유럽 조선소가 더 똑똑해질 수 있을까요? SEUS 프로젝트 제안서

이 논문은 처음으로 2023년 5월 23일부터 25일까지 독일 Drübeck에서 개최된 해양 산업의 컴퓨터 응용 및 정보 기술에 관한 연례 학회(COMIT)에서 발표되었습니다. 초록은 삭제되었습니다.

저자들: Ludmila Seppälä, Cadmatic; Henrique Gaspar, NTNU; Herbert Koelman, SARC; and José Jorge Garcia Agis, Ulstein Group

1. 유럽 조선업과 디지털 스레드의 필요성

유럽 조선산업은 아시아로부터의 경쟁 증대, 경제적 불확실성, 그리고 더 환경 친화적인 선박 수요의 증가와 같은 다양한 어려움에 직면하고 있습니다. 그러나 이러한 장애물에도 불구하고, 이 산업은 글로벌 해운 부문에서 중요한 역할을 하고 있습니다.

2021년에 유럽 해양 안전 기관(EMSA)에서 발표한 백서는 유럽 조선소의 경쟁력을 유지하기 위해 새로운 기술과 혁신에 투자하는 중요성을 강조했습니다. 이 산업에서 가장 주목할만한 트렌드 중 하나는 조선산업에서 디지털화와 자동화의 중요성이 더욱 커지고 있다는 것입니다. 인공 지능, 사물 인터넷(IoT), 블록체인과 같은 디지털 기술은 이 산업에서 효율성을 향상시키고 비용을 절감하며 안전성을 향상시킬 잠재력이 있습니다(EMSA, 2021).

다양한 상업, 사회 및 학문적인 주체들은 유럽 조선소가 글로벌 시장에서 경쟁력을 유지하기 위해 혁신과 지속 가능성에 중점을 두어야 한다고 강조했습니다(Ulstein and Brett, 2012). 주요 주장은 디지털 기술을 도입하는 것이 유럽 조선소의 미래 성공을 결정하는 핵심 요소 중 하나라는 것입니다. 산업이 계속 발전함에 따라 이해관계자 간의 협력과 새로운 기술 개발은 성공에 중요할 것입니다(Diaz et al., 2023).

조선의 수명 주기 동안 많은 양의 데이터가 생성되고 있다는 점이 있습니다(Seppälä, 2019). 조선 네트워크 가치 사슬 전반에 걸쳐 이 데이터를 더 효과적으로 활용할 가능성이 상당합니다(Gaspar, 2018). 디지털화와 계산 도구는 사이버 물리 시스템이나 디지털 트윈 형태로 이해관계자들에게 가치를 제공하는 큰 잠재력이 있습니다. 이를 성공적으로 활용하려면 유럽 조선업이 기존 도구와 관행을 크게 재조정해야 합니다. 그 결과로 디자인, 가상 프로토타이핑, 친환경 혁신 기술 사용에 대한 영향 평가, 모듈화, 유연한 데이터 관리, 프로프라이어터리 도구 간의 상호 운용성, 사이버 보안, 현대적인 로봇화된 제조를 지원하기 위한 효율적인 지원, 운영 플랫폼과 통합을 위한 개방성을 통해 품질 향상과 설계에 필요한 시간 단축 등의 이득이 얻어질 것입니다.

이러한 이득을 달성하기 위해 복잡한 공학 시스템의 수명 주기를 지원하기 위한 데이터 사용 및 관리를 위한 디지털 스레드를 활성화해야 합니다. 조선소를 가치 사슬의 핵심으로 중심화하여 디자인, 공학, 건설 및 유지보수 작업을 통합합니다. 선박 데이터에 대한 단일 진리의 원천을 설정함으로써 디지털 스레드는 CAE/CAD/CAM/PDM 시스템을 위한 데이터 융합을 용이하게 하여 조선 데이터의 조직화, 관리 및 맥락화를 개선할 수 있습니다. 이는 가상 프로토타입을 제공하고 기술 표준 준수 및 일관성을 향상시키며 기술 혁신을 지원하고 평가하기 위해 인공 지능 및 기계 학습, 자연어 처리(NLP) 기술을 사용하고 반복적인 학습을 가능하게 하며 모든 이해관계자에게 데이터에 대한 의사 소통과 접근을 크게 향상시킬 잠재력이 있습니다.

