산업 5.0: 인간 중심 접근법을 통한 선박 설계 변혁

이 논문은 네덜란드 암스테르담에서 열린 제15회 국제 해양 설계 컨퍼런스(IMDC-2024)에서 처음 발표되었습니다.

도입

선박 설계 과정은 주로 기능성에 중점을 둔 주요 공학 분야로 인식됩니다. 이 프로세스를 관리하고 조직하는 다양한 방법론과 접근 방식이 있으며 이에 대한 다양한 토론이 진행되는 많은 포럼이 있습니다. 선박 건조업계에 최근 소개된 개념 중 하나는 산업 5.0입니다. 이는 처음에는 EU(European Union Publications, 2021)에서 개발되었으며 이전의 산업 4.0 아이디어를 더 발전시킵니다. 산업 혁명의 단계는 사회 기술적 풍경 및 관련 프로세스 변화의 핵심을 포착한 개념적 단순화로, 기술 사용, 준비 상태 또는 디지털화 발전 정도를 평가하는 것으로 해석되어서는 안 됩니다. 이 단계들은 산업의 변혁 단계 및 개념적 프레임워크만을 나타냅니다. 산업 5.0에서 설명된 변화는 선박 건조 산업 및 선박 설계 프로세스의 진화에 반영될 수 있습니다. 이 글은 산업 5.0의 맥락에서 선박 설계에서 어떤 변화를 기대할 수 있는지 탐색합니다. 선박 설계 및 선박 건조를 중점으로 한 산업 혁명 개념 개요를 제공하고, 영향 영역을 식별하고, 각 영역을 자세히 검토하며, 인간 중심 관점을 고려하는 프레임워크 접근 방식을 제시합니다.

선박 설계 방법론과 인간 중심성

선박 설계 활동 및 방법론 개발의 느린 진화는 사회 및 기술 발전 과정을 반영합니다. 그림 1은 주로 산업 혁명에 의해 유발된 선박 건조의 주요 변화의 매우 단순화된 버전을 제시합니다. 조선에서 석탄엔진과 강철 선체로의 변화는 선박의 설계와 목적에 직접적인 영향을 미쳤습니다. 이것은 더 긴 항로와 큰 화물칸을 가능케 했으며, 강력한 선박의 욕구인지 더 신뢰할 수 있는 선박으로 인한 항해 연장인지를 구분하기 어려웠습니다. 이후 CAE/CAD/CAM 기술은 더 복잡성을 가능케 하고 로봇화된 생산 과정의 문을 열었습니다. 이 과정은 아직 진행 중이지만, 거의 모든 선박 설계는 IT 기술의 참여 없이는 수행되지 않습니다. 이제 우리는 데이터 관리 시스템, 고급 시뮬레이션 및 인간 중심성이 선박 건조를 위한 IT 기술에서 자리를 찾고 있다는 것을 목격하고 있습니다. 진화의 최신 단계인 선박 건조 5.0은 지능형 IT의 핵심에 인간의 필요와 능력을 배치하여 사이버-물리 시스템을 다음 수준으로 이끌 것으로 기대됩니다.

선박 설계 프로세스에 대해 이러한 단계는 수동으로 설계되는 것에서 인간의 입력을 기반으로 기술을 창조하는 설계로의 변화로 설명될 수 있습니다. 단 30년 전에는 계산 및 모든 문서 작성을 펜과 종이 또는 최선의 경우 계산기를 사용하여 하는 것이 주류 실천이었습니다. 약 20년 전, 최초의 공학 계산용 응용 프로그램이 선박 설계에 사용되었습니다. 거의 동시에 최초의 CAD 응용 프로그램이 디지털 모델과 3D 모델을 생성하여 공학 결정을 평가하고 준자동화된 출력을 생성하는 가능성을 제공했습니다. 설계 모델을 가상 현실(VR)로 표현하고 선형 형태와 추진 대안을 평가하기 위해 시뮬레이션을 사용하고 전 세계의 모든 전문가를 설계 프로세스에 참여시키는 기술적 가능성이 있습니다. 이러한 것들은 기술과 사회적 진화로 인해 선박 설계 프로세스에 영향을 미친 변화의 불가피한 진보입니다. 산업 4.0은 디지털 모델과 물리적 제품 간의 연결을 강조하는 반면, 산업 5.0은 인간-디지털-물리적 복합체의 복잡성 층을 추가합니다. 최신 단계인 선박 건조 5.0을 고려할 때, 여기저기에서 생성적 AI 응용 프로그램이 등장하고 산업 메타버스가 산업에 첫걸음을 내딛고 있으며, 협력 로봇과 로봇이 다양한 작업에 사용되고 있습니다. 이를 독특하게 만드는 것은 전반적으로 지속 가능성과 탄력성에 대한 집중입니다. 이러한 변화로 인해 선박 설계 프로세스에 영향을 받을 것으로 예상되며, 다음 섹션에서는 이에 대한 일부를 개요로 제시합니다.

