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서준 원
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1 한국혁신학회지제1권제1호 INNOVATION STUDIES Volume 1, Number 1, Dec ) 현대중공업의혁신사례소개 - 육상건조공업 윤기영 * 목 차. 서 론. 본론 - 현대중공업의혁신적인육상건조공법들. 결론 Abstract Since early 1980th HHI have constructed and delivered successfully lots of offshore facility projects. Sometimes it s quite challenge and then HHI have developed his own innovative methodology and technology for the successful execution of projects. Most innovative ones of all are Super-Lifting Method and Ground Build Method, which make us possible to achieve better quality, safety and workability, shorter schedule. Especially HHI opened the new method of construction for the shipbuilding by constructing the conventional ships entirely on the ground without using dry dock. This technology has been adopted first time for the conventional ship of 105,000DWT class COT(Crude Oil Tanker) which was built on the land and loaded out transversely maintaining large length of overhanging deflection from ground to DBU(Double Barge Unit) using new jacking and skidding system, and being adopted for another book order more than total 30 numbers of ships including 82,000 LPG(Liquefied Propane Gas) Carriers till early * 현대중공업( 주) 해양기본설계부부장 / 해양기술기획팀장겸, kyyoon@hhi.co.kr

2 현대중공업의혁신사례 This paper introduces one of HHI s most innovative and remarkable methodology for the new ship building as well as for the construction of huge offshore facilities. The methodology of successful execution of the first attempt to build conventional Crude Oil Tanker(COT) of 105,000T capacity, entirely on the ground and transversely load-out and float-off using the semi-submersible barges.. 서 론 혁신이란기존의방법이나관행을깨뜨리고완전히새로운사고와방법으로그변화의속도나파급효과면에서도대폭적인것을말한다. 변화의속도와폭이큰만큼혁신이반드시성공을보장하는것은아니다. 따라서혁신이성공하기위해서는철저한분석과사전준비는필수적이다. 또한강력한실행의지와신념그리고추진력이요구된다. 모든일의성패는그일을하는사람의사고와자세에달려있다. 이론적으로나학문적으로불가능한일들도진취적인기상과개척정신, 열정의노력이뒷받침되면이루어낼수있다. 이러한일을이룰수있는원천이정신의힘이다. 신념은불굴의노력을창조할수있으며, 진취적인정신은기적을이룰수있는열쇠이다. 우리는인간이스스로한계라고규정한일에도전, 그것을이루어내는기쁨을보람으로오늘까지일해왔으며, 지금도이러한도전을계속하고있다. 모든사람들이불가능한일처럼보이는일들에과감히도전, 인간의무한한잠재력을이용하여불굴의투지와강인한추진력으로가능한현실로만들어내는정신이혁신을성공으로만드는 Key Factor 임을강조하지않을수없다. 선박건조량세계 1위의세계최대조선소이자해양사업의선두주자로국제적인명성을얻고있는현대중공업은조선, 해양, 플랜트, 엔진, 중전기, 중장비의총 6개의사업본부와 1 개의기술개발본부로구성되어, 전사적기술개발은각사업부문중장기발전전략과일치시켜기술개발의실효성을높이고있다. 특히해양사업부의핵심사업전략에따라개발된육상건조공법 (Ground-Build Method), 일명무도크선박건조공법은부유식해양석유및가스개발설비는물론엔진이 장착된선박 ( 일반상선및특수선 ) 을도크를이용하지않고맨땅에서배를건조한

3 윤기영 후 Skidding System을이용반잠수식바지로선적및진수하는것으로배는도크에서만들어진다는조선산업의패러다임을바꾼일대혁신을일으키고있다. 전세계대형조선소는조선활황으로대부분 3 년치이상의일감을갖고있다. 그리하여각조선소마다도크의회전율을높이기위해갖가지지혜와노력을경주하고있다. 도크내자투리땅을최대한이용하는세미탄뎀공법도상당한성과를가져왔으나근본적으로도크를이용한다는차원에서도크의양적및질적한계를뛰어넘지는못하고있다. 그러나, 배는통상적으로도크에서만들어진다는통념을깨트리고맨땅에서배를짓는무도크육상건조공법 (Ground Build Method) 의개발은그것도세계에서가장많은도크를보유하고있는당사에서개발되었다는것은매우역설적이나그시사하는바가크며, 기존의관념을깨는혁신적인사례로세계조선업역사및조선방법에서의새지평을여는일대사건이다. [Figure 1] Ground-Build Project Summary Project Experience : Onground Build Summary Project Client Harding PDQ Jack-up (UK) RBS 8D & 8M Semisubmersibles APM Jack-ups (Angola) Na-kika FPU(USA) R&D Falcon BP AP Moller Shell Amenam FSO (Nigeria) West Seno Project (Indonesia) 105K (NOVOSHIP) Elf Unocal 당사의육상건조공법은석유메이저들이발주한여러차례의석유시추선및기타의대형해양구조물들을건조도크가아닌육상에서성공적으로건조함으로써그실용성이확인된바있으며, 세계최초로이공법을선박건조에적용성공적으 로수행하고있다. 당사는 1,508톤에달하는선박 206척의수주잔량을확보하고

