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회전축 설계 소프트웨어 및

엔지니어링 기술개발

창업예비연구 결과보고서

창업예비연구자 : 최상현

한 국 산 업 기 술 평 가 원

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제 출 문

한국산업기술평가원장 귀하

본 보고서를 “ 회전축 설계 소프트웨어 및 엔지니어링 기술개발에 관한 창업예비연

구” 의 결과보고서로 제출합니다.

1999. 11. 23.

창 업 예 비 연 구 자 : 최상현

참 여 인 력 : 김우정

〃 진영문

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목 차

I. 창업 예비 연 구 목적과 중요성

1. 연구배경 및 목적

2. 창업 과제의 개요

3. 창업 과제의 기술성

4. 기대효과

II. 시제품 개발 내용

1. 제품의 개요

2. 설계내용

3. 제작방법 및 성능 평가

4. 시제품개발시 애로사항 및 해결 과정

III. 창업, 사업화 준비내용

VI. 첨부자료

V. 사업 계획서

1. 창업기업의 개요

2. 창업 과제의 내용

3. 기술개발 및 생산계획

4. 판매계획

5. 소요자금 및 자금조달 계획

6. 재무 계획

7. 사업추진일정 계획

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I. 창업예비연구 목적과 중요성

1. 연구배경 및 목적

현재 국내의 기계분야에 대한 연구인력은 일반적으로 대학, 국공립 연구소 및 대기

업의 해당부서 및 연구소에 배치되어 있다. 이들 중 대학이나 국공립 연구소의 경

우 기초 및 기반기술에 대한 연구가 장기적으로 이루어져야 하며 기업에 소속된 연

구기관들에 있어서는 실제의 제품화와 관련된 연구나 개발품과 관련된 단기적인 연

구가 수행되어야 하는 것이 일반적인 상식이다. 그렇지만, 현재 국내의 기술수준 및

현실적인 상황은 이들간의 비정상적인 결합으로 비효율적인 상호관계를 유지하고있

는 부분이 존재하고 있다. 즉, 기업의 전담연구인력 부족으로 인해 단기적으로 끝낼

수 있는 개발사업들이 늦춰지고 있는 것이다. 이는 대기업의 일부과제와 중소기업

에 있어서 특히 두드러지는데, 기업의 단기적인 개발욕구가 대학이나 국공립 연구

소의 장기적인 기초연구에 밀려 수개월에 가능한 연구개발조차도 1년 혹은 그 이상

의 장시간이 소요되고 보다 빠른 기술개발을 원하고 있는 세계적인 경쟁체제에도

맞지 않는 비효율적인 개발구조를 갖고 있는 것이다. 이를 극복하기 위해서는 기업

들의 단기적인 개발 욕구를 충족시켜주기 위한 엔지니어링 용역을 담당하는 회사가

필수적이며, 이는 IMF의 구조조정 요구와 이에 의한 기구축소가 필수불가결해진 한

국 기업의 상황과 맞물려 기계분야의 효율적인 작업분화를 가져올 것이라 사료된

다. 선진 외국의 경우 이와 같은 컨설팅 회사가 많은 우수한 인력을 보유하고 세계

각국의 프로젝트들을 수행하고 있으며 이들에 대한 수입대체의 효과도 국가적으로

큰 이익이 될 것이다. 아울러 이와같은 엔지니어링 회사의 경우 대체적으로 자체내

에서 개발한 소프트웨어를 판매하고 있으며, 우리나라에서는 이들 소프트웨어에 대

한 구입에 많은 자금을 소요하고 있는 실정이다. 따라서, 국내실정에 맞고 세계경쟁

력 또한 갖춘 전문적인 엔지니어링 소프트웨어의 개발 또한 시급한 과제이다.

현재 기업의 기술에대한 욕구증가, 기구축소가 필수적으로 되어버린 국내의 기업환

경, 점점더 어려워만 가는 선진외국의 기술이전 등이 맞물려 국내시장의 성장이 예

측되는데 비하여 기계분야의 엔지니어링 컨설팅회사는 국내에 거의 전무한 형편이

다. 이와같은 상황에서 엔지니어링 업무를 담당하는 컨설팅회사는 성공할 가능성이

높은 벤처기업이 될 것이다.

따라서 이와같은 개발, 시험 및 해석을 담당하는 회사의 창립은 국내적으로 연구개

발에 대한 기업의 욕구와 맞물려 국내의 산업기술시장에 대한 전문화 및 분업화를

가져올 것이다. 즉 대기업에 대해서는 기구축소에 의한 효율성 및 첨단기술을 중소

기업에는 선진 기술력을 제공함으로써 국가의 국제경쟁력 향상에 도움이 될 것이

다. 또한 국내외 시장에 대한 전문적인 소프트웨어의 판매로 국내에는 수입대체효

과와 국내의 실정에 맞는 환경 및 교육기회를 제공할 수 있으며 대외적으로는 수출

에 의한 외화획득으로도 발전할 수 있을 것이다.

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2. 창업 과제의 개요

산업 기계 및 수송기계류를 중심으로한 설계 및 해석업무:

그동안의 쌓아온 경험 및 준비된 해석 프로그램등을 자본으로 하여 기업으로부터

위탁받는 Project 수행.

