개발자 인터뷰
CKD 니키 덴소에서는 사업의 주축이 되고 있는 서보 모터나 서보 드라이버의 개발에서 높은 기술력을 가진 엔지니어가 각각의 스킬을 활용하거나 서로 협력하면서 활약하고 있습니다. 서보 드라이버, 리니어 스테이지, 다이렉트 드라이브 모터의 개발에 노력하는 4명의 청년 & 중견 엔지니어가 현재 대처하고 있는 사안부터 모터 업계의 미래까지를 이야기합니다.
- (왼쪽) 오기와라 씨 기술 1과 서보 드라이버 파워 일렉트로닉스 설계
- (왼쪽에서 두 번째) 타케하라 씨 기술 1과 서보 드라이버 소프트웨어 개발
- (오른쪽에서 두 번째) 이토 씨 기술 4과 리니어 스테이지 기계 설계
- (오른쪽) 야마자키 씨 기술 3과 DD 모터 기계 설계
간단하게 자기 소개를 부탁드립니다
오기와라: 서보 드라이버 중 파워 일렉트로닉스라고 불리는 부분의 설계와 평가를 담당하고 있습니다. 그 이외에도 서보 드라이버의 UL 규격이나 CE 마킹과 같은 인증의 대응도 하고 있습니다.
타케하라: 서보 드라이버의 소프트웨어 설계를 입사 이래 담당하고 있습니다. 또한 고객을 방문하여 기계의 조정 지원나 관리도 하고 있습니다.
야마자키: DD 모터 등 “회전계”의 기계 설계를 담당하고 있습니다. 기계 설계 이외에 모터에 필요한 전기적인 부분도 함께 담당하고 있으므로 모터 설계에 가장 가까운 일입니다.
이토: 리니어 스테이지의 기계 설계를 담당하고 있습니다. 이른바 “직선계”입니다. 직선으로 움직이는 모터입니다.
CKD 니키 덴소 제품의 가치는 어떤 점에 있다고 생각합니까?
야마자키: 사실은 표준품을 그대로 납품하는 것이 가장 편할지도 모르지만, 그것만으로는 당사 제품의 가치를 드러내기 어렵다고 생각합니다. 당사의 모토는 고객과 확실히 마주하고 고민을 해결해 나가는 ‘상담 해결’입니다. 당사가 팔고 싶은 제품이 아니라 고객의 요구에 대응할 수 있도록 제품의 커스텀 대응을 실시하여 제품에 부가 가치가 생깁니다. 시장 요구는 사내에 있는 것만으로는 좀처럼 다이렉트로 들어오지 않으며, 고객에게서 들은 이야기 중에 개발 힌트가 있다고 생각합니다.
세계적으로 보면 해외 제조사들도 당연히 비슷한 제품을 만들어내고 있지 않습니까? 표면적인 사양에 맞춰오기 때문에 이에 대해 어떻게 우위성을 확보할 것인가를 고려할 때 당사의 제품을 어떤 방식으로 완성도 있게 만들어 내느냐가 직결되는 것이 아닐까 생각합니다.
이토: 리니어 스테이지의 경우, 고객의 장치 내에 여러 제조사의 모터가 혼재하는 경우가 있으며, 그렇게 되면 각각 정밀도를 조정해야 하거나 사용자 인터페이스가 다르므로 번거로울 수 있습니다. 당사에서는 여러 축을 한꺼번에 대응할 수 있으므로 매우 기동하기 쉽다고 생각합니다. XYθ 스테이지 등의 여러 축에서도 서보 드라이버의 인터페이스를 통일할 수 있으며, 한꺼번에 정밀도 조정한 시스템으로 대응할 수 있습니다. 고객으로서는 빠르고 원활하게 기계 전체를 움직이고 싶기 때문에 매끄럽고 정확하게 움직일 수 있는 커스텀 대응과 지원력을 인정받아 채택되는 경우가 많습니다.
