조선산업의현황과미래 IT 기술과의접목 2008. 04. 25 STX 조선기술본부장상무임효관 차례 1. 조선산업의이해 2. 선박의종류 3. 조선기술 4. 조선기술의성장 5. 선박의발전방향 6. 조선기술의성장 7. IT기술과한국조선산업 8. 조선기술의개발현황
1. 조선산업의이해 - 한국조선산업현항 천 CGT 년도별선박수주량추이 천 CGT 년도별선박건조량추이 2001 년건조량 1 위달성 한국조선산업 1999 년수주량 1 위달성 세계 1위 100GT 이상의선박대상 출처 : 2007 년영국 Clarkson - World Shipyard Monitor 1. 조선산업의이해 - 조선산업의특징 자본집약, 노동집약, 기술집약적산업 구 분 내 용 특 징 노동집약 선박건조시 대규모노동력필요 대규모노동력필요 고기량화 / 자동화에따른생산성향상한계 높은고용유발효과 자본집약 막대한초기자본소요 설비가중요한경쟁요소 설비확보에는막대한자본투입필요 기술집약 설계 / 건조기술, 생산계획 / 관리에따라투입원가상이 조선 / 기계 / 전자의융합 설계 / 건조기술에따른경쟁우위변화 생산계획등관리기술중요 v 우수기술인력필요 단일시장 : 원가 / 기술경쟁력이없으면조선업계에서도태
1. 조선산업의이해 - 조선산업의특징 조선산업은종합기술산업 후방산업 전방산업 철강산업 ( 강재 / 소재 ) 기계산업 ( 엔진 / 기기 ) 해운산업 ( 상선 ) 수산업 ( 어선 ) 전자산업 ( 전자기기 ) 화학산업 ( 도료 / 소재 ) 조선산업 관광산업 ( 유람선 ) 자원개발 ( 시추선 /FPSO) 선박은철강 / 기계 / 전자 / 도료등많은재료및기자재가필요후방산업수요창출 후방산업의발전은조선산업의경쟁력강화요소가됨 전 / 후방산업간상호발전, 수요창출, 경쟁력강화 전방산업수요에의해조선경기변동 선박기술에따라해운산업의부가가치창출신규수요창출 대형화, 고속화, 자동화, 고연비등 1. 조선산업의이해 - 조선산업의특징 DESIGN 장치산업 CONVEYOR, <PRODUCTS> DESIGN 조선산업 생산기술 <PRODUCTS>
2. 선박의종류 선박의기능 선박이란 사람이나화물을적재하고물에서항행하는구조물로 다음의기능을수행할수있어야함 기본기능 부양기능 (Floatation Capability) 추진기능 (Self Propulsion Performance). 구조기능 (Vessel Structural Strength) 화물적재와안정성및복원력 (Cargo Loading and Statical Stability) 운동성능 (Ship Motion Characteristics) 조종성능 (Maneuverability) 운항기능 조선장치 (Steering System) 화물적하및양하역 (Cargo Stowage, Loading and Unloading) 계선계류설비 (Mooring Facility) 항해및통신설비 (Navigation and Communication) 동력발생기능 주기 (Main propulsion Engine) 기관실보조기기 (Engine Room Auxiliary Equipment) 거주및인명안전 선원거주구설비 (Crew Accommodation Facility) 소화장치및구명장치 (Fire Extinguishing and Saving Equipments) 2. 선박의종류 STX 의주요선박 ( 설계및건조진행중 ) 51K Ice Strengthened Product Tanker VLCC (Very Large Crude Carrier) Ice Strengthened Panamax Tanker VLOC (Very Large Ore Carrier) 181,000 TDW Bulk Carrier 173K CBM LNGC 6700UNIT PCTC 14,000TEU Containership
