8일 업계에 따르면 영국 기업에너지산업전략부(BEIS)는 최근 덴마크 해상풍력발전 기업 오스테드(Orsted)와 세계 최대 해상 풍력발전단지인 '혼시 3(Hornsea 3)' 조성을 위한 계약을 맺었다.

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오스테드는 오는 2030년까지 전 세계적으로 30GW의 해상풍력을 설치하려고 한다. 현재 7.5GW의 해상 풍력이 작동 중이며 3.5GW가 건설 중이다. 여기에 혼시3을 포함하면 약 11GW 용량이 개발된다.

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세아윈드는 영국 내 유일한 해상풍력하부구조물(모노파일) 공급업체로서 혼시3 프로젝트 포함 영국 해상풍력 발전 공급망의 중추적인 역할을 한다.​세아윈드는 공장 가동 시 연간 100~150개의 모노파일을 생산할 것으로 보고 있다. 이달 착공해 오는 2024년 완공 예정이다. 1500개 이상의 일자리를 창출할 전망이다.

2024년 완공 예정이며 가동시 연 100~150개 모노파일을 생산.

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• 세아제강지주는 2021년에 앞으로 3년간 4000억원을 투자하여 영국 현지에 해상풍력발전 하부구조물인 모노파일 생산공장을 건설한다고 밝힘.

• 해상풍력발전 시설에서 하부구조가 차지하는 원가 비중은 설치 비용의 약 33%, 전체의 25%

• 해상풍력 하부구조는 형태에 따라 고정식과 부유식으로 나뉨. 고정식은 수심에 따라 모노파일, 재킷, 트라이포트로 구분(이 하부구조 중 지금까지 가장 선호되었고 앞으로도 가장 큰 규모로 설치될 구조물이 모노파일임)

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• 고정식 하부구조물은 50m이상의 깊이로 들어가게 되면 안정적으로 버티기 힘들기 때문에 50m이상의 수심에서는 부유식 해상풍력을 적용

• 수심이 깊은 지역은 설치 비용과 운용 보수 비용이 증가. 즉 해상 풍력 구조물 설치 비용은 거리에 비례하기 때문에 고정식 해상풍력의 보급이 더 선호 됨.

• 고정식 하부구조물 중 모노파일은 수심 0~40m에 적용, 재킷은 5~50m에 적용 가능

• 모노파일은 지금까지 설치된 하부구조물의 약 80% 이상을 차지할 정도로 압도적인 점유율을 차지

• 모노파일이 더 선호되는 이유는 제작 설치 과정이 더 간단하고 저렴하기 때문

• 서보 모터의 종류는 크게 직류(DC), 교류(AC) 방식에 따라 분류.DC서보는 브러시 유무 등에 따라 구분되고, AC서보는 회전자의 종류, 제어방식에 따라 유도형(IM), 동기형(SM)으로 구분

• (BLDC 서보) 신뢰성이나 유지보수 필요성이 중요한 경우에 사용. 주로 소형으로 로봇에서는 협동 로봇 등에 활용

• (AC 서보) 가장 많이 응용되고 있음. 소형에서 대형까지 다양한 시리즈로 산업용 로봇과 CNC머신, 반도체 디스플레이용 장비 및 FA에 활용

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로봇에 있어 서보 모터의 유용성

• 서보 모터는 로봇 어플리케이션에서 많은 이점을 제공

• 작고, 강력하며, 쉽게 프로그래밍할 수 있고, 정확

• 가장 중요한 것은 움직임의 거의 완벽한 반복성을 허용한다는 점

• 예) 로봇 용접: 서보 모터는 로봇 용접 암의 모든 관절에 장착되어 움직임을 작동시키고 손재주를 더함

• 예) 로보틱 차량: 서보는 폭탄을 해체하고 폐기하는 데 사용되는 자율 차량의 조향 장치에 사용

서보 모터(ServoMotors)의 정의

• 서보(Servo)는 추종한다/따른다는 의미로 명령을 따르는 모터를 서보 모터라고 함

• 서보 모터는 모터와 제어구동부(제어회로와 알고리즘)를 포함하는 것으로, 모터를 사용하여 구동시스템을 구축하고 위치, 속도를 명령으로 제어시킨 경우를 서보 모터로 칭함

