는 알고리즘에 대량의 데이터를 공급하여 기계를 ‘트레이닝’하는 것이다.◯ 딥 러닝은 구성 요소(컨볼루션, 풀링)와 경험적 접근(중퇴 및 일괄 정상화)를 결합함으로써 코딩 효율을 향상시키는 것을 의미한다.◇ AI를 위한 레디 솔루션◯ 고객들은 결합된 하드웨어와 소프트웨어를 기반으로 한 새로운 솔루션을 설계하는 데까지 12-18개월이 걸리기 때문에 ‘Al는 너무 복잡하다.’라는 의견과 데이터는 천문학적인 속도로 증가하고 있기 때문에 통찰력을 갖고 신속하게 조치를 취하기 위해 수동으로 데이터를 활용하는 것은 불가능하기 때문에 ‘데이터의 이점을 충분히 활용하지 못했고 결과는 너무 느리게 나온다.’는 의견, AI, 머신러닝, 딥 러닝은 비교적 새로운 분야이기 때문에 깊은 전문지식과 가이드라인이 부족하여 ‘사내 전문지식이 없다.'는 어려움을 토로한다.◯ 그래서 AI를 위한 레디 솔루션은 AI를 최적화된 하드웨어-소프트웨어 스택(일시적으로 보존하고 싶은 데이터를 차례로 겹쳐 쌓듯이 수납해 가는 기억 장치)을 간소화하고 솔루션을 검증하였다.◯ 파워엣지 서버와 NVIDIA GPU, Isilon Scale-out NAS 저장소는 더 빠른, 더 깊은 통찰력을 가능하게 했고 워크샵, 컨설팅, 배포, 컨셉 증명, 지원과 자금 조달 가능성을 제공하여 검증된 전문지식을 쌓도록 했다.◇ Head Node VS Compute Node◯ Head Node는 서버에 기반하고 있는데, 이 서버는 소프트웨어가 저장소를 찾는 데 집중하게 한다.◯ Compute Node는 C4140서버는 밀집도가 높은 GPU 서버로, 오직 GPU를 위해 특수하게 디자인되었다. 딥 러닝을 위해 최대 GPU to GPU를 사용한다.◇ Compute Nodes – 파워엣지 C4140 서버◯ Compute Node의 C4140서버에 사용된 워크로드는 △머신 러닝과 딥 러닝 △기술적 컴퓨팅(연구/생명과학) △ 짧은 대기 시간과 고성능 어플리케이션(FSI)이다.◯ 이 서버의 핵심 역량은 다음과 같다.• 특허 출원 중인 인터리브 GPU 시스템 설계로 성능 향상 및 우수한 열 효율성• NVIDIA Tesla “V100 with NVLink”를 사용하는 최대 500개의 TFLOPS/U+의 성능 저하 없는 (CPU+GPU) 가속 기술• 차세대 GPU를 위해 미래를 대비할 수 있도록 돕는 2.4KW PSUs• 사전 구성된 레디 번들로 구축 간소화◇ Bright Cluster Management for Data Science◯ 데이터 사이언스 프로젝트를 가속화하기 위해 필요한 것으로 단일 인터페이스에서 하드웨어, 운영 시스템, 빅데이터 및 딥 러닝 소프트웨어를 프로비저닝함으로써 데이터 사이언스 클러스터를 단일 독립체로 관리하는 것과 파워엣지 서버와의 통합으로 관리 및 구성을 간소화하는 것이 있다.◇ HPC를 위한 델 EMC 레디 솔루션◯ HPC를 위한 레디 솔루션은 무엇인가?• 사용 가능한 배포, 지원 및 원격 관리 서비스를 갖춘 도메인별 시스템• 시스템 배포 및 운영을 위한 검증된 소프트웨어 스택• compute, 네트워크, 저장소를 포함하여 HPC 시스템 디자인의 모든 부분을 분석• 도메인 관련 성능 정의 및 간행물◯ HPC를 위한 실행 가능한 레디 솔루션은 △연구 △생명과학 △디지털 제조업 △ NSS 저장소 △Lustre 저장소가 있다.◯ Dell EMC Integration의 Bright Cluster Manager가 제공하는 추가기능은 다음과 간다. 첫째, 현재 소프트웨어는 iDRAC을 거쳐 델 EMC 서버를 관리한다.◯ 둘째, Bright Cluster Manager는 BIOS에서 사용할 수 있는 각 서버의 정보를 다음과 같이 모은다.• 1. 서버의 BIOS 시스템 프로파일 표시• 2. 사용자가 단일 소스에서 설정을 변경할 수 있도록 지원한다.• 3. 최적의 클러스터 성능을 위해 이기종 서버 프로파일 관리한다.◯ 셋째, fw/BIOS 업데이트를 수행할 수 있다. 그 후 단일 사용자 GUI로 관리 용이성을 나타낸다.◯ 넷째, 모니터링: GPU 이용을 모니터링할 수 있다.◯ 다섯째, 델은 소프트웨어 유틸리티를 서버에 많이 제공한다.◯ 통합 및 설치는 델 EMC 시스템 관리 도구와 OpenManage 업데이트, 지원되는 주변 장치에 대한 델 EMC 네트워크와 저장소 드라이버 업데이트를 하면 된다.◇ DELL EMC의 OpenHPC◯ 오픈 소스 HPC 소프트웨어 스택은 2016년 6월부터 기술운영위원회의 멤버로 기능 영역 ‘리소스 관리’의 유지 관리자로서 SLURM 구성 향상에 기여했다.Pull Request를 제출하고 문제를 식별하여 소프트웨어 기능 및 사용 편의성을 향상시켰다. 그리고 소프트웨어 스택의 구성 부품 30개 이상이 검토되었다.• OpenHPC 소프트웨어 스택 v1.3.1 입증됨: Head Node R740/R640, Compute Nodes C6420• OpenHPC 소프트웨어 스택 v1.3.5 입증됨: Head Node R740, Compute Nodes MX740c◇ HPC 디지털 제조업을 위한 ‘델 EMC 레디 솔루션’◯ Computer Aided Engineering(CAE)에 초점을 둔 HPC 레디 솔루션으로 주로 엔지니어링 시뮬레이션 도메인에 초점을 맞췄다.• 1. Computational Fluid Dynamics (CFD) 계산유체역학• 2. Finite Element Analysis (FEA) 유한요소해석• 3. Computational Electromagnetics (CEM) 컴퓨터 전기자기학◯ ISV 파트너십은 Altair, ANSYS, Siemens, LSTC 등이 있다.▲ HPC 디지털 제조업을 위한 ‘델 EMC 레디 솔루션’ 제품군[출처=브레인파크]◯ Compute Building Blocks와 Management Building Blocks이 구성 요소 계산과 관리를 하고 HPC 네트워킹 제품으로 DELL EMC, Mellanox이 있다, HPC 저장 제품은 DELL EMC, Seagate, DataDirect이 있다.◯ Bright Cluster Manager 또는 OpenHPC, DELL Pro Support, Pro Support Plus, Deployment Services, ISV 어플리케이션을 활용할 수 있다.◯ HPC 디지털 제조업을 위한 ‘델 EMC 레디 솔루션은 컴퓨팅, 저장, 네트워킹, 통합 관리, 모니터링 및 서비스를 포함하는 포괄적인 제품으로 각 단계마다 선택할 수 있는 유연성이 장점이다.
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핀란드학술원(ACADEMY OF FINLAND) Hakaniemenranta 6POB 131, FI-00531 HelsinkiTel: +358 295 335 000www.aka.fi 방문연수핀란드 헬싱키□ 연수내용◇ 핀란드 과학기술연구 지위 강화 목적으로 설립○ 연수단의 마지막 방문지인 핀란드학술원에서는 연구 전략 수비과 분석을 담당하고 있는 리사(Liisa Savunen) 이사의 환영사로 브리핑을 시작했다.▲ 인사말을 전하는 연수 단장[출처=브레인파크]○ 핀란드학술원(이하 학술원)은 과학기술 선도국가로 성장하기 위한 R&D 자금지원을 위해 1970년 설립되었다. 이 곳은 ‘핀란드 연구기반시설 강화 로드맵'을 통해 주요 연구기반시설을 지원, 확립, 강화하는 역할을 수행한다. 핀란드국립기술청과 함께 공공 R&D 분야를 담당하는데, 학술원은 기초연구, 기술청은 응용연구를 맡고 있다.○ 학술원의 주요 업무는 △공개경쟁입찰을 통한 연구개발 자금지원 △국내외 네트워킹 자문 △연구자료 수집․분석 등이다.특히 연구기관이나 단체에서 연구자금이 필요할 때, 학술원에 신청서를 접수하면 적합성 여부를 심사하여 학술원의 기금을 지원받을 수 있다.◇ 연구기술 상용화를 위한 기관 ‘비즈니스핀란드’○ 학술원은 핀란드문화교육부(Ministry of Education, Science and Culture) 산하 기관으로 교육부로부터 R&D자금을 지원받는다.이와 달리 핀란드노동경제부(Ministry of Economic Affairs and Emplyment) 산하의 비즈니스핀란드(Business Finland)는 글로벌 비즈니스와 혁신을 위한 R&D 기술상용화에 초점을 두고 자금을 지원한다.(www.businessfinland.fi)○ 이 두 기관은 자체적인 RI(Research Infra, 연구 인프라)를 가지고 있지는 않지만 △대학교 △응용과학대학 △연구기관 등의 연구단체가 자금을 필요로 할 때 지원해주고 있다.▲ 핀란드 정부기관과 연구개발 관련 기관의 네트워크[출처=브레인파크]◇ 2016년 기준 약 59억 유로의 R&D 예산 수립○ 2016년 기준으로 핀란드의 R&D 지출은 약 59억 유로였다. 이 가운데 66%는 비즈니스 부분, 25%는 고등교육, 9%는 공공분야 연구에 사용되었다. 또한 학술연구 기금지원을 위해 편성된 학술원의 연간 예산은 약 4억 유로이다.▲ 2016년 핀란드 연구개발 현황[출처=브레인파크]◇ 연구주제는 정부 결정, 자금지원 프로젝트는 학술원 결정○ 학술원 조직은 아래와 같이 총 4개의 연구협의회로 구성되며 높은 수준의 전문성 있는 연구개발을 위한 지원 역할을 수행하고 있다.