- 설계 용역 : 기계적으로 설계가 쉽지 않은 고성능의 회전기계를 주된 타켓으로

한다. (예) 공작기계 주축, 증속기, 감속기, 압축기, 원심펌프, 고성능 모터 등

- 해석 업무 : 유한요소 구조 및 충돌 해석, 회전축의 동특성 해석, 기어시스템 강

도설계, 구름 및 저널 베어링 설계 및 동특성 해석 등

- 실험 및 시험장치 설계 및 대행

- 시스템 및 취약부의 Trouble-shooting

일부 개발이 완료됐거나 개발중인 해석 소프트웨어의 판매:

- 회전축 강도 및 동특성해석 프로그램(RODAP) : 위험속도, 고유치 해석, 강제진

동 해석

- 베어링 해석 프로그램(BECHAR) : 수명해석, 강성특성 해석

- 기어 강도해석 프로그램(GESDIN) : AGMA를 기본으로한 강도해석 및 치형수정

3. 창업과제의 기술성

구조해석 기술 : 상용 FEM을 사용한 구조 및 고유진동 해석

회전축의 설계기술 : 강도해석, 진동해석 및 동특성 해석을 동한 최적설계

구릉베어링 설계기술 : 강도해석, 발열량 예측 윤활해석 및 강성 해석

저널베어링 설계기술 : 하중지지용량예측, 강성 및 댐핑특성 해석

기어설계기술 : 굽힘강도, 면압강도 등의 강도해석, 치강성을 고려한 진동특성 해석

실험기술 : 센서 및 가진기 설계 · 제작기술, 모달 실험 기술

국내에서 이분야의 설계기술에 대한 상품화를 추구하는 기업은 거의 전무한 상태이

고 단지 일부의 유한요소 해석 프로그램의 공급업체에서 엔지니어링 서비스를 겸하

고 있다. 그렇지만 국외의 경우 Ventry nevada, Romacs Tech., Power Eng.

Tech. 등 다수의 회사가 있다. 이와 관련된 소프트웨어의 경우 Romax, SR-

series, MADYN, Zar2, UTS, MSDS, HyGears 등 다수가 이 있다.

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4. 기대효과

개발, 시험 및 해석을 담당하는 회사의 창립은 국내적으로 연구개발에 대한 기업의

욕구와 맞물려 국내의 산업기술시장에 대한 전문화 및 분업화를 가져올 것이다. 즉,

대기업에 대해서는 기구축소에 의한 효율성 및 첨단기술을 중소기업에는 선진 기술

력을 제공함으로써 국가의 국제경쟁력 향상에 도움이 될 것이다. 또한, 국내외 시장

에 대한 전문적인 소프트웨어의 판매로 국내에는 수입대체효과와 국내의 실정에 맞

는 환경 및 교육기회를 제공할 수 있으며 대외적으로는 수출에 의한 외화획득으로

도 발전할 수 있을 것이다.

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II. 시제품개발 내용

1. 제품의 개요

RODAP(Rotor Dynamic Analysis Program)은 회전축의 동특성을 해석하기 위한 엔

지니어링 소프트웨어로서 개인용 컴퓨터에서 실행되도록 개발되었다. 실행환경은

Windows를 기반으로 하였다.

RODAP은 그림 1과 같이 크게 5개의 모듈로서 구성되어져 있으며, 각 모듈들의 기

능은 다음과 같다.

1) RODAP Main (rodap.exe) : 해석을 위한 모델링 작업을 수행하고 모델링 한 결

과를 해석모듈로 보내는 역할을 하며, 모든 프로그램을 Call할 수 있다.

2) Analysis Module (analizer.exe) : Console 상에서 Text를 기반으로 실행되며 실

제의 모든 해석이 이 모듈을 통하여 이루어 진다.

3) 2D Modeshape Viewer (mode_shape.exe) : 고유진동 해석의 결과를 2차 원상

에서 보여준다.

4) 3D Viewer (visualizer.exe) : 모델링한 결과를 3차원의 형태로 보여주며 고유진

동 해석의 결과를 loading하여 3차원의 모드형상을 볼 수 있다.

5) 2D Graph Module 속도대비 진동량의 그래프나 과도진동해석의 경과를 보기위

한 2차원 그래프 프로그램.

각 프로그램의 실행화면은 그림2에서 6에 주어져 있다.

그림 1 프로그램의 구성

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모든 입력 및 출력 파일은 ASCII 형식을 취하여 사용자가 다루기 편하도록 하였다.

입력 파일 생성의 경우, 프로그램에서 다이얼로그 박스 등을 사용하여 모델링 할

수도 있지만 어느 정도 파일의 구성에 익숙한 사용자라면 Notepad 등 기타의 text

editing 툴을 사용하여 보다 빠르게 입력파일을 만들어낼 수 있다. 또한, 속도대비

진동량이나 과도진동 해석 등의 경우에도 Excel 이나 Origin 등 다른 프로그램에서

Importing하여 사용할 수 있다. 또한 모든 작업윈도우의 그림은 emf(enhanced

windows meta file)형식이나 bitmap형식의 형태로서 기존의 워드프로세서로 복사

가 가능케 하여 보고서 작성 시에 쓰이도록 하였다. 모델링은 유한요소법 및 가정

모우드법을 각각 사용하며 고유진동 해석, 강제진동 해석 및 위험속도 해석이 가능

하다.

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그림 2 Rodap Main

그림 3 2-D Mode shape viewer

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그림 4 Analysis module

그림 5 3-D viewer

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그림 6 2-D graph viewer

2. 설계 내용

기존의 다른 소프트웨어와의 차이점은 기어를 포함한 다중축 시스템의 횡방향, 비

틀림 방향 및 축 방향의 복합진동 해석이 가능하단 것과 연성 디스크를 포함한 시

스템의 연성된 해석이 가능하단 것이다.

사용되는 모델의 요소는 다음과 같다.

1) 균일 축 요소 (유한요소 빔모델)

2) 테이퍼 축 요소 (유한요소 빔모델)

3) 부가질량

4) 베어링 지지부 (스프링 및 댐퍼 모델)

5) 연결 링크 (스프링요소)

6) 기어 연결 요소 (기어 접촉 강성 3차원 모델)

7) 연성 디스크 (가정 모우드법)

이때 각 모델링에 있어서 회전에 의한 자이로 및 전단 효과를 고려하였다.