인간 중심 접근법이 변화를 일으킬 수 있는 선박 설계 분야

조선산업의 주요 목표는 대규모 운송에 있으며, 강, 바다 및 해양 탐사에서 다양한 목표가 있습니다. 수상 운송 및 인간의 활동은 종종 "소유자 및 운영자에게 가치 제공" 및 운영 안전 보장과 같은 파생된 필수 사항으로 대체됩니다. 우리는 원천으로 돌아가 초기 질문 - 사회가 왜 수상 운송과 강, 바다 및 해양 탐사를 필요로 하는지 -를 다루어야 합니다. 이러한 질문에 대한 대답은 분명할 수 있지만, 이러한 형태의 질문 제시는 산업 5.0 개념의 핵심을 드러냅니다. 인간의 의도와 관심을 모든 과정의 핵심에 놓습니다. 초기 이유의 핵심에 초점을 맞추는 것은 요청을 어떻게 충족시킬지를 평가하는 핵심을 제공합니다. 이렇게 함으로써 토론은 소유자 또는 운영자 관점과 같은 주주들의 맥락에서 시작되어, 사회 목표, 지역사회의 차이 및 선박을 운영하고 사용할 사람들과 같은 이해관계자들의 더 포괄적인 배경으로 전환됩니다. 이것은 기능 요구 사항보다 먼저 수행되어야 하는 인간 중심성으로의 주요 전환입니다.

조선산업은 다른 운송 산업과 다릅니다. 이에 대한 다양한 설명이 있습니다. 이는 해양 기술의 좁은 전문성부터 발전소와 같은 육상 생산 시설과 규모가 비슷한 프로젝트의 복잡성에 이르기까지 다양합니다. 방법론 접근 방식에서도 추가적인 차이점을 찾을 수 있습니다 - 제품 대 프로젝트. 대부분의 유사한 산업들이 최종 제품을 제품으로 참조하고, 따라서 제품 설계 및 관리 방법론을 적용하는 것과 달리, 선박 건조 산업은 종종 선박을 프로젝트로 참조합니다. 때로는 선박 건조 프로젝트가 연구 및 개발 프로세스와 유사하다고 말하기도 합니다. 그러나 소프트웨어 개발과 같은 R&D 접근 방법론을 선박 설계 프로세스에 적용하는 데 대한 주류 토론은 없습니다. 주로 선박 건조에 특화된 요구 사항에 중점을 둔 별도의 산업으로서, 다른 산업 및 실천 방법과의 교차 보급이 거의 없습니다. 한쪽에서는 이러한 접근이 많은 복잡성을 용이하게하고 한 방향으로 유지하는 데 도움이되지만, 다른 한편으로는 이것이 선박 건조에 유사한 산업 및 기술, 그리고 일반적인 관리 실천 경험을 제공하지 못합니다.

요약하면, 선박 설계에는 다음과 같은 차별 요인이 있습니다: 기능적 접근으로의 빠른 진보, 다른 산업과의 연결 부족, 그리고 설계 방법론에 대한 접근. 다음 부분에서는 선박 건조 5.0 개념 아래에서 진화할 가장 큰 잠재력을 갖는 분야에 대한 보다 자세한 토론을 제시합니다.

