복잡성 관리: 왜 조선사들은 PLM이 디지털 자산의 잠재력을 해제하는 데 필요한가

카드매틱(Cadmatic)은 1980년대 초부터 선박 설계와 조선 분야의 솔루션 개발을 선도해왔으며, CAD 및 디지털화의 IT 기반 기능과 함께 이 분야를 발전시켜 왔습니다. 올해 초, 카드매틱과 컨택트 소프트웨어(CONTACT software)는 전략적 OEM(OEM 제조업자) 파트너십을 체결하여 시장에 업계 최초로 선박 건조를 위한 PLM(제품 수명주기 관리) 솔루션을 제공하고자 했습니다. 이것은 디지털 자산의 가치와 프로세스의 디지털화를 완전히 실현하기 위한 업계 내에서의 중요한 전환의 시작입니다. 또한, 이는 자동차나 공정 공학과 같은 다른 분야에서 이전된 것이 아니라, 우리 산업에 특화된 디지털 변환 전문 지식과 능력을 개발하기 위한 첫 번째 단계입니다.

왜 이것이 이렇게 큰 문제인가요? 우리 모두가 매일 경험하는 대로, 선박 설계와 건조는 이미 복잡한 과정이며, 세계 각지에서 다른 언어로 수년 동안 수십, 아니면 수백 명의 사람들 간의 협력이 필요합니다. 이러한 과정에서는 수백만 개의 부품, 수천 개의 도면, 수십억 달러가 소요됩니다. 일부 규모가 큰 선박 건조 산업을 가진 작은 국가들에서는 대형 선박의 제공으로 GDP가 연간 증가하는 것을 확인할 수 있습니다. 이러한 프로젝트의 규모가 그만큼 큽니다.

이러한 프로젝트 내의 정보 관리는 그들의 성공에 핵심적입니다. 상업적인 성과, 명세와 예산에 따른 선박 제공, 그리고 산업이 필요로 하는 성능과 안전을 제공하는 측면에서 매우 중요합니다. 또한, 새로운 선박은 새로운 연료, 신규 녹색 기술을 통합해야 하며, 가속화되는 규제와 지속가능성 목표로 인해 이 모든 것을 이전보다 빠르게 해야 하는 점에서 점점 더 어려운 도전이 되고 있습니다. 디지털 변환은 이러한 거대하고 방대한 프로젝트를 추적할 수 있도록 하는 요소입니다.

왜 선박 건조에 특화된 도구가 필요한가요?
제품, 데이터 및 공정

PLM은 일반적으로 제품 수명주기 관리로 알려져 있지만, 선박 산업에 적용될 때에는 공정 수명주기 관리로 더 잘 알려지기도 합니다. 자동차나 항공산업을 위한 도구들은 대부분 제품 중심으로 작동합니다. 예를 들어 자동차의 경우, 광범위한 연구, 설계 및 프로토타이핑이 진행된 후에 디자인이 완료되면 수백만 대의 동일한 차량을 생산할 수 있습니다. 항공기 설계도 비슷한 패턴을 따릅니다.

그러나 선박 건조에 있어서는 각 선박이 특정 상업적인 필요나 요구에 맞게 설계되는 맞춤형 제작입니다. 비록 동일한 형제 선박들 사이에도 일부 설계 정보를 공유할 수는 있지만 그 한계가 있습니다. 동시에, 조선소가 완전히 활용되도록 유지해야 하는 압력 때문에 한 조선소에서는 선박의 설계와 강재 절단을 동시에 진행할 수도 있습니다. 조선소는 수익을 잃지 않기 위해 놀고 있는 슬립웨이를 허용할 여유가 없습니다. 이는 다른 산업에서 이러한 프로젝트가 기능하는 방식과 근본적으로 다른 동적이며, 선박 건조에 특화된 소프트웨어와 공정이 필요한 이유입니다.

제품 데이터와 공정의 통제는 조선소의 실행 시간, 작업 부하, 상업적 수익성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

문서 중심적(document-driven)인 방식과 데이터 중심적(data-driven)인 방식은 두 가지 다른 접근 방법을 나타냅니다.

선박이 개념 단계부터 강재 절단까지 걸리는 시간은 1년에서 5년 사이일 수 있습니다. 이 기간 동안 해당 프로젝트에는 500명에서 수천 명까지의 작업자가 참여할 수 있습니다. 1백만에서 5백만 개의 별도 부품을 처리하며, 각 부품에는 별도의 데이터 트레일과 문서 세트가 첨부될 수 있습니다.

이러한 복잡성의 대부분은 3D CAD 설계 및 관련 문서 내에서 처리됩니다. 각 부품에 대한 설계와 관련 문서에 대한 프로젝트 관리자의 접근이 중요하며, 누가 언제 어떤 작업을 승인했는지를 추적할 수 있어야 합니다.

예를 들어, 누군가가 특정 펌프가 부적합하다고 결정하고 선박에는 다른 특성을 가진 다른 제조업체의 펌프가 필요한 경우, 이는 연쇄적인 과정을 생성합니다. 새로운 펌프의 사양을 확인하여 필요한 사양인지 여부를 확인하고, 3D 모델에서 펌프를 교체해야 합니다. 또 다른 사람은 파이프에 대한 연결이 맞는지 확인해야 하며, 이 모든 작업에 대한 승인이 필요합니다. 일반적인 선박 건조 프로젝트에서는 동시에 5만 개의 이러한 상황이 발생할 수 있습니다. 프로젝트 관리의 관점에서는 무슨 일이 일어나고 누가 무엇을 승인했는지를 파악하는 것이 중요합니다. 이를 통해 관리자들이 프로세스를 조절할 수 있는 지점이 생성됩니다.