3. 제작방법 및 성능평가

제작은 메인 및 2D 모듈은 MS Visual C++, 3D 모듈은 Boland C++ Builder 및

Open GL 해석 모듈은 DIGITAL Visual Fortran을 각각 사용하였다. 프로그램의 성

능은 첨부된 기본 사용 설명서를 참조하기 바란다.

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기초적인 검증을 위해 베어링의 강성 실험 및 간단한 유동압베어링 축의 고유진동

실험을 수행하였다.

- 베어링 강성 실험

시제품의 계산 모듈인 베어링 강성의 이론계산치의 신뢰성을 얻고자 그림 7과 같은

실험장치에서 베어링의 강성을 측정하고 이를 계산과 비교하였다. 그 결과 해석 값

과의 오차범위가 일반적인 실험오차 내의 범위에서 나타나 해석 프로그램의 정확성

을 증명할 수 있었다.

- 고유진동수 실험

시스템 모델링의 정확성을 검증하기 위해 그림 10과 같은 유동압 베어링에 지지된

회전축의 고유진동수 변화에 대한 해석값과 실험 값을 비교하여 보았다. 실험결과

와 해석 값간의 차이가 표 1에 주어져 있다. 결과에서 보듯이 해석의 결과와 실험

의 결과가 적은 오차범위에서 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서, 유한요소 프로그

램의 일차적인 검증에 있어서 해석적인 유용성을 증명할 수 있었다.

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그림 7 베어링 강성 실험장치

(a) 무부하시 (b)하중 작용시그림 8 축 회전궤적 측정치

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강철볼, 정압예압의 경우

세라믹볼, 정위치 예압의 경우그림 9 베어링 강성 측정치

● : 실험에 의하여 측정한 베어링 강성

○ : 해석으로 구한 베어링 강성

(온도 변화에 의한 베어링 예압의 변화를 고려하지 않음)

■ : 해석으로 구한 베어링 강성

(온도 변화에 의한 베어링 예압의 변화를 고려)

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그림 10 실험장치

표 1 이론 해석 및 실험 결과

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또한, 현재 출시된 비슷한 계열의 소프트웨어와 이 과제를 통해 개발된 RODAP간

의 성능비교표가 아래 표 2에 주어져 있다. 표에서 알 수 있듯이 성능 면에서는 실

제의 작업에서 인증을 받을 경우 충분한 경쟁력을 갖으리라 사료된다. 따라서, 실제

의 작업장에서의 성능평가를 위해서 현재 유럽의 ABB Alstom과 독일 Braunshweig

공과대학에 6개월에서 1년간 1copy의 무료 라이센스를 주는 조건으로 벤치마크 테

스트를 요청하였다.

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표 2 기존제품과의 차별화를 위한 제품성능 비교

비 교 항 목 RODAP 영국 R제품 미국 V제품 독일 M제품다중축

고유진동 해석

강제진동 해석

과도진동 해석

사용자 정의 함수

3차원 형상표시

기어모델

연성디스크 모델

기어 강도해석

구름 베어링 모듈

저널 베어링 모듈

○

○

○

○

○

○

○

○

추가 개발중

○

×

×

○

○

×

×

○

×

×

○

○

×

○

○

○

○

×

○

×

○

×

×

○

○

○

○

○

○

×

○(모델링 오류)

×

×

○

○

4. 시제품개발시 애로사항 및 해결 과정

3D module 개발시 프로그래밍의 어려움이 있었으나, 새로운 맴버(김성민)의 영입

으로 문제를 해결하였다.

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III. 창업, 사업화 준비내용

1. 추진경과

- 1998년 11월 : 협약체결

- 1999년 3월 : 기초 실험 연구. 프로그램 개발

- 1999년 7월 : 창업 디엔엠 컨설팅 주식회사. 자본금 5000만원. 대표이사 최상현

- 1999년 8월 : RODAP을 이용한 엔지니어링 사업으로 첫 매출.

- 1999년 10월 : RODAP의 신뢰성 확보를 위해 독일의 기업 및 대학에 필드테스

트 의뢰

- 1999년 10월 : RODAP의 유럽지역 판매를 위해 ARLA Maschinen Tech. GmbH

와 agent계약 협의중

2. 창업, 사업화 준비실적

- 1999년 7월 : 디엔엠 컨설팅 주식회사 창업

3. 창업, 사업화 준비과정상 애로사항 및 해결과정

- 기업 인지도 부족으로 인한 판매망 확보에 어려움이 있었음.

- 연구원들이 기존의 국가 혹은 기업 프로젝트에 참여하고 있었기 때문에 이를 이

용하여 초기 수주 및 프로그램의 홍보가 가능

- 해외 지역은 독일 지역의 필드 테스트의 결과에 따라 결정항 예정임

IV. 첨부 자료

- 디엔엠 컨설팅 주식회사의 법인 등기부 동본 및 사업자 등록증 사본 첨부

- RODAP 사용자 매뉴얼

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서울지방법원 상업등기소

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사 업 자 등 록 증

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제 1 장 시작하기

RODAP(Rotor Dynamic Analysis Program)은 회전축의 동특성 해석을 위한 소프트

웨어이다. 회전축의 고유진동 해석이나 강제진동 해석을 통해 동특성을 예측함으로

써 설계시의 특성 예측이나 문제 발생시의 원인 규명에 사용되어진다.

1. 제품 구성

RODAP은 그림과 같이 크게 5 개의 모듈로서 구성되어져 있으며, 각 모듈들의 기

능은 다음과 같다.

