선박에서 디지털 트윈 선박 통합 플랫폼 구축 

한국해양대학교 배재류 겸임교수 (전 대우조선해양 이사)

[질문 1] 디지털 트윈기술을 활용하면 생산성은 증가할텐데 원가문제 때문에 대기업 말고는 어려울 것으로 판단됩니다 국가차원에서 중소형 업체를 지원해줄 수 있는 계획은 따로 없는지요?

먼저 좋은 질문에 감사드립니다. 

디지털 트윈기술을 국가차원에서 중소형 업체를 지원해줄 수 있는 계획은... 

현재 부산산학융합원(http://www.biuca.or.kr)에서는 산업자원부 국가산업혁신과제로써 “디지털트윈 기반 선박(EEXI대응) 사전 검증/최적화를 위한 오픈플랫폼 구축사업” 을 기획과제로 추진중에 있습니다.

상기 과제 “명칭” 문단 중에 주목 하셔야 할 부분은 디지털트윈 사업으로써 “오픈플랫폼 구축” 입니다. 이 사업의 핵심은 질의하셨고, 요청하신대로, 디지털트윈 플랫폼 구축에 있어 중,소 기업의 어려움을 이해하고 이를 적극적으로 지원하기 위한 사업이기도 합니다.

현재 과제의 집중은 선박(EEXI대응)으로 시작되지만, 이 사업의 지향은 중,소기업분들의 기자재 생산, 관리, 유통, A/S 전반에 걸쳐 이를 지원하여 대기업(조선소)과의 기술의 형평성을 이루고자 하는 뜻이 담긴 사업으로 평가됩니다. 현재 보고된 바에 의하면 국가 과제로써 선정된다는 전제하에 , 2021년말 또는 2022년초부터 개발이 시작되어, 실제 중,소 기업들의 혜택을 받게 되는 활용의 시점은 2023년 말부터 테스트베드로써 오픈하게 될 가능성이 있습니다.
 

[질문 2] 디지털 트윈기술을 활용하면 생산성은 증가할텐데 원가문제 때문에 대기업 말고는 어려

- 디지털 트윈기술을 국가차원에서 중소형 업체를 지원해줄 수 있는 계획

현재 부산산학융합원(http://www.biuca.or.kr)에서는 산업자원부 국가산업혁신과제로써 “디지털트윈 기반 선박(EEXI대응) 사전 검증/최적화를 위한 오픈플랫폼 구축사업” 을 기획과제로 추진중에 있습니다.

상기 과제 “명칭” 문단 중에 주목 하셔야 할 부분은 디지털트윈 사업으로써 “오픈플랫폼 구축” 입니다. 이 사업의 핵심은 질의하셨고, 요청하신대로, 디지털트윈 플랫폼 구축에 있어 중,소 기업의 어려움을 이해하고 이를 적극적으로 지원하기 위한 사업이기도 합니다.

현재 과제의 집중은 선박(EEXI대응)으로 시작되지만, 이 사업의 지향은 중,소기업분들의 기자재 생산, 관리, 유통, A/S 전반에 걸쳐 이를 지원하여 대기업(조선소)과의 기술의 형평성을 이루고자 하는 뜻이 담긴 사업으로 평가됩니다. 현재 보고된 바에 의하면 국가 과제로써 선정된다는 전제하에 , 2021년말 또는 2022년초부터 개발이 시작되어, 실제 중,소 기업들의 혜택을 받게 되는 활용의 시점은 2023년 말부터 테스트베드로써 오픈하게 될 가능성이 있습니다.

[질문 3] 중공업회사에서 선박 관련하여 디지털 트윈 선박 통합 플랫폼을 잘 구축하는 것은 중요합니다 효율적인 차세대선박추진시스템을 구축하는 방법에 대해서 질문드립니다 그리고 올 해 출시 예정인 자율운항선박 기술에 대해서 설명해 주세요.
 

1. 차세대선박추진시스템 관련하여

지구온난화에 따른 전 지구촌의 관심사는 계속적으로 상승하는 지구의 평균기온을 억제하고 이상기후변화에 따른 피해를 방지하기 위하여 화석연료로부터 배출되는 이산화탄소를 줄이고 더불어 고도의 에너지절약 사회를 만드는 것입니다. 지난 2015년 12월에 개최된 파리기후변화협상(COP21)에서 항공과 해운의 규제를 포함한 파리협정서(Paris Agreement)가 채택되었고. 교토의정서를 대체하는 파리협정은 55개국 이상의 비준과 비준국의 합계 온실가스 배출량이 세계 전체의 55%이상이 되면 발효하게 되어있습니다. 

