한국산업기술평가관리원 조선해양 PD 1
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4 차산업혁명기반의새로운산업환경대두 제조업과 ICT 융합이생산방식의혁명을일으키며제조업위기의돌파구로주목 공장이스마트팩토리로전환되어산업공정유연성과성능을새로운차원으로업그레이드 ICT, 사물인터넷, 빅데이터분석기술이타산업분야로확대되어과거불가능했던영역에새로운해결방법제시 에너지환경 Industry 4.0 Big Data & Intelligence 4
Smart Car 를통한자동차산업의패러다임변화 업체별기본성능기술격차가줄어듦 ICT 기술과융합된새로운차별화포인트제시 파워트레인개선을중심으로한연비강화등주행과관련된본질영역에서 자동브레이크, 자율주행, 첨단인포테인먼트시스템등운전자편의, 안전영역으로변화 ( 출처 : 맥킨지컨설팅, BNK 투장증권 ) 5
4 차산업혁명등글로벌환경변화에따라산업대변혁 (Big Bang) 이급진전 4 차산업혁명의개념 AI( 초지능 ), IoT( 초연결 ), 빅데이터 ( 신자본 ) 등파괴적기술이속도 범위 깊이차원에서과거경험하지못했던수준으로기술 경제시스템전반에변화를촉발 모든것이연결 지능화되면서생활의질과편리성이높아지고업무생산성이극대화 4차산업혁명의 Key Enabler AI 3D 웨어 AI(+Data Analytics), IoT, 3D 프린팅, IOT (+Data 프린팅러블 Wearable의핵심기술이 4차산업혁명의대표 Analytics) 동인기술 ( 특히, AI가 Key Enabler) 산업대변혁으로인해 4 대메가트렌드 (3S+1P) 가산업전반에빠르게확산 초연결과지능화확산 S S S P 제품중심 제품 + 서비스또는서비스중심 온실가스감축 환경규제 저탄소 친환경신산업창출 제품 서비스네트워크를통한가치창출확산 산업통상자원부기업소장간담회 2017.3 6
4 차산업혁명에대응하기위해민 관합동으로 3 대산업군 12 대유망신산업도출 (`16.12) 전기 자율차 스마트 친환경선박 IoT 가전 로봇바이오헬스 드론고급소비재 첨단신소재 AR VR 차세대차세대디스플레이반도체 에너지신산업 시스템산업 소재 부품산업 에너지산업 그리고 12 대신산업육성을위해서 4 대정책과제를추진중 1 규제완화 2 성과중심집중지원 신산업중심의과감한규제완화개방적투자환경조성 4 대 정책과제 3 융합플랫폼구축 4 융합얼라이언스확산융합촉진데이터활용기반확대 혁신 도전적 R&D 추진핵심인력공급기반구축시장창출신산업초기시장수요창출 산업통상자원부기업소장간담회 2017.3 7
4 차산업혁명시대, 조선산업의선도를위해원천기술, 융합제품, 실증연구가중요 ( 원천기술 ) 스마트친환경선박을구성하는필수요소로산업고부가가치의핵심 ( 융합제품 ) 스마트선박공통플랫폼화를통해새로운가치를창출 ( 실증연구 ) 스마트친환경기자재산업분야의시장진출기회를제공 스마트친환경선박 1 원천기술 : 센싱기술, 자율운항기술, 충돌회피기술, 자가진단 / 유지보수기술등 2 융합제품 : 4 차산업혁명의핵심기술 ( 제품 ) 이융합된플랫폼 (Platform) 또는스마트친환경선박 3 실증연구 : 자율운항, 친환경기자재등실증 (Track Record) 을통해서비스창출및시장진입 스마트화 (Smart) 친환경화 (Sustainable) 플랫폼화 (Platform) 서비스화 (Servitization) 2 융합제품 1 원천기술 스마트선박 Downstream 친환경선박 Upstream 센싱기술, 자율운항기술, 원격진단 / 유지보수, 통합제어기술, 플랫폼기술, 배출가스저감기술등 공통플랫폼 Key Enabler : AI, IoT, Big Data 등 적용 피드백 3 실증 (Track Record) 자율운항, 충돌회피, 유지보수서비스 8 8