그러나 선박 설계 초기 단계에서 실현 가능한 생산성 향상의 상당 부분은 각 선박 모듈을 만들고 결합하고 평가하기 위해 사용되는 다양한 CAE/CAD/PLM/PDM/ERP 도구와 모델로 인해 제약을 받고 있습니다. 따라서 모듈화 및 표준화된 작업 시스템의 설계(디자인 모델 및 도면 재사용 가능) 또는 심지어 새로운 디자인 접근 구성도, 선박 설계, 공학 및 제조 프로세스를 통해 표준(전통적) 및 사용자 정의(혁신적) 솔루션을 결합할 수 있는 효과적이고 민첩한 공통 평가 프레임워크가 부족합니다. 성공적인 스마트 프레임워크는 이러한 요소들의 상세한 균형을 고려해야 하며 특히 고객 및 제3자 파트너에 대한 효과적인 문서화와 관련하여 이러한 활동을 디자인/전달 프로세스를 넘어 유지 보수 및 수리, 개조, 운영 및 폐기와 같은 작업을 포함해야 합니다.

2. 스마트하기: 디지털화에서의 도전과 기회

현재 조선 산업의 상황은 치열한 경쟁, 낮은 이윤 마진, 제품의 높은 복잡성 및 규모, 보수적인 프로세스, 데이터의 제한적인 활용 및 분리된 데이터 스트림, 수명주기의 다양한 이해관계자들의 분산된 우선순위로 특징 지어집니다(ECORYS, 2009). 결과적으로 유럽 조선 산업은 지난 5년 동안 큰 생산 능력 축소를 경험했습니다. 이 기간 동안 15개 이상의 조선소가 파산으로 인해 운영을 중단했습니다 - 예산 계산 오류나 계약 부족과 같은 다른 말로는 경쟁력 부족 때문입니다.

일반적으로 유럽의 선박 설계, 공학 및 제조는 자동차, 이산 제조 및 항공우주 산업에서 관찰되는 발전 속도를 유지하지 못하고 전통적인 접근 방식을 따릅니다. 현재의 선박 건조 접근 방식은 일부가 분열되어 있고 끊어진 것으로, 시간이 많이 걸리며 노동 집약적입니다. 비즈니스 및 작업 프로세스(예: PLM, PDM, 모듈화, 매개 변수화 및 기타 데이터 기반 기술)의 합리화는 현재까지는 조선소의 일상 업무에서 제한적으로 시험되고 성공적으로 실행되었습니다. 해양 산업은 그 가치 사슬을 변경하는 데 있어 전통적이고 보수적인 비즈니스이며, 복잡하며 전 세계적으로 분산된 다양한 주체로 구성되어 있습니다. 선박 제작 방법은 조선소마다 다르며 선박 설계 도면 패키지가 준비되고 전달되는 표준도 크게 다릅니다. 혁신적이고 최첨단 지식과 기술(스마트)은 이러한 작업 프로세스와 협력의 효율성을 향상시키기 위해 제한적으로만 사용됩니다. 유럽의 높은 비용 수준은 점차 경쟁력이 높아지는 저비용 기업과 부분적으로 대규모 및 완전히 통합된 조선소들과 비교할 때 고효율성을 달성해야 함을 요구합니다.

또한 선박 설계, 등급 승인 및 유지 보수에는 장기 수명 주기 동안 관리되는 많은 문서가 포함되어 있습니다. 운영 단계로의 디지털 다운스트림은 2D, 3D 및 시뮬레이션 모델에 많은 모델 요소가 포함되어 있어 도전적입니다. 하나의 설계 프로젝트의 일반적인 선박 모델에는 최대 2-3백만 개의 모델 요소나 부분이 포함될 수 있습니다. 이 접근 방식은 기계 CAD 모델과 크게 다르며, 선박 건조에서는 부품 간의 고위 상관 관계를 높게 사용하여 장비 및 파이프의 재배치나 선체 구조의 변경과 같은 빠른 수정이 가능하게 만듭니다. 이 산업에 특유한 다른 요소는 강판이나 파이프와 같은 소재의 사용인데, 이 소재들은 건설 과정 이전에 패널이나 파이프 스풀로 제작되어야 합니다. 이 사전 제조는 외부 하도급업체나 워크샵에서 수행될 수 있으며 디자인 및 구매 데이터에 대한 액세스 및 건설 특성은 프로젝트의 품질과 일정에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. Ulstein 조선소의 데이터에 따르면 현장 지도자들에 의한 조정 활동에 총 생산 시간의 최대 8%가 사용되며 프로젝트 관리에 최대 3%가 사용됩니다. 이들은 생산 프로세스에서 사용된 데이터 및 정보 액세스에 큰 영향을 미칠 수 있는 주요 분야로, Agis (2020)에서 개선해야 할 핵심 영역입니다.