4 현대중공업의혁신사례 있다. 이것은향후 3.5년간당사의 9개건조도크를풀가동한조업물량에해당하는양이다. 이에따라당사는육상건조공법을통하여건조도크의작업물량과는별개로건조작업을진행할수있어당사의연간건조능력을향상시킬수있게되었다 도크의경제학 모든공사의실행논리는도크의경제학에서비롯된다. 도크사용비용이나일정이경쟁력을가져야만한다. 건조완료된배는갑문을열어물을채워진수를하고또물을빼고다음배를만들게되므로건조기간을획기적으로단축할수도도크보다더큰선박을건조할수도없었다. 그렇지만도크건조는 9개의도크에서연간 60척이상을건조하는데이는 6 일에한척씩을건조하는셈으로, 단하루라도도크공기를단축하면연간 1척을더건조할수있으니조선사업은아무리사소한공정일지라도모든일정을매우치밀하게관리하지않을수없다. 즉도크의회전율을여하히높이느냐가조선의관건이다. 반면에해양사업은공사의기획및발주가여러이해집단들과의협의를통해이루어지므로일정이상당히유동적일수밖에없다. 또한해양공사는대부분 Fast Track Mode로진행되어설계가완료된후건조를시작하는것이아니라전체공기를단축시키기위해어느정도설계가진행되면제작도함께이루어지므로상대적으로설계변경이매우많을수밖에없다. 육상건조공법은이러한해양시장의요구( 설계변경및공사발주일정의유동성과 FAST TRACK 공사의수행요구) 에적극적으로대응하기위해서개발된것이다. 만약해양공사를조선도크에적용하게되면어떻게될까? 부유식원유생산저장및하역설비인 FPSO(Floating Production Storage and Offloading) 를예를들면, FPSO는하부구조인 Hull 과상부구조인 Topsides 로구성되는데상부구조물의지지및저장공간으로쓰이는 Hull 의내부는 VLCC와같으나 Offshore Area 라불리는상부갑판과측면 Side Shell 부분에는많은해양설비의부가물들이붙게되는데이러한구역에대한용접이나검사가일반상선과는달리매우까다로워도크건조일정이더길어진다. 그런데해양구역 (Offshore Area) 의부가물에대한설계변경이발 생하면치밀하게짜여진조선일정은지연되지않을수없다. 그리하여상대적으로

5 윤기영 고가인해양설비를조선도크에서건조하기꺼려하는이유가여기에있다 시장전망 조선시황은매우전망이좋으며엄청난활황이다. 더구나유가인상에따른해양개발도활발해지고천연가스수요증가에따른 LNG FSRU, FLNG 등고부가가치의대규모공사발주가예상되는등해양시장전망도매우밝다. 유전개발공사의포트폴리오(Portfolio) 는심해이다. 심해유전개발은대형유전이면서높은생산성을발휘할수있어매력적이며채굴(Drilling), 원유회수(Oil Recovery) 및계류시스템(Mooring System) 등의심해기술의발달과함께활발히진행되고 FPSO, Semi-submersible FPU, TLP, Spar 등의부유식해양구조물, 특히 FPSO 가주종을이루고있다. 또한성능이훨씬개선되거나혁신적인다종다양의대형복합설비가계속개발되는추세이다. 대형부유식구조물의수요증대는 Hull & Topsides를동시에건조할수있는대규모건조설비가잘갖추어진당사에유리할것이나당사의기술력에대한발주처의신인도제고와설계능력을고도화시켜야만설계, 구매, 제작, 운송, 설치, 공사관리전체를책임지는일괄계약자 (EPIC Contractor) 로서경영성과를제대로낼수있을것이다. 아울러 Oil을중심으로한유전개발과함께천연가스전개발도더욱확대될전망으로이에따라신개념의천연가스전환기술(GTL,GTM,GTW,Hydrate), 생산설비(LNG-FPSO,FMPSO) 및수송선(CNGC,PNGC) 이개발소개되고, 해양구조물은심해요구조건을만족하는다양한대형복합설비가개발될것이며, 앞으로이러한기술을근간으로해양광물탐사및해양공간이용개발도확대될것인바, 우리의끊임없는기술개발이요구된다.. 본론 - 현대중공업의혁신적인육상건조공법들 현대중공업은 Oil Majors가발주한심해대형설비공사를 Fast Track Mode의짧은공기, 대형장비의긴납기, 설계변경및노동집약형등의공사특성에따른 시장요구에유연하게대응하기위하여설계 / 생산일정의병렬 / 압축관리가가