선박 건조는 매우 복잡한 동시에 문서 중심적인 산업입니다. 조선소와의 프로젝트가 처음 합의될 때, 조선소는 프로젝트 전달 일정을 작성하여 어떤 도면 등이 어느 날짜까지 제공받게 될지를 기술합니다. 이는 이후에 나올 많은 관련 문서 중 첫 번째입니다. 이러한 문서들을 서로 및 신속하게 발전하는 3D 모델과 일치시키는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 다양한 변수들이 관여하기 때문에, 프로젝트가 신중하게 관리되지 않으면 '엔지니어링된 대로', '시각화된 대로', '디자인된 대로', '건조된 대로'의 디자인 사이에 상당한 차이가 발생할 수 있습니다. 이러한 변이를 최소화하는 것은 데이터 및 공정 관리의 주요한 도전 중 하나입니다.

지능적인 연결 만들기

선박 산업에 맞는 프레임워크를 구축하여 이 복잡성을 어떻게 일종의 질서로 바꿀 수 있는지에 대한 것입니다. 본질적인 도전은 단순히 모든 데이터를 한 곳에 모으는 것이 아니라, 데이터 모델과 문서, 그리고 모든 관련 정보 간에 의미 있는 연결을 구축하는 것입니다.

의미 있는 연결을 구축하는 것은 우리의 전략적 OEM 파트너십의 초점입니다. CONTACT의 Elements 플랫폼은 미래를 대비한 다양한 PDM(제품 데이터 관리) 특화 애플리케이션을 제공합니다. 카드매틱은 이를 기반으로 선박 건조에 특화된 전문 지식을 추가하여 이 기술을 최대한 활용하고, 선박 건조 요구 사항에 따라 유연하게 확장하고 적응하는 솔루션을 제공할 것입니다. 각 제품에 포함된 방대한 양의 정보가 데이터 호수라면, 이를 효율적으로 활용하기 위해서는 선박 건조에 특화된 지식이 필요하며, 가장 유용한 통찰력을 얻기 위해 데이터를 탐색하고 분석해야 할 것입니다.

선박 건조에 특화된 지식은 이러한 데이터를 처리하는 데 매우 중요합니다. 선박 건조용 CAD는 매우 특수한데, 개별 부품이 함께 저장되는 것이 아니라 부품 간의 위상 관계로 저장됩니다. 각 요소는 다른 많은 요소와 연결되어 있습니다. 데이터를 저장하기 위한 견고한 플랫폼을 구축하고, 데이터 호수에서 필요한 정보를 추출하기 위한 산업별 지능을 추가함으로써, 산업이 필요로 하는 솔루션의 혜택을 극대화할 수 있습니다.

수명주기 관리를 그림에 추가하기

전용 PLM의 이점은 선박의 설계와 건설을 관리하는 것을 넘어섭니다. 현재, 시험 항해와 선박 운영의 첫 해를 넘어서는 기간 동안 조선소는 선박의 성능에 대해 적은 책임을 지고 있습니다. 첫 해를 지나서, 선박의 수명이 이후 2~3십 년에 걸쳐 지속될 때, 소유자와 운영자는 선박의 설계 데이터를 재구성하여 선체 청소, 개조 또는 기타 유지 보수 활동과 같은 서비스를 처리해야 합니다. 이미 설계 단계에서 존재하는 데이터 세트를 재생성하기 위해 전체 산업들이 생겨났습니다. 선박 건조에 특화된 PLM 시스템을 구축함으로써, 소유자와 운영자는 선박의 수명 동안 효과적으로 사용할 수 있는 디지털 트윈을 생성할 수 있으며, 이는 조선소가 프로세스에 가치를 더할 수 있는 또 다른 방법을 만들어줍니다. PLM은 조선소가 이러한 기술을 더 민첩하게 채택하거나 미래를 대비한 선박 함대에 개조를 제공하는 데 도움이 됩니다. 동시에, 하나의 플랫폼에서 PLM을 관리함으로써 조선소는 산업 전반적인 디지털 변화에 적응하며, 핵심 프로세스를 디지털화하여 통찰력을 추출하고 더욱 체계적으로 관리할 수 있게 됩니다.

또한, 이는 다른 산업과 구분됩니다. 공정 제조 산업에서 공장을 설계하는 당사자는 종종 생산부터 폐기까지 수명주기 전반을 관리합니다. 자동차 산업에서 자동차 제조업체는 디지털 트윈을 활용하여 차량을 오랜 기간 동안 더 잘 유지 보수할 수 있습니다. 선박을 위한 전용 수명주기 관리는 선박 산업이 이전에는 할 수 없었던 방식으로 선박의 수명주기 전반에 걸쳐 효과적으로 관리할 수 있게 해줍니다.

조선소는 공학, IT, 프로젝트 관리 등 다양한 전문 지식과 기술을 보유한 중심지입니다. 선박 건조를 위해 설계된 PLM 시스템은 조선소가 미래의 선박 함대를 제공하는 과정에서 이러한 기술을 최대한 활용하기 위한 기반이 될 것입니다.