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SOLIDWORKS를 이용한 불량률 감소로 무인헬기 상용화 가속

무인항공기 제작업체, 원신스카이텍

원신스카이텍은 일본, 유럽 등 선진 무인헬리콥터 기술에 맞서 국내 자존심을 지키고 있는 무인헬리콥터 종합 기술 보유 기업이다.원신스카이텍은 SOLIDWORKS(솔리드웍스)를 통한 설계와 8년간의 기술개발에 힘입어 올해 말 국내외 시장 상용화를 눈앞에 두고 있다.

원신스카이텍

원신스카이텍은 농약살포, 송전선 가설, 산불감시, 항공촬영 등에 사용되는 산업용 무인헬기 설계 및 생산 전문업체로, 국내에서 유일하게 무인헬리콥터에 관한 종합 기술을 보유하고 있는 기업이다. 원신스카이텍은 1999년 무인항공촬영이라는 새로운 아이템을 가지고 원시인(멀리 내다보는 사람)이라는 법인명과 자본금 1억원, 직원 5명으로 시작했다.당시 국내 무인헬기와 관련된 인식과 산업이 선진국인 유럽, 일본에 비해 상당히 낙후되어 있었고 개발비 또한 여의치 않았지만 원신스카이텍은 2003년에 기술력을 바탕으로기술신용보증기금과 동의대학교에서 각각 3억 6천만원의 자금지원, 100평 가량의 사무실 무상임대를 이끌어냈다. 이후 동의대 창업보육센터에서 지원하는 업체 중 매출 1위 및 우수BI입주기업으로 선정되었고, 2004년 부산울산중소기업청의 전동 동축반전무인헬기 기술개발지원과 2005년 부산테크노파크의 시제품 제작지원 등에 의해 기초기술 확보에 주력하여 성장가도를 달려왔다. 그리고 2006년 7월 김해 공장 준공 및 원신스카이텍(주)으로 법인명을 변경하고,
2007년 산업자원부 항공우주부품기술개발사업 참여 및 한국항공우주기술연구조합과 연계, 2007년 8월 기술혁신형중소기업(Inno-Biz기업)으로 선정되어 국내외 시장의 무인헬기 상용화를 위한 준비를 마쳤다. 

도전과제

원신스카이텍은 2001년도 86cc 가솔린 엔진을 탑재한 무인헬기 개발과 2003년도 전동동축반전헬기 개발 기술로 산업용으로 사용되는 무인항공로봇 개발에 박차를 가하고 있다. 그 첫 번째 농약살포용 무인헬기로 총이륙중량 100kg, 탑재중량 30kg 이상, 비행시간 1시간을 목표로 개발을 시작하였다. 천여 개 이상의 부품으로 조립되는 무인헬기는 각 부품의 초기설계에서 형상평가, 간섭체크 및 위치 결정, 강도 평가를 수행하여야 하고 평가가 완료된 부품의 생산공정의 표준화를 위해 주조, 단조, 사출 및 절삭가공 등에 필요한 각종 모델링 데이터와 도면을 통합적으로 관리해야만 한다. 또한 개발기간의 장기화는 수익 창출의 기회를 놓치게 되므로n 빠른 시간 내에 모든 검토 및 가공 시 불량이 없도록 설계단계에서부터 체크할 수 있는 시스템이 필요하였다.

대안은 SOLIDWORKS! 

기존에 도면작성을 위해 2D 캐드를 사용했던 원신스카이텍은 동의대와 산학협력을 하던 2003년부터 SOLIDWORKS에 대해 경험을 가져왔다.한재섭 사장은 "나는 얼리어답터인 편이어서 다양한 신기술을 빨리 받아들여야 한다는 마인드가 있다. 공장을 옮기면서 그러한 생각의 일환으로 사내 전산 시스템부터 새롭게 세팅했다."고 말했다.이전에는 설계를 외주업체에 의뢰했던 원신스카이텍은 2003년부터 자체 설계 인력을 가지게 됨에 따라 2006년 SOLIDWORKS 도입을 결정했다.한재섭 사장은 "경영자의 입장에서는 최종 결정을 직접 해야 한다. 그런데 2D 도면을 보면 실제적인 형상을 파악할 수 없었다. 그러나 SOLIDWORKS는 입체적으로 보이기 때문에 검증을 통해 효과적인 업무지시를 할 수 있었다."고 말했다. 이어 "경영자는 제품을 팔아야하기 때문에 디자인을 많이 본다. 소비자의 취향이나 회사의 방침이 묻어나오는 제품을 만들려면 다방면으로 검토가 이루어져야 하는데 이를 가능하게 하는 것이 SOLIDWORKS이다."라고 말했다.여홍태 연구소장은 "2006년도부터 본격적으로 SOLIDWORKS를 이용하여 농약살포용무인헬기(X-Copter)를 설계하여 개발기간을 단축하기 시작하였다. 이때부터 3D로 설계된 모델을 3차원 프린터를 이용하여 3차원 실물형상의 분말제품을 만들고 산불을직접 보면서 형상변경 협의와 설계변경을 아주 빠르게 진행하였으며, 구조해석을 통해안전성을 향상시키고 있다."고 말했다.

도입효과

무인 헬기는 수많은 부품으로 조립되며 운동 시 간섭이 일어나지 않도록 설계되어야 한다. 또한 무게 경량화가 필수이며, 안전을 고려하여 강도 평가를 수행하여야 한다. 원신스카이텍은 이러한 난제를 극복하기 위하여 초기 설계단계부터 SOLIDWORKS를이용하여 3차원 모델링을 하고 유한요소해석 및 기구운동에 따른 간섭체크를 수행하면서 경쟁력을 높일 수 있게 되었다.여홍태 소장은 "무인 헬기 완제품은 하나의 가공공정으로 끝나는 제품이 아니라 단조, 주조, 사출 및 가공 등 매우 다양한 공정으로 이루어져 있어 제품 형상 및 기능을 이해하지 못하면 불량률이 늘어나므로 외주업체에 이해를 시키는 데에도 3D가 효율적 이었다."고 말하면서 "향후 헬기 관련 부품을 개발하고 헬기종류를 다양하게 만들어내기 위해 지금부터 3D 모델링에 필요한 데이터베이스를(볼트, 너트 등) 구축해 놓으면몇 달 안에 구매자의 요구에 맞게 생산할 수 있는 궤도에 가지 않을까 생각한다."고 말했다.

불량률 획기적 감소 가져와

SOLIDWORKS를 도입한 후 원신스카이텍은 또 다른 성과도 올렸다.기존 2D 툴을 사용했을 때 불량률이 40~50% 발생했던 것이 SOLIDWORKS를 도입한 후에 10% 미만으로 떨어진 것이다.한재섭 사장은 "불량률은 지금도 10%대를 유지하고 있다. 하지만 반 정도 되던 불량률이 10개당 하나로 줄었다는 것은 엄청난 효과라고 할 수 있다. 불량률이 줄면서 제조원가를 절감할 수 있었고, 그러한 과정에서 많은 시간을 절감할 수 있었다. 두 달에할 일을 보름만에 끝내게 되면서 인건비 역시 크게 줄일 수 있었다."고 말했다.이러한 성과는 매출액 성장으로 이어졌다. 제조 쪽에서 1억 5천만원의 LS전선 송전선 가설장비에 관한 매출이 새롭게 생겨났고, 헬리콥터 분야에서는 2009~2010년까지 200억원 정도를 예상하고 있다. "기존 매출 2억원에서 200억원으로의 성장은 SOLIDWORKS 없이는 불가능하다."라는 것이 한재섭 사장의 설명이다.