주주에서 이해관계자로의 초점 변경

선박 건조의 목적은 주로 그 사용 의도 및 이에 따라 인간의 의도에 집중해야 합니다. 따라서 설계 단계에서 내려지는 결정은 설계의 의도된 목적과 일치하는지 확인되어야 합니다. 선박 기술 사양서가 이러한 의도와 목적을 모두 개요로 설명하고 있는 것으로 볼 수 있으며, 사실 이것이 정보의 예상된 흐름입니다 - 선박 소유자가 미래 선박에 대한 주요 기대와 제약을 상대적으로 상세하게 설명할 것입니다. 이상적으로는 "바다에서 선박을 유지해야 하는 사람들"과 "기능을 활성화해야 하는 사람들"의 기대를 통합해야 합니다. 그러나 기술 사양서는 종종 이전 선박 및 프로젝트에서 복사되며, 요구 사항은 개인의 선호도나 신념에 크게 영향을 받습니다. 이는 매우 인간적인 방식이지만, 불행하게도 설계 프로세스의 초기 단계에 배치된 이러한 오해들은 후속 단계에 중대한 영향을 미칩니다.

선박 설계 초기에 최종 사용자의 요구를 조기에 해결하는 두 가지 사례는 Ulstein의 트윈 X-스턴(Twin X-stern)과 Wärtsilä의 더블 액팅 기술(DAT)입니다. 두 경우 모두 초기 단계에서 선박의 주요 의도와 예상 작업을 식별하여 완전히 새로운 디자인을 이끌어냈습니다. 트윈 X-스턴의 경우, 전통적인 생각에서 일중한 스턴에서의 변화로써, 특히 거친 날씨에서 선박이 위치를 유지해야 하는 해상 작업에 대한 최대한의 기동성과 연료 절약을 증명했습니다(Ulstein, 2021). DAT의 경우, 새로운 디자인이 테스트 중에 식별되어, 개방된 물에서 선박의 성능을 최적화하기 위해 새로운 디자인 클래스로 이어졌으며, 스턴은 얼음을 깨는 것으로 설계되었습니다(Wärtsilä, 2024). 다른 유사한 예는 내륙 운송의 도전과 무인 선박에 대한 보험 요건을 해결하기 위해 처음에 만들어진 배지 및 푸셔 또는 풀러 조합입니다. 유인 선박을 보유하는 대신 무인 배지와 푸셔 추진선을 운영하는 것이 경제적으로 더 실현 가능한 솔루션입니다.

이러한 예는 설계 초기에 인간 중심성에 대응함으로써 설계 프로세스의 흐름을 변경하고 이전 프로젝트 관행을 재사용하는 의도를 도전할 수 있다는 것을 보여줍니다. 선박 소유자의 주주 관점에서 초점을 변경하여 향후 선박의 이해관계자인 새로운 선박 프로젝트의 주요 목적, 목표 및 기대치에 중점을 두면 설계 결과와 후속 설계 단계에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

선박의 미래 사용 및 미지의 상황에 대한 대응 방안

상업용 선박의 전형적인 수명은 약 20년이며, 해군 함대는 30년 이상으로 연장될 수 있습니다. 이는 미래 디자인의 주요 특성을 정의할 때 많은 알려지지 않은 요소와 예측할 수 없는 요소가 존재한다는 것을 의미합니다. 이러한 우려는 방법론 연구에서 반복적으로 다루어지며, IMDC 2022(Erikstad, 2022)에서 종합적인 개요가 제시됩니다. 미래를 고려한 설계 시 불확실성과 이에 대응하기 위한 유연성에 대한 질문이 논의됩니다. 일부 산업 디자인 회사는 동일한 우려를 겪으며 이러한 디자인 측면을 다루는 방법론을 찾고 있습니다(Yrjänäinen, 2023). 제안된 접근 방식은 전형적인 공학적 접근을 중심으로 하며, 기술, 규제 및 환경 변화와 같은 변화하는 요인을 고려하고 이를 디자인에서 고려된 운영 시나리오에 통합합니다. 이 접근 방식은 운영 시뮬레이션으로 전파되며, 실현 가능한 대안이지만 복잡한 디자인 문제에 대한 선형적인 접근을 취합니다. 일부는 전형적인 PLM 접근법의 변형 관리 및 일반적인 전략적 관리에서 시나리오 구축 기법과 유사한 문제가 다뤄진다고 주장할 수 있습니다.