1) RODAP Main (rodap.exe) : 해석을 위한 모델링 작업을 수행하고 모델링한 결

과를 해석 모듈로 보내는 역할을 하며, 모든 프로그램을 Call 할 수 있다.

2) Analysis Module (analizer.exe) : Console 상에서 Text 를 기반으로 실행되며

실제의 모든 해석이 이 모듈을 통하여 이루어 진다.

3) 2D Modeshape Viewer (mode_shape.exe) : 고유진동 해석의 결과를 2 차원상

에서 보여준다.

4) 3D Viewer (visualizer.exe) : 모델링한 결과를 3 차원의 형태로 보여주며 고유

진동 해석의 결과를 loading 하여 3 차원의 모드형상을 볼 수 있다.

5) 2D Graph Module : 속도대비 진동량의 그래프나 과도진동해석의 경과를 보기

위한 2차원 그래프 프로그램.

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모든 입력 및 출력 파일은 ASCII 형식을 취하여 사용자가 다루기 편하도록 하였다.

입력 파일 생성의 경우, 프로그램상에서 다이얼로그 박스 등을 사용하여 모델링 할

수도 있지만 어느 정도 파일의 구성에 익숙한 사용자라면 Notepad 등 기타의 text

editing 툴을 사용하여 보다 빠르게 입력파일을 만들어낼 수 있다. 또한, 속도대비

진동량이나 과도진동 해석 등의 경우에도 Excel 이나 Origin 등 다른 프로그램에서

Importing하여 사용할 수 있다.

또한, 각 프로그램들의 출력 화면은 enhanced meta file이나 bmp 파일의 형태로

다른 프로그램으로의 복사가 가능케 하여 보고서 작성이 용이하도록 하였다.

2. 인스톨

RODAP의 installd은 일반적인 다른 프로그램과 동일하다. 그 순서를 살펴보면 다음

과 같다.

(1) “Setup.exe"를 실행시킨후 아래의 wizard 에 따라 Next Button을 누른다.

(2) 위의 조건화면에 동의할 경우 아래의 입력화연에 해당하는 값을 넣어준 후

설치 위치를 결정한다..

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(3) 단축키를 프로그램상에 등록한 후 ‘Next’ 버튼을 눌러 install을 완료한다.

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제 2 장 사용방법

1. Modeling (version 1.1)

프로그램 실행시의 화면은 다음의 그림과 같으며, single window를 기본으로 프로

그래밍 되었다. 우선 모델링을 위해서는 아래 그림의 모델링 시작 버튼을 누르거나

메뉴 바의 Modeling - Basic Data 를 선택하여 기본 입력창을 시작한다.

모델링의 시작을 위한 기본 입력창은 12 개의 입력 항과 13 개의 버튼을 갖으며

각 입력창의 이름에 해당되는 부분은 각 항의 구체적인 입력창으로 연결된다.

주의 : 모든 데이터의 단위는 kg, mm, sec를 기본으로하여 이루어져 있다.

재질 데이터 입력창

재질데이터의 입력창은 옆의 그림과 같다.

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이때, 데이터의 Young’s modulus E는 아래와 같이 기본적인 E0 값에 온도계수를

고려한 형태로 구해진다.

E = E0-△E*Temp

입력시의 각 단위는 아래와 같다.

E0, △E : [kN/m2]

Density : [kg/mm3]

또한 데이터의 개수만큼 Arrow 버튼을 조정하여 각각 입력을 수행한다.

연성축 데이터 입력창

각 Rotor를 구성하는 기본 요소인 연성축에 대한 데이터를 입력하기 위해 각

Rotor를 구성 하고 있는 기본적인 축 단면의(section) 개수를 입력한 후 오른 쪽의

Edit 버튼을 눌러 다음의 입력창으로 들어간다.

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각 입력데이터는 다음과 같다.

- No. of beam element : section 에 만들 flexible beam의 개수이며 beam 개

수에 따라 균일한 길이를 갖는 beam element가 증가한다.

Beam1 Beam2

Beam element:2

Beam1 Beam2 Beam3

Beam element:2

- Material ID: 해당 material의 번호

- Diameters

● Bending Dia : Diameters for making stifness matrices to the lateral

directions.

● Mass Dia.: Diameters for making stiffness matrices.

● Torsional Dia. : Diameters for making torsional stiffness matrices.

- Temperature : for getting Young’s Modulus E.

- 테이퍼 빔이 선택되었을 경우에는 오른쪽 그림과 같이 right section에 대한 직경

을 입력하여야 한다.

left

section

right

section

Note: 노드번호는 첫번째 축으로부터 계속해서 순서대로 1씩 증가한다.

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부가질량 입력창

부가질량은 우선 기본입력창에 사용되는 부가 질량의 개수를 입력한 후 “Edit

Element Data" button을 눌러 각 데이터 값을 입력한다.

이때, 데이터의 입력방법은 3가지가 있으며 이는 입력창의 그림을 참조하길 바란

다.

주의할 점은 불평형량의 경우 강제진동 해석 시 모든 경우에 입력이 되기 때문에

되도록이면 사용하지 말고 나중에 해석 데이터창에서 별도로 입력하기를 권장한

다.

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연성 디스크 입력창

연성 디스크의 Assumed mode method를 사용한다. 따라서 사용할 마지막 모드의

Node line의 개수를 입력하여야 한다. 또한 inner diameter의 경우 지지부의 연성

을 고려하기 위해 effective ratio 를 정의하여 보정이 가능하도록 하였다.