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조선산업환경 세계경기침체, 선복량과잉, 저유가등으로유래없는수주절벽상황 중국의추격 : 정부지원을기반으로 LNG, 대형컨테이너선등고부가가치선종진출 일본의부활 : 선제적구조조정및통합, 엔저정책으로가격경쟁력확보 경쟁국과의제품차별화를통한선박및기자재의새로운수요창출이필요함 한중일 3 국의수주량추이 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000-60% 한국수주량 ( 천CGT) 중국수주량 ( 천CGT) 일본수주량 ( 천CGT) 47.8% 한국수주점유율 (%) 중국수주점유율 (%) 일본수주점유율 (%) 50% 42.1% 37.2% 34.7% 40% 40.5% 33.8% 31.1% 37.0% 30.2% 32.9% 28.7% 29.8% 31.8% 30% 27.0% 27.0% 28.2% 16.0% 16.5% 21.2% 17.8% 20% 12.6% 12.2% 12.1% 10% 5.8% 0% 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017. 5 한국수출입은행자료 10
수주절벽대응 선박공공발주확대및선박펀드규모확대 군함 (2척) 및 10여척이상상선발주지원 노후선박교체 / 연안여객선지원 경쟁력강화방안 올해약 1700억원의 R&D 투자검토 친환경선박 (LNG 추진선 ) 및스마트선박건조추진 관공선포함 4척예정 기자재산업경쟁력강화방안제시 해외유지보수시장지원및기자재경쟁력강화방안마련 대형조선소의개조시장, 중소조선소의수리시장지원 LNG 벙커링산업지원 실업및지역대책 특별고용지정업종연장 재취업프로그램개발 ( 조선해양산업퇴직인력활용전문인력양성사업 ) 10개대학참여 11
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미래의선박은? Smart Phone Smart Car 13
센서, 제어, 선내통신망플랫폼빅데이터분석온실가스저감장비 & Cloud 고효율추진기 장비모니터링 CPS (Cyber Physical System) 인공위성통신 (Connectivity) 해상정보송수신 안전장치 고장진단예지 자율운항항해통신장비 14
스마트쉽 (Smart Ship] 이란? 1. 조선 해운등가치사슬과연결되어 (connected) 정보와서비스를제공하고 2. 스스로 / 원격 (remote) 으로진단하고관리하며 (monitoring & maintenance) 3. 최소에너지로안전하고오염물질이적은자율 (auto) 원격운항이가능한선박 4. 스마트쉽서비스에필요한 ICT 기술, 국제표준, 국내외규약과 5. 스마트쉽서비스구현에필요한기자재, 소재및플랫폼기술을포함 스마트쉽의핵심기능 Smart Connectivity 지능적연계 Smart Control 지능적제어 Efficient Energy 효율적에너지 Smart Maintenance 원격유지보수 Self Diagnostics & Safe 안전 / 진단 Autonomous Navigation 자율운항 미래의스마트쉽구성과서비스롤스로이스인용 15
선장, 선원 선박내 (On board) Connectivity 육상 (On Shore) 비용최소화 선주, 해운사 Asset Management 원격모니터링, 지능적진단, 유지보수 유지보수비용절감, 고장기간감소 Remote/Autonomous Control 무인화, 충돌방지 안전성제고, 최적경로, 운항조건 연료효율제고 배출가스 Control 환경규제만족 Condition Monitoring 장비데이터 ( 엔진, 선체등 ) 운항데이터 ( 프로펠러, 트림, 속도등 ) 안전데이터 ( 화재, 수밀문, 침수등 ) 환경데이터 ( 날씨, 배출가스등 ) Self Diagnostics Big Data 분석, 고장진단 장비고장예지보전 비용최소화 Smart Maintenance VR, AR 기술을이용한원격유지보수 Energy Optimization Trim/Draft 최적화, 배출물질최소화 날씨를고려한최적운항경로결정 O&M 진출 생산성향상 신속정확성 조선소 항만, 규정단속 Performance & Operation Monitoring 선박설계에반영, 원격유지보수 고부가가치서비스 / 고품질선박개발 O&M 분야로사업다각화 Berth Planning & Optimization 선박의정확한위치, 지연등확인 항만생산성향상, 혼잡도감소 Digital Reporting & Communication 문서수작업대체, 선원과커뮤니케이션 Green Measured Compliance 배출가스정보취득 투명성제고 Real-time/Seamless Cargo Tracking Door-to-door Cargo visibility 화주, 육상운송 연결된화물물류최적화 Autonomous Operation 선박충돌회피 운항자동화 안전향상 투명성신뢰성 Remote Audit & Inspection 원격검사, Risk-based Survey 선박에대한투명한 History 정보확보선급, Flag, 보험 16