• 생명과학연구협의회(Research Council for Biosciences and Environment)• 문화사회연구협의회(Research Council for Culture and Society)• 자연과학연구협의회(Research Council for Natural Sciences and Engineering)• 건강연구협의회(Research Council for Health)○ 2017년을 기준으로 할 때, 학술원의 직원은 총 136명이며, 연간 연구기금 지원을 위해 배정받은 예산은 약 4억4400만 유로였다. 학술원의 자금지원 결정권은 과학협의회와 전략연구위원회, 연구인프라위원회 이사회에 있다.매년 4,000건의 자금조달 신청이 접수되는데 이 중 신청자 중 10~20%정도가 주요 자금을 지원받고 있다. 평균적인 자금지원 기간은 4~5년 정도이며 학술연구자금의 20%는 대학에서 사용되고 있다.○ 특히 전략연구위원회(SRC)는 핀란드 사회가 직면한 문제를 해결하기 위해 장기 프로젝트를 지원하고 있다. 이 프로젝트에 대한 자금지원은 전략연구위원회가 직접 담당하며 프로젝트 후속 조치 및 영향에 대한 평가도 실시한다. 다만 연구 프로그램의 주요 주제는 핀란드 정부가 직접 결정한다.◇ 장기적인 관점의 산학협력과 연구결과 상용화가 중요○ 리사 이사에 이어 자연과학 및 공학 연구팀의 책임자인 수잔(Susan Linko)씨가 브리핑을 이어나갔다. 수잔 씨는 ‘장기적인 관점에서 연구 지원을 위한 산학협력체계’에 대한 주제로 이야기를 이끌어갔다.○ 수잔 씨에 의하면 학술원이 중요하게 생각하는 산학협력의 주요 목적은 △과학연구의 품질 향상 △장기적 관점에서의 연구 실시 △실용적인 연구 결과 확보 △연구 상용화를 통한 이윤창출이라고 강조했다.○ 아래 도표는 2012년-2017년 학술연구를 위한 자금지원 현황이다. 특징적인 부분은 Non-targeted funding의 비중이 절반 이상이라는 점이다. 이 자금은 실용적인 연구 활성화를 위한 기금으로 사용된다.▲ 학술 연구를 위한 분야별 연구자금 지원 분포도[출처=브레인파크]◇ 산학협력 기반 연구 기금 신청은 900건 이상○ 또한 2015년부터 2017년까지 산학협력에 기초한 연구자금 신청 건수는 약 900건이었다. 연구 분야는 △컴퓨터과학(Computer Science) △재료과학 및 기술(Materials science and technology) △화학 △전기공학 △전자공학 △지구과학 △에너지공학 △물리학 등 다양하다.○ 연구자금 지원은 4개의 분야별 연구협의회에서 결정하는데, 평가기준은 협의회별로 조금씩 다르다. 예를 들어 리서치위원회(Research Counsils)는 상업성을 가장 중요한 평가요소로 삼고 자금지원을 결정한다.▲ 산학협력 기반 연구자금 지원 건수(2015-2017) : 연구 분야의 총 제안 수 [출처=브레인파크]◇ 연구센터 역량강화를 위해 집중 지원○ 학술원은 연구의 품질과 효율성 향상을 위해 연구센터의 역량을 강화하고 우수한 연구 성과를 창출하고자 플래그십 프로그램(Flagship program)을 운영하고 있다.○ 2018년에 2,500만 유로가 여기에 투입되었으며 2019년도 비슷한 수준을 유지할 예정이다. 이 프로그램은 오직 대학-연구기관 컨소시엄만 신청이 가능하며, 공공과 민간의 차별은 없다.▲ 6G 기반 프로젝트를 수행중인 오울루대학교 연구팀[출처=브레인파크]○ 학술원은 2018년 5월 ‘The first competence clusters' 라는 플래그십 프로그램 공모를 통해 2개의 대학 연구센터를 선정했다.지속가능한 발전 부분에서는 알토대학교(Aalto University, VTT), 6G 기반 무선 스마트 에코시스템 부분에서는 오룰루 대학교(University of Oulu)이 선정되었다.◇ 시장 혁신을 위한 산학협력 강화 필요○ 핀란드 정부는 핀란드의 지속가능한 경제성장과 공공서비스 및 사회보장 품질 향상을 위하여 6개의 핵심 주제를 가지고 26개의 전략 프로젝트를 발표했다.• 고용과 경쟁력• 지식과 교육• 시장 혁신을 위한 교육기관과 비즈니스 간의 협력 강화• 웰빙과 건강• 바이오경제 및 청정 솔루션(Bioeconomy and Clean Soultion)• 디지털화, 실험 및 규제 완화○ 수잔 씨는 △연구결과를 통한 영향력 △다양한 기관으로부터 펀딩을 받은 수 있는 체계 △학계와 산업계 간의 교류에 대한 중요성을 강조하며 브리핑을 마무리했다.◇ 연구 인프라 전문위원회를 설립하고 전략 수립○ 수잔 씨에 이어 마지막으로 연구자금 지원담당인 메르야(Merja) 수석이 ‘2014-2020 연구 인프라 전략’을 주제로 설명을 이어갔다.○ 2011년 핀란드 정부는 연구 인프라 정책을 개발하고 관리하기 위해 학술원 내에 ‘연구 인프라 전문가위원회’를 설치했다. 학술원과 위원회에 대한 적극적인 지원을 통해 ‘2014-2020 연구 인프라 전략’이 수립되었다.○ ‘2014-2020 연구 인프라 전략’의 주요 목적은 아래와 같다.• 핀란드 연구 기반 시설의 장기적인 발전 계획 수립• 연구 기반 시설 개방 및 공동 사용을 위한 개선책 마련• 연구 기반 시설 자금 지원 강화• 연구 기반 시설의 체계적인 개발을 위한 로드맵 설정• 연구 기반 시설의 영향 및 중요성 평가◇ 연구 기반 시설 지원을 위한 ‘FIRI-Funding’ 프로그램 운영○ 2013년 전문가위원회는 핀란드 연구 인프라 전략과 2014-2020 로드맵 수립을 승인했다. 이와 동시에 핀란드 교육문화부의 연구 기반시설 및 자금의 상당 부분이 학술원의 FIRI-Funding 프로젝트로 이전되었다.○ FIRI-Funding 프로젝트는 △핀란드 및 국제 연구 인프라 활동 모니터링 △연구 인프라 구축을 위한 장기 계획 수립 △연간 FIRI-Funding 보조금 관리 및 자금 지원 현황 모니터링 △학술원이 지정한 인프라 모니터링 등을 목적으로 연구 인프라에 대한 자금을 지원한다.○ 학술원이 제공하는 이 자금을 지원받기 위해서는 아래의 네 가지 조건을 충족해야 하며, FIRI 위원회의 심사를 통과해야 한다. FIRI 위원회는 △대학 연구원 △국립연구소 총장 △3개 부처 장관(교육문화부, 경제노동부, 사회복지부)으로 구성된다.• 연구기관 혹은 연구기관과의 컨소시엄만 지원 가능• 동종 분야의 연구 인프라간의 협력 촉진• 국제적인 관계와 연구 품질 향상 중요시• 연구 이니셔티브와 공동으로 연구 기반 시설을 위한 오픈 데이터 뱅크 구축◇ 부가가치 창출을 위한 연구 인프라 지원 활성화○ 이어서 핀란드는 2014-2020 연구 인프라 전략 실천을 위한 로드맵을 구성했다. 로드맵 설정은 △RI(연구 인프라)의 장기적 개발 △개방 및 협업 강화 △펀딩 기준 강화 등을 목표로 하고 있다.▲ 로드맵 중간 검토 평가 및 의사 결정 프로세스[출처=브레인파크]○ 로드맵은 연구 인프라 지원대상 선정을 위한 5개의 평가기준을 위와 같이 제시하고 있다. 또한 중간검토를 통해 로드맵이 목표에 맞게 진행되고 있는지 여러 차례 평가과정을 거치고 있다.• 첨단 연구를 통한 부가가치 창출 가능성• 데이터 개방성 여부• 연구 인프라 구축을 위한 장기 계획 보유 여부• 학술적 개념을 넘어서 국제적인 관계 구축 실현 가능성• 연구 인프라 전 생애주기 동안 기술, 제도, 인원 가동성 및 지속가능성◇ 체계적인 전략 수립 필요▲ 2018 로드맵 검토 평가를 통해 분류된 연구 인프라(RI)[출처=브레인파크]○ 위 표는 2018년 로드맵 검토 평가기준에 따라 실시한 우수성 평가 결과이다. 기관명 우측상단에 포기된 기호 ‘*’은 국제 연구인프라 회원기관, ‘**’은 핀란드 연구인프라 회원기관이다. 예를 들어, 연수단이 방문한 오타나노는 ADVANCED 평가를 받았음을 확인할 수 있다.○ 학술원은 목표에 도달하기 위해 가장 중요한 부분은 ‘전략’이라는 것을 중간검토를 통해 발견했다고 강조했다. 특히 FIRI-Funding을 기반으로 한 차원 더 높은 수준의 연구 발전을 지원할 수 있게 되었고, 중간검토를 통해 데이터를 공유하면서 더 큰 발전을 이룰 수 있으리라고 예상하고 있다.□ 일일보고서◇ 산업별 장기적 로드맵 구축 필요○ 연구시설관리를 정책적으로 전략을 수립하고 로드맵을 통하여 지속가능하고 실현가능한 프로젝트를 지원하는 기관으로 국내에서도 적용할 필요성이 있다고 생각된다.○ 연구 질을 향상시키고 실용적인 연구가 될 수 있도록 철저한 검증과 검토를 통해 지원함으로써 재정지원에 대한 효과가 크게 나타날 것이다. 따라서 국내에서도 핀란드학술원과 같은 전문조직을 운영하여 국가의 R&D 투자가 헛되지 않도록 했으면 한다.○ 국가 정책의 전략 및 로드맵 수립은 매우 중요하다고 생각하며 각 산업별 장기적인 로드맵을 바탕으로 정책이 이루어져야 한다.○ 국가 아젠다는 단기간의 사업화 보다는 10년 이후의 먹거리 등으로 고려한 기술 로드맵을 준비하고 기초 및 기반 연구를 지속적으로 하고 있어야 실제 10년 후 관련 기술이 사업화 될 때 기업을 지원할 수 있음을 느꼈다.○ 급속히 변화하는 기술 트렌드에 맞게 지원 프로그램을 맞추어 가고 있음을 느꼈으며 우리나라의 과학재단의 역할과 매우 유사함을 알 수 있었다.○ 현 플랫폼구축사업과 유사한 The Flagship program을 운영하고 있는 핀란드학술원의 성공사례를 연구하여 국내에 적용시킬 수 있는 것이 있다면 접목시켜 보는 것이 바람직하다.2시간의 짧은 브리핑만으로 플래그십 프로그램에 대한 세부적 내용을 파악할 수 없었기에 보다 추적조사가 가능하다면 이 부분이 필요할 것으로 사료된다.
