본 연구에서는 국내 최초로 개발되는 LNG벙커링 바지시스템 개발에 관하여 소개한다. 벙커링바지는 500cbm의 용량을 가지며, LNG추진 ready 개념으로 개발된다. 핵심기술로는 벙커링바지의 설계, 설계된 바지의 안정성 평가 및 Ship-To-Ship 안정성평가 기술, 고망간강 Type-C 저장탱크 설계 및 제작 기술, 적하역을 고려한 공정시스템 설계 및 실증, 열량유량시스템 설계 및 실증, 가스공급시스템 설계 및 실증, 각종 유틸리티의 설계 및 실증 기술, 적하역 절차서 등이 개발된다. 설계부터 건조까지 전 과정을 국내 기술을 적용하여 개발하며, 국내에서 개발된 선급인증된 기자재가 최대한 적용되도록 한다. 국내 기업들이 LNG 구조물에 관한 track-record를 확보하여 향후, 산업화에 기여할 수 있도록 한다.
본 논문은 나사 가공을 위한 원재료 공급부터 시작해서 선반 머신으로 가공되어 제품의 불량 여부에 대한 검수를 스마트팩토리 기술이 도입된 로봇이 자동으로 조립 및 분해 작업을 통해 검수를 해주는 모니터링 시스템에 대해 제안하였다. 생산 지시 수량과 생산 지시에 따른 완료 체크는 변위센서로 원재료 입고 여부에 따른 생산 현황을 체크하였고 가공된 Female, male 의 피치, 외형 검사를 진행하여 OK, NG 판별을 한다. 로봇시스템에서는 원자재 적재, 반출, 파레트 이송 및 전반적인 공정에 개입하며, 유기적으로 구동될 수 있도록 중계역할을 하였고 나사 가공품에 대한 위치 정보는 비접촉 무선 태그를 활용하여 위치 정보를 수집하였고 Energy Saving System으로 장비 생산 효율성 및 가동율에 대해 체크하였다. 환경센서는 공조환경 데이터(온도, 습도)를 수집하여 정확한 온도 및 습도 측정 하여, 제품 가공 품질 영향 체크 제품의 구동 위험 수준 환경(과열, 다습)에 대해 관리 감시하였고 CNC 및 로봇모듈에 대한 제어는 PLC로 하여 이기종 시스템 통합 운영하였다.
화석연료로부터 에너지를 얻을 때, 연소반응에 의해 이산화탄소가 생성되어 진다. 이렇게 이산화탄소의 배출이 늘어나게 되면 지구온난화 문제가 더욱 심각해지게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS) 개발이 요구되고 있다. 하지만 액화 이산화탄소를 수송 시 여러 문제로 인해 지속적으로 BOG (boil-off gas)가 발생하게 된다. 본 연구에서는 $40m^3$저장 탱크 2대에 액화 이산화탄소를 주입하여 압력변화 및 외부열과 선적, 하역 시 발생하는 BOG의 양과 조성을 30일 간 측정하였다. 측정한 결과 16,040 kg의 BOG가 발생하였으며, 조성은 $CO_2$ 99.95%, $N_2$ 0.05%인 것을 알 수 있었다. 또한 상용성 모사기인 PRO/II with PROVISION 9.2를 이용하여 발생한 BOG를 증기 재압축 냉동사이클을 통해 재액화 하는 전산모사를 수행하였다. 그 결과 냉동사이클의 총 순환유량은 42.07 kg/h, 응축기 설비의 소모량은 48.85 kg/h가 나오는 것을 알 수 있었다.
최근 남북한의 경제교류 증대 및 개성공단의 발전에 따라 남북한의 물동량은 급속히 증가하고 있다. 또한 인천과 개성 사이의 물류 수송을 위하여 육상수송뿐만이 아니라 다양한 물류 수송 및 수송로의 제공이 요구되고 있다. 이 논문에서는 인천과 개성 사이의 바지 운송시스템 구축에 대하여 고찰한다. 적은 초기 투자비용, 적하역 및 접안 편이성 등과 같은 유리한 점을 가진 바지 운송시스템은 유럽 및 미국 등에서 널리 사용되고 있다. 먼저 본 논문에서는 바지 운송 항로, 해상 물동량 및 바지와 푸셔로 구성되는 바지 선단 등에 대하여 고찰한다. 그 다음에 바지 해상항로 조건 및 바지 선단 등에 기초하여 바지 및 푸셔의 선형 및 일반배치 설계를 수행한다. 마지막으로 바지 항로 운영 방안, 적하역 시설, 물류 센터 및 복합 수송 등과 같은 바지 해상항로 구축 방안에 대하여 고찰한다.