2. 선박의종류 선박의크기이해 Handy Size POST PANA MAX Pana Max AFRA Max Cape Size Suez Max VLCC ULCC 18K 45K 80K ~ 50K 80K 95K 80K 150K 85K 150K 175K 300K 300K 이상 선박운항적인면 ( 위험부담율, 경제적수익율, 제반운항성 ) 에서가장효율적임 일반적으로 DWT 35K 38K 이나최근 45K 까지확대 선박의길이및폭이 PANAMAX 급이상의크기 Panama 운하확장공사후에는통과가가능해지는크기의선박 Panama 운하통과크기 ( 폭 32.24m) Liner( 정기운항 ) 적요소가강함 주로 Tanker 에사용 Averaged Freight Rate Assessment Maximum 운임료면에서가장경제적인크기 Bulk Carrier 곡물수송항로상남아프리카의희망봉을회항하는경제성선형 Suez 운하통과할수있는최대크기의선형 Cargo Volume 100 만 Barrel Tanker 에서만사용 Very Large Crude Carrier 중동전쟁발발로인한 SUEZ 운하의폐쇄로아프리카남단으로회항하게되어수송효율과경제성을높이기위해 70 년대초를전후로하여등장한선종 Ultra Large Crude Carrier 비경제적으로 80 년대일시적건조 2. 선박의종류 해양부문 (OFFSHORE) 해양자원개발을위한해양구조물및해양공학기술 [ 심해유전개발 Solutions ] 석유원가상승으로해양에서석유및천연가스발굴이활발
3. 조선기술 선박의건조과정 (I) 수주계약 선형, 납기, 선가등을포함하여선주와건조계약을체결 설계강재입고 최고의기술진에의해선박의설계도면작성 선박의주재료인철판이강재하역장에입고되어용도에맞게분류작업 탑재 / 의장조립 / 선행절단 / 가공 블록을탑재하여선체를완성시키면서의장작업을병행함 선체의주요구조물인블록을조립하고선행의장후도장작업 설계도면에따라선각공장내에서철판을절단및가공하고소조립제작 3. 조선기술 선박의건조과정 (II) 엔진탑재선실탑재진수 선박의추진기관인엔진을탑재 선실탑재는지상에서조립되어완전한형태 ( 일체화 ) 로탑재됨 도크에서선체가완성되면도크에물을채워선박을바다로끌어냄 명명식 선박에이름을부여하는행사로선주 / 관계자들이참석하여무사항해기원 시운전 / 인도 건조가완료되면해상시운전후인도행사를통해선주에게인계 / 출항 안벽공사 안벽에서잔여공사
3. 조선기술 생산자동화연구부문 선체외판전처리로봇 블록내부도장로봇 곡가공자동화장비개발 Lettering Welding System ( 07 년대한민국특허대상, 국무총리상수상 ) 4. 조선기술의성장 국내선박건조역사 GT 250만톤급대만어선수출선박수주 (1968년국내최초) 최초대형선건조 : 18,000T BULK Carrier (1972년) 최초CONTAINER 선건조 : 65TEU Container (1973년) Chemical Tanker, Reefer, Ro-Ro 등특수선종건조 (1976년) 석유시추선건조 (1977년) LNG선박건조시작 : MOSS type (1994년국내최초) Membrane type (1995년동양최초) 125,800 DWT Shuttle Tanker (1995년세계최초운용한계파고 15m로확장 ) 대형카페리 (1998년국내최초), 2,500 m 3 Cable Ship(1998년국내최초 ) 3000m 이상심해유전개발용시추선건조 (1998년세계최초 ) 세계최대적재량 82,000 m 3 LPG선건조 (2003년) 신개념해상 LNG 설비선 LNG-RV 건조 (2005년세계최초 ) 초대형 14,000 TEU Container선개발 (2007년예정 )
4. 조선기술의성장 분야별조선기술의성장 1) 설계기술 차세대 CAD 시스템개발, 설계와생산의정보통합실현 고부가가치선개발 : 대형 container 선, 대형 LNG 운반선 해양 Plant 기술개발 : FPSO, 시추선, Drill Ship 등 2) 생산기술 조선 CIMS 개발 ( 차세대조선생산시스템 ) Modeling and Simulation 기술의확대적용 BLOCK의대형화 Skid 공법, Dam 공법, 육상건조공법등신공법창안및적용 생산공법의혁신 (2000년이후) 2000년 SKID공법적용 [BLOCK 탑재 (CRANE)] G.P/E BLOCK( 해상 CRANE) 2003년선박 BLOCK 수중탑재 2004년육상선박건조공법 (STX조선 SLS공법 ) 2004년 DAM공법 출처 : 한국의배 김효철외지음 4. 조선기술의성장 육상선박건조공법 (SLS : Skid Launching Sys.) - 한국표준협회선정 2007 년신기술으뜸상대상수상 - 년 12 척진수 (2007 년 )