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□ 연수내용◇ 컴퓨터공학을 기본소양으로 AI의 근간을 쌓는 미국 대학○ 미국 대학에서는 AI의 근간이 되는 컴퓨터공학이 이미 기본 소양으로 여겨지고 있다. MIT 학생 중 컴퓨터공학 전공과학을 듣는 학생은 지난해 기준 50%에 이르고 스탠퍼드대 공대생 중 컴퓨터공학 전공자는 45% 수준이다. MIT, 스탠퍼드, 카네기멜런, 워싱턴대 등은 공동으로 AI를 교육하는 프로그램을 운영하고 있다.○ 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리)는 2015년부터 데이터 사이언스를 연계한 대학원 전공 과정을 운영하고 있다.데이터 사이언스는 엄청난 양의 빅데이터를 분석하기 위해 AI 기술의 핵심인 딥러닝(심층 학습) 등을 활용하는 기술이다. 알파고를 통해 딥러닝의 유용성이 입증되면서 최근 가장 각광받고 있는 분야이기도 하다.◇ 세계에서 3번째로 노벨상을 많이 배출한 UC버클리○ 1868년 10개의 캘리포니아 대학교 중 최초로 설립된 UC버클리는 2019년 U.S. News & World Report 세계랭킹에서 4위에 랭크되었다.107 명의 노벨상(2018년 12월 기준) 수상자들과 연고가 있는 UC버클리는 세계에서 3번째로 노벨상 수상자를 많이 배출한 대학교인 세계적 명문대학이다.○ 버클리 졸업생들은 여러 유명 기업들을 창업한 것으로 유명하다. 애플(스티브 워즈니악), 인텔(고든 무어), 마이스페이스(톰 앤더슨), 갭(도널드 피셔), DHL(래리 힐블롬), 구글 보이스(크레이그 워커)와 구글 어스(존 행크), HTC(쉐어 왕), 썬 마이크로시스템즈(빌 조이), BBN 테크놀로지(리처드 볼트), 마벨 테크놀로지 그룹(세핫 수타르자와 웨일리 다이), VM웨어(다이앤 그린과 멘델 로젠블럼), 일본 소프트뱅크(손정의) 등이 버클리 졸업생에 의해서 설립된 대표적인 회사들이다.◇ 버클리 대학 내 인공지능 관련 연구인력이 모인 인공지능연구소○ UC 버클리는 연구 중심의 종합대학으로, 7,000개가 넘는 강의와 300개에 가까운 전공을 제공하고 있다. 해마다 5,500명의 학사와 2,000명의 석사, 900명의 박사를 배출한다.▲ UC버클리[출처=브레인파크]○ 버클리 인공지능연구소는 △컴퓨터 비전 △기계학습 △자연어 처리 △계획 △로봇공학 분야에 걸친 UC버클리 대학 내 연구인력이 모인 연구소다.○ 30여 명의 교수진과 200여 명의 대학원생은 멀티모달 딥러닝(Multi-modal deep learning)과 인간-호환 AI와 관련한 최첨단 기술들을 연구하며 AI와 다른 과학 분야 간 접목을 위한 연구도 진행한다. 연구진은 인공지능 관련 연구를 진행할 때 최대한 다양한 접근법을 활용하고 있다.○ 연구소는 최첨단 AI 연구 가속화를 위해 ‘BAIR Open Research Commons’라는 새로운 산업 제휴 프로그램을 시작했으며 연구진은 Commons 협정을 기반으로 제휴 산업 파트너와 공동으로 그리고 균등하게 지적 재산을 공유하면서 협력적인 공동 프로젝트를 진행한다.○ 후원기업으로는 아마존, 페이스북, 구글, 마이크로소프트, 삼성, 웨이브 컴퓨팅 등이 있으며 이들 기업은 프로그램의 초기에 BAIR 시설과 연구 노력을 지원할 20개 이상의 공동 프로젝트에 대한 기금을 조성했다.○ 기존 학과와 학부들은 그대로 놔둔 채 이들을 모두 아우를 수 있는 `디비전`이라는 개념을 만들어 학부생들이 전공과 관계없이 데이터 사이언스를 학습할 수 있도록 한다.◇ AI분야 고전논문상을 수상한 존케니교수의 지도를 받는 김진규학생○ 버클리대 인공지능연구소 방문은 컴퓨터공학과에서 박사과정에 있는 김진규 학생과의 간담회 형태로 진행되었다. 김진규학생은 고려대학교 전자공학과 학사, 석사를 거쳐 현재는 존 케니 교수(Prof. John Canny)의 지도학생으로 연구 중이다.존 케니 교수가 석사 과정 때 발표한 논문이 컴퓨터 비전 쪽에서 가장 많이 읽힌 논문으로 유명하며 2002년 인공지능분야에서 가장 영향력있는 논문상을 수상하기도 했다. 지금은 CS 학부장이다.○ 김진규 학생의 연구분야는 AI, 컴퓨터 비전, MAPE 등을 하고 있고 어플리케이션으로 자율 주행을 연구하고 있다. 특히 Advisable AI를 많이 하고 있고 DARPA에서 AI 관련 세미나를 열었을 때 직접 연구내용도 발표했다.○ 버클리로 오기 전에는 컴퓨터 이미징, Data Mining, 물리경제학 등 관련 연구를 진행했으며 현재는 DARPA 프로젝트로 자율 주행을 연구하고 있다. 병역특례로 LG Display, 삼성, 팬텀AI, 혼다, Waymo에서 인턴을 했다.○ 주요 이력• niversity of California, Berkeley, PHD IN COMPUTER SCIENCE (ADVISOR: PROF. JOHN CANNY)• Korea University, MS IN ELECTRICAL COMPUTER ENGINEERING (ADVISOR: PROF. SUNGROH YOON)• Korea University, BS IN ELECTRICAL ENGINEERING, Summa Cum Laude (GPA: 4.45/4.5)○ 발표논문• 2018.10. 「Explainable Deep Driving by Visualizing Causal Attention」, Jinkyu Kim and John Cann, The Springer Series on Challenges in Machine Learnin• 2018.09. 「Textual Explanations for Self-Driving Vehicles」, Jinkyu Kim, Anna Rohrbach, Trevor Darrell, John Canny, and Zeynep Akata, ECCV• 2017.12, 「Show, Attend, Control, and Justify: Interpretable Learning for Self-Driving Cars」, Jinkyu Kim, Anna Rohrbach, Trevor Darrell, John Canny, and Zeynep Akata, NeurIPS Symposium• 2017.10, 「Interpretable Learning for Self-Driving Cars by Visualizing Causal Attention」, Jinkyu Kim and John Canny, ICCV◇ 자율주행의 취지와 흐름○ 자율주행은 교통사고를 줄이는 것, 사람들의 운전시간을 줄이고, 주차장에 쓰이는 공간을 줄이자는 취지를 갖고 있다.우버의 자율주행은 볼보 차체에 자율주행 센서와 컨트롤 유닛을 달아서 자율주행 차를 만들었다. 트럭에도 진행 중이었는데 최근에 우버에서 트럭에 대한 자율주행 사업은 중단했다. 자율주행 분야로 투자를 많이 했으나 트럭 대신 일반자동차에 집중하고 있다.○ Waymo는 일반자동차와 트럭 모두 진행하고 있다. 대부분의 자율주행 차가 상위단에 라이더센서를 두고 360도로 레이저를 쏴서 주변에 무슨 물체가 있는지 감지한다.카메라가 앞, 뒤로 6개정도 달려 있어서 주변 시야를 확보한다. 레이더 센서는 요새 차에 다 들어가 있는데, 고속도로에서 자율주행하는 차는 모두 레이더를 쓰고 있다. 또한 보통 트렁크에 컴퓨터를 실어 넣는다. 최근에 재규어에 레이더를 달아서 실험하고 있다.○ Waymo는 피닉스 지역에서 서비스하고 있는데, 리프트와 연결해서 리프트에서 자율주행차를 불러올 수 있게 한다. 센서에서 정보를 취합한 후 컴퓨팅하고 자동차로 컨트롤한다. 우버의 앱, 구글 맵으로 차량을 호출하면 내비게이션도 해준다.◇ 인식-예측-통제로 이루어지는 자율주행○ 자율주행은 크게 인식(Perception), 예측(Prediction), 통제(Control)의 과정을 거치는데 첫 번째 인식(Perception)은 센서가 들어오면 Perception 모듈을 가장 먼저 거친다. 어떤 물체가 어디 있는지를 판단하는 단계이다.○ 사람이 지나가는 경우, 자전거나 차량이 지나가는 경우도 모두 감지한다. 라이더 센서로 3D 바운딩 박스를 찾고, 카메라를 사용해서 신호등을 구별한다.라이더 센서를 쓸 때 최대 200m 거리의 차량과 사람을 모두 감지한다. 감지 문제는 거의 다 해결됐다고 보고 있다. 차량은 빨간색 바운딩 박스로 사람은 노란색 바운딩 박스로 표시하고 2년 전까지는 카메라로 감지를 많이 했으나 최근에는 라이더로만 감지를 한다.○ 문제는 기존에 생각하지 못했던 감지문제들이다. 예를 들어 경찰관의 수신호(다른 방향으로 가라는)나 미국은 구급차가 오면 무조건 비켜줘야 하기 때문에 구급차 소리가 들리고 차가 자기 쪽으로 올 경우 피해야 되는지 아닌지 등에 대한 감지로 연구가 진행중이다.○ 예측(Prediction)은 물체가 어디로 갈지 판단하는 과정으로 차가 차선을 변경할 것인지, 사람이 어디로 움직일 것인지를 예측하여 어느 차선으로 움직여야 할지 Planning을 한다.○ 통제(Control)는 어디로 갈지 정해진 상태에서(perception, prediction 과정을 거친 후) 문제가 없는 과정이다. 20년 전부터 실행되어 왔다.○ 자율주행에서 문제가 되는 것은 prediction과 planning 부분이다. 연구 주제와도 연결되어 있어 Waymo와 우버에서도 대학과 협력을 원하고 Waymo에서 Planning을 연구하는 버클리 교수님을 초빙하기도 했다.○ Waymo는 피닉스 지역에서 운전자 없이 사용자가 자율주행차를 호출해서 갈 수 있도록 서비스를 6개월 전에 시행해서 지금 계속 테스트 중이다.◇ 상용화 경쟁중인 자율주행○ 자율주행에 있어 너무 많은 복잡한 정보를 주면 사용자가 혼란스러울 것이고, 너무 간단한 정보만 주면 사용자가 받아들일 정보가 없기 때문에 사용자에게 어떤 정보를 줘야 하고 어떤 정보는 주지 말아야 하는지 고민하고 있다.○ 캘리포니아는 법적으로 운전자가 앉아 있어야 해서 두 사람이 앞자리에 앉아있는데, 한 사람은 만일의 사고에 대비하여 핸들을 잡을 준비를 하고 있고 옆 사람은 안에서 감지 활동을 점검하고 있다.신호등 감지가 중요한데, 옆 사람이 빨간색이라고 소리 지르면 차가 빨간색을 감지했다는 걸 알기 때문에 핸들을 잡지 않는다. 하지만 옆 사람이 감지가 안됐다고 말하는 순간 바로 핸들을 잡고 조종할 것이다. 법이 풀리면 캘리포니아도 운전자 없이 테스트해보지 않을까 생각한다.○ 그래서 테스트가 굉장히 중요하고 온라인 테스팅은 차를 계속 굴리면서 문제가 있는지 없는지 판단한다. Waymo의 소프트 엔지니어로 들어가면 10분에 한 번씩 버그 메일을 받는다. 