선주및해운사 : 운항비용최소화 - 무인화, 지능적고장진단등을이용한고장최소화, 비용절감 - 충돌방지, 최적운항경로결정, 배출가스환경규제만족 - 화물물류서비스연결을통한 4차산업혁명 (Industry 4.0) 환경대응 조선소및기자재업체 : 저성장조선시장극복 - 제조업의서비스화대응 : 선박설계 건조 O&M( 운영유지보수 ) 시장으로확장 - 차별화된선박개발 : 저성장선박시장을극복할수있는제품개발 - ICT 기술발전과산업혁명에대응하는장비및기자재시장의창출 17
유럽 MUNIN (EU Project) Unmanned bulk carrier simulation Combination of AI and tele-operation 영국, 핀란드, 터키 AAWA (Rolls Royce) Unmanned containerships Combination of AI and tele-operation 노르웨이, 독일 ReVolt (DNV GL) Unmanned container feeder vessel Battery powered, territorial waters of Norway 일본 SSAP (JMEA) Smart Ship Application Project to support IoT application services to access ship equipment data easily 중국 Green-Dolphin (CSSC) Digital modeling and remote control with real-time data transmission and collection 18
무인선 (Unmanned Ship] 경제성분석 ( 롤스로이스 ) - 비용약 22% 절감, 에너지절감, 선박거주구제거, 화물증가 - 나쁜기상환경, 해적, 사고등으로부터의위험방지및감소 19
[ 중국, 본격적인스마트선박개발시작 ] Project 명 "i-dolphin" 2015 년 12 월중국선박공업집단 (CSSC, 중국최대조선사 ) 스마트선박개발선포 선박설계, 연구기관, CSSC 연구기관, 후동사와협업 : Project 명 i-dolphin Smart demo ship 건조목표 : "Green Dolphin" - 38,800 dwt bulk carrier. 영국 Automated Ships Ltd 와노르웨이 Kongsberg 는세계최초무인자동화선박건조 MOU 체결 DNV GL, Norwegian Maritime Authority 참여 2017 년 1 월계약, 2018 년운용예정 20
국내 3 사의스마트쉽기술개발현황 현대중공업 단계별주요추진내용 - 1세대 (Smart Ship 1.0 기개발 ): 선박의운항과기관상태모니터링기술개발 (2012년개발완료, 현재 280여척대상계약및적용 ) - 2세대 (Smart Ship 2.0, 개발중 ): 경제운항, 안전운항, 효율운영관점의스마트쉽 주요추진방향 : 본선탑재솔루션 ( 경제운항 ) 개발및상품화를실시하며, 다양한선종확대를통한매출기여및다선종데이터수집을 1차목표로함 향후추진방향 : 수집된데이터기반선박및육상솔루션 ( 선단솔루션, O&M 등 ) 으로범위를확대하여, 고객의고부가가치서비스산업으로확대 (DATA 기반고장진단 (CBM, PBM) 등핵심기능구현예정 ) 추진특이사항 - 신조건조외선박부품유통 서비스를융합한유상 Aftermarket 전문자회사 ( 현대글로벌서비스 ) 를설립 ( 17년상반기 ) 하여, 조선과 ICT 융합을통한, Smart ship 시스템등선박연관융합서비스업추진중 21