이 영역을 다루기 위한 가능한 접근 방법 중 하나는 다른 연구 분야나 산업에서 하나 이상의 접근 방식을 채택하는 것입니다. 선박 건조 산업은 종종 다른 분야에서의 경험을 자신과 근본적으로 다르다고 무시합니다. 그러나 높은 불확실성 수준과 다중 이해관계자가 있는 복잡한 프로젝트에 접근하기 위한 적절한 방법론이 있을 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 다른 분야에서 많은 유사한 또는 심지어 더 복잡한 조직, 프로세스 및 방법론 문제들이 산업 환경에서 활발히 연구되고 실험된 일반적인 프로젝트 관리에서 가져올 수 있습니다. 보다 구체적인 방법론으로는, 복잡성과 불확실성을 다루기 위한 반복적인 개발의 성격에서 영감을 받은 민첩한 개발 원칙(Rigby, 2016)과 유사한 디자인 스파이럴 접근 방식을 채택할 수 있습니다. 전형적인 연구 및 개발 관점에서 선박 설계 프로젝트를 고려할 때, 프로젝트 진행과정에 따라 프로세스 결과가 변화하고, 외부 요인들이 범위와 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있다는 점을 고려해야 합니다.

시스템 사고(Forrester, 1961) (Ford, 2009)는 선박 설계 방법론을 살펴보는 또 다른 방법을 제공합니다. 현재 이는 종종 선박의 기능 시스템과 시스템 아키텍처의 범위를 제한하는 방식으로 적용됩니다. 더 넓은 시각을 취해 미래의 선박을 소유자, 운영자, 운송 또는 연구 시스템과 같은 이해관계자 시스템의 일부로, 선박 건조소, 공급자 네트워크, 기술 공급자 등의 시스템의 일부로 바라볼 수 있습니다. 이는 설계에 대한 더 종합적인 시각을 제공하고, 인간 중심성을 큰 맥락에서 다루며, 이를 통해 이전보다 이른 시기에 고려된 혁신적이고 지속 가능한 요소를 제공하며, 기능적 설계의 특정 사항에 대해 너무 일찍 들어가는 표준적인 접근과 비교하여 더 큰 유연성을 제공할 수 있습니다.

불확실성에 대처하는 추가적인 방법으로는 미래 연구 방법론을 활용하는 것이 있습니다. 미래 연구는 미래의 불확실성과 복잡성을 연구하는 과학 분야입니다. 이 방법론의 전형적인 예는 시나리오 구축입니다. 이는 미지의 요소를 구조화하고 예기치 않은 요인을 포함하는 방법을 제공합니다. 미래 연구의 주요 원칙 중 하나는 이해관계자를 토론에 참여시키고, 이 토론을 통해 가능성이 있는, 고려될 가능성이 있는, 그리고 실현 가능한 경로를 식별하는 것입니다. 이 접근 방식은 연구에서 제시되었으며(Jokinen, 2022), 선박 설계에 관한 결정을 위해 장기적인 미래를 형성하는 창의성의 영향을 선박 설계에 대한 선례적인 방법을 사용하여 조사했습니다. 선박 설계 문제를 미래에 사용될 디자인을 만드는 작업으로 살펴보는 것은 선박 설계 방법론에 대한 새로운 시각입니다.

설계 과정 요소의 변경: 인력, 기대, 도구 및 전문 지식

변형의 세 번째 영역은 관점 변화에 의해 영향을 받는 프로세스 요소들입니다. 이 요소들은 인력, 기대, 도구 및 전문 지식입니다. 첫 번째는 인력의 변화입니다. 산업과 학계가 이미 목격한 변화이며, 이러한 변화가 미래에 가속화될 것으로 예상됩니다 - 설계 과정에 참여하는 인력의 변화입니다. XYZ 세대 엔지니어들은 경험 많은 엔지니어들이 과거의 고정관념적 이미지를 점차 대체하며, 도전을 해결하고 최상의 결과를 추구하는 경험 많은 엔지니어들로 치환됩니다. 새로운 세대의 엔지니어들은 기술이 그들의 요구를 충족시키고 설계 프로세스의 중요한 부분을 용이하게 하는 것을 기대합니다. 이러한 기대는 도구에 내포된 최고의 산업 관행과 암시적 지식이 포함되는 것을 포함합니다. 이 변화의 한 측면은 기술 도구 상호작용의 접근성과 사용자 경험입니다. 대화형 AI 지원 혼합 현실(MR) 헤드셋을 사용하여 2D 도면을 작성하는 수고로운 프로세스 대신 엔지니어링 출력을 자동으로 생성합니다. 소프트웨어 제공업체들은 지속적으로 패러다임 프로세스의 이러한 변화를 촉진했으며, 이 영역에서의 기대는 종종 현실을 초과하고 때로는 모든 상상할 수 있는 문제를 해결하는 기술에 대한 비현실적인 기대를 창조하기도 했습니다. 이 문제들은 현재까지 해결되지 않은 상태입니다.