버그가 발생했으니 해결하라는 메일이다. 엔지니어는 버그를 없애는 작업을 계속 한다.○ 다음으로 오프라인 테스팅을 한다. 시뮬레이터 환경을 만들어서 여러가지 시나리오를 테스트한다. 실제 차를 돌려보기도 하고 기존에 보지 못한 인풋의 새로운 이미지가 있는지 판단한다.○ 차량, 사람, 차가 어디로 움직일 수 있는지에 대한 레인, 횡단보도, 정지신호 등의 정보를 다 가지고 있는 맵이 있다. HD 맵을 한국에서 만들려고 한다고 들었다. 그러한 맵이 만들어지면 자율주행 차에 적용하여 테스트할 수 있을 것이다.○ 현재 자율 주행은 크게 Waymo, Uber, Zoox, Cruise가 앞서 나가고 있으나 서로 협력하지는 않는다. 경계선을 만들어서 서로의 기술이 유출되지 않도록 하고 있다.자율주행차는 곧 상용화될텐데, 누가 먼저 상용화하느냐에 따라서 그 시장을 다 차지하지 않을까 생각한다. 그 점을 Waymo와 우버도 알고 있고 서로 먼저 시장에 내놓기 위해 노력하고 있다. Waymo는 라이더 센서, 카메라 센서 등 모든 센서를 직접 만들고 있다.▲ 우버의 자율주행차[출처=브레인파크]□ 질의응답- 카메라 센서에 특정한 무언가로 인해 완전히 오작동이 일어나는 경우는."그건 딥러닝에서 문제가 되는 부분이다. 인풋에 노이즈를 꼈을 때 감지가 잘 안 되는 경우가 발생한다. Waymo는 카메라를 사용해서 딥러닝을 돌리고 있진 않고 정말 기초적인 방법으로 신호등을 찾고 있다.가령 본인의 차 위치를 알고 있고 HD 맵도 알고 있으면 신호등이 어디 있는지도 알고 있기 때문에 카메라에서 위치만 따로 빼와서 빨간불인지 초록불인지만 판단한다."- 레이더와 라이다를 쓰면 나오는 비용이 어느 정도인가?"카메라로 계속 해왔지만 한계는 있다. Waymo와 Uber가 라이더로 바꾸고 나서 감지가 너무 잘 돼서 성과가 좋아졌다. Waymo가 라이다 센서를 만들고 있다. 그 말은 직접 커스터 마이징을 해서 가격을 낮추겠다는 뜻이다.어느 가격까지 떨어뜨렸을 때 수익을 얻을 수 있는 테이블이 있다. Planning은 현재 룰 베이스이다. 관련된 룰을 하나씩 하나씩 얹고 있는데, 예측할 수 없는 상황에서는 어떻게 해야되는지에 관한 문제가 있다."- 카메라에 한계가 있다고 하셨는데 어떤 한계가 있는 건가? 카메라에 오물이 묻거나 비가 오는 경우에 안전 관련 감지가 있는지."그래서 3가지 센서를 쓰는 것이다. 라이다 센서, 카메라, 레이더. 이 중 하나가 고장나도 다른 것이 작동할 수 있도록 3가지를 쓴다. Waymo 차량의 상위 단에 와이퍼가 안에 있다. 비가 오면 물기를 닦아낸다."- 자율주행 트럭이 자율주행 차보다 더 빨리 상용화될 수 있을 것 같은데, 기술적인 측면에서 성공적이지 않아서 포기한 것인지."Waymo와 우버가 본인들이 기술을 만들었을 때 그 기술로 인해 생기는 수익 예상치가 있다. 일반 차량에 자율주행기능을 넣었을 때의 수익이 트럭에 넣었을때보다 4배 더 높다.기술적인 측면에서 차이가 큰 것은 아니지만 돈이 되지는 않는다. 고속도로 내에서 움직이는 것, 물류센터 간 이동하는 것만 자율주행으로 하고 나머지는 사람이 운전한다."- 신호등에 대해서 반응속도가 어떻게 되는가? 또한 여러 개의 신호등 중에 자기가 봐야 하는 신호등이 무엇인지 어떻게 아는지."반응속도는 10밀리세컨드이다. 0.1초에 하나씩 감지 결과가 나온다. 그래서 맵이 중요하다. 맵을 통해 여러 신호등 중 자기가 봐야 하는 신호등을 알 수 있다."- 센서 반경이 어느 정도인지."Waymo는 라이다 센서가 2개 있는데 하나는 멀리 보는 것(200m)이고 나머지 하나는 가까이 보는 것(50m)이다."- 아까 예시에서 운전자가 빨간 불이라고 말했을 때 핸들을 잡고 다시 자율주행으로 돌아갈 때 딜레이는 없는지."사람이 핸들을 잡으면 바로 사람이 운전하는 모드로 바뀌지만 자율주행 모드로 다시 갈 때는 정차해서 테스트한다."- 시뮬레이터가 필요한데 같이 작업하는지."시뮬레이터가 있고 그 안에서 기존의 Waymo 차량에 들어간 소프트웨어를 똑같이 돌릴 수 있게 해놨다. 차량 위치도 조정할 수 있다. 본인 차량 외에 차량이 움직이는 것은 간단하게 설계되어 있었는데 최근에는 사람처럼 움직이게 하려고 노력하고 있다."- computing이 얼마나 좋아야 하는가? Planning과 Control이 어떻게 다른지."Titan X 이상의 GPU가 2개 정도 있다고 보면 된다. 그거로 라이다 데이터를 분석하고 있고 그 뒤에 planning과 control을 담당하는 컴퓨팅이 따로 있다. 후자의 사양은 정확히 모르겠다.Planning은 본인 차가 어디로 가야 하는지에 대한 포인트를 갖고 있고, Control은 실제 steering angle과 액셀러레이터, 브레이크를 가지고 시간에 맞게 그 위치에 가게끔 해준다."- 예측할 때 어려움은 없는가? 예를 들어 사람이 이 속도로 움직일 거라고 생각했다가 사람이 갑자기 뛰거나 해서 속도가 변할 때."사람이 움직일 때 0.1초 간격으로 계속 감지를 하기 때문에 큰 문제는 없다. 문제가 되는 부분은 interaction이다. 사람이 가고있는 방향이 있는데 다른 차량이 사람 쪽으로 와서 사람이 움직여야 할 경우의 대응은 아직 없다. 이 부분에 대해서 연구논문들이 나오고 있지만 크게 좋아지지는 않았다."□ 프로젝트 발표 : ㅇㅇ대학교 ㅇㅇㅇ 학생◇ 연구분야○ ㅇㅇ대학교의 ㅇㅇㅇ 학생은 강필성 교수의 지도를 받고 있으며 같은 연구실에 5명의 박사과정 학생, 13명의 석사과정 학생들이 있다.○ 연구분야는 Data Science & Business Analytics로 텍스트, 이미지와 같은 구조화되지 않은 데이터 뿐만 아니라 구조화된 데이터도 다루고 있다.구조화된 데이터의 경우 안정적인 전력 소모를 위한 수요를 예측하고 있다. 실제 선박에서 장비를 가지고 촬영한 영상 클립을 이용해서 딥 러닝 기법 중 하나인 컨볼루셔널을 이용해서 해산의 파양 및 파고를 예측하고 있다.○ 뉴스 텍스트 감정 분석 모델 구축 프로젝트를 진행하고 있다. 단어에 대한 긍정・부정 사전을 구축하고 있다. CNN과 CAM을 이용한 감성분석 및 시각화, RNN과 Attention을 이용한 감성분석 및 시각화를 진행하고 있다.○ Stock Market Prediction: Hierarchical Attention Events를 활용하여 주가에 영향을 미치는 이벤트를 분석하고 있다. 구분 분석(Dependency parser)을 사용해서 뉴스 공장의 이벤트를 축출하고(Event Extraction), 이벤트를 이용하여 주가의 상승과 하락을 예측한다.◇ 연구사례○ 전반적인 연구에 대한 목표는 뉴스 기사 이벤트를 축출하여 타겟 시장의 방향성을 예측하는 것이다. 누가 누구에게 어떤 행위를 하는지(이벤트) 예측하기가 힘든데 이벤트를 축출하는 방법은 각 문장의 Actor, Action, Object를 파악하는 것이다.이를 Event Tuple이라고 한다. Event Tuple은 하나만 만들어지는 것이 아니라 여러 후보가 생기는데, 이 점을 보완하고자 버트의 language model을 이용하여 각 Tuple에 대해 스코어를 산출한다. 그 중 가장 적합한 Tuple을 선정하게 된다.○ 단계별로 살펴보면, 다음과 같은 예시 문장에 대해 룰 베이스, 구분 분석 등을 이용해 54개의 Tuple이 만들어진다.1. Tuple에 버트의 Mask language model을 적용하여 각 Tuple마다 마스킹 작업을 가한다.2. 마스킹된 Tuple을 가지고 Mask prediction을 가한 후 나온 확률값의 평균을 구한다.3. 이 평균이 가장 높은 Tuple을 최종적으로 산출한다.4. 축출한 Event Tuple을 가지고 Neural Tensor Network를 사용해서 Event Embedding을 한다.5. Actor, Action, Object가 입력으로 들어가고 최종적으로 Event Vector가 축출된다.6. NTN 모델에서 추출한 Event Embedding이 Hierarchical Attention Model의 input으로 들어가고, 중요도를 분류하는 Event-Level Attention, 시간적 맥락에 따라 가중치를 부여하는 Temporal Attention을 거치고 난 뒤 최종적으로 해당 주가의 상승과 하락을 분류한다.◇ 질의응답- 주가 예측하실 때 시간 맥락 (Temporal Attention)을 말씀하셨는데 시간에 따라 가중치가 달라지는건지."Input이 하루, 일주일, 30일 단위로 입력이 된다. 이런 정보를 반영해서 시간 단위에 따른 주가의 상승과 하락을 구별한다."- 뉴스 조회수에 따라서는 달라지지 않은지."현재 저희가 진행하는 것은 수치 데이터를 쓰는 것이 아니라 뉴스 텍스트 자체를 분석하는 것이기 때문에 다르다."- 뉴스 텍스트가 엄청 길 때 해석하기 위해서 Helper들이 나오고 있는데 그런 부분도 관여하는지."의뢰하는 쪽에서 문장 자체를 예측하는 것보다는 이벤트를 축출해서 시각화하고 주가를 예측하는 것을 요구하기 때문에 그 부분에 대해서는 생각해보지 않았다."□ 프로젝트 발표: ㅇㅇ대학교 ㅇㅇㅇ 학생◇ 연구분야○ ㅇㅇ대학교의 ㅇㅇㅇ 학생이 속한 연구소는 △제조공정에서 혐의 공정 탐지 △텍스트 마이닝(Text Mining) △헬스케어(Healthcare) △게임 AI(Game AI), 4개 연구분야를 진행 중이다.○ 개인적으로 참여하고 있는 연구는 고려대학교 응급의학과와 함께 미세먼지를 가지고 응급의학과 내원환자 수를 예측하고 어떤 날에 환자가 많은지 예측하는 일이다. 또한 NLP 관련해서 하나 시스템과 챗봇 플랫폼 만드는 데 기여하고 있다.◇ 연구배경○ 현재 진행중인 2개 프로젝트 외에 스마트 제조 관련 ㅇㅇ제강과 함께 진행했던 프로젝트를 중심으로 설명하면 최근에 반도체 공정, 철강 등 여러 제조공정에서 상당 부분 기술이 고도화됨에 따라 공정이 복잡해지고 있다. 미세한 원인과 혐의 공정을 찾아내는 것이 중요해졌다.○ 그리고 제조공정에서 품질 예측, 원인 분석은 항상 중요하다. 이에 최근 데이터를 더 얻기 위해 센서를 더 많이 박는 실정인데, 더 많이 늘어난 데이터를 분석하기 위해 해당되는 딥 러닝과 같은 방법론이 필요해졌다.◇ 연구모델○ 기존 연구는 변수의 중요도에 따라 원인을 산출했는데 Linear 패턴이 나타나지 않을 경우 적합하지 않다. 이번에 하게 된 제조공정에서는 다채널 데이터의 시계열 특성을 반영하기 위해 CAM(Class Activation Mapping)을 적용하였다.