In the global manufacturing industry, digital transformation is emerging as an important issue for companies to improve productivity and strengthen industrial competitiveness. The government and shipbuilding companies drive research and development to attain advanced technologies through digital transformation for shipbuilding & offshore plants, one of Korea's representative manufacturing industries. Therefore, the digital transformation of the shipbuilding & offshore plant industry was defined using an input-output analysis model, and the economic interrelationships of industries linked to the digital transformation of the shipbuilding & offshore plant industry were analyzed. According to the analysis, the shipbuilding & offshore plant industry ranks second among all 34 industries regarding the forward linkage effect. The backward linkage effect was ranked 27th, making it a mid-demand industry with a robust forward linkage effect. In addition, the production-induced effect was 0.455, the value-added-induced effect was 0.174, and the employment-induced effect was 1.779 people per billion won. The contribution of this study is that it will provide the basis for establishing policies necessary to strengthen the competitiveness of the shipbuilding & offshore plant industry. Also, it will help analyze the economic effects of digital transformation in other manufacturing industries.

국제유가가 배럴당 85달러에서 하반기에는 최대 100달러까지 오를 것으로 예상하여 세계 시장에서 해양플랜트 발주가 늘어 날 가능성이 크다. 해양플랜트의 주요 특징 중 한 가지는 탑사이드에 대형 헬리데크가 위치하며 경량화 및 내부식성을 위하여 알루미 늄 합금을 구조의 기본 재료로 사용하고 있다. 선주사는 긴급 상황 발생 시 신속한 인명 대피를 위하여 헬리콥터 크기를 대형화하는 추세이고, 헬리콥터를 데크에 안정적으로 고박할 수 있는 장치의 안전사용하중도 증가가 필요하다. 알루미늄 재질의 특성상 용접에 의 한 구조 강도 저하가 크기 때문에, 고정 장치는 데크에 매립하여 볼트로 고정하는 방식으로 설계가 필요하다. 본 연구에서는 대형 헬 리데크(직경=28m)에 사용이 가능한 헬리콥터 고정 장치를 개발하기 위하여 알루미늄 합금 6082-T6를 적용한 모델을 개발하였다. 개발 된 고정 장치는 실제 고박에 사용하는 하중 조건을 만족하도록 비선형구조 강도 계산을 통하여 검증하였다. 45도 경사각을 갖는 하중 조건은 국부적인 소성 붕괴로 인하여 90도 조건에 비해 낮은 최종강도를 나타냈다. 최종 모델에 대한 비선형 구조 붕괴 거동은 강도 실험과 경향이 유사하게 나타났다. 본 연구에서 도출한 주요 내용은 유사 알루미늄 기자재의 구조 강도 검토 시 참고 문헌이 될 것으 로 판단된다.

Thermal and wind panels are installed on offshore oil and gas platforms to protect personnel, equipment and structures. However, in general, panels are designed and manufactured through trial and error based on performance tests. For this reason, it is difficult to develop and design a heat sink in the Korean shipbuilding and offshore equipment industry due to the lack of performance test data and limited experience. In this study, the experimental results performed to verify the performance of the thermal and wind panels were analyzed, and the characteristics and performance characteristics of the thermal and wind panels were investigated. The conclusions drawn from this study will be useful in terms of the design and development of shielding.

본 연구에서는 20,000 톤급 해양플랜트 상부구조물(Topside)의 플로트오버 설치작업을 위해 개발된 수동형 갑판 지지 프레임 (Deck support frame)의 구조설계에 대해 다양한 실험계획법을 이용한 최소중량설계와 민감도 평가의 비교연구를 수행하였다. 수동형 갑판 지지 프레임의 주요 구조부재의 두께 치수 변수는 설계인자로 고려하였고, 응답치는 중량과 강도성능으로 선정하였다. 최소중량설계와 민감도 평가의 비교연구에 사용한 실험계획법은 직교배열설계법, Box-Behnken 설계법, 그리고 Latin hypercube 설계법이다. 실험계획법의 설계공간 탐색의 근사화 성능을 평가하기 위해 반응표면법을 각 실험계획법 별로 생성하여 근사화 정확도 특성을 검토하였다. 또한 최소 중량설계를 위해 최상 설계안의 결과로 부터 실험계획법의 특성에 따른 수치계산 비용, 중량감소 효과 등을 평가하였다. 수동형 갑판 지지 프레임의 구조설계에 대해 Box-Behnken 설계법이 가장 적합한 설계 결과를 나타내었다.