Radial Bearing 입력창

베어링은 우선 입력타입을 설정한 후 노드위치와 외부지지스프링의 유무를 표시한

다. 입력타입 "Ball"의 경우에는 스피드에 상관없이 일정한 스프링 및 댐핑 계수를

사용하는 경우 이고 "Journal"의 경우에는 Somerfelt Number에 대한 무차원 계수

값이 입력 파일로 주어지는 경우이다. 또한 외부 스프링이 있는 경우(Housing’s

Stiffness)에는 값을 “Y"로 바꾼후 "Edit" 버튼을 사용하여 각 방향의 스프링계수를

입력한다.

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Trust Bearing 및 Seal Data 입력창

축 방향 베어링은 지지된 축의 번호와 강성 및 댐핑 값을 각각 입력한다. 또한 시

일 데이터는 각 Load별 데이터가 입력된 File 이름과 Load의 개수를 입력한다.

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Linkage 입력창

각 방향의 링크는 노드간의 스프링으로 연결된 경우를 말하며 Radial, Torsional

Axial 방향의 3가지가 있다.

Gear 입력창

기어의 입력창은 아래와 같으며 선형 분포를 사용한다. 따라서 Node를 기준으로

접촉점의 좌우 좌표와 좌우 분포스프링계수를 필요로 한다. 또한, 위치각은 수직상

태를 기준으로 측정된 값이다.(자세한 사항은 Theoretical Manual 을 참조할 것)

Speed ratio 입력창

스피드 비는 각 회전축간의 회전속도비를 말한다.

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모델링 결과 보기

모델링의 결과는 모델링 후에 “SAVE"를 수행하면 볼 수 있다. 또한, 이에 대한 3

차원그림을 보기 위해서는 그림과 같이 “3D" button을 눌러 “visualizer"를 통해 볼

수 있다.

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모델링 결과 수정

모델링결과의 수정은 main메뉴의 “Edit" 항을 이용하여 수정하거나 Rotorview를 이

용하여 각각의 축상에서 마우스 클릭을 통해 수정하는 두가지 방법이 있다. 수정된

결과는 파일을 저장하여야 만이 실제의 해석 시 그 효력을 발휘한다.

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2. Analysis

고유진동 해석

고유진동해석을 위해서는 그림과 같이 메뉴바의 “Analysis"를 선택한 후에 방향을

선택하면 해석을 위한 데이터 입력창이 나온다. 이때 Reduction 양은 전체 자유도

를 얼만큼 축소할 것인가에 대한 자유도의 양이다. 이 값이 실제 자유도의 값보다

큰 경우에는 해석시 실제 자유도를 사용한다. 또한 프로그램은 제일 작은 고유진동

수중에서 지정한 Printing out의 개수만큼의 데이터를 검색한 후 제한값(limit value)

보다 작거나 같은 값들 만을 출력한다.

해석창에서 “SAVE‘’를 선택하면 입력된 값들을 저장하고 실행하지는 않으며 “RUN"

을 선택하면 입력값을 저장한 후에 해석을 수행한다. 해석은 shell상에서 수행되며

status가 text로 표시된다.

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고유진동 모우드 보기

해석이 수행되고 나면 프로그램은 “Mode _ Shape.exe”를 불러 모드 형상을 보여

준다. 이를 3차원으로 보기위해서는 “visualizer”의 ‘Edit’메뉴에서 Eigenvalue를

load하여 볼 수 있다.

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강제진동 해석창

강제진동 해석창은 아래의 그림과 같다.

(1) ‘Initial Speed’와 ‘Final Speed'는 ‘Amp/Speed’선택시에 즉, 속도 대비 진폭

선도를 그릴 때, 필요한 데이터로서 계산의 시작 과 끝의 속도를 나타낸다. 또한,

‘No. Speed'는 그 때의 계산 횟수로서 얼만큼의 간격으로 계산을 수행할 것인가를

결정한다.

(2) 'Node No. for Printing’은 출력하고자 하는 노드의 개수이고 다음의 번호에

‘Arrow button’을 눌러가며 개수만큼 노드번호를 입력하면 된다.

(3) 'No. of Calculation Speed'는 다축 시스템의 경우 여러가지의 회전속도가 있는

데 그중 몇가지의 회전속도에 해당하는 가진 성분을 줄 것인가를 결정하는 개수이

다. 따라서, 그 다음의 입력부위에 해당하는 스피드의 축 번호를 입력한다.

(4) 가진 타입으로는 네가지의 경우가 있으며, 이에대한 고려를 할 것인가가 선택

버튼으로 주어진다. 각각의 경우에 대해서는 “Edit Button"을 이용하여 해당되는 다

이얼로 그를 부른다.

(5) 선택 메뉴는 “해석 방향 선택”과 “해석 내용 선택”의 두가지가 있다. 방향은 횡

방향, 축방향, 비틀림 방향, 횡+비틀림, 횡+비틀림+축방향의 다섯가지가 있으며, 해

석 내용은, 속도 대비 진동량, 운전속도 진동 형태 및 과도진동 해석의 세가지가 있

다.

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General Force

일반 외력에 대한 입력 창은 .오른쪽과 같다. 우선 해석하고자 하는 외력의 경우의

수를 입력한다. 그리고 그 수만큼 해당 경우에 대한 가진 주파수(‘Speed sys. To

Rotor’)와 주려는 외력의 개수를 입력한다. 그리고 주려는 외력의 개수만큼 외력의

형태, 노드번호 및 값을 입력한다. 외력의 형태는 L, U, T, A 의 네가지가 있으며

각각 실제 힘(횡방향), 불평형량(횡방향), 비틀림 방향 및 축방향의 가진력을 의미한

다.

Misalignment

Misalignment의 경우에는 1X성분만을 고려한다. 즉 angular misalignment 에 의

한 2nX 성분은 고려하지 않는다. 이때의 입력값은 해당 노드번호와 각 방향의 값들

이다.