○ 문제의 정의는 처음에 시계열 데이터를 철강 공정에서 센서 데이터가 처음부터 끝까지 다 박혀 있는데, 거기에 있는 데이터를 수집하고 CNN의 성능이 유효한지 먼저 평가한다. CNN이 잘 나온다면 CAM을 사용해서 어떤 부분에서 혐의 공정이 일어났는지 원인 분석을 하는 절차이다.○ 하나의 센서를 수집하고 테이블에 넣는다. 동국제강에서 제공하는 전처리과정을 통해 수치를 정교화해서 집어넣었다. 다음 센서도 Time 1번부터 100번까지 쭉 똑같은 과정을 통해 모든 센서 값을 받아 내린다.○ CAM은 원래 이미지 데이터에 사용되는 방법론이다. 한 축은 센서, 다른 축은 시간 축으로 해서 2D 형태의 데이터를 구축했다.○ 회귀 모델에 있어서는 앞부분은 일반적인 convolutional layer를 계속 쌓는 것은 그대로고, 마지막 층만 CAM에서 fully connected(완전 접속)을 통해 바로 activation function(활성화 함수)로 뽑아내서 회귀 문제를 풀어내는 모델로 바꿨다.W값이 각각의 feature map에 대응하는 가중치 값인데, 각각의 가중치 값을 다 곱해서 마지막에 합산하면 원래의 이미지에서 어느 부분이 실제 class값을 예측하는 데 큰 기여를 했는가를 알아볼 수 있는 알고리즘이 있다. 회귀 구조에 맞게 변경시키는데, 소프트 맥스에 태우지 않고 fully connected로 Linear 회귀 구조로 바꾸었다.◇ 연구단계○ 첫 번째, 변수를 선택한다. 제품1, 제품2에서 제품1000까지 각각에 대한 CAM을 만든다. 합산 값을 다 더해서 전체 공정에 대해서 일괄적으로 혐의 공정이 나타날 만한 부분을 찾는 것이 글로벌 CAM이다.시간 축에 있는 모든 값을 다 더해서 테이블에 채워 넣고, 각 값의 합을 프로팅했을 때 임의의 한계점 이상을 갖는 값을 오름차순으로 정렬하여 위에서부터 아래로 센서들의 중요도를 판단한다.○ 두 번째로. 원인 구간을 선택한다. 시간 축에서 가장 높은 확률을 보이는 부분(Heat Map이 뜨겁게 나타난 부분)을 원인 구간으로 선택한다. 해당 원인구간으로 예측한 부분을 검증했는데, 위상 차이가 많이 났음을 확인할 수 있다.◇ 도전과제○ 글로벌 CAM을 단순 합산할 것이 아니라 Attention Mechanism을 통해 어떤 부분을 더 가중치를 둬야 하는지 연구할 의향이 있다. 각각 제품에 따라 다른 혐의 공정을 갖고 있기 때문에 단산 합산하는 것은 무리가 있기 때문이다. 다만 단순 합산을 했는데도 성능은 높게 나왔다.◇ 질의응답- 여러가지 방법론 중 CNN을 선택한 이유는."CAM이 CNN을 이용한 것이기 때문에 CAM을 구조로 쓰기 위해 CNN을 적용한 것이다. 타임 시리즈인만큼 RNN 구조도 충분히 사용할 여지가 있다고 생각한다."- 연구를 시작하는 단계에서부터 CAM을 사용하겠다고 설정하는지."처음에는 여러가지 모델을 적용시켰고 그 중 설명가능성이 높은 구조인 CAM을 사용했다. RNN은 추후 연구에 사용할 의향이 있다."□ 프로젝트 발표 : ㅇㅇ대학교 ㅇㅇㅇ 학생◇ 연구소개○ ㅇㅇ대학의 ㅇㅇㅇ 학생은 Machine Learning을 사용한 가정용 도시가스 상용 예측에 대한 연구를 발표하였다. 이 연구는 ㅇㅇ대 산업 AI 학생들과 ㅇㅇ에너지서비스와 함께 진행한 프로젝트다.ㅇㅇ에너지서비스는 한국가스공사로부터 천연가스를 공급받아서 가정, 산업현장에 도시가스를 공급하는 기업이다. 이 회사에서 해결하고 싶었던 여러 문제들 중 1가지를 선택하여 연구를 진행하였다.◇ 연구배경 및 목표○ 지역별 도시가스사는 한국가스공사로부터 천연가스를 공급받아서 가정, 산업현장에 도시가스를 공급한다. 이 때 지역별 도시가스사에서는 공급계획 수립과 한국가스공사와의 계약 물량 체결 등의 이유로 최소 2개월 전에는 사용량을 예측할 필요가 있다. 도시가스의 안정적 공급과 공급자의 비용절감 측면에서 도시가스 사용량 예측이 매우 중요하다.○ 여러 도시가스 용도 중 가정용은 기온과 시기 등 다양한 요인에 민감하게 영향을 받고, 세대마다 검침일이 달라서 측정오차가 발생하기 때문에 예측모델 개발이 어려운 문제가 있다. 따라서 저희는 가정용 도시가스 사용량 예측 연구를 진행하기 앞서 기존 관련 연구를 탐색했다.○ 도시가스 보기 초급에 수행된 연구를 제외하면 용도별 사용량 예측에 관한 최근 연구는 부족한 실정이다. 특히 가정용 예측 연구는 더욱 부족하다.그나마 있는 연구도 측정오차를 고려하지 않은 경우가 대부분이다. 기존 연구의 한계점을 극복하기 위해 측정오차를 고려한 머신러닝 기반 가정용 도시가스 사용량 예측 모델 개발 연구를 수행하였다.○ 최종적으로 사용량 예측을 통해 도시가스의 안정적 공급과 공급 비용 절감을 목표로 하고 있다.◇ 연구방법론○ 세대별 월별 사용량 데이터: 아파트, 단독주택 등 세대 유형별로 그룹화하고 각 그룹별 사용량을 산출한다. 원단위(세대 간 월별 평균 사용량) 경향, 세대 수를 고려해서 그룹화한다.○ 기온 및 기타 데이터: 검침 차수를 고려하여 검침 차수별로 기온 및 기타 변수를 산출한다. 그룹 내에서 검침 차수별로 데이터를 분리하고 분리된 데이터별로 원단위를 산출한다.가정용 도시가스 사용량은 검침량을 통해 산출되는데, 각 세대마다 검침 차수가 다양하기 때문에 검침차수를 고려하여 변수를 산출하는 기간을 조정한다.예를 들어 검침 차수가 1차수인 세대의 경우 8월 9일~9월 8일까지의 실제 사용량이 9월 검침량으로 기록된다. 1차수의 9월 평균 기온을 구할 때도 같은 기간을 고려하여 평균 기온으로 선출한다.○ 머신러닝에 기반 사용량 예측 모델 도출: 검침 차수별 변수를 통해 세대 유형 그룹별 평균 사용량을 예측하는 모델을 도출한다.예측 변수로는 기온 및 기타 변수를 사용하고, Linear Regression, Random Forest, Lasso, SVR을 활용하여 실험을 통해 가장 좋은 변수와 모델 조합을 최종 예측 모델로 선정한다. 본 예측 모델로 각 세대 유형 그룹별 원단위 예측 값이 산출된다.◇ 연구과정○ 방법론을 검증하기 위해 진행한 연구에서 사용한 데이터는 포항, 영덕, 울진 지역에 세대별 월별 도시가스 사용량 데이터이다. 2010~2018년까지 9년 동안의 데이터이며 검침 차수는 4차수까지 있다. 또한 포항, 영덕, 울진 지역의 일별 기온 데이터를 활용하여 사용량을 예측했다.○ 세대 유형별 그룹화를 하기 위해 세대 유형별 월별 원단위 변화를 살펴보았다. 아파트, 다세대, 다가구 유형이 유사한 원단위 경향을 보였고 원룸과 기타 유형이 유사한 원단위 경향을 보였다. 단독주택・아파트, 다세대 및 다가구・원룸 및 기타 3그룹으로 나누었다.○ 각 그룹 내에도 여러 검침차수가 있을 수 있기 때문에 그룹 내에 검침차수별로 데이터를 분리했다. 1그룹인 단독주택의 경우 대부분이 검침차수가 4차수에 해당해서 4차수 데이터를 단독주택 모델 개발에 활용했다.2그룹, 3그룹의 경우 대부분의 검침차수가 1-2차이기 때문에 1-2차수 데이터를 모델 개발에 활용했다. 각 그룹 내 검침차수별로 원단위를 산출했다.○ 검침차수별 기온 및 기타 변수는 검침차수마다 검침일이 다르기 때문에 기준을 정해주기 위해 대표일자를 선정했다. 이후 대표일자를 고려하여 검침차수별 각 기간 내에 기온 특성, 특정 기온 구간별 빈도수, 월 비율, 효율 및 비효율수와 같은 변수를 산출했다.○ 산출된 검침차수별 변수를 통해 세대 유형 그룹별 평균 사용량인 원단위를 예측하는 모델을 학습시켰다. 영덕, 울진의 경우 2014년부터 도시가스가 공급돼서 데이터가 부족했기 때문에 모델을 개발하기 어려웠다.따라서 포항 데이터만 모델 개발에 활용했다. 추후 영덕, 울진 지역의 사용량 예측할 때 2그룹 모델인 다세대 다가구와 원단위 경향이 가장 유사했기 때문에 2그룹 모델을 사용했다. 실험을 진행해서 가장 좋은 조합을 최종 모델로 선정했다.○ 결과는 1그룹인 단독주택의 경우 Linear Regression에서 MAPE 5.75%로 가장 좋았고 2그룹 모델에서는 Linear Regression MAPE 6.67%, 3그룹 모델에서는 MAPE 7.69%의 성능을 보였다.○ 검증을 하기 위해 가정용 실제 사용량과 비교를 시행하였다. 기존에 사용량을 예측할 때는 해당 월에 과거 3개년 평균 원단위를 예측 값으로 사용했는데, 기존 예측 값과 실제 사용량의 오차와 개발 모델의 예측 값과 실제 사용량의 오차를 구하고 두 오차를 비교하여 검증했다.○ 검증 결과는 전체 월에 기존 방법이 MAPE 11.1%, 개발 모델이 7.1%를 보여서 4%정도 개선된 결과가 나왔다. 도시가스는 난방에 주로 이용돼서 겨울철 사용량이 중요한데, 겨울철 사용량의 오차를 계산했을 때도 성능이 3% 향상되었다.◇ 연구결론 및 성과○ 본 연구를 통해 측정오차를 고려하여 세대 유형별로 그룹화를 통해 머신러닝 기반 가정용 도시가스 사용량 예측 모델을 개발하였고 포항, 영덕, 울진 지역에 실제 데이터를 활용하여 방법론을 검증해보았다.○ 추후 연구로는 모델 정확도 개선을 위해 추가적으로 예측 변수를 탐색할 것 같다. 더욱 다양한 지역에 도시가스 사용량 데이터를 활용하여 방법론을 검증할 것이다.◇ 질의응답- 가스 사용량은 계절별로 다를 것 같은데 계절별로 차이를 두지는 않았는지."기온 관련 변수를 통해 계절적 요인이 들어갔다고 생각한다. 또한 월별로 다른 사용량을 보이는 것을 확인했다. 월 변수, 기온 변수를 넣어줌으로써 계절 변수가 반영됐다."- 후보 예측 변수를 선정하는 기준은."데이터 탐색을 꽤 오랜 시간 진행해서 변수를 선택했는데, 평균 기온과 최저・최고기온을 먼저 기본 변수로 선정했다. 월과 효율・비효율 변수도 데이터 탐색을 통해 찾은 변수이다."- 그 외에도 원래 고려했지만 중요하지 않다고 판단되어 제외한 변수는."포항도 남구, 북구로 나뉘고 동, 서로 나뉜다. 지역적 요인도 고려했는데 탐색 시 유의미한 차이를 발견하지 못해서 변수에서 제외했다."- 가스 산출량을 정확히 예측하여 어떻게 공급 비용을 줄인다는 것인지."예를 들어 한국가스공사 코가스로부터 천연가스를 수입해서 영남에너지서비스와 같은 지역도시가스사가 개인에게 공급하는 실정인데 지역도시가스사가 예측을 해서 한국가스공사에 예측량을 넘겨줘야 다음에 받을 수 있는데, 예측을 너무 크게 하면 너무 많은 수입을 하게 된다.그렇게 되면 남은 가스에 대한 재고 비용도 생기고 지역별 도시가스사도 패널티를 받게 된다. 가스 산출량을 정확히 예측해서 한국가스공사에 넘기면 이런 비용적 측면의 패널티를 줄일 수 있다."