기대는 인간적인 관점을 통합함으로써 영향을 받을 수 있는 또 다른 영역입니다. 인간적인 관점을 기반으로 한 마케팅 약속들과 때로는 과학 소설 출판물은 종종 기대를 높여, 끝없는 가능성으로부터의 이미지를 창조합니다. 기대를 초기에 관리하는 것은 현실적인 접근을 허용하고 혁신을 위한 공간을 남기는 데 도움이 될 수 있습니다. 이를 관리하기 위해서는 그것이 자동으로 처리되는 것으로 간주하는 대신 의식적이고 체계적인 노력이 필요합니다.

도구는 아마도 설계의 가장 빠르게 발전하는 요소로 주장될 수 있습니다. 도구는 모델링, 시뮬레이션 등을 위한 다양한 선박 설계 패키지를 의미합니다. 지난 십년 동안 하드웨어와 소프트웨어의 발전만으로도 설계자들을 종이 도면으로부터 혼합 현실로 이끌어, 3D에서 몰입형 경험을 통해 전체 규모로 설계를 만들고 디자인할 수 있게 되었습니다. 디지털 트윈 개념은 큰 규모의 증가하는 복잡성의 데이터와 연결성을 다룰 수 있는 가능성에 의해 가능해졌습니다. 초기의 통합된 디지털 트윈의 원래 비전은 점차 특정 목적을 위한 더 실용적인 디지털 트윈으로 대체되었으며, 이제 디지털 모델과 트윈을 특정 목적으로 저장하고 사용할 수 있는 디지털 스레드나 백본으로 천천히 이동하고 있습니다. 소프트웨어 개발자들은 점점 사용자 경험 (UX)을 소프트웨어 개발 프로세스의 중심에 두고 기술적 적응의 중요성을 인식하며, 기능에만 집중하는 것이 아니라 기술적 적응에 중점을 두고 있습니다.

이전의 진화 파도, 산업 4.0에서 주된 초점은 디지털 모델과 물리적 세계의 연결성에 있었습니다. 이는 제조와 자동화를 가능하게 했습니다. 디지털과 물리적 세계 사이의 경계가 흐려지면서 선박 설계 데이터를 생산 또는 기계에 직접 전송하는 다양한 응용 프로그램이 제공되었습니다. 3D 데이터를 기반으로 일반적인 절단 및 용접 프로그램을 자동으로 사용하고 산업에서 로봇 조립을 위한 많은 자동화 인터페이스와 응용 프로그램을 만드는 것이 주류가 되었습니다. 현재 소프트웨어 개발 팀의 관심은 데이터, 도구, 인터페이스 및 사용자 경험의 사용성에 집중되고 있습니다. 따라서 도구의 기능에 대한 초점이 더 이상 아니며, 인간 중심적인 관점이 점차 적용되어 이전에 설명한 인력과 기대에 대한 도전을 다루고 있습니다. 완전 자동화된 생산 라인은 선박 건조업의 비전으로 남아 있지만, 협동 로봇과 AI 생성 계획 및 일정은 고급 선박 설계 기술에 의해 가능해진 현실입니다.

전문 지식 또는 기술은 변화 프로세스의 마지막 요소입니다. 이는 선박 설계에 필요한 전문적인 지식 및 지식 관리 시스템이 조직적인 지식 관리를 용이하게 하는 것을 의미합니다. 현대 선박 건조 산업의 복잡성은 단일 인물의 능력으로 처리하기에는 초과하며, 전문 지식 관리, 다양한 팀의 참여 및 암시적 지식 용이성의 필요성을 높였습니다. 최신 세대의 선박 건조자들은 기술이 이전 세대가 여러 년이 걸린 지식, 기술 및 전문 지식을 저장하고 제공할 것을 기대합니다. 여기서 기술은 지식의 저장 및 용이성 측면에서 더욱 중요한 역할을 합니다.