국내 3 사의스마트쉽기술개발현황 대우조선해양 자율운항기술개발 Fraunhofer 와공동개발 (2016 년 ) ANS( 자율운항시스템 ), SCC( 육상제어센터 ), ISS( 지능형센서시스템 ), SWR (Strategic Weather Routing) 모듈포함경제운항 / 친환경기술 자체 Weather Routing 프로그램개발 (2016 년 ) 엔진최적운전알고리즘실선적용 (2017 년 ) Platform 기술 VIP (Vessel Integration Platform) 자체개발, 내부테스트진행 (2016 년 ) 기타 Smart Ship 관련기술 DIPS(DSME IP Based Network System): 선내주요작업구역무선네트워크제공서비스, 상용화완료 CMMS(Computerized Maintenance Management System): 상선 / 플랜트 PLM 시스템, 상용화완료 선박운항데이터원격모니터링시스템 (LiNGC) 개발, 내부운영중 22
국내 3사의 스마트 쉽 기술 개발 현황 삼성 중공업 'VPS'(Vessel Portal Service 선박 포털 서비스): 선박의 운항상태를 육상에서 감시, 제어하는 시스템 (2011년 개발) '선박 통합 에너지효율관리 시스템(EN-Saver) : 경제운항 솔루션 ('항로 최적화, 트림 최적화 등 프로그램) 일부 개발 (2013년 개발, 약 70척 실선 적용) 스마트선박 INTELLIMAN Ship: 선내솔루션(경제운항, 안전운항) 및 선단솔루션(지능형 선단 운영) 개발 중 (2016년~) 23
주요 Peer Group 대부분 ICT 융합기술적용 / 개발진행중 일부 Top Tier 에서는새로운가치창출을위한움직임이있으며, 해운업특성상규제기반또는 경쟁력제고기술에대한투자가늘어나고있음 Peer Group 동향 도입목적 Remote Container Monitoring IoT 화주서비스 해운시황분석및연료가격예측 Advanced - 새로운가치창출 Big Data & AI Market 분석 Implication Peer Group 중에서도 ICT 융합기술적용단계가구분됨 - Top tier : 새로운가치창출 운항효율향상기술개발 Big Data 운항관리 Condition Based Maintenance Big Data 유지 / 보수 온실가스 Data 수집 / 분석 Sys. Big Data 규제대응 원격의료 Sys. Telemedi. 근무환경개선 - Others tier : SM 경쟁력제고 Biz. Field 특성상규제기반또는경쟁력제고기술에대해서는투자활발 - GHG, CBM 등 Paradigm change ICT is Essential 전선박 VSAT 설치 Satellite 위성통신 General - SM 경쟁력제고 24
대형융복합과제로의전환 타산업과의융복합으로 R&D 결과의시너지확대 4 차산업혁명의핵심기술적극활용 실증사업의지원확대 인증에서실증으로 시제품에서실제품으로 핵심기자재의고도화 추진예정사업 - 산업융합기슬개발사업 - 산업선도원천기술개발사업 - 미래선도기술개발사업 - 실증기반구축사업 핵심기자재의모듈화, 플랫폼화강화 4 차산업혁명의핵심기술을응용한기자재개발 / 확대 26
세계적수주불황속에서도경쟁심화 - 미래의친환경스마트쉽시장을선점하고자하는각국의경쟁치열 스마트쉽플랫폼개발및자국주도의표준선점이경쟁력의핵심 경쟁국 : SSAP( 일본 ), i-dolphin( 중국 ), Munin, AAWA, Revolt(EU) 등스마트쉽건조추진 스마트쉽의전주기관리서비스및운항경제성확보 선사의경제적이익을극대화하는제품및서비스제공 미래의스마트쉽은운항서비스차별화로경쟁력발생 세계1위조선기술과대비되는서비스부족기술의개발 산업환경 (Industry 4.0, Smart Car, IoT, ICT) 변화에따른신기술필요 27
정부정책 : R&BD 전략, Industry 4.0s 사업등으로여건성숙 신산업민관협의회 (2016.12) 의 12대신성장동력에 친환경스마트선박 포함 조선산업경쟁력강화방안마련 (2016.10) 으로조선산업에대한지원의지확고 산업계의스마트쉽핵심기술 R&D 진행 현대중공업, 삼성중공업, 대우조선해양의관련요소기술개발 에너지절감기술, 고장진단기술, ICT 기술등핵심기반기술확보 스마트서비스환경 4차산업혁명핵심기술의확대 (IoT, 빅데이터, AI, 스마트센서등 ) 스마트조선소등관련기술의확장가능성 28
ICT 융합활성화를통한경쟁력강화지원 산업부, 해수부, 미래부, 16.10.31 ( 스마트선박 ) 선박자율운항시스템, 원격관제시스템, 센서등핵심기술개발 ( 빅데이터융합기술 ) 빅데이터를활용한조선및선박서비스산업경쟁력제고 신산업창출을위한정책과제 신산업민관협의회, 16.12.21 (e-navigation) 연안선박용협업지원 운항모니터링서비스개발및해상초고속무선통신망구축 (K-ICT4.0s) 스마트조선소공정통합관리시스템구축을위한 IoT 통신및빅데이터분석기술개발지원 기자재시험평가를위한선박 ICT융합장비실증센터구축 29