해양플랜트는 발주처와 선급에서 요구하는 다양한 항목들을 설계할 시에 반영하여야 한다. 특히, 해양구조물에 탑재되는 Topside Module의 경우 육상플랜트와는 다르게 공간적 제약이 크고 구조물의 움직임과 같은 해상 환경조건 및 안전과 관련된 요구사항들이 많아 그 설계 과정이 매우 까다롭다. 본 연구에서는 Topside Module에 들어가는 주요장비 중 하나인 HPU(Hydraulic Power Unit) 구조물에 작용하는 하중을 DNVGL 규칙에 따라 계산하고, 각 하중조건에 따른 구조안전성 평가를 진행하였고 개발된 제품의 구조 신뢰성을 향상하고자 하였다. 구조해석은 범용프로그램인 MSC 소프트웨어를 사용하였고, 총 5가지 하중 조건으로 구조해석을 진행하여 다양한 움직임에 대한 안전성을 검토하였다. 그 결과 선미 방향 Pitching 상태(Load Case 5)에서 최대 응력이 발생하였고, 응력 수준은 허용응력의 약 85 % 수준이고, 최대변위는 허용치의 약 5 % 수준으로 구조안전성이 확인되었으며 부재 간 간섭은 발생하지 않았다.

안전한 해양플랜트 운용을 위해 장비 성능평가를 실시하고 그 결과를 모니터링 할 수 있는 시스템이 필요하다. 현재는 육상으로부터 멀리 떨어진 해양플랜트의 특성상 장비 성능평가를 위해 정기적으로 계측 데이터를 저장매체에 저장한 후 육상으로 운반해야한다. 이로인해 성능평가 주기가 길어지고, 다음 성능평가가 시행되기 전까지의 장비의 성능 저하 정도를 알 수 없어 장비의 고장을 방지하기 어렵다. 따라서 육상이 아닌 해양플랜트 내에 온보드(on-board) 형태의 장비 성능 모니터링 시스템을 구축할 필요가 있다. 본 논문에서는 해양플랜트 내에서 장비 성능을 평가하고 그 결과를 가시화하는 장비 성능 모니터링 시스템을 개발하기 위한 초기 단계로, 장비 성능 모니터링 시스템의 데이터베이스를 설계 및 구축하고자 한다. 이를 위해 주요 장비의 태그 데이터를 선정하여 분석을 진행하였다. 최종적으로 장비 상태를 실시간으로 계측한 데이터를 해양플랜트 내에서 저장 및 관리하기 위해 온보드 형태의 장비 성능 모니터링 시스템을 위한 데이터베이스를 설계 및 구축 하였다.

고리 원자력발전소 1호기 폐쇄 후 잉여 계통접속 용량을 활용한 해상풍력단지를 개발함에 있어서, 본 논문은 해안 단기간 라이다 측정자료를 이용한 해상 풍력자원평가 방법을 제시하였다. 이를 위해 전산유체역학을 이용한 복잡지형에서의 라이다 측정오차 보정, 제3세대 재해석자료를 이용한 장기간 보정, 그리고 후류모델에 따른 발전량 예측오차를 분석하였다. 해안 평탄지형에서 라이다 측정이 수행되었기 때문에 복잡지형 보정오차는 풍속 MAE로 0.03m/s에 불과하였으나 최종 연간에너지생산량은 미보정시에 비해 10% 의 차이가 발생하였다. 특히 장기간 보정과 해안 기상자료를 해상 기상자료로 전달하는 과정의 불확도가 큰 것으로 평가되었다. 풍력 터빈 이격거리가 충분할 경우 기존 육상풍력용 후류모델은 후류손실이 없다고 예측한 반면 심층배열 후류모델은 6%의 후류손실을 예 측하였다. 정리하자면 해상풍력사업의 불확도 최소화를 위해서는 해상기상탑을 설치하고 장기간 측정을 수행하는 것이 필수적임을 재확인하였다.