6 현대중공업의혁신사례 능하도록구조물을대형화하여안전하게탑재할수있는초대형블록권양능력및육상총조공법등을능동적으로연구개발하여왔다. 특히조선소의 Dry Dock 사용이필수적으로여겨지던부유식구조물의 Hull까지를포함육상에서완성하는경우는이에따른여러가지독특한기술및공법을필요로하며상당한성공을거두었다. 현대중공업에서수행한초대형부유식설비의건조에활용된혁신적인신공법을일부소개하고자한다 Super-Lifting 공법 해양개발용시추선은통상적으로 Dry Dock에서건조하거나상하부구조물을각각제작하여해상에서조립하여왔다. 전자는조선활황으로도크가없고후자는해상작업에따른환경적지리적제약조건과많은기술적인검증이요구된다. 그러나, 후자를육상에서하면그러한제약조건이나요구되는많은기술적검증을일거에없앨수있다. 또한육상작업을통한안전성/ 생산성을높여공기단축과함께비용을대폭절감할수있다. Super-Lifting은일명 On-land Deck mating 이라고도하는데통상의고정관념을탈피하여발상의전환을통해개발된당사의획기적인공법중하나이다. Super-Lifting공법은 Crane 대신에 Strand Jack & Pulling System 을이용하여상부구조물(Topsides Module or Deck ) 을선체 (Lower Hull) 상단에들어올려탑재하는공법으로 Strand Jack & Pulling System 과이를지지하는임시구조물(Jacking Leg또는 Platform) 로구성되어있다. 상부구조물의강성에따라상부구조물을직접끌어올리거나탑재용보를이용하며, 구조물의하부와상부를동시에육상에서건조하여상부구조물을먼저들어올린후하부구조물을 Skidding System을이용올려진상부구조물밑으로이동시킨후상부구조물을다시내려서상하부를연결하는공법을말한다. Super Lifting을위한구조물강도및처짐분석결과Upper Deck 와Column의연결시정도관리를위해 Internal & External Jacking Points 를선정하고 Upper Deck Outside 와 Inside 에 Jacking Tower 를설치하였다. Super-Lifting공법의작업순서는아래그림에서와같이크게 6단계로진행된다.

윤기영 STEP-1 : Skidway & Super Lifting Beam/Support Foundation 시공 STEP-2&3 : 하부구조(Pontoon & Colum) 와상부구조(Upper deck) 의동시제작/ 조립단계 STEP-4 : Super-Lifting용Jacking Leg & Platform 설치단계 STEP-5 : Strand Jacks

7 윤기영 STEP-1 : Skidway & Super Lifting Beam/Support Foundation 시공 STEP-2&3 : 하부구조(Pontoon & Colum) 와상부구조(Upper deck) 의동시제작/ 조립단계 STEP-4 : Super-Lifting용Jacking Leg & Platform 설치단계 STEP-5 : Strand Jacks 을이용완성된상부구조를공중으로들어올림 STEP-6 : 하부구조물을상부구조물밑으로이동 (Side-Skidding) 및결합 (Mating) 하는단계 [Figure 2] Super-Lifting Sequence 이공법은고소작업을지상작업으로, 순차작업을동시작업으로전환시키는획기적인방법으로공기, 비용, 품질그리고안전등상충되는목표를모두개선시킬수있다는점이특징이다. Crane의사용및권양능력이제한적인반면에 Strand Jack 의권양능력은수만톤까지증가시킬수있고. 상부구조물의크기나무게에상관없이필요한개수만큼의 Jack을동원하여상하부동시건조로제작공기를크게단축할수있으며, 약 40 50m 위의고소작업을최소화하여지상작업

현대중공업의혁신사례 화함으로써통제가쉽고안전한환경에서작업이가능하다는장점이있다.