이산 제조 산업은 사용되는 모든 부품에 대한 성숙 관리를 유지합니다. 이는 기능 안전성, 추적성 및 규정 준수를 지원하는 매우 필수적인 접근 방식이지만 조선 산업에서는 실제로 적용되지 않고 있습니다. 이것은 부품의 많은 수, 제한된 설계 속도 및 복잡성 증가로 인해 확인 및 승인 프로세스가 막힐 것으로 예상되기 때문입니다. 그러나 주요 이유 중 하나는 조선 산업의 디지털 스레드와 선박 건조의 수명 주기 프로세스를 지원할 수 있는 계산 도구의 부족에 있습니다. 단계별 성숙 관리와 추적성은 조선 산업에서 바람직하며 데이터 사용의 수명 주기 접근 방식에서 파생되어야 합니다. 문헌에 따르면 인공 지능의 적용은 선박 설계에 이점을 제공할 것으로 제안되지만 현재 사용 가능한 작동 시스템은 매우 적습니다.

SEUS 프로젝트는 조기 선박 설계를 지원하기 위한 데이터 지원 방법으로 이러한 주제에 대응하고자 합니다. 위에 나열된 문제 중 각각 하나가 전체 프로세스를 크게 늦출 수 있거나 개선할 수 있지만, 조선 산업에 대한 종합적인 시각이 선행되어야 합니다. 이러한 시각은 프로세스 혁신을 통해 개선할 여지를 제시하며 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1: 상류 해운 가치 사슬에서 리드 타임 단축의 잠재력

이 문맥에서 유럽 조선 산업의 현재 상태를 향상시키기 위한 일곱 가지 도전 과제를 다음과 같이 요약할 수 있습니다:

1. 혁신적인 새로운 기술 통합 시, 낮은 위험 입찰 개발을 지원하기 위한 신속한 초기 단계 설계를 용이하게 하는 것
2. 자본 비용 추정 및 성능 예측을 더 나게 제공하는 것, 특히 새로운 기술을 포함한 개선 사항을 명시적으로 보여주는 것
3. 선박 건조 및 생산과 통합되는 도구를 제공하고 공급망 관리와 향후 선박의 유지 보수와 수리를 고려하는 것
4. 도구(들)가 넓은 유럽 조선 산업의 맥락에서 제공하는 경쟁력 향상을 식별하고 양적으로 평가하는 것
5. 도구가 사이버 위협에 대해 견고하고 내구성 있는지 보장하는 것
6. 혁신적인 고급 계산형 선박 건조 도구로부터 최대 이점을 얻기 위해 필요한 필수 기술의 개발을 식별하고 해결하는 것
7. 도구의 개발로부터 해당 조선사에게 추가 가치를 양적으로 측정하고 넓은 유럽 조선 산업의 맥락에서 추가 가치를 양적으로 측정하는 비즈니스 케이스를 개발하는 것

3. 스마트 유럽 조선 (SEUS) 제안

스마트 유럽 조선 (SEUS) 프로젝트"의 주요 목표는 언급된 도전 과제에 대처하고 조선 및 상류 및 하류 수명 주기 단계에 특화된 스마트 플랫폼을 개발하는 것입니다. 이는 CAE, CAD, CAM 및 PDM 소프트웨어를 통합하고 테스트하는 통합 플랫폼을 설계하여 달성될 것입니다. 새로운 플랫폼 솔루션은 학계 및 산업 컨소시엄 참가자들에 의해 제공되는 최첨단 유럽 조선 기술을 활용하여 개발될 것이며, 조선 산업에서 지식 관리를 위한 인간 중심적인 실천 방법, NLP의 활용 및 데이터 기반 AI 디자인 요소의 혁신적인 방법을 개발할 의도입니다.

