CBM, 선박 엔진 사고를 예방하다!

□ 4차 산업혁명이 가져온 선박 정비의 새바람

< 출처 : 픽사베이, https://pixabay.com/ko >

선박이 바다를 항해하는 도중에 주기관(main engine)이 멈추게 된다면 어떤 일이 벌어지게 될까요? 주기관뿐만 아니라 발전기나 보일러와 같은 선내 기관 장비가 항해 도중 고장이 발생하면 정비로 인해 운항 계획에 차질이 생겨 금전적 피해가 발생합니다. 그리고 최악의 경우 인명 사고가 발생하기도 합니다. 그러므로 기관 장비가 고장 나지 않도록 점검하는 것은 안전을 위해 꼭 필요한 부분입니다.

 

보통 기관 장비의 안전상태를 확인하기 위해 PMS(Planned Maintenance System)를 시행하고 있습니다. PMS는 예방 정비 제도로, 선박 내에서 미리 지정한 시기마다 기관의 장비들을 점검하는 것을 뜻합니다. PMS는 국제해사기구인 IMO(International Maritime Organization)가 안전 운항 관련 사항을 강제하는 ISM code(International Safety Management)에 명시되어 있으며, 국내 선박을 관리하는 한국 선급(KR)에서도 기관 장비 검사를 주기적으로 시행하도록 하고 있습니다.

 

<출처 : 투그램시스템즈 공식 홈페이지 e-cbm 소개 페이지, http://www.toogram.com/ko/solution/solution01.do>

하지만 인공지능 기술과 빅데이터 기술이 발전함에 따라 새로운 기관 장비 검사 방법이 등장합니다. 바로 CBM(Condition Based Maintenance), 상태 기반 정비인데요. CBM이란 각 기기의 운전 상태를 센서로 전달받고 빅데이터로 분석 및 진단하여 기관 장비의 고장을 예측하는 시스템입니다.

 

PMS와 달리 CBM은 주기적으로 정비를 진행하는 것이 아니라 진단 결과를 토대로 고장이 예상되는 순간 유지 보수를 진행하기에 시간은 물론 재고 관리 및 비용에 있어서 경제적입니다. 또한 운항 데이터를 함께 축적할 수 있기에 안전성 및 경제성을 더욱 높일 수 있습니다.

 

□ CBM, 자율운항을 향한 첫걸음

< 출처 : 픽사베이, https://pixabay.com/ko >

CBM이 주목받는 이유는 무엇일까요? 바로 자율운항 선박(autonomous ship)과의 연계성 때문입니다.

 

자율운항 선박은 현재 해운업계의 중요한 이슈 중 하나로 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등을 활용한 시스템으로 선박을 제어하고 사람의 간섭 없이 운항이 가능한 선박을 말합니다. 선박을 운용하기 위해 사람이 담당하는 부분은 크게 항해와 기관으로 나눌 수 있습니다. 항해가 항로를 찾고, 운항 중 장애물을 피하는 것이라면 기관은 계속해서 운항할 수 있도록 운항에 필요한 기기들을 정비하고 관리하는 것입니다. 따라서 항해의 자율화와 기관의 자율화, 이 두 가지가 동시에 충족되어야 자율운항 선박이 가능합니다.

 

따라서 기관 장비의 상태를 감시하는 CBM은 기관 자율화의 기반이라 할 수 있습니다. 즉, CBM은 기존 운항 선박에도 유용한 장비로서 자율운항 선박 개발에 있어 중요한 기술이라고 할 수 있습니다.

 

□ CBM 사례들은 안전 운항 중!

빅데이터를 이용한 기술인 만큼 선박을 운용하는 해운사와 협업으로 실증 사례가 주로 나타나고 있습니다.

 

<지마린서비스와 투그램시스템즈의 e-cbm 운용 사진 / 출처 : “빅데이터로 선박 사고 막는다”, <전자신문>, 2019.05.01.,  https://www.etnews.com/20190430000367>

현대글로비스의 해운 자회사 지마린서비스는 투그램시스템즈와 함께 개발한 ‘선박엔진고장예측시스템(e-CBM)’을 적용해 엔진 고장을 미리 방지하였습니다.  이를 통해 실제 운항 중 가스 누출 의심 징후를 포착하거나 과부하 운전 구간을 예측하는 등 성과를 냈습니다.

 

<CBM 시스템 모니터링 및 시험 모습 / 출처 : "자율운항선박 기관자동화 실증 성공, 완전한 자율운항선박 개발 눈앞", <전자신문>,  2023. 01. 11.>

산업통상자원부와 해양수산부가 발족한 자율운항선박기술개발사업 통합사업단은 CBM의 기술 개발, 제품화, 실증까지 마쳤습니다.  실제 장비로 고장 데이터를 확보해 인공지능 학습모델 데이터를 생산했으며, 이를 통해 인공지능을 통해 고장을 진단하고 예측하는 기술로 해운사 폴라리스쉬핑과 한국해양대 실습선을 대상으로 실증까지 마쳤습니다. 그리고 해운사 팬오션의 1,800TEU 컨테이너선에 탑재해 2024년부터 운항할 예정이라고 합니다.

 

 

4차 산업혁명의 표어가 융합인 만큼, 데이터를 이용해 좀 더 편리하고, 경제적인 방향으로 발전하고 있습니다. 기관 장비의 사고 예방부터 자율운항 선박까지 점차 사람의 몫이 줄어들고 있는 요즘, 사람은 어떤 일을 담당하게 될까요?

 

 

[출처] 

- 한국 선급, https://www.krs.co.kr/kor/

- “빅데이터로 선박 사고 막는다”, <전자신문>, 2019. 05. 01.

- “선박도 무인 자율운항...K-조선·해운 ‘스마트십’ 박차", <포쓰저널>, 2021. 12. 29.

- "자율운항선박 기관자동화 실증 성공, 완전한 자율운항선박 개발 눈앞", 전자신문, 2023. 01. 11.