RBS-8M & RBS-8D 의반잠수식구조물건조에최초로적용되었으며선주로부터기술력을인정받아후속공사의수주에크게기여하였으며,

이는세계최대의탑재기록으로기네스북(Guinness Book of World Records) 에올라있다.

[Figure 3] RBS-8M Super-Lifting 전과후 [Figure 4] Nakika FPU

8 현대중공업의혁신사례 화함으로써통제가쉽고안전한환경에서작업이가능하다는장점이있다. 해양공사로는비교적높이가높거나길이가긴 Semi-Submersible Rig, TLP, Spar 등에의적용이효과적이며 RBS-8M & RBS-8D 의반잠수식구조물건조에최초로적용되었으며선주로부터기술력을인정받아후속공사의수주에크게기여하였으며, Shell Nakika FPU Project는총12,112톤규모의 4개의모듈을동시에들어올려탑재하였으며, 이는세계최대의탑재기록으로기네스북(Guinness Book of World Records) 에올라있다. 아래그림은각각RBS-8M/D 와Nakika FPU의 Super-Lifting 전과후를보여주고있다. [Figure 3] RBS-8M Super-Lifting 전과후 [Figure 4] Nakika FPU Super-Lifting 전과후 2.2. 육상건조공법 (Ground-Build Method) 육상건조공법은생산품질과안전도를높이고선주요구에대한유연성과 Fast Track Mode의공사를수행하기위해 Super-Lifting 공법과함께제작 Yard

9 윤기영 의강점을강화하는차원에서개발된것으로 FPSO, Semi-submersible Rig, TLP, Spar등대형구조물의일부또는전부를육상에서건조완료하여 Skidding & Pulling System 을이용반잠수식Barge 에선적/ 진수하는공법이다. 무도크육상건조공법은도크건조대비반잠수식바지를이용한선적 (Load-out) 및진수과정이필수적으로주요시스템구성으로는건조선박을들어올리는공기부양식 Skidshoe System, 바지위로이동시키는 Push-Pull System, 2대의 Barge를연결한반잠수식진수 Barge & 제어시스템, 바지와안벽을연결하는Link Beam & Onshore Bridge, 육상및Barge Skidway & Foundation그리고일련의이동및바지제어를실시간으로확인할수있는 Monitoring System 이있다. [Figure 5] 105K COT 육상건조/ 선적/ 진수순서 주요공정은그림에서보는바와같이 12 개의단계로구분되며, 특히 Load-out & Float-off 는매우세분된 Sub-Step으로나뉘어 Skidding & Ballasting Operation 이수행되어진다. Step-1/2 : 대형블록단위건조및탑재완료 & 진수바지준비

현대중공업의혁신사례 Step-3-5 : 진수바지접안및안벽구간 Skidway 준비 / 설치 Step-6 : APS System 으로선박을들어올린후Skidding System으로안벽및바지로이동 Step-7-8 : Stability Casing 탑재및출항준비 Step-9-10 : 예인선(Tug boat) 를이용Float-off Site로이동및Anchoring

10 현대중공업의혁신사례 Step-3-5 : 진수바지접안및안벽구간 Skidway 준비 / 설치 Step-6 : APS System 으로선박을들어올린후Skidding System으로안벽및바지로이동 Step-7-8 : Stability Casing 탑재및출항준비 Step-9-10 : 예인선(Tug boat) 를이용Float-off Site로이동및Anchoring 등진수준비 Step : Ballasting 하여진수바지가가라않은뒤본선을예인하여안벽으로이동 선행호선의선적및진수작업이이루어지고나면안벽쪽으로이동시켜건조완료하고후속호선의블록을그자리에 Keel Laying 한다. 연속호선의경우이러한과정은 1.5개월간격으로계속반복되며연간 8 척의선박을육상건조하고있다. [Figure 6] 105K COT (a) 건조완료된 105K COT

윤기영 (b) 반잠수바지선에선적완료된 COT 105K Dry Dock건조는제작후갑문을열고바로진수하므로 Dock의크기와장비및회전율에따라건조능력이결정되는반면에, 육상건조공법은제작후선적공정이추가되고선적설비와안벽및제작장의허용능력과선적Barge 에따라육상건조능력이좌우되며, 일반적으로 Dock 건조비용에비하여건조설비비용이매우적게든다.