SEUS 프로젝트는 유럽 조선 시장을 위한 Industry 5.0 관점에서 소프트웨어 솔루션을 개발, 구현, 테스트 및 인증할 것입니다. 디지털화와 사이버-물리 시스템을 포함한 스마트 기술은 이전에 조선 산업 관점에서 구축된 적이 없는 개념입니다. 현재 조선소에서 사용하는 솔루션에는 수작업 데이터 처리의 중요 부분이 포함되어 있으며 인간 오류가 높거나 PLM의 파편화된 적용(항공 우주, 자동차 또는 기타 이산 제조와 같은 다른 산업에서)이 있습니다. 조선 산업은 선박 및 기타 해양 제품(해상 플랫폼 또는 기타 부동 구조물)을 계획, 설계, 시뮬레이션 및 제작하기 위해 다양한 계산 도구를 사용합니다. 따라서 조선의 디지털 정보 체인은 이산 제조 산업보다 통합성이 떨어지며 디지털 스레드(디지털 연속성, 디지털 수명 주기 관리 및 디지털 선박 운영 지원)를 지원하지 못합니다. 이것은 효율성을 얻는 데 있어 장애물이며 디지털 혁신 및 IT 기술 개발을 기반으로 한 새로운 비즈니스 모델을 구현하는 데도 장애물입니다. 우리는 4년 동안 단계적으로 진전하기 위한 7개의 목표를 설정했습니다.

1. 유럽 조선에 특화된 스마트 기술과 Industry 5.0 개념을 적용하는 워크플로우 활동 맵 및 사용 사례 생성
2. 조선 공동 브랜드 경쟁력 강화 및 조선소 근로자, 선주, 운영자, 사용자/승객 및 일반 조선사를 포함한 다양한 이해관계자들의 가치를 반영
3. 정의된 데이터 모델과 CAE/CAD/CAM 및 PDM 솔루션의 선택 요소를 포함한 조선에 특화된 PLM 플랫폼 구축
4. 신속한 초기 설계를 지원하고 AI 도구와 가상 프로토타이핑을 지원할 수 있는 유연한 플랫폼 개발
5. 플랫폼의 개방성과 상호 운용성을 보장하면서 사이버 보안 유지
6. 산업 환경에서 테스트 및 구현 - 디지털 조선소 개념 개발
7. 개발된 플랫폼이 제공하는 추가 가치를 양적으로 측정하고 프로젝트 결과물의 활용 및 보급 비즈니스 모델 생성

프로젝트에서 목표로 하는 기술 준비도 (TRL)는 8-9로, 완료 및 검증된 (대규모 시험 설치에서 테스트된) 플랫폼의 성숙 수준에 해당하며 상업적으로 경쟁력 있는 운영 환경에 준비된 것을 의미합니다. 목표로 하는 조선 플랫폼은 기존의 조선에서 상업적으로 활용되는 TRL 9의 계산 도구를 통합할 것입니다. 이것은 Industry 5.0 개념 (인간 중심, 지속 가능성 및 순환 경제)을 통합하고 TRL 프로세스를 통해 TRL 레벨 4 (기존 소프트웨어 부분을 결합하여 확인된 초기 기술, AI 및 ML 포함)에서 TRL 레벨 7-9 (개발된 사용 사례로 테스트된 통합 플랫폼, 조선소에서 시험됨)까지 진행할 것입니다.

4. 방법론과 예상 효과

4.1 SEUS 방법론 개요

SEUS 프로젝트에서 개발한 종합적인 플랫폼은 선박 건조 수명 주기의 선택된 영역에 특화된 고급 솔루션을 연결하고, 선박 건조 프로젝트를 수명 주기 및 전문성에 기반하여 통합 데이터 처리를 통합하는 것을 목표로 합니다. 이 접근 방식은 선박 건조 분야에서 현재 널리 사용되는 CAD 중심 접근 방식(역사적으로 대부분의 조선소에서 생산 데이터를 생성하기 위해 CAD 모델을 사용)과 PDM 중심 접근 방식을 동시에 도전하며, 데이터 자체가 관리되는 PDM 중심 접근 방식은 CAD 모델에 연결된 인터페이스와 프로젝트 및 변경 관리에 중점을 두고 있습니다.

SEUS 접근 방식의 기초적인 요소는 현재의 선박 건조용 도구 상자가 인간 중심 환경(Industry 5.0 측면 포함)에 적절하게 통합되면 더 효율적일 수 있다는 것입니다. SEUS 방법론은 그 컨소시엄 구성원의 산업 및 학문적 경험을 기반으로 선박 건조용 CAD/CAE/CAM 스마트 플랫폼을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다.

SEUS 접근 방식은 언급한 일곱 가지 목표를 달성하기 위해 중심이 되며, 그림 2에 나타난 것처럼 네 가지 주요 단계로 구성되어 있습니다. 이 네 가지 주요 단계는 다음과 같이 아래에 열거된 하위 프로세스를 포함하며 다음과 같이 설명됩니다.