2007년 미국에서 시작된 글로벌 금융위기의 영향은 국내의 해운·조선 분야에도 크게 영향을 미쳤다. 이와 관련하여 국내 조선소는 해운경기 악화로 인한 상선 수주물량 감소의 대체수단으로 여러 방면에서 수주전략을 수립하였고, 선택한 분야가 해양플랜트였다. 그러나 국내 조선소는 해양플랜트 관련 계약이 갖고 있는 위험성 분석에 대한 대비 없이 단순한 매출액 확대와 일감확보를 위한 무리한 영업 수주전략을 추진하였다. 이러한 결과, 해양플랜트 발주자와 초기에 계약한 금액보다 많은 비용이 투입되거나 제조물 인도지연에 따른 지체상금을 지급해야 하는 법적인 문제로 확대되었다. 주요 법적분쟁의 원인은 해양플랜트공사 시 발생할 수 있는 비선형모델에 의한 위험성 분석, 공정관리의 미숙, 국내 조선소가 “Engineering Procurement Construction 일괄계약”을 사용하는 해양플랜트공사계약의 이해 부족에 기인한다. 특히, 위험성 관리 항목의 한 요소로써 계약상의 독소조항에 대한 충분한 검토가 이루어지지 않은 점에 있다. 이러한 계약서를 검토할 만한 인력도 부재하다. 따라서 이 연구에서는 계약목적물의 인도지연이 발생할 수 있는 구체적 위험성의 존재를 식별하고, 해양플랜트공사계약 상에는 어떠한 불공정조항이 존재하며, 그러한 불공정조항이 실제 양 당사자에게 어떻게 적용되는지를 국내조선소의 프로젝트 관리자의 인터뷰와 선행연구를 참조하여 구체적 위험요소가 계약상으로 어떻게 함의되는가에 대해서 살펴보았다. 이를 통하여 해양플랜트공사계약상 제조물인도지연에 관한 계약당사자의 법적 책임관계와 국내 조선·해양플랜트 산업발전에 기여할 수 있는 개선방안을 도출하였다.

최근 국내 조선소들은 노르웨이 발주자들과 해양플랜트공사계약과 관련하여 공사잔금 납입의 지연, 계약금액의 조정, 계약변경에 따른 공사대금 지급 거부, 계약 해제 등으로 인하여 많은 어려움에 직면하고 있다. 노르웨이 표준해양플랜트공사계약은 대표적인 국제거래계약으로서 계약의 준수성, 이익의 균형성, 위험분담에 대한 신의성실의 원칙 등에 근거하여 제한적으로 계약변경을 인정 하고 있다. 따라서 이 논문은 노르웨이 표준해양플랜트공사계약상의 계약변경 조항에 대하여 해석론적으로 검토하였고, 이를 바탕으로 주요 쟁점사항을 식별 하여 개선방안을 제시하였다. 이를 토대로 국내 조선소 및 금융기관들은 노르 웨이 표준해양플랜트공사계약서 및 관련 여타의 계약서간의 법적 상호 견련성 에 대하여 추가적인 연구를 확대하여 조선·해양플랜트산업의 경쟁력을 확보하 는데 공동으로 노력하길 기대한다.

국내 조선소에서 건조되는 신조선은 자체 동력을 가지고 선박으로 등록하 여 건조와 동시에 운항을 하는 형태로 수출이 되고 있는 반면에, 해양플랜트 산업의 제작품은 고정식과 부유식을 포함하여 완제품, 부분제품 등 다양한 형 태로 수출이 되고 있는 상황이다. 종류도 다양한 만큼 수출 형태도 선박(일반 선박, 부선 등)에 적재하여 운송되거나 예인선에 의해 끌려서 운송되는 두 가 지 형태를 이루고 있다. 하지만 이런 다양한 상황에 대한 선박과 화물의 분류 가 명확하지 않아 실무적으로 혼란을 야기하고 있다. 협의의 해양플랜트는 해저자원을 개발하기 위한 시추선, 탐사선 등 장비일 체를 의미하는데, 이러한 해양플랜트가 가지는 부유성, 이동성 등은 일반적으 로 선박의 성격과 유사하다. 만약 해양플랜트가 선박의 성격을 가지고 있다면 이와 관련된 공·사법적 문제를 해결하기 위해서 선박의 정의와 법적 특성에 관한 검토가 선행되어야 한다. 이 논문에서는 선박의 정의와 법적 특성에 대하여 살펴보고, 국·내외 해사 법에서 규정하는 해양플랜트의 정의와 해석 및 판례를 검토한다. 이를 통하여 우리나라에서 제기되고 있는 해양플랜트의 선박성에 대한 실무상 혼란을 제 거하기 위하여 해석론적 접근과 입법론적 결론을 도출하고자 한다.