선박 설계 과정 방법론에 미치는 영향

이전 부분에서의 논의를 기반으로, 시스템 기반의 선박 설계 과정 방법론에 다음과 같은 추가 사항이 제안될 수 있습니다. 개념적으로, 이러한 추가 사항은 Levander의 그림 (Levander, 2006)의 발전으로서 도식화되었습니다.

인간 중심성 측면을 추가하면 "설계 나선"에 추가 점이 필요합니다. 이러한 점들은 이해관계자 분석을 위한 공간을 할당하고, 기능 설계의 시나리오를 대안의 표현으로 만들고, 마찬가지로 프로젝트의 경제적 타당성을 위한 시나리오를 만들기 위한 공간을 할당합니다. 이러한 요소들은 이미 설계 과정의 다른 단계에서 고려되었을 수 있지만, 이러한 단계를 명시적으로 표시함으로써 방법론에 대한 보다 종합적인 시각을 제공합니다. 이는 인간 중심 접근법이 가장 큰 영향을 미치고 전체 설계 과정의 흐름을 변경할 수 있는 세 가지 지점을 강조합니다. 도 2는 이러한 추가 사항을 보여줍니다: 이해관계자 분석, 기능 설계를 위한 시나리오 분석 및 경제 설계를 위한 시나리오 분석.

설계 활동의 첫 번째 단계로 이해관계자 분석이 제안됩니다. 임무 매개 변수를 정의하기 전에 초기 질문은 미래 선박에서 누가 어떻게 혜택을 받을 것인지입니다. 이렇게 하면 초점이 이해관계자에서 이해관계자로 전환됩니다. 이해관계자 분석을 통해 관련된 그룹 간의 차이점과 이러한 그룹 간의 이해관계 충돌에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 잠재적으로 충돌하는 기대를 매핑하는 데 도움이되며 지속 가능한 특성을 식별할 수도 있습니다. 위에서 사용한 예와 같이, 이는 혁신적인 설계로 이어질 수 있으며 도전적인 고정 관념이나 이전 설계가 설계에 대한 근본적으로 새로운 접근 방식을 제공할 수 있는 중요한 잠재력이 있습니다. 이러한 분석은 가능한 한 많은 이해관계자를 포함하여 하나 또는 여러 워크샵으로 구성될 수 있습니다. 이상적으로는 선주, 해양 설계자, 조선소 대표 및 새로운 건물의 잠재적 이해관계자인 지역 관할 당국 또는 지역 사회와 같은 다른 이해관계자를 포함해야합니다.

기능 설계를 위한 시나리오 분석(Ramírez, 2016)은 두 가지 이전 단계, 즉 이해관계자 분석 및 임무 식별에서 주요 특성이 정의된 후에 이루어지는 또 다른 단계입니다. 이는 기능 설계 단계보다 앞서야 하며, 여러 대안적 설계 변형을 개발하는 기초로 작용할 수 있습니다. 시나리오 구축 및 분석을 수행하는 여러 가지 가능한 기술이 있습니다. 이는 여러 워크샵, 단계 및 대안의 철저한 연구를 수반하는 상세한 프로세스일 수도 있고 중요한 차이점과 주요 다른 시나리오를 식별하는 단순한 프로세스일 수도 있습니다. 예를 들어, 하나의 축은 온실 가스 배출량일 수 있으며 (극단적으로는 전통적인 중유 엔진과 메탄올 엔진이 될 수 있음), 다른 축은 화물 용량과 안정성에 영향을 미치는 선박의 선수형일 수 있습니다. 여기서 자연스러운 반대의 의견은 일반적으로 설계에서 매개변수와 변형이 2 또는 3개의 극단을 크게 초과하는 경우가 많아 2개 축의 경우 4개의 시나리오, 3개 축의 경우 16개의 시나리오 등이 지수적으로 증가할 것이라는 것입니다. 이러한 불필요한 복잡성을 피하기 위해 이전 단계인 이해관계자 분석과 임무 명확화에서 설계에 대한 가장 가치 있는 기준을 식별하고 이에 초점을 맞추는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 활동의 결과는 토론 및 1-2개의 추가 개발을 위한 선택을 위한 뚜렷하게 다른 시나리오 세트가 될 것입니다. 이는 혁신을 관리하고 의견이 영향을 미치는 결정을 피하는 구조적인 방법을 제공할 수 있습니다.