오기와라: 고객으로부터 지금 사용하고 있는 타사 모터에 맞춘 서보 드라이버를 개발해 달라는 요청도 있습니다. 서보 드라이버를 만들 수 있는 곳은 별로 없으므로 그러한 요구는 일정 수 있습니다. 특히 모터가 이미 결정된 상태라면 그 모터를 제대로 사용할 수 있는 서보 드라이버가 없어서 어려움을 겪고 있는 고객도 있습니다.
타케하라: 도입 수가 적으면 대형 제조사는 그런 세세한 부분까지 신경 써 주지 않으므로 최종적으로 당사에 상담하러 옵니다. 예를 들면 의료 기기 제조사나 자동차 제조사의 공장에서 돌려 움직이는 것만으로도 어려운 기계가 있는데, 그것을 잘 돌리기 위해서는 전류를 어떻게 흐르게 할 것인지 등을 다시 생각해야 하므로 몇 번이나 가지고 돌아가서 하드웨어와 소프트웨어 모두에서 실험하고 다시 고객에게 가지고 가서 테스트하고……최적점까지 가지고 가는 식입니다. 그러한 고객사에서 실제로 있었던 문제에 대한 대책을 자사의 표준품에 내장하는 경우도 있습니다.
오기와라: 소프트웨어만의 커스텀이나 하드웨어만의 커스텀 또는 양쪽 모두라든지. 원래 커스텀 제품은 고객의 요구를 바탕으로 만들고 있으므로 하나를 도입하면 망가지지 않는 한 10년 정도 계속 사용하고 있습니다. 고객의 설비는 교체하면 몇 천만 엔 정도 들기 때문에 설비 자체를 리뉴얼하지 않는 한 계속 사용합니다. 따라서 리뉴얼을 할 때가 이러한 제품도 교체하는 타이밍인데, 그중에는 지금까지와 같은 기종을 가져와 달라는 고객도 있습니다.
야마자키: 실제로 커스텀 대응의 장점은 고객의 장치도 직접 볼 수 있다는 점이 매우 큽니다. 모터와 함께 기계 자체를 보고 있으므로 예를 들어 주변 장치에 여유 공간이 더 있다면 모터를 좀 더 크게 해도 괜찮을지, 직경을 크게 하고 높이를 낮춰도 될지 등을 고객에게 제안할 수 있습니다. 제대로 커스텀 대응을 지속하면 고객이 기계를 리뉴얼할 때도 다시 저희에게 상담을 하게 됩니다. 표준품을 납품하는 것만으로는 ‘함께 개발한다’는 관계를 맺기 어렵기 때문에 고객 밀착형 커스텀 대응을 하여 고객과 좋은 관계를 유지할 수 있다고 생각합니다. 그러한 방식으로 영업 부문이 고객과 밀접하게 소통하고 있으므로 ‘어려움이 있으면 CKD 니키 덴소에 상담하자’라는 흐름이 만들어진 것 같습니다.
새로 진행하고 있는 개발 내용에 대해 알려 주십시오
이토: 현재 모회사인 CKD와 함께 CKD의 강점인 유체 베어링 에어 베어링과 당사의 모터 기술을 결합한 액추에이터를 개발하고 있습니다. 에어 베어링으로 떠 있으면서 움직이는 모터인데, 어쩔 수 없이 발열 문제가 있어서 이를 어떻게 냉각할지 고민하고 있습니다. 발열 자체를 줄이는 것은 야마자키 씨의 팀에서 모터 자체의 발열을 억제하는 방법을 검토하고 있습니다.
야마자키: DD 모터의 표준 라인업으로 고응답 타입인 HD-s 시리즈가 있는데, 출시 후 10년 정도가 지났기 때문에 리뉴얼을 진행하고 있습니다. 해외 로컬 제조사가 비슷한 제품을 만들기 시작하면서 당사의 브랜드 포지션이 위협받고 있기 때문입니다. 모든 모델을 한꺼번에 리뉴얼하기는 어려워서 우선 고응답 모터부터 시작하여 리뉴얼 개발을 진행하고 있습니다.