본 연구에서는 해양플랜트 산업의 가치사슬 및 수명주기 연구를 통해 해양 자원개발 비즈니스의 포괄적인 형상을 파악하였고 해양프로젝트 검증 목적의 시뮬레이션을 위해 조립 및 인간공학 시뮬레이션에 대한 연구를 수행하였다. 구체적으로는 조립 시뮬레이션의 경우 드릴쉽을 대상으로 탑재공정에 대한 조립 시뮬레이션을 통해 공정에 대한 유효성 검증을 수행할 수 있었고, 인간공학 시뮬레이션의 경우 FPSO 플랫폼을 대상으로 작업자 시뮬레이션을 통해 작업환경에서의 문제점을 사전에 도출할 수 있었다.

해양플랜트공사가 원활하게 완성되어 발주자에게 인도될 수 있는 가장 효율적인 계약방식은 EPC방식의 해양플랜트공사계약이다. 이러한 계약을 통해서 조선소는 발주자와 합의된 금전적인 대가를 받는 조건으로 프로젝트를 완성하여 발주자에게 소유권 및 관련 채권의 일체를 양도하게 된다. 최근 해양플랜트 공사계약과 관련한 법적 분쟁의 대부분은 해양플랜트공사에 기인한 위험의 정도를 일방의 당사자에게 전가함에 따라 발생하고 있다. 높은 자본력, 풍부한 경험, 우수한 기술력을 갖춘 국제석유회사, 국영석유회사들은 상대적으로 열위에 있는 조선소에게 불평등한 계약을 체결하도록 강요함에 따라 계약의 완성에 대한 기대치와 관련된 문제, 즉 인도지연으로 인하여 다양한 법적 분쟁이 확대되고 있다. 따라서 이 논문은 해양플랜트공사계약과 관련된 법적 쟁점사항 및 문제점을 검토하고, 이에 대한 대응방안을 제시하였다. 향후 산학이 중심이 되어 해양플랜트공사계약방식의 다변화, 독소조항에 대한 법적인 대응방안 마련, 국문해양플랜트공사계약서를 제정하는데 협력하기를 기대한다

가스폭발은 해양플랜트 산업에서 발생할 수 있는 치명적인 사고 중 하나이며, 탑사이드 플랫폼은 폭발압력에 따른 구조건전성을 확보해야만 한다. 따라서, 해양플랜트 분야에서는 이러한 폭발사고에 대비한 방폭설계에 관한 많은 연구가 수행되었지만, 여전히 추가적으로 세밀한 분석이 더 필요한 실정이다. 폭발 설계하중 계산과정에서 도출된 충격량은 CFD 해석결과로 계측된 폭발 압력 응답에서의 곡선 아래 면적의 절대 값에 의해 결정되어 진다. 하지만 가스폭발에서의 부압구간은 TNT 폭발이나 가스폭발과는 달리 상당부분 존재한다. 본 연구의 목표는 이러한 부압구간이 구조물의 거동에 미치는 영향에 대해서 분석하는 것이다. 따라서 방폭설계가 필수적으로 요구되어지는 FPSO 탑사이드의 방화벽을 폭발하중에 따른 구조응답을 분석하기 위한 대상물로 선정하였다. 폭발 하중-시간이력 데이터는 FLACS를 이용한 폭발 시뮬레이션 과정을 통해 획득하였으며, LS-DYNA는 비선형 과도 응답해석을 위해 사용되었다.

As a result of an analysis of a damper system, a solution to a fire damper is developed using the continuity equation of damper control and orthogonal array. The fire damping device is made with a CAE software. Additionally, new H-120 grade fire damper is designed for the optimal offshore structure. This device will soon be tested on an actual offshore structure. An optimized fire temper is finally achieved using an orthogonal array. Using the result of present study will provide an environment friendly fire damper for offshore plants by choosing the optimum fire damper conditions