• 서보 모터는 정밀 위치 조정이 필요한 로봇 어플리케이션이나 공작 기계, CCTV카메라, 캠코더, DVD, 프린터 등에서 사용

• 일반 모터와의 차이점은 위치와 회전속도를 미세하게 측정할 수 있는 센서 엔코더를 탑재, 정밀 제어가 가능하다는 점

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서보모터의 구성

• 서보 모터는 로터리 또는 선형 액추에이터, 모터 및 포지셔닝을 위한 피드백 센서로 구성

• 서보 모터는 위치 및 속도에 대한 피드백을 위해 엔코더(모터의 회전속도 및 방향 등을 감지하는 융합센서)를 사용하며, 이 엔코더는 출력축을 명령된 위치로 회전시키는 데 사용

• 서보 모터는 서보캐니즘의 폐쇄 루프 시스템에서 위치, 속도 및 가속도에 대한 정밀한 제어를 제공

• 서보 드라이브는 피드백 데이터를 사용하여 모터의 방향과 회전 거리의 위치를 조정하고 최적화함

1) 로터(Rotor): 회전부품으로, 샤프트를 회전시키고 기계적 힘을 전달하는 얇은 층의 금속판을 가진 움직이는 구성 요소

2) 베어링(Bearing): 로터의 회전축 지지부

3) 스테이터(Stator): 로터 회전에 사용되는 동력 부분. 스테이터 코어에 층이 있는 전자석 또는 영구 자석 그룹으로 구성된 고정 스테이터

4) 브라켓 또는 앤드 플레이트(Bracket or end plate): 스테이터 일체형 베어링 지지 부품

5) 리드선(Lead wire): 모터 구동회로에 연결된 와이어 또는 전원공급장치에 연결된 와이어

여러 형태의 로터와 스테이터 결합을 통해 다양한 모터 유형으로 분류가 가능

국내 로봇 센서의 역량

• 로봇은 높은 정밀도와 다양한 환경에서 구동할 수 있는 안정성을 요구. 따라서 로봇의 성능은 액츄에이터의 인지 센서에 의해 좌우 되는 경우가 많음

• 센서 산업은 기술 진입 장벽이 높아 미국, EU, 일본이 세계 시장의 70%를 점유. 대표적으로는 텍사스인스트루먼트, ST마이크로일렉트로닉스, NXP, 인피니언, 마이크로칩, 보쉬, 아날로그 디바이스,퀄컴, 브로드컴 등이 대표적인 스마트 센서 기업으로 꼽힘

• 국내 센서 업체의 경우, 핵심부품인 센서 소자를 수입하여 조립생산하는 수준으로 첨단센서 개발역량이 취약한 편

• 센서 분야는 미국, 일본, 독일 순으로 최고 기술 수준을 보유하고 있으며 한국은 선진국대비 65% 정도의 기술수준을 보유. 소재 및 소자분야는 선진국대비 50% 수준으로 평가받고 있음

테라다인은 1960 년에 설립된 테스트 자동화 기기 및 산업 자동화 기기 분야의 대표 기업이다. 동사의 주력 사업 분야는 반도체 검사 장비 부문으로 SoC 와 메모리(NAND, Flash, DRAM) 검사에 강점을 두고 있으며, 일본의 Advantest 사와 함께 반도체 검사 장비 시장 점유율을 양분하고 있다. 반도체 검사 장비 외에 시스템 및 무선 장비 테스트 장비 라인업을 갖추고 스토리지(HDD)와 방산/우주관련 기기(계측 기기 등), 회로기판, 무선 장비(Wifi, 5G 통신 장비) 검사 분야에서도 두각을 드러내고 있다. 2015 년에는 세계 최대의 협동 로봇 기업 Universal Robots 을 인수하며 로봇 시장에 진출해, 첨단 산업 분야 전반을 아우르는 사업 포트폴리오를 갖추었다.

