韓国生産技術研究院大慶技術実用化本部の全景。/韓国生産技術研究院

2024年12月3日、テグ・タルソングンにある韓国生産技術研究院(生技院)大邱慶北技術実用化本部(大慶本部)を訪れた。研究棟のツアーは、施錠された扉を一つずつ開ける作業から始まった。「保安施設なので扉はすべて施錠されている」という研究陣の説明とともに出入口が開くと、企業が単独では埋めにくい試験・検証の「空白区間」を埋めるための装置が廊下の奥まで並んでいた。

最初に目を引いたのは高温で素材の物性を抽出する設備だった。金属試験片を装置の間に挟み電流を流して瞬時に温度を1500度前後まで上げ、そのうえで成形過程での挙動をデータとして残す装置である。研究陣は「この装置だけで17億ウォン水準で、オプションまで付ければさらに上がる」と語った。

隣には部品を空中に吊り下げて固有振動特性を抽出する試験セットアップ、ベアリング部品試験のために特許を取得して製作したという小型ダイナモ(試験機)などが並んで紹介された。プラスチック・金属の積層造形(3Dプリンティング)装置、高温・高圧で粉末素材を緻密化するプレス(焼結)装置など、「設計-製作-試験」の両端をつなぐ工程装置も同じ動線に配置されていた。粉末を一層ずつ敷き、レーザーで溶かして形状を積み上げた後、残った粉末を取り除き発掘するように試作品を取り出す工程まで一望できた。

現場の研究陣は「企業が必要なときに都度外部委託で解決するのは難しく、毎回コストと時間がかかる区間を政府出資研究機関のインフラで常時下支えすることが核心だ」と強調した。

大慶本部がこうした「常時支援」体制を地域企業との長期協力モデルとして束ねて運用する事業がメガプログラムである。メガプログラムは生技院が地域製造業の転換を支援するために運営する長期協力モデルで、全国10カ所の地域本部を軸に自治体・リーディング企業(革新企業)・協力会社・大学を一つのチームに束ねる。現場説明によれば研究期間は2024年から2031年までで、単発課題より中長期の観点で技術開発・実証・人材養成を併せて推進する方式だ。自治体・政府出資研究機関・企業がマッチングで財源を負担し、コンソーシアムが目標と予算を共同で定める。

このプログラムの代表事例として大慶本部が挙げた企業が自動車部品メーカーのピョンファバレオだ。ピョンファバレオは株式会社PHCの系列会社で、フランスのバレオとの合弁で1988年に設立され、クラッチディスク・カバー・リリースベアリングなど変速機の中核部品で競争力を築いてきた企業である。足元では内燃機関中心の製品構成を電気自動車・水素自動車向け部品へと転換する歩みを速めている。会社によれば2024年の売上高は7304億ウォンを記録した。

生技院はメガプログラムを通じて地域に必要な分野を定め、企業は市場と製品要件を提示し、生技院の研究人材と設備を基盤に設計・工程・試験を支援する。企業一社だけを育てることにとどまらず、当該企業の協力会社まで引き上げ、産業群全体が体質を変えるよう設計した。

韓国生産技術研究院が推進中の「メガプロジェクト」の現状。/韓国生産技術研究院

◇ 出資研究機関の支援で新製品リスクを低減した自動車部品の転換

生技院大邱慶北技術実用化本部がモビリティ部品を特化分野に選んだ背景には地域の産業構造がある。テグ・キョンブクには自動車部品企業が2700社に達するが、多くはエンジン・変速機など内燃機関中心の品目に基盤を置いて成長してきた。電気自動車と水素自動車への転換スピードが速まるほど、既存の主力品目は需要変動が大きくならざるを得ない。

チョ・ヨンジェ大慶本部モビリティ・ロボット部品グループ長は「地域にある既存の部品産業が環境対応車の部品産業へ移行できるよう、研究人材とインフラを活用してその接続区間を埋める役割が必要だった」と述べた。大慶本部が構想した方式は「地域のアンカー(先導)企業」で転換需要を先に育て、その成果を協力会社まで波及させるモデルである。

ただしピョンファバレオが当初からメガプログラムの「ワンピック」だったわけではないというのが大慶本部の説明だ。本部は地域のモビリティ企業を幅広く接触した後、自治体の公募を通じてコンソーシアム評価手続きを経て革新企業を選定したと明らかにした。

ピョンファバレオ側がメガプログラムを活用した背景としては、転換過程での「研究基盤の空白」が挙げられた。電動化の拡大で内燃機関部品の成長限界が鮮明になるなか、社内でも次世代の稼ぎ頭への転換の必要性が高まったが、電気自動車・水素自動車向けの中核部品へ移るために必要な設計・評価・実証の能力を短期間で整えるのは難しいという制約があったという。ピョンファバレオが事業転換を推進段階に載せた時期は2022年頃である。

現場で会ったチャン・ジンホ・ピョンファバレオ研究開発2部門専務は「新製品を100%自社投資で進めるとリスクが大きいが、生技院の支援が結びつくことで開発速度と成功可能性を高められると判断した」と説明した。スケジュールに追われる企業の立場では試作品製作と性能検証だけでも手一杯だが、素材と設計根拠、評価手法といった基礎基盤を研究陣が補完すれば試行錯誤を減らせるという。