타케하라: DD 모터의 경우, 모터의 성능이 기존의 AC 서보 모터보다 훨씬 높은 비율로 기계 성능에 영향을 미치므로 안정적이면서 빠른 동작이 요구됩니다. 실제로 모터 개발 속도가 빠르고 이를 제어하는 서보 드라이버도 성능을 향상시켜야 하므로 개발 중인 서보 드라이버에는 신형 엔코더에 적합한 IT 기술을 투입하여 개발하고 있습니다. 또한 성능 향상과 함께 기능적으로도 상당히 사용하기 편리해졌다고 생각합니다.
오기와라: 사용하기 편리함을 예로 들면 지금까지 화면 안에서 화살표를 딸깍 하고 눌러 움직이던 것을 마우스 휠로 확대 축소하는 등 감각적으로 움직일 수 있게 되었습니다.
타케하라: 분석할 수 있는 기능은 상당히 늘리고 있습니다. 지금까지 수동으로 조사하여 사람의 눈으로 보고 분석하고 있던 것을 위치 결정 시간이 몇 msec이고 어느 정도 토크를 사용하고 있는지 등도 자동으로 분석해 가시화할 수 있게 되었습니다. 모터의 진화와 함께 서보 드라이버도 함께 성능을 높여야 합니다. 역시 CKD 니키 덴소의 제품은 고성능ㆍ고기능이라는 점은 흔들려서는 안 되는 기본 노선이라고 생각합니다. 해외의 신흥 제조사 등도 여러 가지를 출시하고 있지만, 그들과 똑같은 방식으로 경쟁해서는 우리만의 특징을 보여줄 수 없으므로 항상 성능을 추구해야 합니다.
현재 모터 업계 전체의 과제와 과제 해결을 위해서는 어떤 대처가 필요한지 알려 주십시오.
야마자키: 예를 들어 고응답과 고효율은 기본이고 발열로 인해 온도가 올라가는 것을 개선하거나 환경 보호적인 규제 등으로 에너지를 억제하는 것이 최근 개발 콘셉트의 주축이 되고 있습니다. 생산 효율을 높여 에너지 소비를 줄일 수 있다면 이는 곧 환경 보호로 이어집니다. 지금이라도 시대에 맞는 SDGs를 조금씩이라도 대처해 나가야 한다고 생각합니다.
이토: 마찬가지로 모터는 작지만 출력이 높고 강력한 모터가 요구되고 있으며, 그러면 고객의 장치 자체가 작아지므로 그런 의미에서는 환경에 좋은 모터이지만, 반대로 개발이 힘들어서 고생하고 있습니다. 작으면 방열 면적도 작기 때문에 냉각되기 어렵습니다. 또한 힘을 내기 위해서 전력은 나름대로 필요하므로 발열이 높아지는 딜레마가 있습니다. 그런 과제를 해결하려고 합니다.
야마자키: 모터 재료의 재검토도 필요합니다. 지금까지 사용해 온 것을 자산으로 사용하면 설비 투자를 하지 않아도 된다고는 생각하지만, 이제는 눈속임이 불가능하다고 생각합니다. 최근에는 공급망의 재료 공급 문제도 있으므로 일률적으로 모두 잘 된다고는 할 수 없지만, 예를 들면 설비를 재검토하여 지금보다 한 단계라도 정밀도를 높이거나 재료 특성을 높여야 하는 시기가 모터 업계 전체의 과제라고 생각합니다. 모터의 연구 개발 방향성도 에너지 절약과 공간 절약이라고 하는 방향으로 가고 있고 점점 개발 속도 사이클이 빨라지고 있으므로 그 흐름에 뒤처지지 않도록 하는 것도 과제라고 생각합니다.