더 많은 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 반도체에 대한 요구가 높아지고 있다. 반도체의 고성능화로 설계 및 제조 난이도뿐 아니라 검사 공정의 난이도가 점차 복잡해지고 어려워지며 반도체 검사에 소요되는 시간이 길어지고 있다. 반도체 수요 증가에 따른 설비투자 확대, 그리고 반도체 공정 및 소자 구조의 복잡성 증대에 기인하는 따른 검사 시간의 증대는 반도체 검사 능력 확장에 대한 수요로 이어질 것으로 판단되며, 반도체 검사 장비의 대표 기업인 테라다인의 성장 모멘텀이 될 것이다. 테라다인은 3nm 반도체 전환시, 30%~40% 정도 복잡성이 증가하고 20% 가량의 검사 장비가 추가로 필요할 것으로 전망하고 있다.

테라다인은 일찌감치 협동 로봇을 비롯해 자율주행로봇 기업을 편입하며 종합 로봇기업으로 재탄생했다 . 동사의 로봇 사업 부문 Industrial Automation) 은 단순히 미래를 준비하는 사업분야가 아닌 이미 견조한 실적을 창출해내고 있는 주력 사업 부문 이다 2022 년 1 분기 기준 전체 매출액의 14% 차지 동 사업 부문은 노동력 부족 등 사회구조적 변화에 따른 높은 로봇 수요를 바탕으로 2024 년까지 연간 30~40% 수준의 성장률을 기록할 것으로 전망된다. 로봇 사업 부문의 실적 상 승세가 향후 동사의 주가 매력을 끌어올릴 카탈리스트가 될 것이다

• 로봇 센서는 크게 내부/외부 센서, 물리적/화학적 센서, 그리고 액티브/패시브 센서 등으로 구분 가능

• 1) 내부 센서: 로봇 내부 상태에 관한 여러가지 물리량을 계측하는 것으로 구동변위나 속도 및 힘(토크), 로봇의 자세, 내부온도 검출등을 수행

• 2) 외부 센서: 대상으로 하는 물체나 환경에 관한 물리량을 계측하고 인식하는 기능. 로봇 자체의 위치의 계측과 대상의 존재 확인 및 위치/방향/속도 등의 계측, 그리고 대상 물체의 식별을 통한 인식수행이 그 역할임

• 3) 물리적 센서: 빛, 전기, 자기, 열, 소리, 힘 등을 검출하여 전기적 신호로 바꾸는 센서

• 4) 화학적 센서: 기체, 액체 상태의 화학성분 등을 검출하여 전기적 신호로 바꾸는 센서

• 5) 액티브 센서: 레이더 기반의 활성 센서 등을 말함. 참고로 레이더 센서는 전자기파를 발사시켜, 어떤 물체(표적)에 부딪혀 나온 반사파 또는 후방 산란파에 의해, 그 물체(표적)의 존재유무/거리/고도/이동 방향/이동 속도/식별/분류 등을 하기 위한 무선 전파 탐지,거리 계측, 레이더 이미지 생성 장치임

• 6) 패시브 센서: 카메라 센서와 같이 수동 센서 등을 말함. 참고로 카메라 센서는 피사체의 광학 상을 전기 신호로 변환

• 기존 센서들은 어떤 특정한 물리적, 화학적, 기계적 변화를 감시하는 수준에 머무르는 경우가 많았음

• 최근 스마트 센서(지능형 첨단 센서)는 감지한 신호를 전달해 중앙처리장치가 어떠한 판단을 내리도록 하는 형태로 발전하고 있음

• MEMS (Micro Electro-Mechanical System), SoC (System on Chip) , 나노(재료), 임베디드 SW 등의 기반기술이 결합되어 저전력, 고정밀 센서를 하나의 칩 형태로 구현

• 스마트 센서는 감지방식과 감지구조가 핵심으로 고성능화(기계/전기식, 광/전자 센서), 소형화(MEMS 센서), 다기능화(복합 센서), 저전력화(나노 재료) 등이 주요 이슈

• 향후에는 SoC 형태의 MEMS와 CMOS(Complementary Metal–Oxide Semiconductor)를 직접 집적하는 iMEMS(integrated Micro Electro-Mechanical System) 등장 전망