경제적 설계를 위한 시나리오 분석은 기능 분석 시나리오와 유사하게, 프로젝트의 재정적 타당성을 평가하기 위해 경제적 시나리오를 구축할 수 있습니다. 이는 한 가지 기능적 설계에 대해 수행될 수도 있고 여러 설계 집합에 대해 수행될 수도 있으며 알려진 경제적 특성과 미래를 포함할 수 있습니다.

이전 두 단계는 다양한 설계 변형 및 사양을 고려하기 위한 프레임뿐만 아니라, 무엇보다도 미래의 불확실성을 다루기 위한 도구를 제공합니다. 시나리오 구축은 잠재적인 발전의 일관된 이야기를 구성함으로써 대안적 미래를 탐색하는 데 도움이 되는 전략적 관리 및 미래 연구 방법론입니다(Schwartz, 1991). 이는 불확실성에 대해 체계적으로 생각하고 가정을 테스트하며 다른 미래 맥락의 영향을 고려하는 데 도움이 됩니다. 이 모든 것은 설계 결정을 강화하고 복잡한 프로젝트에서의 평가의 체계적인 방법을 제공함으로써 설계 오류를 피하는 데 도움이 될 수 있습니다. 시나리오 방법론 외에도 시스템적 사고 및 선도적 기법과 같은 많은 다른 도구들을 사용할 수 있습니다. 이러한 도구들은 선박 설계 프로젝트의 증가하는 복잡성, 미래 요구 사항 및 규제 변경의 불확실성을 다루기 위한 더욱 효과적인 설정을 제공할 수 있으며 해양 산업에 지속 가능성에 대한 초점을 제공할 수 있습니다.

인간 중심성을 기반으로 한 전반적인 관점의 변화는 전체 설계 프로세스에 영향을 미칩니다. 위에서 논의한 단계는 방법론에 영향을 미칠 수 있는 명시적인 조치입니다. 방법론 외에도 전반적인 프로세스 및 그 부분들이 점진적으로 변화하고 있습니다. 사회 및 기술적 변화는 이에 큰 영향을 미칩니다. 기관의 계층적인 경영 방식에서의 느린 변화는 더 유연한 작업 방식으로 대체되어 의사 결정이 어떻게 이루어지고 혁신이 어떻게 촉진되는지에 영향을 미치며 새로운 디자인을 만들고 인간의 상상력과 창의력을 발휘할 수 있게 합니다. 사회의 목표는 지속 가능성과 녹색 목표로 변화하며 모든 활동에 우세한 요구사항을 제공합니다. 디자이너 세대가 바뀌면서 작업 방식이 어떻게 이루어지고 어떤 부분이 가장 중요하다고 인식되는지가 다릅니다. 기술은 빠르게 발전하고 디지털 트윈의 이점을 누리게 하며 시뮬레이션에서 가상의 가능성을 활용하고 운영 데이터를 수집하며 시각화에서 몰입형 경험을 만들 수 있게 합니다. 기계 학습(ML) 및 인공 지능(AI) 응용 프로그램을 위한 선박 설계 및 디지털 트윈 데이터 관리와 관련된 잠재적 발전 영역도 별도로 있습니다. 위에서 언급한 단계 외에도 설계 프로세스 자체가 진화합니다. 선박 설계를 프로젝트로서의 관리 프로세스, 도구 UX 또는 전문성 관리에 미치는 영향, 조직 내 인적자원 측면 또는 지식 관리 시스템 등—모든 이러한 변화는 미래에 점진적으로 발생할 것이며 업데이트된 방법론 및 향상된 디자인을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.