교토의정서가 발효되기까지는 8년이 걸렸으나 파리의정서는 1년이 걸리지 않았습니다. 미국과 중국은 물론 EU의회가 비준함으로써 2016년 10월에 발효 요건을 충족하였고. 발효되는 파리협정에 따르면 선진국과 개도국 모두 2020년 이후 5년마다 자발적 감축기여(INDCs)를 의무적으로 보고하여야 합니다. 현재까지 자발적 감축 기여에 대한 감축목표를 제출한 국가는 2016년 5월 말까지 UN 193개 회원국중 162개국이며 한국의 경우 2015년 6월에 2030년 감축목표를 BAU2) 37%까지 달성하겠다고 제출한 바 있습니다. 

2. 스마트 쉽(Smart ship=자율운항선박)의 기술 관련하여

스마트 쉽(Smart ship) 의 구성 기술로는

1. 원격 모니터링 및 제어 기술, 충돌 회피 및 자율 운항, 자동 항해 기술, 스스로 고장을 진단하는 기술이 있습니다.

2. 연료를 절감할 수 있고 경제적인 운항이 가능한 기술을 보유한 장비 및 서비스를 탑재 기반 기술이 있습니다.

3. 스마트 쉽 Smart Ship의 장비 및 서비스의 기반 기술로는 전통적인 선박 설계 기술 및 생산기술과 더불어 Big Data 처리기술, 통신 기술이 있습니다.

4. Deep learning 등 인공지능 기술, ICT 응용 기술이 있습니다.

5. 공용 플랫폼은 선사 및 조선소에 필요한 정보 및 데이터와 부가 서비스를 제공할 수 있고, 장비와 서비스를 탑재할 수 있는 플랫폼 기술이 있습니다.

스마트 쉽(Smart ship)의 공통플랫폼 기술

공통 플랫폼 기술의 정의 및 범위

선박에 탑재되어 안전운항 및 자동화를 위해 분산된 정보를 조합하여 판단, 예측, 의사 결정을 하는 스마트(Smart) 쉽의 기반 기술입니다.
 

조선 3사의 스마트 쉽(Smart ship=자율운항선박) 개발동향 -

1. 현대중공업은 IoT 기반의 선박용 엔진 상태 모니터링 및 진단시스템을 개발하여 고장진단, 대응 및 운행 특성 감시를 통한 경제 운전 기능을 제공함. 2020년 까지 선박 플랫폼과 육상 플랫폼을 위성으로 연결해, 선박-항만 실시간 정보 연계를 통한 운항 최적화, 빅데이터를 활용한 선박 예측 정비등의 서비스 제공하고 있음. 자회사인 “현대글로벌서비스” 사에서 운용.

2. 대우조선해양은 운항 안전성과 경제성을 향상시키기 위해 선박 모니터링, 연료소비량최적화, 선박 설비관리 솔루션, 네트워크 통합 시스템등을 중점적으로 개발하고 있음. 최근 클라우드, IoT 등 다양한 기술과 연계해 실시간 데이터를 수집하는 스마트십 서비스 인프라 구축을 진행 중

3. 삼성중공업은 스마트십 육상 인프라를 아마존웹서비스(AWS) 클라우드를 통해 운영할 예정이며 2017년 초부터 육/해상에서 수집된 모든 선박 관련 데이터에 대한 차세대 스마트십 시스템을 구축해 왔음. 또한 선주들을 위한 빅데이터 분석 선박 운항 시스템을 구축할 예정임.

- 올 해 출시 예정인 스마트 쉽(Smart ship=자율운항선박 기술 예측

올해 상업화 예측 가능한 스마트 쉽(Smart ship=자율운항선박)을 향한 기술의 진보는 총 5단계의 스텝 중, 3단계로써 데이터 가져 오기 및 소프트웨어 API 연결입니다. 

BIM 또는 CAD 데이터를 사용하여 물리적 자산의 3D 복제본을 만들고 Server & Cloude Platform에 로드. 첫 번째 디지털 트윈이 생성되면 자산 데이터를 가져 와서 선박으로부터 시물레이션용 소프트웨어를 연결할 준비가 된 것입니다. 

자산에 대한 데이터가 많을수록 좋음. 스마트 쉽(Smart ship=자율운항선박) Platform과 같은 솔루션은 수백 가지의 다양한 파일 형식을 집계하고 API를 제공하는 도구에서 모든 데이터를 가져올 수 있습니다. 가져 오는 데이터의 예로는 선박 자산들의 렌더링, 각종 센서류 데이터, 엔진 운용 정보, 에너지 사용 효율 정보, ICT Solution 사용 기록 및 작업 내용 기타등등으로 예상됩니다.


*** 질문 내용 답변 추가될 예정