미래의 성장 축, 자율주행로봇 

2009 년부터 자율주행 로봇 기술을 개발해온 로보티즈는 2021 년 실내외 자율주행 로봇(집개미, 일개미)를 출시하며 서비스 로봇 시장에 뛰어들었다. 실내 자율주행로봇은 현재 국내 다수 호텔에서 활용이 되고 있으며, 2022 년에는 한국 호텔업협회와 로봇 보급에 관한 업무협약을 체결해 본격적인 보급 확대를 앞두고 있는 것으로 판단된다. 2022년 하반기에는 로봇 렌탈 서비스를 공개할 예정으로, 로봇 단품 판매에서 RaaS(Robotics as a Services)로 사업 모델을 확장하고 로봇 보급 확대에 속도를 낼 수 있을 것으로 기대된다. 실내 자율주행 로봇은 현재 호텔을 중심으로 도입이 되고 있으나, 활용처는 호텔에 한정되지 않는다. 오피스 빌딩과 병원, 식당 등 다양한 곳에서 물건 배송과 순찰 업무를 수행할 수 있어 높은 성장 잠재력을 보유하고 있다. 로보티즈는 실내 자율주행 로봇을 2024년까지 약 3,000 대 공급하는 것을 목표로 하고 있다.

동사는 국내 실외 자율주행 로봇 분야에서도 앞서고 있다. 2019 년 국내 기업 최초로 자율주행로봇 규제 샌드박스를 통과해 서울 마곡지구에서 실증 사업을 진행하고 있으며, 미국에서도 글로벌 물류업체와 테스트 진행을 추진하고 있다. 단연코 국내에서 가장 많은 실외 자율주행 경험을 보유하고 있다고 볼 수 있다. 아직 한국의 경우 도로교통법 등 법규 상 실외 자율주행 로봇의 도로/보도 주행이 금지되어 있으나, 빠르면 2023 년에 규제 완화가 이루어질 것으로 예상된다. 사회적 여건과 기술 측면에서 실외 자율주행로봇의 본격 보급까지는 아직 조금 더 시간이 걸릴 것으로 예상되나, 실제 주행을 통한 데이터 확보와 주행 중 문제점 및 개선점 파악에서 앞서고 있는 로보티즈의 경쟁력은 향후 실외 자율주행 로봇 보급이 본격화될 시기에 빛을 발할 것이다.

동사는 한국 첫 휴머노이드 HUBO 를 개발한 기술력을 바탕으로 액츄에이터와 제어기 등 로봇 핵심 부품 내재화에 성공해 타사 대비 높은 가격 경쟁력 원가율 50% 미만 을 보유하고 있다. 그리고 자체 개발한 통합 소프트웨어 플랫폼 PODO 를 바탕으로 로봇 HW 와 SW 의 안정적인 동작을 구현하여 제품 완성도를 높였다 레인보우로보틱스에게 협동 로봇은 시작일 뿐이다. 4족보행 로봇이 연내 공개 예정이며 모바일 매니퓰레이터와 의료용 로봇 개발 이 진행중으로 충분한 중장기 성장 동력을 갖추고 있다 고 판단한다

레인보우로보틱스의 기원이 휴머노이드에 있다는 점을 잊어서는 안된다. 휴머노이드 로봇은 구동 기술과 제어 기술의 정점에 있다. 협동 로봇은 휴머노이드로봇의 팔에 불과할 뿐이다. 차기 주력 제품으로 4족 보행 로봇 을 연내 공개 예정이다. 동 로봇은 상부에 센서과 로봇 팔 기능 등 다양한 어플리케이션을 추가할 수 있어 공공/물류/건설/제조/서비스 등 다양한 분야에서의 활용을 기대할 수 있다. 이미 2022년 초에 현대로템과 다족보행 국방 로봇 개발 협력을 체결하며 그 성장성을 인정 받은바 있다.

그리고 이동형 로봇(AMR)에 협동 로봇을 부착한 모바일 매니퓰레이터과 의료용 로봇(레이저 토닝 로봇) 개발 또한 진행중이다. 그리고 장기적으로는 로봇 부품(감속기 등)과 소프트웨어를 상품화하는 전략도 고려 중인 것으로 파악된다. 로봇 HW(팔과 다리)와 SW(통합 제어 플랫폼), 부품을 모두 아우를 수 있는 종합 로봇 기업으로의 성장 이 기대된다

규제완화와 로봇 인프라가 필요하다 

로봇 기술의 발전과 어플리케이션 개발도 중요하지만, 로봇이 동작할 수 있는 환경을 조성하는 것이 선행되어야 한다는 주장이 떠오르고 있다. 예를 들어, 자율주행 로봇의 경우 주행을 합법화할수 있는 법적 근거와 주행 공간의 확보, 층간 이동을 위한 로봇 엘리베이터 설치 등 로봇과의 공존을 위해 다양한 준비가 필요하다는 주장이다.