위에서 논의한 대로, 인간 중심성의 설계 프로세스 관리에 대한 영향은 연구 및 적용에 흥미로운 분야를 제공합니다. 선박 설계 방법론은 프로젝트 관리에서 선택된 관행을 도입함으로써 이점을 얻을 수 있습니다 - 민첩한 방법론, 이해관계자 및 영향 분석, 시스템적 사고, 그리고 선도적 기법. 다른 분야의 방법론을 이러한 교차 사용은 인간 중심성과 이해관계자 의도의 보다 폭넓은 해석을 통해 좁게 집중된 선박 설계 프로세스를 풍부하게 할 수 있으며 미래 변화의 불확실성을 대처할 수 있습니다. 이러한 접근 방식에 대한 대안 가능성은 서비스 디자인 방법론으로, 그 적용에 대한 최초의 연구가 발표되었습니다(Kim, 2024).

결론

이 논문은 선박 설계 프로세스와 방법론의 진화에 대한 몇 가지 측면을 살펴보았으며, 이는 선박 건조 또는 산업 5.0 개념 논의의 프레임워크를 기반으로 합니다. 철저한 조사는 아니지만, 인간 중심성의 주요 패러다임 변화가 선박 설계에 미치는 영향요인으로 제시되었으며, 이러한 변화의 가능한 결과에 대해 논의되었습니다. 변화가 기대되는 주요 분야는 이해관계자에 대한 주목의 변화, 설계 결정에서 미래 불확실성 요소의 포함, 그리고 공정의 여러 측면의 변화인 직원, 기대, 도구, 및 전문 기술 관리입니다. 선박 설계 방법론에 대한 잠재적 영향은 설계 나선형 기반의 흔히 사용되는 방법론에 세 가지 추가 단계로 확인됩니다 - 이해관계자 분석, 기능적 설계를 위한 시나리오 분석, 그리고 경제적 평가를 위한 시나리오 분석입니다. 기대되는 영향은 불확실성, 혁신 및 기대 관리를 위한 구조적 접근 방식으로 확인되었습니다. 잠재적 이점에는 이해관계자 간 및 사회적 목표와의 높은 정렬, 새로운 설계 및 해양 산업에서 수송 수단의 응용에 대한 기대가 포함됩니다.

미래는 새겨진 것이 아니며, 인간 중심성의 일부 영향은 가장 가능성이 높아 보일지라도, 일부는 전혀 다른 방향이나 예상치 못한 방향을 취할 수 있습니다. 예측은 이 논문의 목표가 아니었지만, 선박 건조 5.0 및 이에 따른 선박 설계 프로세스에 대한 논의는 산업 전반에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대됩니다.

References

Erikstad, S. L. (2022). Design Methodology State-of-the-Art Report. 14th International Marine Design.Vancouver.

European Union Publications. (2021). Industry 5.0, Towards a sustainable, human-centric and resilient European industry.Luxemburg: Publications Office of the European Union.

Ford, A. (2009). Modeling the Environment: An Introduction to System Dynamics Modeling of Environmental Systems.Washington, D.C.: Island Press.

Forrester, J. W. (1961). Industrial Dynamics.Cambridge, MA: MIT Press.

Jokinen, L. (2022). Ideation for future cruise ships. Collaborative interorganizational foresight in cruise ship concept ideation.Turku: University of Turku.

Kim, Y. S. (2024). A Service Blueprint Approach in SHipbuilding Activity Mapping. IMDC 2024.Amsterdam.

Levander, K. (2006). System Based SHip Design. TMR 4110 Marine Design and Engineering. Trondheim.

Ramírez, R. &. (2016). Strategic Reframing: The Oxford Scenario Planning Approach.Oxford, UK: Oxford University Press.Rigby, D. S. (2016). Embracing Agile.Retrieved from Harvard Business Review: https://hbr.org/2016/05/embrac...

Schwartz, P. (1991). The Art of the Long View: Planning for the Future in an Uncertain World.New York: Doubleday.

Ulstein. (2021, 06 10). The TWIN X-STERN® design provides fuel savings and maximum manoeuvrability. Retrieved from Ulstein: https://ulstein.com/news/two-s.... (2024, 02). 

Wartsila Encyclopedia. Retrieved from Wartsila: https://www.wartsila.com/encyc...(dat)

Yrjänäinen, A. (2023, 05 25). Designing a future-proof solution –being prepared for the carbon-free marine fuel. Retrieved from Elomatic Top Engineer: https://www.elomatic.com/top-e...