11 윤기영 (b) 반잠수바지선에선적완료된 COT 105K Dry Dock건조는제작후갑문을열고바로진수하므로 Dock의크기와장비및회전율에따라건조능력이결정되는반면에, 육상건조공법은제작후선적공정이추가되고선적설비와안벽및제작장의허용능력과선적Barge 에따라육상건조능력이좌우되며, 일반적으로 Dock 건조비용에비하여건조설비비용이매우적게든다. 본공법은 BP Harding Jack-up 공사를시작으로 RBS-8M & RBS-8D, Amenam FSO, APM-1 & APM-2, West Seno TLP, Nakika FPU 공사등의해양공사는물론재하중량 105,000톤급일반상선을세계최초로육상건조/ 진수하는데적용되었다. 특히 51,000 톤규모의 Amenam FSO공사는 Hull 과 Topsides 를동시에육상에서건조한세계최초의공사로, 육상건조공법으로는세계최대의공사이었으며, 특히현존하는반잠수선으로는선적이불가능하여 DWT 35,000 톤의반잠수바지, HDB-1011/1012호 2대를신조하여선적및진수하였다. 이는운동및구조거동관련많은기술적검증이요구되었지만자체실험과설계/ 해석을통해성공적으로수행하였다. Nakika FPU의요구잠수깊이는 25m 로현존하는반잠수선( 최대잠수깊이 22m) 으로는불가능하였으나, 당사의반잠수바지신조에대한적기시설투자로설계중인바지의최대잠수깊이를 22m에서 25.5m 로사양변경하여공사를수주하였으며, Amenam FSO와 APM Jack-up 공사에이어성공적으로수행하였다. [Figure 7] Amenam FSO 의선적및진수전경

현대중공업의혁신사례 ( 사진 1) FSO Load-out ( 사진 2) Tow To Float-off Site ( 사진 3) Float-off ( 사진 4) Tow Back To Quay Amenam FSO 의성공적인육상건조/ 진수로육상건조공법은 2002년우리나라 10 대신기술에선정되었다.

12 현대중공업의혁신사례 ( 사진 1) FSO Load-out ( 사진 2) Tow To Float-off Site ( 사진 3) Float-off ( 사진 4) Tow Back To Quay Amenam FSO 의성공적인육상건조/ 진수로육상건조공법은 2002년우리나라 10 대신기술에선정되었다. 그러나, 도크없이육상건조한 Amenam FSO는골리앗크레인이없어많은공수와비용이소요됨에따라기술적인성공에도불구하고해결해야할많은숙제를남겼다. 일반상선의육상건조를위해서는 1,500톤골리앗크레인의가동중단시간및연속호선착수시간을최소화하여공기를단축하는것과생산성향상, 선적및진수비용을최소화하여경제성을확보하는것이절대명제이었다. 이를위해약 2 년간의자체설계및해석, 위험분석기법을통해기존의제3세대선적시스템의문제점을파격적으로해결하고제4세대신선적시스템을개발하게되었다. - 제1 세대선적시스템 ; 하중제어가되지않는재래식선적시스템으로 Launch Cradle 과같은 Jacket 구조물에사용하거나 1990년까지 1,000-1,500톤정도의소형 Topside Module 에주로사용함. - 제2 세대선적시스템 ; 약 4,000-8,000 톤당사최초의능동하중제어 (Active Load Control) 가가능한선적시스템. 1990년대초인도 ONGC 공사와캐나다