노동력 부족 등 당면한 문제의 해결을 위한 단순 임시방편책으로 로봇 도입을 시도하는 것은 장기적인 로봇 산업 성장에 긍정적이지만은 않다. 진정으로 로봇을 도입하기 위한 사회적 고민이 이루어질 때, 로봇 산업은 폭발적인 성장을 이루어낼 수 있을 것이다.

일본의 경우, 이미 정부차원(경제산업성)에서 해당 논의가 진행되고 있는 상황이다. 로봇 보급 활성화를 위해서는 정해진 환경 속에 로봇을 투입하는 것이 아닌, 로봇 도입이 용이한 로봇 친화적인환경으로 전환할 필요가 있다는 발상이다. 한국에서도 로봇 친화형 빌딩 조성, 로봇 엘리베이터 개발 등 로봇 인프라를 갖추기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.

서빙로봇의 경우 중국의 Pudu Robotics와 Keenon Robotics, 미국 실리콘밸리 스타트업 Bear Robotics를 중심으로 보급이 이루어지고 있으며, 한국의 경우 LG전자의 클로이 서브봇이 활약하고 있다. 업계에 따르면 국내 시장의 경우 중국산 서빙 로봇의 시장 점유율이 80% 수준으로 중국기업들의 강세가 이어지고 있는 상황으로 알려져 있다.

서빙로봇은 식당 종업원이 태블릿 PC에 테이블 번호만 입력하면 되는 간단한 구조이다. 이후 서빙 로봇이 SLAM 기반 자율주행 기술과 충돌 방지 기능, 로봇 간 통신 기능을 바탕으로 스스로 사람과 물체를 피해 목적 테이블 까지 자율적으로 주행하여 음식을 전달하고 복귀한다. 최근에는 테이블 주문 시스템과 연동하는 솔루션도 상용화되었다.

F&B로봇의 시장 규모는

1) 서빙 로봇(자율주행 서빙 로봇)

무인 키오스크(KIOSK)의 국내 보급 속도와 유사한 양상을 띌 경우, 국내 서빙 로봇의 보급 대수는 본격 도입이 시작된 2021년 약 3,200대 수준으로 추산되며, 2022년 5,300대(+68% yoy), 2023년 11,000대(+108% yoy) 규모가 될 것으로 예상된다. 다만, 로봇의 경우 까다로운 도입 조건(매장 레이아웃 등)과 도입 비용, 기술 수준 등으로 키오스크 대비 보급 속도는 조금 더딜 수 있다.

2) 조리 로봇(협동 로봇)

조리로봇의 경우, 보급률에 따라 시장 규모를 추정한 결과 1% 보급되었을 시 국내 조리 로봇의 보급 대수는 약 2,800대 수준일 것으로 추정되며, 10% 보급될 경우 약 27,100대로 추산된다. 로봇기술 향상 및 조리 어플리케이션 개발로 도입 대상 음식점 유형이 확대될 경우 시장 규모는 상기 추산보다 훨씬 더 커질 것이다.

• 난방연료가 기름에서 천연가스로 바뀐 이후 원유 수요의 계절성은 사실상 사라졌다. 가솔린 가격이 비싸면 좀 덜 타고 여행도 좀 덜 다닐 수 있다.(최근 제주도 여행이 늘어난 것도 비싼 해외 여행 때문)

• 그런데 추위는 차원이 다르다. 덜 때우기는 쉽지 않다. 찬물로 목욕하고 싶지도 않다.

• 천연가스 수요 비수기에 지속되는 가격 강세는 불안감의 정량 지표이다.

• 9월중반에 천연가스 재고가 충분치 않음이 확인된다면 미국과 러시아를 제외한 다른 가스 수입국들은 쳔연가스 외에 난방유와 석탁 등의 추가 확보를 위한 경쟁에 나설 수 밖에 없을 것이다.