1. 선박 건조 최상의 실천 방법
2. 스마트 선박 건조 PLM 플랫폼
3. 조선소 구현
4. 비즈니스와 혁신

각 주요 단계는 아래에 나열된 하위 프로세스를 포함하며 다음과 같이 설명됩니다.

그림 2: SEUS 방법론 개요

SEUS 방법론은 유럽 조선 산업의 현재 디지털 도구 상태 및 스마트 기술 통합 가능성을 평가하는 것부터 시작합니다. 동시에 선박 건조에서 인간 중심 접근 방식이 무엇을 의미하는지에 대한 깊은 연구가 이루어지며, 이는 Industry 5.0의 요구 사항과 측면과 일치하며, 사이버-물리 시스템과 사회적 도전 과제 사이의 균형을 추구합니다. 기술, 인간 중심 가능성 및 Industry 5.0 기술에 대한 연구도 이루어집니다. 결과적으로 스마트 플랫폼 구현을 위한 최상의 실천 방법으로 구성된 지식 체계가 개발되며, 이는 다음 단계를 제공합니다.

방법론의 두 번째 부분은 프로젝트의 핵심을 통합하며, 선박 건조 관행과 일치하는 CAD/CAM/CAE 요소를 통합하는 스마트 PLM 플랫폼을 개발합니다. 이 단계는 이미 구성원에서 사용 가능한 제품과 실천 방법을 이전 단계에서 컴파일된 요구 사항 및 표준과 평가하는 것으로 구성됩니다. 포괄적인 소프트웨어 개발은 기존 도구 집합을 향상시키고 사용 사례 및 시나리오에 대한 디지털 지원을 구현하며, 호출에서 강조된 선박 건조 개발을 위한 계산 도구를 나타냅니다. 이 개발에서 원하는 요소에 대한 자세한 내용은 그림 3에서 관찰할 수 있습니다.

SEUS 스마트 CAD+PLM 플랫폼은 다음 주요 요소를 통합합니다: CAE 모듈, CAD/CAM 모듈, 선택된 PDM/PLM 응용 프로그램 및 기능, 내장된 선박 건조 전문 지식.

CAE 모듈은 초기 및 초기 설계 단계와 관련된 기능을 다루며, 선체 형태 계산, 안정성, 무게 추정 및 CFD 및 FEM 계산을 위한 인터페이스를 포함하며 AI 및 데이터 기반 디자인을 통합합니다.

CAD/CAM 모듈에는 기능적인 선박 설계 (P&ID, 전기 도면)용 특수 응용 프로그램, 3D 세부 설계 및 생산 설계가 포함됩니다. 초기 설계 모델의 재사용, 3D 모델링 및 배치 (선체, 파이프, 조립, HVAC, 케이블 3D 설계 및 기타 조립 요소)를 통합하며, 전통적인 2D 문서 형식으로 제작 데이터를 자동으로 출력하고 CNC 제어 장비 및 로봇화 제조용으로 직접 출력하여 통합 가상 프로토타입 환경에 적합합니다.

그림 3: SEUS 스마트 플랫폼 원하는 요소

PDM/PLM 요소는 프로젝트 및 변경 관리, 문서 관리, Bill of Materials 관리, IoT 통합 및 ILS 지원을 포함한 데이터 관리 및 제품 수명 주기 지원을 위한 선택된 모듈로 구성됩니다. 이것은 선박 건조 산업을 위한 기능 안전성, 추적성 및 규정 준수 지원을 가능하게 하는 성숙도 관리 기반 PLM 개념을 견고하게 설정합니다.

선박 건조 분야의 PLM 접근 방식 및 다른 산업의 최상의 실천 방법에 대한 지식, 선박 건조를 위한 인간 중심 활동 맵 및 지식 관리, 내장된 사이버 보안 관행, 선박 프로젝트 데이터에 대한 AI 및 NLP 사용 등 선박 건조 전문성은 이러한 모든 요소에 포함됩니다. 모든 요소에 추가로 열린 인터페이스가 구성되어 효율적인 데이터 흐름을 연결하며, 다양한 조선소에서 사용할 수 있는 공통 표준을 목표로 합니다.

프로젝트의 더 넓은 사이버 보안 솔루션의 일환으로 사이버 보안 워크샵이 프로젝트 팀 구성원과 지원 팀과 함께 개최됩니다. 이러한 워크샵은 사이버 위협 인식(특히 AI 앱에 대한 위협 포함), 안전한 프로그래밍 관행, 활성 사이버 보안 대책, 사이버 보안 유지 관리 및 프로젝트의 정보 보안 관리 시스템(ISMS) 개발과 관련된 문제를 다룰 것입니다.