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▲ 미국 LA통합교육구 가상아카데미(LAUSD Virtual Academy) 로고. □ 연수내용□ 방문 개요○ LA통합교육구 내 미팅룸에서 진행된 가상아카데미 연수는 LA통합교육구의 전환프로그램 총괄 책임자인 마이클 로메로(Michael Romero) 박사의 환영사로 시작됐다.연수는 로메로 박사의 가상아카데미와 참석자 소개, 6개 분야별 가상아카데미의 교육프로그램의 책임자들의 설명과 질의응답 순으로 오전 9시부터 11시까지 진행됐다.○ 로메로 박사는 “LA통합교육구의 온라인교육을 담당하고 있는 책임자로서 한국 온라인교육의 최전선에 있는 방송중고 관계자들과 함께하는 오늘 연수가 무척 기대된다”며 연수단을 크게 환영한다고 말했다.○ 이어 그는 연수단을 위해 브리핑 현장에 참석한 총 13명의 학교 관계자를 소개했다. 그는 먼저 △가상아카데미의 중등교육 관리자 라타샤 벅(Latasha Buck) △특수 교육 관리자 라이언 모스(Ryan Morse) △학부모교육 코치 라우라 바뉴엘로스(Laura Banuelos) △운영관리자 헤수스 앙굴로(Jesus Angulo) △행정 코디네이터 엘리바베스 케인(Elizabeth Kane) △클라우디아 라미레즈(Claudia Ramirez) △마리 사(Marie Sa)를 소개했다.○ 이어 6개 분야 가상아카데미의 교장인 △베로니카 브라운(Veronica Brown, 예술 과 엔터테인먼트) △마르코 톨즈(Marco Tolj, 비즈니스와 기업가정신) △캐티 홍(Katie Hong, 컴퓨터과학) △토야 테이트 로즈(Toya Tat-Rose, 국제학과 세계언어 분야) △테레사 이즈퀘르도(Teresa Izquierdo, STEAM 리더십과 공공서비스) △마리아 오르제타(Maria Ozaeta, STEAM)도 소개했다.□ 아카데미 소개◇ LA교육구 지역민 대상 온라인 자율학습프로그램○ LA통합교육구 가상아카데미(LAUSD Virtual Academy, 이하 가상아카데미)는 LA통합교육구 지역 거주민을 대상으로 하는 온라인 자율 학습 교육프로그램이다. 중·고등학교 학습프로그램을 온라인으로 제공하여 다양한 상황에 있는 사람들에게 기회를 제공하고 있다.○ 코로나19 팬데믹으로 LA통합교육구에서 전면적인 원격학습을 도입할 필요성이 대두되면서 가상아카데미의 중요성이 높아졌다고 한다.○ 아카데미는 대학 진학 및 취업을 위해 △예술 및 엔터테인먼트 △국제학 및 세계 언어 △ 리더십 및 공공서비스 △컴퓨터 과학 △STEAM 실습 △STEAM 비즈니스와 기업가정신 등 6개 분야 가상아카데미를 2022~2023년도부터 운영하고 있다.○ 가상아카데미에 교부되는 주 정부의 교육재정 지원금은 △교사 채용 △온라인 프로세스 제공과 유지관리 △학생을 대상으로 지급하는 컴퓨터, 태블릿 제공 등에 사용한다.○ 또한 이 지원금은 온라인 수업을 재미있고 흥미롭게 만드는 데 필요한 컴퓨터 콘텐츠 제작 기술을 배우기 위한 교사 연수 프로그램을 운영하는 데도 이용하고 있다.◇ 캘리포니아주 표준 졸업과정 제공○ 아카데미는 학생이 LA통합교육구의 교육 목표와 캘리포니아주 표준에 맞는 졸업 요건을 충족하면 졸업장을 받을 수 있는 졸업과정 교육프로그램이기 때문에 충족해야 할 동기가 명확해 지원자가 날로 늘어나고 있다.○ 이에 대해 로메로 박사는 “교육을 제공하는 것은 학생과 교사 및 학부모·보호자 간의 계약에 기반하고 있다”며 “일반적인 교육과정이 아니기 때문에 가족들과 학생이 지켜야 할 의무사항에 대해 명시하고 이에 대해 동의하는 가족과 학생만 입학할 수 있다”고 설명했다.○ LA통합교육구 가상아카데미는 공립학교이므로 납세자의 세금인 공적 자금으로 운영되고 학생들에게 수업료가 부과되지 않기 때문에 학생의 재정적 상황에 관계 없이 다양한 학생들의 접근이 가능하다.또한, WASC의 인증 기관으로 가상아카데미에서 취득한 학점을 다른 학교로 이전할 수도 있고 모든 과정을 요건에 맞추어 수료하는 경우 공인 인증된 졸업장 취득이 가능하다.◇ 팬데믹 시기에 학생수 10배 이상 증가▲ 2021~2022년 펜데믹 이후 등록 학생 추이.○ 로메로 박사는 가상아카데미의 비전과 미션을 소개하며 “가상아카데미는 수업을 받는 모든 학생이 경쟁력 있는 인재로 성장할 수 있도록 노력하고 있다.”라며 가상아카데미의 현황을 소개했다.○ 로메로 박사가 제시한 자료에 따르면, 가상아카데미는 코로나 이전에는 등록생 수가 1,600명 수준의 작은 규모였으나, 코로나 시기였던 2021년 1,000여 개의 학교, 1만8,000명 이상의 학생과 800여 명에 이르는 교사를 포함하는 거대한 규모로 성장했다.○ LA통합교육구의 방침이었던 코로나 백신 접종을 거부하는 교사와 학부모, 학생들이 오프라인 학교 출석도 거부하며 자발적으로 온라인에서 제공하는 대안교육프로그램을 찾으며 급격히 규모가 확장된 것이다.하지만 코로나 펜데믹의 종식과 함께 오프라인 학교 출석률이 다시 높아지면서 현재 등록생은 디사 6000여 명 내외로 줄어들었다고 한다.□ 교육과정◇ 매년 교사‧학생‧학부모 설문 통해 교과 설계○ 이 학교는 엔데믹 이후에도 오프라인 학교로 돌아가지 않고 온라인학교에 남은 학생을 위한 교육에 초점을 맞춰 교과를 재구성했다.▲ LA통합교육구 교육프로그램 설문 조사 결과.○ 6개 교과는 △스팀(STEAM) △국제학과 언어(International Studies & World Languages) △예술공연(Arts & Entertainment) △스팀 리더십과 공공서비스(STEAM Leadership & Public Service) △스팀 경영과 기업가정신(STEAM Business & Entrepreneurship) △컴퓨터과학(Computer Science)로 교육부 인증을 받았다.○ STEAM은 과학(Science), 기술(Technology), 공학(Engineering), 예술(Art), 수학(Mathematics)의 약자로 사용되는 개념으로 다양한 학문 분야를 통합하여 학생들에게 창의적인 문제해결, 협력, 창업 정신, 혁신 등을 발전시키는 교육 접근법이다.○ 로메로 박사는 “이를 위해 교육의 당사자인 선생과 학생, 가족, 커뮤니티에 매년 설문을 시행하여 교육프로그램을 설계하고 매달 교육과정이 제대로 된 방향성을 가지고 진행되는지 확인하는 과정도 거친다”고 말하고, 2022년 설문 결과를 시각화한 자료 화면을 가지고 설명을 이어갔다.◇ 영재교육‧고급과정‧직업기술‧영어학습 제공○ 가상아카데미는 영재교육(GATE), 고급과정(AP), 직업기술교육(CTE), 영어학습(EL) 등 다양한 프로그램을 운영하여 학생들에게 학업과 개인적 성장을 위한 교육 기회를 제공하고 있다.학생들은 가상아카데미에 풀타임으로 등록하거나 온라인 수업과 전통적인 출석 수업을 결합해 수강할 수 있고, 각자의 상황과 필요에 따라 맞춤형으로 개별화한 교육과정을 선택할 수 있다.○ 이외에도 학습 과정에서 경험 많은 강사진에게 피드백과 지원을 받을 수 있으며 추가지원이 필요하거나 학업에 뒤떨어진 학생들의 요구를 충족하기 위한 특수교육과 학점회복 프로그램도 운영하고 있다.▲ 2022-2023 LAUSD 가상아카데미 제공 교육 과정.◇ 2주 간격으로 과제물 완수하면 출석 인정○ 가상아카데미에 등록한 학생은 실시간 영상 회의 플랫폼을 이용한 수업에 1주일에 1시간 이상 필수적으로 출석해야 한다.영상 수업은 교사와 학생의 관계뿐만 아니라 학생 간의 관계 형성에 도움이 되고, 효율적인 커뮤니케이션을 가능하도록 하는 장점이 있다. 교사와 학생 간 커뮤니케이션은 공개 채팅방이 아닌 1:1채팅을 통해 진행하고 있다.○ 실시간 수업도 해야 하지만 온라인교육의 특성상 학생들은 정해진 콘텐츠를 자유롭게 학습할 수 있기 때문에, 일반적인 오프라인 수업과 같이 출석을 확인하지는 않고, 2주 간격으로 주어진 과제물을 완수하면 출석으로 인정하고 있다.◇ 온라인교육 교사는 기술적 역량도 중요○ 온라인 학습의 성공은 교사의 역량에 좌우된다. 실시간 영상 회의 플랫폼을 통한 비대면 수업으로 진행하기 때문에 전문 과목에 대한 지식이나 교수법뿐만 아니라 효과적이고 효율적이며 상호작용이 가능한 흥미로운 수업이 될 수 있도록 진행하는 기술적인 역량도 매우 중요하다.○ 가상아카데미는 줌(ZOOM) 수업을 통해 선생님과 학생이 동시에 접속하여 상호작용을 하는 방식을 선호한다. 학생의 실시간 참여 촉진을 위해 참여 학생에게 포인트를 주고 학점에 도움이 되는 방법을 활용하고 있다.▲ LA통합교육구 가상아카데미의 교사용 수업 관리 화면.○ 교사는 수업 중 부여한 과제물을 통해 학생의 학업 성취정도를 확인하고 필요한 경우에는 학생에게 즉시 피드백을 주어 수업의 목적을 성취하도록 한다.○ 오프라인 학교의 1일 학교 수업 시수는 6시간인데, 가상아카데미로 표준교육을 준수해야 하므로 온라인 수업은 오전 9시부터 12시까지 3시간, 그 이후는 과제물 자습시간 3시간을 통해 시수를 충족하고 있다.○ 1교시는 ‘수업 40분 후 자습 15분’으로 이루어지며 자습시간에 학생은 선생님께 질문을 할 수 있고 전체를 대상으로 설명하거나 질문 학생과 별도의 화상회의 방을 만들어 피드백을 주기도 한다.□ 학점회복 프로그램◇ 학습지연 대상자와 장애인을 위한 서비스 제공○ 가상아카데미는 학생들의 동기 부여를 위해서 학습적인 지원뿐만 아니라 학생들의 정서적인 필요를 파악하고 문제를 해결해주는 것이 필요하다고 본다.따라서 학습에 어려움을 겪고 있는 학생에게는 상담서비스, 사회 정서적 학습프로그램 등에 대한 접근을 제공하여 부진 학생들이 문제를 해결하고 학습에 집중할 수 있도록 지원하고 있다.○ 재학생의 연령대는 4세부터 22세로 다양한데 보통 18세 이전에 고등학교 과정이 종료되지만 학습능력 저하의 문제가 있거나 신체적 결함으로 학습 속도가 느린 경우처럼 다양한 문제로 졸업이 늦춰지는 경우가 있어 학점회복 프로그램을 집중적으로 추진하고 있다.