Gear Error

기어의 형상오차에 의한 가진력을 의미하며 “Gear No."는 해당 기어쌍의 순서에

의한 번호를 Location 은 기어오차가 있는 기어이다.

- 37 -

Constraint

‘Constraint’는 특정 부분의 진동형태를 미리 주어지고 그에 따른 다른 부분의 진동

형태를 보고자 할 때 사용한다.

- 38 -

V. 사업계획서

1. 창업기업의 개요

1) 개요

업체명 디엔엠 컨설팅

설립일

개인 년 월 일

대표자 최 상 현 법인 1999년 7월 19일

업종소프트웨어 개발,

자문주생산품

기계설계소프트웨어, 회전변위

측정장비, 섬유관련 측정기

자본금 50 백만원창업후 현재까지

매출액

US$32,000 + 24백만원

(계약완료분 포함)

인 력

현 황

구 분 경영직 (1 ), 사무직( ), 연구/기술직 ( 5 ), 생산/기능직 ( ), 합 계 ( 6 )

학력별 박사 ( 4 ), 석사 ( 1 ), 학사 ( ), 전문대 ( 1 ), 고졸이하( )

사업장

현 황

창업보육

센터기관명 서울대학교

입주

기간

99ㆍ9ㆍ15

~

00ㆍ9ㆍ14

면적 평 용도

역외사업

장

(자가, 임차)

(공장등록, 미등록)

면

적대지 : 평, 건평: 6 평 용도

사무

실

특기사항

(창업 후 인․허가,

인증, 업체등록,

지적재산권, 포상

홍보등 관련내용을

발생일자 순으로

기재)

1999년 10월 11일 세계 섬유신문 심퍼커 측정 장치 및 드레이프 측정기

관련 기사

- 39 -

2) 창업자 이력사항

성 명(한 글) 최 상 현 주 민 등 록 번 호 연 령

(한 자) 催 相 現 만(33세)

학 력

(최종학력

부터기재)

기 간학 교 명 수 학 상 태 전 공 학 위

부터 까지

84.3 88.2 서울대학교 졸업, 수료, 중퇴 기계공학 학사

88.3 90.2 서울대학교 졸업, 수료, 중퇴 기계설계 석사

90.3 95.8 서울대학교 졸업, 수료, 중퇴 기계설계 박사

경 력

(최종경력

부터

기재)

기 간 근 무 처 담당 업무

(최종

직위)부터 까지 근무처 명 주요 제품 전화번호

99.8 ~ 디엔엠컨설팅

회전축 설계소프트웨어

변위측정 센터

섬유관련 측정장비

880-7545

(교304,

306)

대표이사

96.11 99.8

서울대학교

터보동력기계

연구센터

880-7545

~7선임연구원

95.10 96.11

Institut fur

Maschinen

Elemente

Und

Fordertech

nik

+49-(0)

531-391

-2640

초청

연구원

특기사항(

자격증,

상벌

연수,

대외활동

부채현황

등)

◎ 95.10~96.11 현지연구소 운영 관련 파견근무 (Post-Doc.) :

독일 Braunshweig 공과대학에서 공동연구를 수행하였다. 기어를 포함한 회전기계의

동특성 해석을 위주로 하여 연구를 수행하였다. 공동 연구 회사로는 ABB, ACE 및

GHH사가 있다. ABB사의 경우 진동에 의한 기어파괴에 대한 해석을 수행하여

당시의 문제가 된 시스템을 성공적으로 설계 변경하였다. 또한 ACE 및 GHH사의

터보 압축기에 대해 기어커플링에 의한 아조화 진동 문제를 해석하여 원인을

찾아내었다. 현재 본인이 개발한 소프트웨어는 본인과의 협의아래 Braunshweig

공과대학에서 축시스템의 동특성 해석을 위해 사용 중에 있다.

- 40 -

3) 경영진 및 기술진 인적사항

경영․기술진

성 명 나이 직위최종학력

(학교,전공,학위)경력

최 상 현

김 우 정

박 창 규

한 동 철

김 성 민

진 영 문

33

31

33

56

30

29

대표

이사

고문

고문

이사

과장

서울대, 박사

서울대, 박사

서울대, 박사

칼스루에, 박사

서울대, 석사

상지전문대, 전문학사

4) 주주 및 출자분 구조

주주구성

성 명 주민등록번호 지분율 대표자와의 관계

최 상 현

김 우 정

박 창 규

한 동 철

김 성 민

진 영 문

20

20

20

30

7

3

본인

계 - 100

- 41 -

5) 창업동기

현재 국내의 기계 및 섬유에 관련된 분야에 대한 연구인력은 일반적으로 대학, 국

공립 연구소 및 대기업의 해당부서 및 연구소에 배치되어 있다. 이들 중 대학이나

국공립 연구소의 경우 기초 및 기반기술에 대한 연구가 장기적으로 이루어져야 하

며 기업에 소속된 연구기관들에 있어서는 실제의 제품화와 관련된 연구나 개발 품

과 관련된 단기적인 연구가 수행되어야 하는 것이 일반적인 상식이다.

그렇지만 현재 국내의 기술수준 및 현실적인 상황은 이들간의 비정상적인 결합으로

비효율적인 상호관계를 유지하고있는 부분이 존재하고 있다. 즉, 기업의 전담연구인

력 부족으로 인해 단기적으로 끝낼 수 있는 개발사업 들이 늦춰지고 있는 것이다.