5. 선박의발전방향 1980 년이전 1980~2000 21 세기 선박및해양구조물 해상물류수송수단 생필품물류 에너지 B/C OBC 컨테이너선 VLCC LNG 선 생필품물류 청정연료 초대형컨테이너선초고속화물선 LNG FPSO/FRSU 수소운반선메탄하이드레이트선 사람 Ferry Ferry Ro Pax 관광 / 레저해양공간 초호화여객선인공섬해상터미널 산업화사회 원격진단 / 위성통신 / 자동제어정보화융합화사회 선박의지능화 신개념디지털선박 6. 조선기술의성장 - Sequence of Strategy Period United Kingdom Western Europe Japan Korea China Before Low-Cost 1945 Leader 1945 to Mid-1950s Differentiation Low-Cost Leader Protected Market Mid-1950s To 1973 Subsidi ation Differentiation Imported of Low Cost Labor Low-Cost Leader 1974 to 1980s Nationali ation of Shipyards Protected Market Differentiation Diversification Low-Cost Leader 1990s Closure of Shipyards Differentiation Collaboration with Developing Countries Differentiation Protected Market Low-Cost Leader Segmentation Low-Cost Leader 2000 to present Segmentation Protected Market Differentiation Protected Market Differentiation Diversification Low-Cost Leader 자료 : 조선산업의글로벌경쟁전략 ( 조동성서울대학교, 2006)
6. 조선기술의성장 국가별경쟁력비교 항목 기술 경쟁력 투자 기회요인 위협 요인 전망 한국 설계기술 100 생산기술 95 조선기자재 85 ~ 90 90년대대형설비투자 ( 초대형도크등 ) 70년대이후꾸준한기술투자 고유가에의한고부가가치선박수주기대 (LNG, 해양구조물 ) 선박의대형화추세 높은국제적신뢰도 풍부하고우수한기술인력확보 인건비상승 중국의추격 이공계기피에의한인력의질적저하우려 향후 20년간은 1위유지기대 대형, 고부가가치중심의산업구조화 일본 설계기술 100 생산기술 100 조선기자재 100 설비투자미흡 기술투자방향실패 세계최고의기술력 높은국제적신뢰도 큰규모의내수시장 기술인력의이탈 사양산업이라는인식 중국의시장잠식 점진적인국제시장점유율감소 내수위주의산업구조화 중국 설계기술 50 생산기술 40 조선기자재 45 최근대규모투자진행 다각도의기술투자진행중 저임금구조에의한원가경쟁력 중국정부의전폭적지원 중국해운산업의비약적발전 낮은기술력 낮은신뢰도 점진적인건비상승 중대형시장에서입지확보, 시장점유확대 향후시장 2 위국가로부상가능성높음 자료 : 한국조선산업의중장기전망 ( 하나금융연구소, 2006) 6. 조선기술의성장 - 한국조선산업의생존경쟁력 글로벌조선산업은신에너지, 레져, 화물운송용선박의수요증대와더불어 해양공간활용의다양화및 IT 등첨단기술혁명에따른환경변화를겪고있음. BRICs 의부상, 자유무역및세계경기활성화에따른화물운송니즈의증대 물동량증가에따른선박의 대형화, 고속화가진전 청정에너지및신에너지운송니즈의증대 LNG선등청정에너지운반선, FPSO 등자원개발용해상구조물및 Gas Hydrate 등차세대에너지운반선의성장이예상글로벌환경변화에따라미래에수요가증가할차세대선박및해양기술에대한주도권확보필요 선박기술과문화의융합에따른 고급레져선박니즈증대 고령화및전반적소득증대에따른라이프스타일의변화로인한레저인구의증가 Container 선대형화 선박설계의자동화및최적화기술의급진전, 조선해양로봇등장 삶의질향상에따른서비스질향상 IT 등첨단기술혁명 ( 조선산업발전전략, 산자부. 2005.8)