도메인 지식의 표준화는 설계 작업을 가속화하기 위한 것으로, 특히 초기 설계 단계에서 많은 새로운 항목이 빠르게 생성되어야 하며 일반적으로 효율적인 하류 작업을 위해 필요하지만 설계의 용이성을 방해하는 주요 데이터 유지 관리가 진행 중일 때입니다. 이른바 직교적 분류를 사용한 PDM 기반 마스터 데이터 관리를 실현하기 위한 시도가 성공적이었습니다. ISO 10303, SFI 및 German Marine/Ship Assembly Register와 같은 주어진 표준을 분석한 결과, 이러한 종류의 도메인 지식이 기존의 소프트웨어 및 AI 및 ML을 포함한 다른 조선소 정보 객체를 분류하기 위한 PDM 기반 MDM 및 분류 체계에 적용된다는 것을 나타냈습니다. 기계 CAD 시스템은 조선 산업에서 선박 구성 요소 및 장비의 조립 및 상세 설계에 사용됩니다. 이러한 시스템은 PLM 요소와 원활하게 통합되며 승인된 변환 파이프라인을 포함합니다. 선박 모델링 방법 (예: 강철 및 매개 변수 기반 선체, 장비 및 파이프 재료)은 선박 건조 목적 주도형 CAD 시스템과 다릅니다. 이로 인해 3D 모델의 세부 정보 수준과 관리 가능한 선박 제품 구조 간의 불일치가 발생하는 것이 일반적입니다. 두 세계에서 CAD 콘텐츠를 상호 연결하고 상호 시각화하기 위한 개념이 타겟으로 하며, 통합 변환 파이프라인, 제품 구조 관리 및 마스터 데이터가 포함되며 마스터 데이터로 증강된 대화형 시각화를 구현합니다.

4.2 예상되는 영향

SEUS의 영향은 주로 유럽 조선소의 디지털화 수준을 높여 이 산업을 인간 중심의 경쟁력을 갖춘 산업으로 변혁하는 데 기반합니다. 그림 4에 제시된 일곱 가지 주요 영향은 다음과 같이 설명됩니다.