13 윤기영 Hibernia 공사에적용. 제3 세대선적시스템의기반이됨. - 제3 세대선적시스템 ; 약10만톤까지의대규모능동하중제어가가능한선적시스템. Control System & Skidway 등의제2 세대선적시스템을개선 / 보완함. 1990년대중반개발및 2002 년확대개편사용. - 제4 세대선적시스템 ; 제3세대선적시스템의최대단점인 Friction Force를획기적으로줄이고이동시스템을 Strand Jack에서소형Push-Pull로단순화한능동하중제어가가능한최신선적시스템.2004년부터개발사용중으로작업시간을획기적으로단축하고최소비용으로선적가능케함 육상건조공법개발의핵심과제 육상건조공법은도크없이진수하므로도크공법대비선적공정이필수적으로추가된다. 따라서선적공정에따른비용과공수/ 공기를최소화하는것이육상건조공법의경제성확보에필수요건으로 2002년수행한 51,000 톤의 Amenam FSO 는건조도크가없어육상건조한것은기술적성공은이루었으나경제성측면에서는만족스럽지못하였다. 생산공수나비용이도크건조시보다월등히많이소요되었기때문이다. 따라서 105K COT 를육상건조하면서해결해야할가장큰당면과제는선적비용/ 공수를최소화하고생산성향상및연속호선간 Lead Time을줄여연간건조척수를늘리는것이다. 이에신선적설비/ 공법의개발, 안벽구간반복작업단순화(Onshore Bridging System), 건조블록대형화를통한육상건조공법의경쟁력을제고하였다. 1) 선행의장및탑재블록대형화로생산성/ 품질향상 / 건조공기단축 조선의경우 900톤골리앗크레인을이용탑재블록수는약 50여개이며블록최대중량은약 700 톤이나, 해양은 1,500톤골리앗크레인을이용최대중량1,300 톤으로탑재블록수를조선의절반으로줄였다. 2) 1,500 톤골리앗크레인가동중단시간최소화 1,500톤골리앗크레인을보유하고있으므로조선보다 PE / 탑재블록을대형화하여생산성을높이고아울러선적시 1,500톤골리앗크레인가동중단시간 (Down Time) 을줄여서연속호선의 PE / 탑재작업을위한 1,500톤골리앗크레인

14 현대중공업의혁신사례 가동율을높이는일이다. 기존의선적설비를이용시선적작업뿐만아니라선적설비의설치및제거로인해 1,500톤골리앗크레인가동중단시간이약 20일발생하며이는총16척을건조하는동안총300 일(= 20 일 15 회) 의대기시간이발생한다. 이는매 1.5개월에 1척씩건조할때 7 척을추가로건조할수있는시간이다. 3) 연속호선착수시간최소화 두척을동시건조하므로안벽앞에있는배를먼저선적후후속호선을안벽쪽으로밀어내고다시그빈자리에다음호선을건조하므로매호선은선적 (Load-out) 과다음호선의이동(Side Skidding) 이반복적으로수행된다. 따라서다음호선을여하히빨리건조될수있도록착수 Lead Time 을줄이는것이중요하다. 그러나기존의선적설비는설치및제거에많은시간과비용이소요된다. 한마디로일회성해양공사와는달리연속호선개념의신선적설비개발이필수적으로요구된다. 4) 선적/ 진수비용최소화 일반적으로대형도크및부대시설건조비용이 4-5 억불이소요되고, 현재의조선시장가격으로보면훨씬사용료가비쌀것이지만이미감가상각이빠진건조도크의사용비용을일당 1만불로가정할경우사용일수를고려시약 100만불이소요된다. 도크건조는선적비용이추가로들지않으므로육상건조공법은선적소요비용에따라경쟁력이판가름난다고해도과언이아니다. 물론도크의건조에초기투자비가많이들지만보유중인도크를이용한건조에는추가설비비용이들지않으나기존의도크가다차있는마당에대안공법으로개발된것이지만선박의건조비용이도크건조대비지나치게많이든다면어느선주가발주하겠는가?Dock 건조등의대규모초기설비투자없이도크사용료정도의비용으로건조할수있으면대안공법이상의경쟁력을확보할수있을것이다. 육상건조공법은도크없이진수하므로선적공정이필수적으로추가된다. 따라서선적공정에따른비용과공수 / 공기를최소화하는것이경제성확보의필수요건으로2002년수행한 51,000톤의 Amenam FSO는건조도크가없어육상건조한것이나경제성측면에서는만족스럽지못하였다. 생산공수나비용이도크건조시보다월등히많이소요되었기때문이다. 따라서 105K COT 를육상건조하면서해결