선박 대형화는 규모의 경제 추구를 위한 글로벌 해운선사들의 생존전략이며, 이러한 전략에 따라 허브항만에서 많은 화물을 동시에 적양하하고 있다. 이러한 상황에 대응하기 위해 컨테이너터미널은 터미널 시설 확충과 장치장 공간의 효율성 및 생산성을 높이기 위한 자동화 도입을 추진하고 있다. 유럽의 항만은 지속적인 인건비 상승과 부족한 노동력 문제 해결을 위하여 자동화를 도입하였으며, 최근 세계경제의 저성장과 초대형 선박의 등장, 대기오염, 안전사고 등에 관한 문제를 해결하기 위해 미국, 중국 등 각국에서 완전자동화 컨테이너터미널 건설이 증가하고 있다. 국내 항만은 국외 완전자동화 컨테이너터미널과 비교하면 자동화 도입 초기 단계이며 변화하는 항만환경에 대한 대응책으로 자동화 도입을 추진하고 있음에도 불구하고 컨테이너터미널 관련 이해관계자의 인식에 관한 연구는 부족한 실정이다. 집단 간 인식을 파악한 결과 컨테이너터미널 운영사는 인건비 감소, 해운선사는 서비스 향상, 항운노조는 안전사고 예방, 항만공사 및 정부기관은 서비스 향상의 중요도가 높게 나타났다. 따라서 집단 간 인식을 면밀히 살펴보고자 일원배치 분산분석(One Way Anova)을 수행한 후 집단 간 이해관계를 살펴보기 위한 기초자료로써 시사점을 도출하고자 한다.
본 연구는 2004년 관세청의 수출입 데이터를 활용하여 컨테이너 물동량의 기종점 분석을 통해 향후 인천항이 유치할 구 있는 컨테이너 물동량의 정도와 특성을 파악하고 이를 유치하기 위한 전략을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 기종점 분석은 최적권역의 설정을 통해 수행되어졌다. 최적권역이란 특정 항만이 가장 저렴한 운송비와 항만하역비로 수출입 서비스를 제공할 수 있는 시군구로 정의하였는데, 인천항은 서울, 인천을 포함하여 경기도와 강원도의 35개 시군구가 최적권역이었으며, 발생하는 수출입 물동량 약 202만TEU/년 중 약 25.25%가 인천항을 통해 수출입 되고 있는 것으로 나타났다. 인천항 최적권역 물동량의 처리비율은 인천항 최적권역 물동량의 처리비중이 높은 항만인 부산항(64.89%), 광양항( 4.46%), 평택항(3.35%)으로 나타났다. 이들 항만들과 인천항을 비교할 때 인천항은 선사 및 화물 유치를 위한 차별화된 비용전략과 인센티브 제도의 도입, 항만하역 관련 생산성의 향상, 피더네트워크의 강화, 수도권 화주에 대한 인천항 이용시 물류비 절감 효과의 홍보 등의 노력이 필요한 것으로 나타났으며 이를 화물유치를 위한 전략으로 제시하였다.
목포항은 2018년 현재 개항 131주년이 되었으며 목포항의 신항만 개발 등의 조치를 취하였으나 목포항에 대한 해운항만물류 정책 미비 및 정부투자 미비로 항만으로서의 기능이 매우 약해져 있으며 이로 인해 항만물류가 활성화 되지 않고 있는 실정이다. 또한 목포항에 대한 연구 또한 2008년 이후 거의 이루어지지 않고 있는 실정이며 연구 내용 또한 선언적인 연구에서 벗어나지 못하고 있다. 한편, 항만 경쟁력에 대한 연구는 항만 경쟁력 결정요인을 분석하는 방법이 주를 이루고 있다. 따라서 본 연구에서는 목포항에 대한 연구를 확대하고 기존의 연구 방법에서 벗어나 목포항의 운항적인 측면을 고려한 비경쟁 요인에 대한 분석을 실시하고 개선방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 먼저 AHP 분석 기법을 통하여 비경쟁 요인의 중요도를 평가하고 FSM 분석 기법을 통하여 비경쟁 요인들 간의 영향도를 분석하였다. AHP 분석 결과는 목포항 주변 산업단지 비활성화, 정기항로 노선수, 도선/도선선료 등이 중요한 비경쟁 요인으로 평가되었으며 FSM 분석 결과, 목포항의 비경쟁력 요인이 최상층 레벨집합의 요인으로 파악되었으며 정기항로 노선수, 도선/도선선료, 선박 입출항 비용, 내륙 운송 비용, 항만시설 이용료, 하역비용으로 나타났다. 타 요인에 가장 많은 영향을 미치는 최하층 레벨집합의 항목은 목포항 주변 산업단지 활성화, 배후지역과 연결성, 입출항 항로의 길이/소요시간, 글로벌 대형 항만과의 접근성, 각종 인센티브, 이송/보관 비용으로 분석되었다. 이와 같이 분석한 결과를 근거로 하여 목포항 비경쟁 요인에 대한 개선방안을 제시하였다.