Fig.4: Expected Impacts

• 영향 1: 조선소용 PLM 컴퓨팅 플랫폼 솔루션
  선박 건조업에 특화된 PLM 접근 방식을 갖춘 플랫폼 개발은 유럽 및 전 세계 선박 건조에 관한 기존의 컴퓨팅 도구 환경에 혁신적인 기여가 될 것입니다. 30년 전 컴퓨팅 및 3D 모델링을 사용한 CAD/CAM 도구와 마찬가지로 PLM 플랫폼은 디지털화 측면에서 큰 발전입니다. 상호 운용성, 표준화된 데이터 모델 및 프로세스 관리 도구로 인해 이 단체가 유럽 조선소의 경쟁력에 영향을 미치며 더 짧은 리드 타임 및 설계 및 생산 시간 변경에 적응할 수 있게 될 것입니다. 이는 선박 유지 보수 과정에서 수명 주기 비용을 감소시켜 최종 고객의 미활용 잠재력을 향상시킬 것입니다. 현재 선박 설계 중에 데이터 모델 및 특화된 응용 프로그램 환경이 분산되어 있어 정보가 초기 설계에서 기본 설계, 구성 구조로 이동하는 다른 설계 단계 사이에서 사라집니다.
• 영향 2: 조선소 디지털 전환의 지원
  조선 업계의 디지털화 수준을 크게 높이면 해양 산업이 작동하는 방식과 정보 일관성 및 통제로 인한 이익에 영향을 미칠 것입니다. 산업 4.0은 제조 산업에서 디지털화의 이점을 개요화하며 개선된 생산성, 협업 방식, 유연성, 민첩성, 비용 감소 및 혁신 기회 등과 같은 이점을 제시합니다. 이 개념을 더 발전시키고 관리 및 원형 생산 모델에서의 지식 및 기술을 결합하면 조선소가 다른 산업과 디지털 도구를 활용하여 사회의 목표를 달성하는 데 도움이 되도록 할 것입니다. 기대효과는 자원 효율적인 설계를 지원하고 가상 프로토타입 단계에서 설계 영향을 평가하기 위한 도구를 제공하며 디지털 선박 건조 과정을 위한 인간 중심 접근 방식을 개발하고 유럽 조선소를 업그레이드하는 데 기여합니다.
• 영향 3: 초기 설계의 흔적 및 통합이 설계 프로세스에 영향을 미침
  선박 건조의 탄소 중립화를 위한 EU의 목표는 프로젝트에 대한 혁신적인 기술을 초기 설계 단계에서 통합하여 대안의 효과와 프로젝트에 미치는 영향을 평가할 수 있는 기회를 제공합니다. 선박 건조 실무에서는 이는 선체 형태(울스틴 엑스보우는 해양 선박의 안정성에 큰 영향을 미치는 이러한 혁신의 한 예입니다), 추진 설계 및 전력 또는 연료 대체(액화 석유 가스, 액화 천연 가스, 암모니아, 수소 등)와 같은 혁신 기술을 실험하는 것을 의미합니다. 이러한 기술 솔루션의 잠재적인 영향은 가능한 한 초기 설계 단계에서 평가되며 역사적 데이터(가능한 경우)와 하류의 상세 설계 및 건설 데이터와 연결됩니다. 플랫폼은 이러한 모든 데이터 스트림을 상호 연결된 디지털 스레드로 통합하여 결정 및 영향의 추적 가능성을 제공하고 모든 참가자(해양 설계자, 디자이너, 엔지니어, 조선소 및 선박 소유자)를 위한 초기 설계 단계에서의 작업 프로세스를 크게 간소화할 것입니다.
• 영향 4: EU 조선소의 경쟁 우위를 통한 설계 및 생산 단계에서의 시간 절약
  소통은 조선 프로젝트에서 가장 큰 장벽 중 하나입니다. 일관되지 않고 불완전하며 명확하지 않은 정보는 프로젝트에서 불확실성을 초래하며 지연, 고비용 및 프로젝트 실현의 품질을 낮추는 프로젝트 결정의 품질을 낮춥니다. SEUS 플랫폼은 선박 건조 프로젝트의 참가자 간 통신 및 정보 전달의 다음 수준을 제공하고자 합니다. 수동 데이터 전송의 필요성을 제거하고 액세스 제어 도구를 제공함으로써 요구에 따라 동적으로 추출된 정보를 제공하고 3D 데이터 및 기타 관련 정보로 보충하려고 합니다. 주요 초점은 선박 설계자와 조선소 간의 의사 소통에 있을 것입니다. 그러나 장비 공급 업체, 하도급 업체, 분류 기관 및 국기 상태 또는 배송 회사와 같은 제삼자의 참여도 사례 연구에서 고려될 예정입니다. 이러한 플랫폼의 사용은 다양한 도구 및 원본에서 정보를 검색하는 시간을 크게 줄이고 특히 설계에서 생산 데이터로의 전환에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 인공지능 및 신경망을 기반으로 한 추가 NLP 기반 대화형 검색 모델은 정보 검색 및 소통에 대한 추가 지원을 제공할 것으로 기대됩니다.
• 영향 5: 조선소의 선박 수명 주기에 대한 노출 확대: 개조, 재활화, 운영 및 유지보수 데이터 활용
  SEUS 플랫폼은 조선소와 선박 설계 사무실이 설계하고 건조한 선박의 수명 주기에 대한 통찰력을 제공하고 설계 솔루션의 비교 및 평가를 위한 운영 단계 및 역사적 데이터를 제공하여 그들의 노출을 강화하기를 목표로 합니다. 또한 이를 통해 조선소는 고객과의 의사 소통을 유지하고 운영 단계로의 서비스 제공을 확대할 수 있습니다. 양측 모두 이 연결에서 이익을 얻을 수 있습니다. 조선소는 납품 후 단계에서 서비스 제공 범위를 확대할 수 있으며 운영자는 디지털 트윈 접근 방식을 사용하여 재모델링을 피하면서 정확한 공학 및 설계 모델을 획득할 수 있습니다.
• 영향 6: 인간 중심 조선 소박 지식 관리
  인간 중심 조선 소박 지식 관리는 전형적인 조선 활동, 조선 전문 지식 및 조선 수명 주기를 통한 데이터 스레드를 연결하는 맞춤형 조선 활동 모델링 프레임워크로 제시할 수 있습니다. 이 프레임워크에는 가치, 상호 작용, 협력 및 조선 주체의 기술 개발 및 교육을 연결하는 요소가 포함되며 인간 주관성과 맥락 데이터 간의 연관성을 활용하는 평가 방법을 고안하는 것이 SEUS 프로젝트의 신규 연구의 일환입니다. 이는 높은 기술을 가진 노동 인력의 효과성과 생산성에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다. 또 다른 측면은 다양한 조선 스테이크 홀더를 위한 수명 주기 통합 교육 및 학습 프로그램을 제시합니다.
• 영향 7: EU 노동 인력 기술 및 전문 지식 개발
  역사적으로 유럽 조선업체는 가장 혁신적이고 기술적으로 선도적인 역할을 했습니다. 지난 몇십 년 동안 유럽 조선산업은 핵심 전문 기술을 형성한 고가 선박에 대부분 초점을 맞추었습니다. 이러한 복잡성 규모의 프로젝트를 실행하려면 고급 프로젝트 관리 기술, 기술 및 산업 기술, 조달, 건설 및 기타 여러 분야의 전문 지식이 필요합니다. 이 플랫폼은 거의 모든 선박 건조 프로젝트에 참여하는 모든 사람들을 위한 진실의 단일 소스를 제공하며 각 대상 그룹에 맞춘 사용자 경험을 제공하고 통제된 데이터 액세스를 제공합니다. 이는 일상 업무에 대한 맥락을 제공하고 창의성 및 노동자의 디지털 기술을 높여 유럽의 리더십 지위를 유지하는 데 도움이 될 것입니다.