이는 대기업의 일부과제와 중소기업에 있어서 특히 두드러지는데, 기업의 단기적인

개발욕구가 대학이나 국공립 연구소의 장기적인 기초연구에 밀려 수개월에 가능한

연구개발조차도 1년 혹은 그 이상의 장시간이 소요되고 보다 빠른 기술개발을 원하

고 있는 세계적인 경쟁체제에도 맞지 않는 비효율적인 개발구조를 갖고 있는 것이

다. 이를 극복하기 위해서는 기업들의 단기적인 개발욕구를 충족시켜주기 위한 엔

지니어링 용역을 담당하는 회사가 필수적이며, 이를 통해 효율적인 작업분화를 가

져올 것이라 사료된다. 선진외국의 경우 이와 같은 컨설팅 회사가 많은 우수한 인

력을 보유하고 세계 각국의 프로젝트들을 수행하고 있으며 이들에 대한 수입대체의

효과도 국가적으로 큰 이익이 될 것이다. 아울러 이와 같은 엔지니어링 회사의 경

우 대체적으로 자체 내에서 개발한 소프트웨어를 판매하고 있으며, 우리 나라에서

는 이들 소프트웨어에 대한 구입에 많은 자금을 소요하고 있는 실정이다. 따라서,

국내실정에 맞고 세계경쟁력 또한 갖춘 전문적인 엔지니어링 소프트웨어의 개발 또

한 시급한 과제이다.

이와 함께 측정기기 분야에 있어서 기존의 측정방법에 의하지 않는 새로운 개념의

측정방식을 개발하거나 측정기의 개발을 통해 기존 측정기 시장의 틈새 진입이 가

능하며 고부가가치를 얻을수 있다. 이러한 대상으로는 회전체의 형상오차를 배제하

고 순수한 회전 궤적만을 얻을수 있는 기술이나 섬유 · 의류분야의 주름 측정장치

등을 들 수 있다.

이와 같은 상황에서 엔지니어링 업무를 담당하고 엔지니어링 업무에 사용될 소프트

웨어를 개발하고 이에 수반되는 특성치를 측정할 수 있는 측정 기술 개발 사업은

성공할 가능성이 높은 벤처기업이 될 것이다.

6) 최종목표 및 기대효과

본사는 기술력을 바탕으로 기계 및 섬유분야의 해석 소프트웨어 및 전문가 시스템

소프트웨어를 개발하고 이 분야에 관련된 측정장치의 개발을 목표로 한다. 본사가

경쟁력을 가지고 있다고 보는 분야는 다음과 같다.

- 42 -

1. 회전체 해석 소프트웨어

2. 섬유 관련 전문가시스템

3. 회전체 진동 및 회전정밀도 측정 시스템

4. 레이저 센서 기술을 이용한 섬유류 구김 및 주름 측정장치

5. 직물의 드레이프 특성 측정 장치

본사는 위 기술을 바탕으로 시장에 진입하여 소프트웨어 및 측정장치의 판매 및 이

를 이용한 용역사업에서 세계적인 기업이 되어 국가 경쟁력 향상에 이바지 할 것을

목표로 한다.

- 43 -

2. 창업과제의 내용

1) 기술성

○ 창업과제의 개요

산업 기계 및 수송기계류를 중심으로한 설계 및 해석업무:

그동안의 쌓아온 경험 및 준비된 해석 프로그램등을 자본으로 하여 기업으로부터

위탁받는 Project 수행.

- 설계 용역 : 기계적으로 설계가 쉽지 않은 고성능의 회전기계를 주된 타켓으로

한다. (예) 공작기계 주축, 증속기, 감속기, 압축기, 원심펌프, 고성능 모터 등

- 해석 업무 : 유한요소 구조 및 충돌 해석, 회전축의 동특성 해석, 기어시스템 강

도설계, 구름 및 저널 베어링 설계 및 동특성 해석 등

- 실험 및 시험장치 설계 및 대행

- 시스템 및 취약부의 Trouble-shooting

회전축 진동해석 소프트웨어의 판매:

- 회전축 강도 및 동특성해석 프로그램(RODAP) : 위험속도, 고유치 해석, 강제진

동 해석

- 베어링 해석 프로그램(BECHAR) : 수명해석, 강성특성 해석

- 기어 강도해석 프로그램(GESDIN) : AGMA를 기본으로한 강도해석 및 치형수정

회전축 진동측정기 개발

섬유 봉제선 주름 측정기 개발

섬유가계 관련 전문가 시스템 개발

○ 국내의 관련기술현황

회전축 진동 해석 프로그램은 국내에서 전용화되어 상품화된 예는 없다. 다만 범용

FEM해석 프로그램을 이용하여 회전축의 진동해석이 가능하나 이경우는 회전체의

차이로 효과등을 고려할 수 없는 단점이 있다. 외국의 FEM프로그램을 국내에서 판

매하는 회사의 경우 자체적으로 엔지니어링 사업을 병행하고 있다.

회전축 진동 측정 시스템이나 섬유 주름 측정장치의 경우는 전세계적으로 아직 상

용화되지 않은 제품이다.

- 44 -

○ 기술경쟁력

현재의 해석에 대한 기술력은 선진 외국에 비하여 대등한 상태이며 경험적인 노하

우가 부족한 상태이나 이에 대한 약점은 가격적인 측면에서 커버할 수 있으리라 사

료된다. 개발된 소프트웨어의 경우 회전축의 동특성 해석용의 경우는 외국의 유수

한 프로그램과 거의 동등하거나 일부분야(시스템 모델링 및 해석능력)에 있어서는

오히려 나은 수준이고 기어설계용 소프트웨어의 경우에는 아직 국내의 중소업체에

서 개발된 것에 비하여는 월등한 편이나 선진 외국의 것에 비하면 CAM등의 분야에

서 모듈상의 취약함을 안고 있다. 이는 추후의 업그레이드를 통해 극복될 수 있을

것이다.