○ 재학생 중 영어가 모국어가 아닌 이민자가 전체의 16%, 신체적 결함을 가진 경우가 19%, 학습환경이 좋지 않은 아프리카계 미국인이 14%로 절반 정도를 차지하는데 이들을 위한 보완학습을 체계적으로 진행하고 있다고 한다.○ 학점회복 과정은 교과 과정에 뒤처져 졸업을 위한 학점 보충이 필요한 학생들에게 제공되는 프로그램으로 학생들이 개선이 필요한 특정 영역에 집중할 수 있도록 도와주는 맞춤 학습계획이다.학점회복 과정 수강생들은 일정과 학습 속도를 유연하게 조정하며 튜터링을 통해 진도와 일정에 맞춰 학습을 진행할 수 있으며, 이를 위해 매주 교사와 학부모, 학생이 온라인 미팅을 하고 있다.○ 장애인 학생을 위한 지원과 서비스로는 텍스트 음성 변환 소프트웨어와 스크린 리더, 언어치료 및 작업치료 서비스 등이 있다. 장애인 학생들은 보조 기술을 활용하거나 특수교육을 받은 전문가들에게 지원을 받고 있다.□ 질의응답- 온라인학교의 특성상 학생들의 동아리 활동을 지원하는 것이 쉽지 않을 것 같다. 동아리 활동에 대한 학생들의 수요가 있을 텐데 이러한 동아리 활동에 대한 운영 또는 지원 방법은."화상회의 플랫폼과 토론 게시판, 학생 전용 온라인 플랫폼과 같은 가상 플랫폼을 적극 활용하고 있다. 이러한 동아리 활동에는 독서, 토론, 코딩, 봉사활동 같은 것이 있다.또 일부 선생님들은 자원봉사 차원에서 직접 오프라인 동아리를 만들어 이벤트나 장기자랑을 조직하고 있다. 특히 온라인에서는 스포츠 활동이 제한적이기 때문에 오프라인에서 지역 스포츠 클럽이나 커뮤니티 센터와 협력해 학생들의 활동을 지원하고 있다."- 학생들은 수업료 없이 교육받고 있다고 했는데 자금은 어떤 방법으로 조달하고 있으며 지원되는 자금은 어떻게 구성되어 있는지."가상아카데미는 LA통합교육구(LAUSD) 소속 교육기관으로, LAUSD에 속한 다른 학교와 똑같이 자금지원을 받는다. 운영 자금은 주로 연방 자금과 캘리포니아주에서 지원되고 있다.자금은 출처에 따라 교육 이니셔티브, 특수 교육 서비스, 전문성 개발이나 또다른 필요한 특정 영역을 지원하는데 활용되기도 하다. 학생 등록, 출석이나 특정 학생의 필요와 같은 요건에 따라 주에서 추가로 자금을 할당받기도 한다."- 가상아카데미는 선생님과 학생의 비율이 어느 정도 되는지 궁금하고 학생들의 학습 진도와 성취도를 어떻게 평가하고 관리하고 있는지."교사와 학생 비율은 1 :30 정도로 교사 한 명이 약 30명의 학생을 관리하고 있다. 다른 온라인 아카데미에 비해 교사가 관리해야 하는 학생 수가 적은 편이기 때문에 학생별로 맞춤화된 지원과 관리를 해주기에 유리하다.특히 초등프로그램에서는 선생님 한 명이 배정되면 커리큘럼이 끝날 때까지 선생님이 바뀌지 않고 유지된다. 이는 선생님과 학생이 신뢰관계를 쌓고 커뮤니케이션을 잘 할 수 있도록 하기 위한 것이다.학생들의 진도와 성취도를 관리하기 위해서는 정기적인 커뮤니케이션과 모니터링을 가장 중요하게 생각하고 있다. 담당 교사는 온라인을 통한 가상 튜터링과 학업상담, 학습 지원을 통해 학생들과 소통하고 있다.학부모도 자녀의 학습지원에 적극적으로 참여할 수 있도록 요청하고 있다. 필요하면 학생이나 학부모와 오프라인으로 미팅을 해서 협의를 한다거나 온라인 채팅을 통해 상담도 하고 있다."- 학습에 부진한 학생들을 위해 특별히 지원 하고 있는 것이 있다면."학생들에게 동기를 부여하기 위해서는 학습적인 지원뿐만 아니라 학생들의 정서적인 필요를 파악하고 문제를 해결해주는 것이 필요하다.따라서 학습에 어려움을 겪고 있는 학생에게는 상담서비스, 사회 정서적 학습프로그램에 접근할 수 있도록 해서 학생들이 문제를 해결하고 학습에 집중할 수 있도록 하고 있다."
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▲ 미국 LA통합교육구 가상아카데미(LAUSD Virtual Academy) 로고. □ 연수내용□ 방문 개요◇ 운영 총괄 책임자의 환영사와 참석자 소개○ LA통합교육구 내 미팅룸에서 진행된 가상아카데미 연수는 가상아카데미 소개, 가상아카데미에 속해있는 6가지 개별 교육프로그램의 책임자 및 관계자들의 설명과 질의응답 순으로 진행됐다.학교 운영 총괄 책임자인 마이클 로메로(Michael Romero) 박사의 환영사로 시작된 연수는 오후 1시 30분부터 시작하여 오후 3시 30분까지 진행됐다.○ 로메로 박사는 2팀이 가상아카데미를 방문했을 때도 발표를 맡았었다. 그는 “이전 한국의 다른 팀이 방문했을 때 굉장한 열의를 느꼈다. 오늘은 연수단의 질문에 더 구체적이고 정확하게 답변하기 위해 더 많은 관계자들이 참석했다”고 말했다.○ 그는 이날 연수를 위해 참석한 분들을 소개했다. 2팀이 방문했을 때 참석한 중등교육 관리자 라타샤 벅(Latasha Buck), 아카데믹 컨설팅 담당자 헤수스 앙굴로(Jesus Angulo), 학부모교육 코치 라우라 바뉴엘로스(Laura Banuelos), 특별교육 관리자 라이언 모레즈(Ryan Morse), 행정 코디네이터 엘리바베스 케인(Elizabeth Kane), 클라우디아 라미레즈(Claudia Ramirez)를 먼저 소개했다.이어 이날 새로 연수에 참여한 아카데믹 컨설팅 담당자 헤수스 앙굴로(Jesus Angulo), 교사 평가 담당자 코니 브랜스테터(Connie Brandstetter)도 차례로 소개했다.○ 가장 먼저 로메로 박사는 가상아카데미의 비전과 미션을 소개했다. 그는 “가상아카데미는 LA통합교육구 지역에 개인화된 온라인 학습 서비스를 제공해, 수업을 받는 모든 학생이 경쟁력 있는 인재로 평가될 수 있도록 하는 온라인학교”라고 강조했다.로메로 박사의 발표내용은 2팀의 LA교육구 가상아카데미 연수내용과 거의 동일하다. 이 가상아카데미는 2개 팀이 방문 연수를 진행했다.□ 아카데미 소개◇ 전통적인 현장 수업을 탈피한 온라인 정규 교육 제공○ LA교육구 가상아카데미(LAUSD Virtual Academy, 이하 가상아카데미)는 지역사회에 개인이 독립적으로 온라인을 통해 중·고등학교 수준의 교육을 제공해 다양한 상황에 처한 사람들에게 공부할 기회를 제공하는 통합 시스템이다.가상아카데미는 COVID-19 펜데믹으로 LA교육구가 전면 원격 학습을 도입할 필요성을 느끼면서 중요성이 높아졌다.○ 가상아카데미는 모든 학생이 21세기 성공적인 학습자와 리더, 모든 산업 분야에서 글로벌로 경쟁할 수 있는 역량을 가진 준비된 인재로 성장하도록 학습자에게 개별화된 학습의 기회를 제공하는 것을 목표로 한다.○ 주 정부의 교육재정 지원금은 교사 채용, 온라인 프로세스 제공과 유지관리, 학생을 대상으로 지급하는 컴퓨터, 태블릿 등에 사용한다.온라인 수업을 재미있고 흥미롭게 만드는 데 필요한 컴퓨터 콘텐츠 제작 기술 등에 대해 교사 연수 프로그램을 운영하는 데 이용해 효율성을 높이고 있다.◇ 코로나19 시기 등록생 수 300%까지 증가○ 가상아카데미는 코로나 이전에는 등록생 수가 1,600명 수준의 작은 규모였으나, 코로나 시기였던 2021년에는 1,000여 개의 학교, 1만8,000명 이상의 학생과 800여 명의 교사가 일하는 규모로 성장했다.LA통합교육구의 방침이었던 코로나 백신 접종을 거부하는 교사와 학부모, 학생들이 오프라인 학교 출석도 거부하며 온라인에서 제공하는 교육기관을 찾으며 급격히 규모가 확장된 것이다.그러다가 코로나 대유행 종식과 함께 오프라인 학교 출석률이 다시 높아지면서 현재 등록생은 6000여 명 내외로 축소됐다고 한다.○ 가상아카데미는 LA통합교육구의 커리큘럼 목표와 캘리포니아주 표준에 맞는 졸업 요건 충족을 통해 졸업 증서를 수여할 수 있는 곳이니만큼 기준이나 의무사항이 명확하다.○ 이에 대해 로메로 박사는 “교육을 제공하는 것은 학생과 교사와 학부모·보호자 간의 계약에 기반하고, 일반적인 교육과정이 아니기 때문에 가족들과 학생이 지켜야 할 의무사항에 대해 명시하고 이에 대해 동의하는 가족과 학생만 입학할 수 있다.”고 설명했다.□ 교육프로그램◇ 영재교육‧고급과정‧직업기술‧영어학습 제공○ LA통합교육구 가상아카데미는 공립학교이므로 납세자의 세금인 공적 자금으로 운영되고 학생들에게 수업료를 부과하지 않기 때문에 재정적 배경에 관계 없이 다양한 학생들의 접근이 가능하다.또한 WASC의 인증 기관으로 가상아카데미에서 취득한 학점을 다른 학교로 이전할 수도 있고 모든 과정을 요건에 맞추어 수료하는 경우 공인 인증된 졸업장도 받을 수 있다.○ 가상아카데미는 영재교육(GATE), 고급과정(AP), 직업기술교육(CTE), 영어학습(EL) 등 다양한 프로그램을 운영, 학생들에게 학업과 개인적 성장을 위한 교육 기회를 제공하고 있다.학생들은 가상아카데미에 온라인 수업과 전통적인 출석 수업을 결합해 수강할 수 있고, 각자의 상황과 필요에 따라 맞춤형으로 개별화한 교과를 선택할 수 있다.○ 이외에도 학습 과정에서 경험 많은 강사진에게 피드백과 지원을 받을 수 있으며, 추가지원이 필요하거나 학업에 뒤떨어진 학생들의 요구를 충족하기 위한 특수교육과 학점회복 프로그램도 운영하고 있다.▲ 2022-2023 LAUSD 가상아카데미 제공 교육과정.□ 6개 교과 운영○ 최근 엔데믹 이후에도 오프라인 학교로 돌아가지 않고 온라인학교에 남은 학생을 위한 교육에 초점을 맞춰 교과를 재구성했다.○ 재구성한 6개 교과는 △스팀(STEAM) △국제학과 언어(International Studies & World Languages) △예술공연(Arts & Entertainment) △스팀 리더십과 공공서비스(STEAM Leadership & Public Service) △스팀 경영과 기업가정신(STEAM Business & Entrepreneurship) △컴퓨터과학(Computer Science) 등으로 이 교육과정은 교육부로부터 인증을 받았다.