대형융복합과제기획및발굴 정부, 조선소, 기자재업체, 해운사등산, 학, 연으로구성된추진위원회구성 - 서비스수요예측, 이해관계조정, 실증방법검토 - 대형융복합국책과제발굴및개발프로그램검토 국내독자브랜드의스마트쉽 ( 중형선 ) 개발 대규모실증기반구축프로그램 스마트쉽핵심기술 / 기자재개발및테스트베드기반구축 실해역테스트베드기반구축 : 자율운항검증 실증용육상원격관제센터구축 : 원격관제와데이터송수신여부, 유지, 보수원격서비스등확인 e-navigation, K-ICT4.0 조선해양과제와융합 해수부의 e-navigation, 미래부의 K-ICT4.0 조선해양의스마트야드개발사업과 연계추진 건조부터운항까지조선 - 해운산업전반적인상생생태계확립 30
생애토탈솔류션모델개발 선박의상태진단및유지, 보수컨설팅서비스 - 빅데이터와 AI를활용한선박의자가진단 - 선박의상태와핵심기자재의원격모니터링및유지, 보수 - 주요핵심부품의교체정보제공 최적운항및안전관리서비스 - e-navigation에의한운항데이터를활용하여연료소비, 기상조건, 해상조건등을고려한최적운항서비스 - 충돌, 좌초, 화재, 탈출등에대응하는안전관리 운항경제성을고려한자율운항서비스 - 통합원격관제시스템 ( 자동, 수동, 비상조타 / 변침등 ) - 지능적제어서비스 31
스마트쉽과스마트서비스의융합플랫폼 스마트쉽의공통플랫폼개발 - 최적항로, 최적트림, 선박상태모니터링, 원격관제등을지원하는운영환경및인터페이스 - 선박내데이터통신표준과서비스접속표준제공 - 스마트쉽의안전운항및자동화, 판단, 예측, 의사결정을위한서비스및장비운용환경제공 공통플랫폼에기반한핵심기자재개발 - 데이터표준에적합한통신및항해장비 / 기자재 - 스마트센서및제어기술표준화 - 빅데이터처리및데이터보안 실증테스트기반구축 - 실선개발및실증테스트용실해역구축 - 육상원격관제센터구축 - 기자재시험평가를위한 ICT 장비실증센터구축 32
정부의역할 실선제작, 실해역실증환경제공등기반구축 - 예 ) 노르웨이 : 올레순연안에실해역 Test bed 구축 대, 중, 소기업의상생의협력체계가가능한환경조성 - EU의 MUNIN, 일본의 SSAP 프로젝트같은이해관계자의협의체구성 핵심기자재개발에필요한 R&D의적극지원 ICT, 클라우딩컴퓨터, 초고속무선통신등의핵심인프라구축 산업체의역할 시장을선도하는친환경 *, 고효율스마트선박개발 - SOx, NOx, CO2, 평형수규제등에대응하는친환경선박, 기자재개발 스마트조선소구축 * 등을통한지속적인생산성향상노력 - K-ICT4.0 조선해양등의스마트조선소 스마트서비스 * 비즈니스로의사업다각화추진 - e-navigation과빅데이터, AI와의연계로유지, 보수, 안전등서비스모델개발 스마트기자재업체와의협력시스템구축및기자재국산화선도 33
법적제도적검토 정부, 학계, 국책연구소, 선급등으로구성된제도개선위원회구성 - 법, 규정, 제도정비, 국제적표준대응, 인력양성검토 - 관련법규및규정 : 해상충돌예방규칙 (COLREG), SOLAS 최소승무정원규정, 수동조타가능규정, 선원법상선장의재선의무, 직접조선의무규정보완필요 - 스마트쉽운영에필요한통신비용부담주체 스마트쉽운영시데이터보안, 소유권문제, 사고시책임귀속문제의법제화필요 전문인력양성 ICT 기술을접목한조선인력양성 - 빅데이터분석, 통신, 보안등 ICT 전문지식인력의확보 34
2017 년 R&BD 전략 (KEIT) 조선해양산업중장기미래발전전략 [ 대한조선학회, 2016.12) 스마트쉽기술로드맵 (KEIT, 2017.03) 스마트쉽개발중장기로드맵 35
스마트쉽 - 건조산업에서서비스산업을포함한융복합산업으로 - 스마트기자재의핵심경쟁력 - 국제표준, 규칙의재 개정선도 스마트조선소 [ 생산공정혁신 ) - 4차산업혁명기반의스마트작업환경구축 - 생산全과정의물류개선 - 실시간모니터링을통한안전개선 스마트조선소 스마트기자재 스마트정부 4 차산업혁명에기반한융 복합조선산업선도 상생의조선해운산업생태계 스마트학, 연 스마트해운 미래의조선산업모습 ABS(2016) IoT 빅데이터기술이적용된조선산업개념도 ( 신업부자료 ) 36
감사합니다. 37