Smart Ship 전략 2007 년한국산업기술재단, 5 차산업기술로드맵 (1/2) Smart Ship 전략 2007 년한국산업기술재단, 5 차산업기술로드맵 (2/2)
Green Ship 전략 IT, ET 와조선분야의첨단기술을접목시킨신개념의차세대선박 7. IT 기술과한국조선산업 생존경쟁력 기술력향상을위한끊임없는도전 IT와의접목 Cable 무선화 유무선 Lan for Control / Monitoring RFID 활용 ; Block System, 강재관리 System Digital Shipbuilding e-navigation : 선박의안전항해와해양환경보호를위해전자적장치에의해선박과육상에서항행정보를창조, 수집, 통합, 교환및표시하는종합용어로 4S통신을위한핵심기술, 선박내모든시스템이네트워크를형성하고정보를교환할수있는네트워크기술과 S/W 기술을의미함. 환경과상황변화에예민한반응 (Green Ship, Human-Oriented) Networking
7. IT 기술과한국조선산업 - IT IT기반엔지니어링기술의발전 생산성 [ 기간, 비용, 품질 ] 3 차원 CAD 제품모델링 2 차원도면중심의 부분업무전산화 [2 D CAD, EDM, ] 네트웍기반협업기술 3 차원모델중심의 통합정보시스템 [3 D CAD, VR/VP PDM, ] 소형조선소 협업기반의 동시공학시스템 [SBD, SDE, PLM, ] 중대형조선소 선진해군 ( 미국, 영국등 ] 주 ): EDM(Engineering Data Management) PDM(Product Data Management) VR/VP(Virtual Reality/Virtual Prototyping) SBD(Simulation Based Design) SDE(Shared Data Environment) PLM(Product Lifr Cycle Management) 수작업 : 현재수준 1980 1990 2000 기술발전 [ 연도 ] 자료 : 미래조선기술의전망과대응 ( 홍석원한국해양연구원, 2006) 7. IT 기술과한국조선산업 - RFID 와 GPS 를이용한블록이동시스템 정보입력 TAG 부착 Wire Network Or Wireless Network Host Computer RFID Tag TAG 정보확인 A 블록위치확인 B TAG 정보확인 Mobile RFID Reader * A or B TAG 정보확인 GPS 블록위치확인 RFID Reader System ( 고정형 ) 블록위치확인시스템
7. IT 기술과한국조선산업 - 디지털쉽빌딩전체구상도 블록관제시스템 수치지도관리시스템 (Yard 확장, 시설물변경 ) Yard 수치지도 크레인관제시스템 장비 (transporter, 고소차, ) 관제시스템 Tribon 설계 DB SAPS DB Other DBs 통합정보시스템 시뮬레이션엔진 블록이동시뮬레이터안벽배치시뮬레이터선행일정시뮬레이터후행일정시뮬레이터크레인탑재, turn over 시뮬레이터 7. IT 기술과한국조선산업 - Digital Manufacturing Digital Shipyard
7. IT 기술과한국조선산업 정보 정보, 통신및물류 해상컨테이너의 RFID (Radio Frequency Identifier) 이용한유비쿼터스센서네트워크구축 유비쿼터스기반의실시간화물추적시스템개발 < 실시간화물추적시스템 > 8. 조선기술의개발현황 기술개발전략 수요자맞춤형 수요및부가가치창출형으로전환 구분 선박기술분야 해양기술분야 기술분야경제성추구기술안전성제고기술운항편의성향상기술환경친화성기술해양자원개발기술 자동화, 무인화, 정보화 인간공학적설계, 통합자동화 세부기술개발방향 대형화, 고속화, 경량화, 복합기능화, 대마력화 이중선체화, 무독성도료, 배기가스절감, 밸러스트수처리, 고효율추진시스템 해양구조물설계, 엔지니어링기술기능복합화 ( 선박 + 플랜트 ) 건조기술분야 원가절감건조기술 첨단기술접목기술 공정최적화, 생산자동화, 건조공정아웃소싱및전문화신건조공법 / 건조규격 / 기자재표준화 정보화기술, 이종기술융합화 조선산업기술 + IT 융합첨단기술