모터 발열에 대해 구체적으로 어떤 대책을 생각하고 있습니까?
야마자키: 모터의 자기 회로 특성을 보다 효율적으로 발휘하면서 추가로 저발열을 추구하려면 형상이나 자성재 등을 재검토해야 합니다. 그러기 위해서는 크기도 재검토해야 한다고 생각합니다. 발열이 낮은 모터의 개발은 앞으로 계속된다고 생각합니다. 모터에는 고효율의 효율 클래스를 IE 코드로 식별된 고효율 규격이 있으며, DD 모터도 앞으로 그러한 규격을 따라야 하며, 고객도 그러한 점을 봐 줄 것이라 생각합니다.
또한 DD 모터에는 업계 표준 크기가 있으므로 타사도 크기는 비슷합니다. 기계가 신규라면 좋겠지만, 교체하면 동일 또는 비슷한 크기를 장착하게 됩니다. 하지만 크기가 조금 달라도 문제는 없는지 마케팅할 수 없는 곳도 있었으므로 그것도 포함해서 재검토하는 것도 하나의 방법이라고 생각하여 조금씩 대처하기 시작하고 있습니다.
이토: 앞에서 이야기한 CKD의 에어 베어링과 조합한 액추에이터는 발열 문제 외에 진공 환경 아래에 두는 것이므로 모터에 사용하는 재료는 특수한 것입니다. 불필요한 재료가 들어 있으면 거기에서 가스가 발생하므로 극단적으로 말하면 모터 동선 이외의 불필요한 재료는 진공 아래에 넣고 싶지 않습니다. 그런데 그대로라면 모터의 절연 성능이 낮으므로 다른 보디와 모터의 절연 설계를 고민하게 됩니다. 야마자키 씨의 팀에도 상담하여 가스가 나오기 어려운 재료를 새롭게 채택하는 등 그러한 흐름이 새롭게 요구되고 있습니다. 모터와 엔코더의 개발도 자사에서 전부 하고 있으므로 엔코더도 소재부터 선정하고 있습니다. 게다가 진공에 담는 진공 기계 설계를 할 수 있는 베테랑 엔지니어가 있으므로 사내에서 모든 개발이 완결됩니다.
그런 일을 할 수 있는 회사는 별로 없습니다
야마자키: 융통성이 있다고 할까, 속도감도 포함하여 대응할 수 있는 것이 가장 큰 강점이라고 생각합니다.
이토: 최근 고객 측의 요구도 그 부분이 많아지고 있습니다. 개발을 근본적으로 재검토함으로써 새로운 것이 탄생하고 새로운 환경에 대응해 가지 않으면 안 됩니다. 고객으로부터 신뢰받고 상담받을 수 있는 체제를 계속 이어가는 형태를 유지하기 위해 우리도 새로운 지식이나 기술을 항상 공부하고 있습니다. ‘상담 해결’의 사이클이 돌아가면 항상 새로운 것을 배우고 도전해 갈 수 있으므로 고객의 요구에도 부응할 수 있는 것입니다.
야마자키: 중요한 것은 우리 엔지니어도 사내에 머무르지 않고 필드에 나가는 것입니다. 생생한 목소리를 들으러 영업 부문과 함께 고객의 기술 담당자와 직접 이야기를 나누고 지견을 넓히면서 신뢰 관계를 쌓는 것을 우리가 해야 합니다. 거기에 미래가 있다고 생각하며 새로운 요구 사항도 생겨날 것이라 생각합니다.
서보 드라이버에서는 어떤 과제가 있다고 느끼고 있습니까?
오기와라: 서보 드라이버의 입장에서 본 과제는 예방 보전입니다. 요점은 망가지기 전에 경고를 보내는 제품입니다. 예를 들면 부품의 수명이 다 되기 전에 네트워크에 연결되어 있으면 자동으로 제조사 쪽에도 부품이 발주되는 것입니다. 망가지기 전에 미리 준비하여 고객의 기계가 멈추지 않도록 합니다.