メガプログラムの協力構造は先導企業を中心に協力会社まで包含する。完成車が要求する性能を満たすには中核部品だけでなく、その下位段階の部品品質も同時に引き上げる必要があるためだ。ピョンファバレオによれば、テグ・キョンブクだけで協力会社が約69社ある。

大慶本部はこれについて「技術支援と併せて、協力会社に対する工程改善・品質改善支援も並行する方向でプログラムを運営している」と明らかにした。

インタビュー中のソン・ジヒョン韓国生産技術研究院大慶技術実用化本部本部長。/韓国生産技術研究院

◇ 素材・設計・量産検証までを一つのトラックで… 現代自動車への納品まで

大慶本部が強調したキーワードは「最初から最後まで」だった。部品を設計して試作品だけを作る水準を超え、素材分析から設計支援、製造工程開発、性能評価と耐久試験、量産検証までを一つの流れでつなげられるという意味である。

呼び水となる協力段階で出た成果も大半がこの流れの上にある。素材分野では鋳鉄の弱点補完が事例として紹介された。鋳鉄は硬いが衝撃で割れやすい性質があり、部品設計で制約が生じることがある。研究陣は合金成分を調整してこうした弱点を減らす方向で素材を改良し、企業はこれを適用した試作品を製作した。該当素材を完成車に実際に使うには企業内部基準(社内規格)登録などの手続きが必要だが、現在その段階へ移行している。

水素自動車向け空気圧縮機とベアリング技術も中核軸として取り上げられた。水素自動車は燃料電池スタックに空気(酸素)を安定的に供給する必要があり、空気圧縮機がその役割を担う。この装置が高速で回転するほど中核となる部品がベアリングである。現場ではガスフォイルベアリングが言及された。油で潤滑する代わりに、高速回転中に形成される空気層を利用して摩擦を減らす方式であり、高速・高出力条件で利点が大きい。研究陣は設計・評価基盤を補強し、企業はこれを土台に量産と次世代仕様の開発を準備しているとした。

ピョンファバレオによれば、2024年に開発した空気圧縮機は量産に成功して現代自動車の乗用車「ネッソ」に供給されており、現代自動車との供給契約を通じて2028年までエクシエント、ネッソに供給される予定である。

ELD(電子式差動ギアロック装置)とTVED(トルクベクタリング電動装置)など電気自動車の駆動系部品の開発も進行中である。ELDは空転する車輪に対して差動をロックし反対側の車輪へ駆動力が伝わるように助ける装置、TVEDはコーナーで左右の車輪に送る力を変えて車が巻き込まれたり偏ったりするのを抑える装置だ。

製造ライン自体を「人工知能(AI)基盤の自律製造」へ高度化する計画も併せて示された。ここで言うAI自律製造は人手を完全に排するという意味ではなく、センサーで工程データを収集し、AIが不良の兆候を検出したり工程を最適化して品質と生産性を同時に引き上げるアプローチに近い。大慶本部は不良検出アルゴリズムの適用、工程のデジタルツイン(現場を仮想空間に複製してシミュレーションする方式)に基づくエネルギー管理といった課題を既に並行していると説明した。

ピョンファバレオの生産施設。/韓国生産技術研究院

◇ 自治体・政府出資研究機関・企業の「マッチング」で進行…カギは長期ロードマップ

ピョンファバレオ側は既存のR&D課題に比べたメガプログラムの差別点として「柔軟性」と「後続支援」を挙げた。チャン・ジンホ・ピョンファバレオ専務理事は「他の研究機関に委託すると契約した課題性能だけを満たす場合が多いが、生技院は必要なら関連の専門家が張り付き、量産段階までアフターサービスのように一緒に進む」と語った。企業内のスケジュールに追われて基礎的な設計根拠や理論を十分に押さえにくい現実で、政府出資研究機関が設計・解析・評価のバックアップを提供する効果が大きいという説明も付け加えた。

ただし現場では「自治体事業が1年単位で編成・評価されるため中長期の推進が難しい」として、長期ロードマップを前提にした制度化が必要だとの共通認識が形成された。電動化・水素自動車の部品開発は設計―試験―量産検証まで時間を要するが、毎年予算が再編成されるとスケジュールが揺らぎ、企業の設備・工程投資の判断も遅れる可能性があるという。

大慶本部はメガプログラムを少なくとも8年程度の長期課題とみなし、「革新企業研究開発(R&D)トラック」と「協力会社の現場製造技術支援トラック」に分ける案も自治体と協議中だと明らかにした。

大慶本部がメガプログラムの先に描く青写真は技術だけではない。慶北大学とモビリティ部品関連の共同学科を協議中で、企業が必要とする能力をカリキュラムに反映し、地域で学んだ人材が地域企業に就職する好循環をつくる構想も示した。地域大学で学んだ技術が地域企業の雇用へつながってこそ、地域消滅にも対応できるためである。

現場ではピョンファバレオの事例を一つの「代表モデル」にするとの声も出た。先導企業が転換に成功すれば協力会社もともに引き上がり、その過程で地域の産業群全体が環境対応車中心に再編されるスピードが速まるとの期待である。

ソン・ジヒョン大慶本部本部長は「メガプログラムは一社だけを助ける事業ではなく、地域のモビリティ部品産業群全体を共に育てる傘だ」とし、「技術開発と人材養成を一緒に束ね、地域に好循環をつくる」と付け加えた。

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