볼트 수직이음 PHC말뚝 및 용접이음 PHC말뚝에 대한 휨강도시험을 실시하여 각 이음 PHC말뚝의 성능을 비교 분석하였다. $200N{\cdot}m$이상의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝에서는 가장 낮은 하중단계인 20kN에서도 볼트 수직이음구에서 좌우로 꺾인 변형 양상(직선 v형 라인)이 나타났으며 PHC말뚝 본체는 완전한 직선 형태를 유지하고 있었으므로 볼트 수직이음 PHC말뚝은 말뚝의 가장 중요한 성능인 일체화 거동을 하지 않았다. 체결토크가 풀린 즉, $20N{\cdot}m$의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝은 각 하중 단계에서 이음부위에 대하여 양쪽으로 대칭된 직선 V형 상태의 변위 양상을 나타내고 있었다. 각 하중 단계에서 하중 제거 시 이음말뚝은 하중 재하 전의 상태로 돌아가지 않았으므로 탄성 재료 거동을 나타내지도 않았다. 재하단계에 따른 이음부 변위 및 재하 하중 제거 후의 잔류 변위, 이음 PHC말뚝의 파괴하중 및 3가지 기본 성능 등을 비교한 결과 볼트 수직이음 PHC말뚝의 이음 품질은 용접이음 PHC말뚝의 이음 품질에 크게 미달하였다. 따라서 $200N{\cdot}m$ 이상의 토크치로 체결한 볼트 수직이음 PHC말뚝이나 체결토크가 풀린 볼트 수직이음 PHC말뚝은 이음말뚝의 기본 성능에 크게 미달하는 것으로 나타났다.
본 논문은 기존 5ton 카고 트럭의 적재함을 개조하여 농기계의 상, 하차를 손쉽게 할 수 있도록 하는 전동 유압 슬라이딩 데크를 개발하기 위하여 전동 유압 슬라이딩 데크 시스템의 기본 설계를 수행하였고, 기구학적 해석을 통하여 슬라이딩 데크의 길이와 구조를 고안 하였으며, 구조해석을 통하여 안전성과 경제성을 고려한 재질을 선정하였다. 먼저 슬라이딩 데크 시스템의 기본 설계를 위하여 운송 대상 농기계를 조사하였고, 필요한 요소들을 선정하였다. 선정한 요소들을 충족시킬 수 있는 유압실린더를 이용한 시스템을 고안하였다. 단순화 모델링과 기구학적 다이어그램을 통하여 슬라이딩 데크 시스템의 작동 구조를 파악하였으며, 기구학 해석을 통해 슬라이딩 데크의 최소길이와 그 구조를 고안하였다. 안전성과 경제성을 모두 만족하는 재질을 선정하기 위하여, 자동차 구조물에 사용되는 대표적인 4가지 재질을 선정하였다. 해석이 필요한 부분을 선정하고, 단순화 모델링을 통해 최대하중을 받는 조건에서 재질에 따른 응력과 변형량을 비교하였다. 그 결과 SS41P 재질사용하면 단가를 줄이고 안전성을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 작동이 불가능한 농기계의 상, 하차를 위하여 윈치 시스템을 설계하고 적용하였다.
최근 항만이 글로벌 공급체인에서 가지는 역할이 날로 중요해지고 있다. 항만의 역할은 이미 단순한 하역작업이 아닌 화물에 부가가치를 부여하는 중요한 경제활동중심으로 진화하였다. 이러한 항만의 중요성으로 인해 많은 국가에서 허브항 육성전략을 꾀하고 있으며, 특히 동북아시아는 대형 항만이 가장 밀집된 지역으로 항만 간 경쟁이 매우 치열하다. 부산항은 항만배후단지 활성화를 통해 안정적인 물동량 유치와 함께 다양한 부가가치 서비스를 통해 부산항의 경쟁력을 확보하고자 노력하고 있다. 본 연구는 부산항 신항 배후단지에서 처리하는 주요 화물들의 물류프로세스에 따라 비용 원단위를 추정하여 실제 부산항 신항 배후단지에서 창출하는 물류비용을 정량적으로 분석하고자 하였다. 물류프로세스별 원단위 분석결과, 케미칼 제품, LME 벌크, 자동차 부품, LME 컨테이너, 일반화물, LME 내륙운송의 순으로 원단위 비용이 큰 것으로 분석되었다. 향후 연구에는 부산항 신항 배후단지에서 취급되는 전체 화물에 대한 세부적인 연구가 이루어질 필요가 있다. 이를 통해 항만배후단지에서 창출하는 가치를 보다 정밀하게 파악하고 효과적인 물동량 유치 전략을 실행할 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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