2) 사업성

○ 국내외 시장규모 및 현황

현재 각 분야에 있어서 외국에 대한 설계용역 및 소프트웨어의 구입에 대해서 구체

적인 통계를 낸다는 것은 거의 불가능한 상황이며 단지 몇가지의 예를 들어 전체적

인 규모를 추정할 수밖에 없다.

Romax(41,950-51,950 U.S.$)구입업체 : 대우자동차, 한화기계, 기아 자동차, 통일

중공업, 현대 우주항공 동 현재 10 copy (올해 3 copy 추가예정)

UTS (3,000 - 25,000 U.S.$) 웨스턴기어

○ 국내외 주요 수요처 현황

주요수요처 : 회전축 진동 관련 제품의 경우는 자동차 회사, 현대정공, 현대우

주항공, 대우중공업, 현대 중공업, 삼성 전기, 동양산업기계, 통일 중공업 등 공작기

계 업체, 가전회사 등이다. 섬유 측정기 및 전문가 시스템 분야는 본제 관련 연구

소, 어패럴 회사등이 있다.

○ 국내외 동종업체 현황

회전축 진동 해석 프로그램은 국내에서 전용화되어 상품화된 예는 없다. 다만 범용

FEM해석 프로그램을 이용하여 회전축의 진동해석이 가능하나 이경우는 회전체의

자이로 효과등을 고려할 수 없는 단점이 있다. 외국의 FEM프로그램을 국내에서 판

매하는 회사의 경우 자체적으로 엔지니어링 사업을 병행하고 있다.

회전축 진동 측정 사스템이나 섬유 주름 측정장치의 경우는 전세계적으로 아직 상

용화되지 않은 제품이다.

○ 가격경쟁력

회전축 진동 해석프로그램인 RODAP은 다음과 같이 가격을 책정하였다. 1대의 PC

에 1부의 프로그램이 설치되는 노드-락 라이센스 가격

- 45 -

이 가격은 기존의 해석프로그램의 가격수준에 비추어 1/2 수준으로 기능과 비교할

때 충분한 경쟁력을 가지고 있다.

3. 기술개발 및 생산계획

1) 기술개발 현황 및 계획

○ 현재의 제품개발 상태

현재 회전축 진동 해석 소프트웨어 RODAP은 개발이 완료되어 이를 이용한 엔지니

어링 사업을 수행하고 있다. RODAP자체의 판매를 위해 외국 회사와 agent계약을

추진중에 있으며 신뢰도와 인지도 향상을 위해 독일의 회사와 대학에 년간 사용권

을 무료로 주어 필드 테스트 중이다.

○ 성능평가 및 인증획득 현황

현재 필드 테스트를 의뢰한 기관은 독일의 Braunschweig 대학, 독일의 ABB 사,

ATLAS Corp. Co. 이며 이들 기관에서의 필드테스트는 1999년 연말 까지로 예정하

고 있다. 프로그램은 저작권등록 예정이다.

○ 향후 기술개발 계획

CAD나 CAM 소프트웨어와의 데이터 호환을 중점적으로 연구하며 필드테스트에서

제기되는 사용자의 불편사항을 해소하는 업그레이드 개발을 계획하고 있다.

2) 생산 및 시설계획

소프트웨어에 대한 별도의 생산시설 계획은 없다. 측정장치와 같이 하드웨어가 포

함되는 경우는 생산시설을 갖추지는 않고 외부의 제작업체를 아웃소싱할 예정이다.

- 46 -

4. 판매계획

1) 판매방법 및 제품홍보

국내 판매는 엔지니어링 사업과 연계하여 판매 예정이며 외국의 경우는 현제 회사

와 agent계약을 체결할 예정이다. 제품이 대단히 전문적인 분야의 지식을 요구하기

때문에 홍보는 주로 전문 학술대회에 논문발표나 홍보 부스를 이용할 것이다. 또한

해당분야의 국제적인 전시회나 박람회에 참여하여 홍보를 수행한다.

2) 시장진입 및 판매확대 전략

소프트웨어 및 엔지니어링 분야 : 홍보전략을 바탕으로 기존시장에 진입

측정기등 하드웨어분야 : 회전축 진동 측정 센서는 기술력을 이용하여 국가 프로젝

트에 참여하여 인지도를 높인다. 섬유류 측정센서는 제품의 특성상 기존 시장의 틈

새시장 공략으로 접근한다.

3) 향후 3년간 예상매출 계획

소프트웨어 : $500,000

하드웨어 : $1,000,000

5. 소요자금 및 자금조달 계획

1) 추정 소요자금

현재 제품 개발에 필요한 기술 개발 및 인원확보는 완료된 상태이므로 소요될 자금

은 제품의 제작 및 홍보, 관리 등에 필요한 비용이다. 소프트웨어나 측정기는 부가

가치가 대단히 높으므로 초기의 운영자금만 확보되면 그 이후는 매출로 인한 이익

으로 운영 및 재투자가 가능하다. 초기 1년간의 자금으로 대략 1억원 정도를 예상

하고 있다.

2) 자금조달 방안

현재 이를 위해 TBI사업 지원을 신청한 상태이다. TBI지원대상으로는 현재로 개발

에 자금이 더 들어가야 하리라 예상되는 전문가 시스템 분야이다.

- 47 -

6. 재무계획

1) 추정 손익계산서(1999년말)

- 48 -

7. 사업추진일정 계획(2000년)

내 용일 정 (월)

기간1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

RODAP 필드테스트

결과분석== == 2개월

모듈 수정 == == 2개월

GUI 개선 == == 2개월

해외 판매 계약 == == == 3개월

RODAP ver2.0 == == == == == == 6개월

측정기 제작 == 1개월

독일 쾰른 전시회

참가== 1개월

전문가 시스템 완성 == == == == == == == == == 9개월

측정기 보완 == == 2개월