15 윤기영 해야할가장큰당면과제는선적비용/ 공수를최소화하고연속호선간 Lead Time 을줄여연간건조척수를늘리는것이다. 선박의육상건조는도크가없거나가용치않은경우의대안공법으로개발되었으나신선적공법과설비의개발은좁게는해양과조선의사내분업 / 협업체제로각자의장점을최대한살리는것이고넓게는국내의중소업체와분업/ 협업체제를통해생산성및비용경쟁력을얻을수있고나아가북한또는동남아 Yard 의개발과 Outsourcing 업체의개발/ 양성을통한국제적인분업 / 협업체제를구성대량의선박을동시다발적으로건조할수있어대안공법을넘어주력공법으로성장가능할것으로전망된다 해결방안-신선적시스템개발 1) Semi-submersible DBU(Double Barge Unit) 개조로종/ 횡방향선적가능선택적사용 반잠수식 HDB-1011 & HDB-1012호를 5개의 Rigid Connector로연결하고바지선보다긴선박을선적시횡방향선적이가능하도록반잠수식바지의선수에위치한고정식부력케이싱을이동식으로개조하고그위에있는제어실을 HDB- 1012호의제어실로이동시켜선박을바지에횡방향으로옮겨실은후부력케이싱을제위치에설치하여진수가능토록반잠수식바지를개조하였다. 2) Bridging System 을적용안벽구간작업단순화 안벽구간은선적작업이있을때설치하고평상시골리앗크레인이다닐수있도록해야하므로설치및제거가용이하게 Unit 화하여설계하였다. 3) Jacking & Skidding System 개발로 1,500톤골리앗크레인가동중단시간및연속호선착수시간단축 HHI 가보유중인 Jacking & Skidding System 은마찰력(15%) 이커서매우큰이동능력가진설비를필요로하며 Strand Jack 사용시 1,500톤골리앗크레인의가동중단시간이많이소요되고 Push-Pull Unit 사용시대용량의설비가필요하 다. 그러나, 공기부양식설비(APS System) 를이용시 1% 이하의마찰력을이길

16 현대중공업의혁신사례 수있는설비만있으면되므로작은용량의 Push-Pull을사용하면되므로신선적설비를선정하였다. 그러나, 신선적설비는당사가보유중인기존설비를바로사용치못하므로당사설비를최대한이용할수있는설비로사양을변경하여설계하였고, 신선적설비의가장큰문제인바지와안벽을연결하는 Link Beam 구간에서의공기누출이불가피한상황에서도선박의손상이나설비의이상작동없이가동할수있는가가최대의문제였다. 따라서, Link Beam 구간이동시험을실시그가용성을확인하였다. 그러나, 실내시험설비의제한으로실제의 Link Beam 모사에는실패하였지만문제의심각성을확실히확인하게되었으며, 이후실제작업시발생할수있는문제에대해여러가지시나리오를준비상세설계및해석을통해 Link Beam 을설계하여문제의근본적인해결을할수있었다. 4) Monitoring System 자동화로실시간 Operation 가능 선적작업의중요성을감안매진행단계를수십개의세부단계로나누고각세부단계별로 Skidway 의직진성/ 바지의높낮이변화를조사하던것을자동화하여작업인력과시간을대폭줄이고신뢰성을제고하였다 기술개발의의미와파급효과 당사가성공적으로개발한육상건조공법의독특한기법은조선업계에수립된이정표적인사건으로도크시설없이선박의건조및진수가가능하고추가적인도크건설비용의절감및유휴자원 ( 토지및인력) 활용을통한비용및생산성측면의효율성제고, 추가수주여력확충과연간건조능력향상으로인도시기단축등의효과를창출한다. 본기술은총 46척의 105,000DWT 원유운반선(COT) 및 82,000 LPGC 건조 에적용하고있으며아울러초대형선박의건조에도적용할계획이다. 이로써당사는수주및매출실적제고는물론고부가가치선의선택적추가수주등시장변화에보다유연하게대처할수있게되었다. 아울러본육상건조시스템은수년내 Dry Dock의건조능력을훨씬초과하는 LNG FPSO, BMP(Barge Mounted Plant) 등과같은각종해양구조물들이발주될전망으로이경우설비운용전략측면에서시스템의확장성과다방면에서의탄력적운용을가능케한다.