○ 로메로 박사는 “이를 위해 교육의 당사자인 선생과 학생, 가족, 커뮤니티에 매년 설문을 시행하여 교육프로그램을 설계하고 매달 교육과정이 제대로 된 방향성을 가지고 진행되는지 확인하는 과정도 거친다”고 말했다. 2022년 설문 결과를 시각화한 자료 화면을 가지고 설명을 이어갔다.▲ LA통합교육구 교육프로그램 설문 조사 결과 그래픽.◇ 2주 간격으로 과제물 완수하면 출석 인정○ 가상아카데미에 등록한 학생은 실시간 영상 회의 플랫폼을 이용한 수업에 1주일에 1시간 이상 필수적으로 출석해야 한다.영상 수업은 교사와 학생의 관계뿐만 아니라 학생 간의 관계 형성에 도움이 되고 효율적인 커뮤니케이션을 가능하도록 하는 장점이 있다. 교사와 학생 간 커뮤니케이션은 공개 채팅방이 아닌 1:1 채팅을 통해 진행하고 있다.○ 실시간 수업도 해야 하지만 온라인교육의 특성상 학생들은 정해진 콘텐츠를 자유롭게 학습할 수 있기 때문에 일반적인 오프라인 수업과 같이 출석을 확인하지는 않는다. 2주 간격으로 주어진 과제물을 완수하면 출석으로 인정하고 있다.◇ 온라인교육 교사는 기술적 역량도 중요○ 온라인 학습의 성공은 교사의 역량에 좌우된다. 가상아카데미의 수업은 실시간 영상 회의 플랫폼을 통한 비대면 수업으로 진행하기 때문에 전문 과목에 대한 지식이나 교수법뿐만 아니라, 효율적이며 상호작용이 가능한 흥미로운 수업이 될 수 있도록 진행하는 기술적인 역량도 매우 중요하다.○ 가상아카데미는 줌(ZOOM) 수업을 통해 선생님과 학생이 동시에 접속하여 상호작용을 하는 방식을 선호한다. 학생의 실시간 참여 촉진을 위해 참여 학생에게 포인트를 주고 학점에 도움이 되는 방법을 활용하고 있다.○ 교사는 수업 중 부여한 과제물을 통해 학생의 학업성취도를 확인하고 필요한 경우에는 학생에게 즉시 피드백을 주면서 수업의 목적을 성취하도록 하고 있다.▲ LA통합교육구 가상아카데미의 교사용 수업관리 화면.○ 오프라인 학교의 1일 학교 수업 시수는 6시간인데, 가상아카데미로 표준교육을 준수해야 하므로 온라인 수업은 오전 9시부터 12시까지 3시간, 그 이후는 과제물 자습시간 3시간을 통해 시수를 충족하고 있다.○ 1교시는 ‘수업 40분 후 자습 15분’으로 이루어지며 자습 시간에 학생은 선생님께 질문을 할 수 있고 전체를 대상으로 설명하거나 질문 학생과 별도의 화상회의 방을 만들어 피드백을 주기도 한다.□ 학점회복 지원◇ 학습지연 대상자와 장애인을 위한 서비스 제공○ 가상아카데미는 학생들의 동기 부여를 위해서 학습적인 지원뿐만 아니라 학생들의 정서적인 필요를 파악하고 문제를 해결해주는 것이 필요하다고 본다.따라서 학습에 어려움을 겪고 있는 학생에게는 상담서비스, 사회 정서적 학습프로그램 등에 대한 접근을 제공하여 부진 학생들이 문제를 해결하고 학습에 집중할 수 있도록 지원하고 있다.○ 재학생의 연령대는 4세부터 22세로 다양한데, 보통 18세 이전에 고등학교 과정이 종료되지만 학습능력 저하의 문제가 있거나 신체적 결함으로 학습 속도가 느린 경우처럼 다양한 문제로 졸업이 늦춰지는 경우가 있기 때문에 학점회복 프로그램을 추진하는 것이다.○ 재학생 중 영어가 모국어가 아닌 이민자가 전체의 16%, 신체적 결함을 가진 경우가 19%, 학습환경이 좋지 않은 아프리카계 미국인이 14%로 절반 정도를 차지하는데 이들을 위한 보완학습을 체계적으로 진행하고 있다고 한다.○ 학점회복 과정은 교과 과정에 뒤처져 졸업을 위한 학점 보충이 필요한 학생들에게 제공되는 프로그램으로 학생들이 개선이 필요한 특정 영역에 집중할 수 있도록 도와주는 맞춤 학습계획이다.학점회복 과정 수강생들은 일정과 학습 속도를 유연하게 조정하며 튜터링을 통해 진도와 일정에 맞춰 학습을 진행할 수 있으며, 이를 위해 매주 교사와 학부모, 학생이 온라인 미팅을 하고 있다.○ 장애인 학생을 위한 지원과 서비스로는 텍스트 음성 변환 소프트웨어와 스크린 리더, 언어치료 및 작업치료 서비스 등이 있다. 장애인 학생들은 보조 기술을 활용하거나 특수교육을 받은 전문가들에게 지원을 받고 있다.□ 질의응답- 기존 오프라인학교를 다니던 학생들도 동시에 가상아카데미를 활용해 중복으로 학점을 이수할 수 있는지."공립교육시스템은 하나로 관리되며, 예산 또한 하나로 묶여 있어서 다른 일반학교와 가상아카데미의 프로그램을 동시에 진행할 수는 없다.결과적으로 일반학교에 등록한 학생은 학교에 전학, 자진 퇴학 등 학적이 사라지지 않는 한 가상아카데미에는 등록할 수 없다. 반대로 가상아카데미에 등록된 학생은 일반학교에 등록할 수 없다.다만 하나 예외가 있다면 일반학교 학생 중에 AP 코스를 이수하고 있는 학생의 경우에는 학기가 종료되면 가상아카데미에 등록해 정규 교육과정을 이어서 이수할 수 있다."- 학부모들이 온라인교육에 구체적으로 어떤 방식으로 참여하고 있는지."학부모는 최초 입학을 할 때 동의한 대로 학업 중에는 학습내용을 모니터링해야 할 의무를 지고 있다. 만약 교사나 학부모, 학생 중 한쪽이라도 교육을 진행하면서 특별한 일이 있거나 의문이 들었을 때는 언제든 상담을 요청할 수 있다. 또 매주 월요일마다 부모와 교사가 학생의 상황과 성과, 태도 등을 주제로 상담을 진행하고 교육내용을 공유한다."- 학생의 수업 태도나 결과가 좋지 않을 경우는 어떻게 바로잡는지."선생님과 학부모 그리고 학생 간에 연결되어 있는 비공개 대화를 통해 상황을 전달한다. 부모가 경제적 이유로 모니터링에 완벽히 참여하지 못하는 경우 선생님들이 매주 학부모와 만나서 학생들의 상황과 배경을 공유해 원인을 찾고 다시 학습에 집중할 수 있도록 하고 있다.처음에 서명한 마스터 계약에서 학부모가 가상아카데미의 학습 방식을 확실히 이해할 수 있도록 정보를 제공하기 때문에 다른 다양한 대응방식을 학부모와 함께 논의해 대처한다."
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2022-04-09일본 정보통신기술기업인 후지쯔(富士通)에 따르면 2022년 10월부터 컴퓨팅 리소스 클라우드 서비스인 후지쯔CaaS(Fujitsu Computing as a Service)를 시작할 계획이다. 우선 슈퍼컴퓨터인 후카쿠(富岳)에 도입된 FUJITSU Supercomputer PRIMEHPC FX1000의 리소스를 후지쯔 클라우드 서비스 HPC로 이용 가능하게 한다. 후카쿠는 현재 문부과학성 산하의 과학기술 연구소인 이화학연구소(理研)에서 사용하고 있다. 후지쯔CaaS는 고성능컴퓨터(HPC)나 디지털 어닐러(Digital Annealer) 등에서 연구개발 중인 양자 컴퓨터의 처리 능력과 이에 필요한 소프트웨어 라이버리, 앱, 튜닝 등을 제공한다. 대규모 시물레이션 등에 필요한 컴퓨팅 리소스를 고객 맞춤형인 온 디맨드(On Demand)로 이용할 수 있다. 복잡하고 다양한 사회 문제 해결에 양자컴퓨팅 기술은 더욱 중요해질 것으로 판단된다. ▲후지쯔(富士通) 로고
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2022-02-14미국 글로벌 기술기업인 IBM에 따르면 캐나다 퀘벡(Quebec)주 브로몽(Bromon) 시 자체 공장에 캐나다의 첫 번째 범용 양자 컴퓨터 시스템을 배치할 계획이다.IBM은 퀘벡을 양자 관련 과학의 혁신 및 기술 허브로 지정했다. 'IBM Quantum System One'으로 명명된 IBM의 차세대 시스템은 미국 이외 지역에 4번째로 배치된다.이 시스템은 연구원들이 에너지, 생명 과학, 지속 가능성과 같은 분야의 새로운 솔루션을 개발하는 데 도움이 될 것으로 평가된다. 또한 범용 양자 컴퓨터로서 양자 컴퓨터용으로 작성된 모든 프로그램을 실행할 수 있다.이를 통해 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 보완하는 역할을 수행할 것으로 기대된다. 또한 캐나다 정부는 전역의 다양한 혁신 허브와 함께 Quantum Industry Canada와 같은 수많은 새로운 조직 및 개발 이니셔티브를 설립했다.캐나다 정부는 양자 컴퓨팅, 인공 지능 및 고전적 고성능 컴퓨팅을 포함한 컴퓨팅 기술을 사용해 혁신을 가속화할 수 있을 것으로 전망된다. ▲ 아이비엠(IBM)의 'IBM Quantum System One' 홍보자료(출처 : 홈페이지)
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2021-08-16일본 도쿄대(東京大學)에 따르면 미국의 글로벌 기술기업인 아이비엠(IBM)과 공동으로 최초의 상용 양자 컴퓨터의 가동을 시작했다.아이비엠이 개발한 차세대 시스템(IBM Quantum System One)을 사용할 수 있는 독점적인 액세스 권한이 도쿄대에 부여됐다.시스템은 도쿄 남서부 가나가와현(神奈川?)에 위치한 가와사키 비즈니스 인큐베이션 센터(川崎 ビジネスインキュベ?ションセンタ?)에 설치됐다. 독일에 이어 미국 이외의 지역에서 두번째로 구축된 것이다.도요타자동차(トヨタ自動車), 소니그룹(ソニ?グル?プ), 미츠비시화학홀딩스(三菱ケミカルホ?ルディングス)가 산한 컨소시엄의 회원으로 참여했다.컨소시엄은 양자 컴퓨팅의 실용화를 모색하고 인적자원을 육성하기 위한 목적으로 2020년 출범했다. 양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터보다 빠른 속도로 복잡한 문제를 해결할 수 있다.이를 통해 신약 및 물질 개발, 금융 모델 생성, 물류 최적화 및 인터넷과 디지털 화폐의 암호화 분야에 사용될 것으로 기대된다. 양자컴퓨터가 본격화되기까지 아직 많은 기술적 과제가 남아 있기 때문에 미국과 중국을 중심으로 전 세계적으로 양자컴퓨터 개발 경쟁이 더욱 치열해질 것으로 전망된다.▲ 아이비엠(IBM)의 양자 컴퓨터 홍보자료(출처 : 홈페이지)
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