타케하라: 그것은 기본적으로는 네트워크에 연결되어 있고 상위 컨트롤러를 가지고 있지 않으면 어렵습니다. 예지ㆍ예방 보전은 AI를 사용하므로 기본적으로는 클라우드 등을 가지고 있으면서 하는 것이 지금의 흐름입니다. 그것을 서보 드라이버만으로 할 수 있는 방법을 생각하고 있습니다. 기본과 현실이 매우 중요해지므로 설계의 기본을 이해하지 못하면 AI도 사용할 수 없으므로 어쨌든 엔지니어는 현실을 알아야 합니다.
오기와라: 그리고 조정의 자동화입니다. 고객 입장에서는 생각대로만 움직이면 되고 그것을 자동으로 해주는 것이 편하고 확실하므로 앞으로는 조정의 자동화가 점점 진행될 것입니다.
타케하라: 자동화하면 인간은 해낼 수 없을 정도의 일을 AI가 할 수 있으므로 새로운 발견은 많습니다. 서서히 도입하여 어느 선에서 멈출지가 지금 가장 고민되는 부분입니다. 예를 들어 서보 드라이버의 파라미터 결과에 대해 지금까지 1개의 결과밖에 없을 것이라고 생각한 것이 AI는 예를 들어 5가지의 대답이 나옵니다. 그 5가지의 조정을 해도 같은 결과가 된다는 최적의 답이 이렇게 많이 있다는 것은 새로운 발견이었습니다. 새로운 서보 드라이버를 만들 때도 IT 기술을 사용한 AI나 분석 기능을 내장하려고 합니다.
마지막으로 회사 전체의 비전이나 목표를 달성하기 위해 기술 부문으로서는 어떤 것에 힘쓰고 싶다고 생각합니까?
야마자키: 조직을 어떻게 만들 것인가를 고민하는 단계라고 생각합니다. 한정된 멤버로 다양한 고객의 대응을 하고 있으면 아무래도 인력이 부족하므로 예를 들면 요소 개발에 선임할 수 있는 사람, 새로운 툴을 도입할 수 있는 사람 등 담당을 할당하여 소수 정예로 자사에 맞는 시스템을 도입해 효율을 높여 나가야 합니다. 개발 자체도 인력만 투입하면 되는 것도 아니고 새로운 인재 육성도 필요합니다. 그런 팀을 만들고 싶습니다.
이토: 우리 세대까지는 인재 육성에 대해서는 질보다 양을 추구하고 경험을 쌓아 성장해 온 세대였으므로 그렇게 성장해 왔지만, 앞으로는 그런 시대가 아니라고 생각합니다.
야마자키: 맞습니다, 시대에 맞는 방법이 있을 것입니다.
이토: 회사 입장에서는 개개인도 성장할 수 있는 안건을 비교적 효율적으로 선택해야 합니다. 그것이 옛날과 전혀 다르다고 느낍니다.
타케하라: 저희 서보 드라이버 측도 전적으로 동감하고 좀 더 다양한 것을 만들고 싶지만, 인적 자본이나 자금이 한정되어 있으므로 앞으로는 인재 육성이 가장 중요하다고 느끼고 있습니다. 기본에 충실한 생각을 할 수 있게 되면 나머지는 IT의 힘을 사용하면 효율화는 할 수 있습니다. 단, AI 등을 사용하려면 어떤 인풋을 사용하여 어떤 아웃풋이 나오는지를 제대로 평가할 수 있는 사람이 필요합니다. 일률적인 교육으로는 개인의 힘을 크게 늘릴 수 없으므로 적재적소, 멤버 각각의 강점을 살린 교육에 힘쓰고 있습니다. 사내뿐만 아니라 결과적으로 세상 어디를 가도 통하는 기술자를 육성하고 싶습니다!