17 윤기영. 결 론 앞에서살펴본본바와같이당분간조선시장의강세와고유가행진이지속되어해양자원개발투자도더욱활성화될전망으로꽉차있는도크만을바라볼수없는실정이다. 당사의육상건조공법뿐만아니라 S사의 Floating Crane을이용한블록대형화공법,H사의 Dam공법또는규모면에서차이는있지만 D사와 S사의Skid Launching System을이용한육상건조공법등각조선소마다생산성향상과나름의신공법개발을통해부족한도크문제를해결하기위해노력하고있다. 그러나, 공사규모가커질수록당사의육상건조공법에는비기지못할것이다. 왜냐하면, 본공법의개발시이미자체중량이10만톤급이상의초대형해양구조물총조를염두에두고개발하였으며, 약간의설비추가로선적/ 진수능력을개선할수있기때문이다. 육상건조는기존의도크건조이상의생산성과공기단축을이미달성하여그경쟁력이날로높아지고있다. 도크대비육상건조공법의가장큰강점중하나가접근성이다. 기존의도크는반드시골리앗크레인을통해서만블록을도크내로이동조립할수있지만육상건조는골리앗크레인이나부유식크레인을사용하지않고도 Multi-Modular를동원하여선체를수개의 2,000-4,000톤의블록을이동바로조립이가능하다는것이다. 따라서기존의조립공정이나생산성과는차별화된더높은생산성을달성하며신공법의접목을통한계속적인변신이가능하다. 석유자원의개발이육상에서해양특히심해유전개발로전환되면서 FPSO, Rigs, TLP, Spar등의부유식구조물이해양시장의주류가되어조선시장과해양시장이중복되면서하부선체구조(Hull) 는조선이상부해양설비(Topsides) 와설치를해양이하는조선과해양의긴밀한협업체제가요구된다. 그러나, 조선시장의활황으로 3년이상의수주잔량이있어추가의도크를해양공사를위해할애하기란쉽지않아보인다. 따라서, 도크를사용하지않고도선박을건조할수있는육상건조공법은그동안의육상건조경험을통한생산성향상과함께공기단축으로도크건조대비대등하거나약간앞서고있어해양의주력공법이되었으며, 제2 및제3선대설비증설시공장및물류계획을보완하면그경쟁력을더욱높일수있을것이다. 남이가보지않은길을가는개척자는외롭다. 물론실패의위험은항상내재되

18 현대중공업의혁신사례 어있다. 그러나, 자사의강점기술을더욱강화하고미흡한기본설계기술을습득하는끊임없는노력과열정이있을때어떠한도전도성공시킬수있으며진정한승리자가되는것이다. 당사는해양업계의선두주자로국제적경쟁을통해그위상을제고하고있고, 발주처의자국산업및설계기술보호정책에도불구하고자체기술개발과함께기본설계능력을키워왔으며이제는당사가직접수행하는공사가많아지고있다. 이는발주처가처음부터당사의설계능력을인정하지않으려는태도로부터상당히진전된것이다. 문은두드려야열린다. 한국혁신학회의 혁신저널 창간호의원고요청을단번에수락할수있었던것도고정주영명예회장님의삶자체가불가능을가능케한혁신의성공모델이었고오늘날조선해양산업계에서우리가이룩한혁신은창조적예지불굴의신념등현대정신과함께그의뒤를이어가고있다고믿고있기때문이었다. 끝으로, 한국혁신학회의 혁신저널 창간호의발간을축하하며현대중공업의혁신사례가본보기가되어여러분야에서우리나라의경쟁력을더욱높일수있는많은혁신적인활동들이계속이어지고또혁신저널을통해소개되었으면하 는바램이다. < 참고문헌> 양영태, 윤기영, 2005, 일반상선의육상건조, 선적및진수공법, 2005 한국해 양과학기술협의회공동학술대회춘계발표논문집, 한국해양과학기술협 의회. 양영태, 윤기영, 2002, 육상건조 Amenam FSO 의선적기법개발, 기술현대 Vol.22, No.4, pp.90~94. 양영태, 윤기영, 신민기, R. Kristina Kumar, 2005, 일반상선의육상건조에따른구조해석, 2005 한국해양과학기술협의회공동학술대회춘계발표논문 집, 한국해양과학기술협의회. 양영태, 윤기영, 박병남, 2003, 복수부선을이용한선적, 운송및진수시의복수부선연결시스템개발, 기술현대, Vol.23 No.1, 2003, pp.23~29. Yoon K. Y., Kim B. M., and S H. Bae, 2004, Load-out Procedure of 105K COT, Hyundai Heavy Industries.

19 윤기영 Yoon. K. Y., Kim B. M., and M. K. Shin, 2004, Hull Strength Analysis for Load-out & Float-off, Hyundai Heavy Industries. Yang Y. T., Cho H. G., Yoon K. Y., and S. S. Ha, 2003, Development of Loadout Methodology for On-Ground-Built F(P)SO, Offshore Technology Conference (OTC-15313), 2003.

슬라이드 1

슬라이드 1 1. 회사소개 현대중공업지주 27.7% 현대미포조선 3.9% KCC 6.8% 국민연금 9.1% 아산재단 3.1% 자사주 0.1% 기타 46.5% 2. 주요연혁 1973 ~ 2009 년 2010 ~ 2018 년 1973. 12 월현대조선중공업주식회사설립 1975. 04 월현대미포조선설립 1989.05 월세계최대해양철구조물건조 (Exxon, 4 만톤 ) 1994.