5. 맺음말: 동료들로부터 스마트 접근 방식에 합류를 권유하는 메시지

SEUS의 강점 중 하나는 유럽 5개국을 대표하는 선박 건조 파트너들로 구성된 균형 잡힌 협력체인 컨소시엄입니다. 이 컨소시엄은 학계, 소프트웨어 개발자 및 선박 건조 파트너들로 구성되어 있으며, 자신들의 커뮤니티에서 지식을 연결하고 주요 결과물의 채택을 촉진하는 데 완전히 헌신하고 있습니다. SEUS의 파트너들은 고객 구현, 확산 및 국내외 소통 활동에 대한 경험이 풍부하며, 이 경험은 여기에서 제안된 목표를 달성하는 데 엄청난 혜택을 제공할 것입니다. 따라서 컨소시엄은 SEUS의 접근 방식과 결과물을 확산하면서 동시에 목표 개발, 확산 및 이용을 중시하고 있습니다.

이 맥락에서 동료 및 이해 관계자 참여 지원은 SEUS 커뮤니케이션 전략과 통합되어야 하는 필수적인 활동 집합입니다. 프로젝트의 결과와 발견을 광범위한 관객과 공유하는 것 외에도 컨소시엄은 외부 협력을 환영합니다. 유럽 선박 건조를 지원하는 궁극적인 목표로 다른 프로젝트들은 노력을 결합하고 산업의 최선의 이익을 위해 발견을 공유할 수 있습니다.

우리는 이 논문을 컨소시엄과 상호 작용하고 기여할 동료들에게 부르는 메시지로 마감합니다. 단기적으로는 여기에서 논의된 스마트 개념, 산업 5.0, 디지털 스레드, PDM/PLM 통합과 같은 자신만의 이해를 개발하고 게시하기 위해, 중기적으로는 자신들의 접근 방식의 장단점을 우리 제안과 비교하고 대다수의 유럽 파트너들에게 유익한 방법으로 특징을 결합하는 연구, 프로젝트는 상업용 도구와 연결하기 위한 오픈 표준의 일부 개발도 고려하고 있어 다른 상업적 파트너가 이 도구와 상호 작용할 수 있게 할 것입니다.

감사의 글

SEUS 프로젝트는 EU 프로그램인 지평 2020 프레임워크 프로그램(HORIZON)의 보조금 협약 번호 101096224에 따라 자금 지원을 받았습니다. 컨소시엄 구성원으로는 소프트웨어 회사 Contact Software(독일), Cadmatic Oy(핀란드), SARC BV(네덜란드), 두 개의 조선소인 Ulstein Group(노르웨이)와 Astilleros Gondan SA(스페인), 그리고 Turku 대학(핀란드), Norwegian University of Science and Technology(노르웨이), NHL Stenden University of Applied Sciences(네덜란드)에서 연구를 수행하고 있습니다. 추가 정보는 http://seus-project.eu/에서 업데이트됩니다.

본 논문은 저자의 견해만을 반영하며, 유럽 위원회는 그에 포함된 정보의 사용에 대한 책임을 지지 않습니다.

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