[논문]제품구성모델을 이용한 쌍동형 레저보트 건조공수 추정 연구

오대균; 오우준; 이동건

doi:10.3795/ksme-a.2014.38.8.911

제품구성모델을 이용한 쌍동형 레저보트 건조공수 추정 연구
Study of Shipbuilding Cost Estimation for Catamaran-type Leisure Boats Using Product Configuration Model 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.38 no.8, 2014년, pp.911 - 916

오대균 (목포해양대학교 조선해양공학과) , 오우준 (한국조선해양기자재연구원) , 이동건 (목포해양대학교 조선해양공학과)

초록
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레저보트산업은 미래형 고부가가치 산업으로 최근 국내에서는 한국형 고속레저낚시보트에 대한 연구가 수행되었다. 본 논문에서는 고속레저낚시보트의 대량생산을 위한 기초연구로서 제품구성모델 기반의 건조공수 추정 연구를 수행하였다. 이를 위해 레저보트의 건조공정을 분석하고 범용 작업분류체계를 적용하였으며, 업체 설문조사를 통해 계층분석법 기반의 레저보트 건조공수 비례계수를 도출하였다. 또한 실적선의 공수를 기반으로 비례계수를 이용한 개발선 후보들의 정량적인 공수추정을 수행하였으며, 그 결과 실적선 공수 대비 17% 감소된 쌍동형 개발선을 최종 선정할 수 있었다. 이는 개발된 레저보트의 설계가 실제 건조단계에서 가격경쟁력을 갖출 수 있는 양산가능수준의 제품임을 의미한다.

Abstract ▼ AI-Helper

The leisure boat industry has the potential to become a high-value-added industry in the future. Recently, a study on Korean high-speed leisure boats for fishing was conducted. This study suggests a product configuration model-based shipbuilding cost estimation method for determining the type of leisure boat suitable for mass production, as part of a research for productivity improvement. The suggested estimation method based on the analysis of the leisure boat process and generic YWBS can calculate quantitative and concrete data. By using this method, the cost of building the catamaran-type design ship can be reduced by 17 times, compared to that of the monohull-type mother ship. This implies that the final design of the Korean high-speed leisure boat for fishing will have a competitive price at the actual production stage.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

^(4,5)이러한 한계점을 극복하고자 최근 국내에서는 레저보트의 특성을 고려한 G-YWBS(Generic yacht work breakdown structure) 개발연구가 수행되었으며, 이 연구에서는 세일링요트와 파워요트의 특성을 고려한 통합정보관리 목적의 유연한 범용 분류체계가 제안되었다.^(6,7) 본 논문에서는 이러한 함정의 PCM 과 G-YWBS 개념을 기반으로 레저보트의 건조공수 추정을 위한 레저보트 PCM 을 정의하고, AHP 기법을 활용하여 정량적인 공수추정을 수행하고자 한다.
이와 관련하여 해양수산부에서는 선박의 안정성과 승객의 안락성이 확보된 20ft 급 쌍동형 FDC(Fast displacement catamaran) 형태의 한국형 고속레저낚시보트 개발을 수행한 바 있다. 본 논문에서는 이러한 쌍동형 레저보트의 대량생산 및 가격경쟁력 확보를 위한 연구의 일환으로 제품구성모델(PCM, Product configuration model) 기반의 레저낚시보트 건조공수 추정 연구를 수행하였다.
본 논문에서는 한국형 고속레저낚시보트의 생산성 향상을 위한 요소기술 중 하나로서 레저보트의 건조공수 추정 연구를 수행하였다. 이를 위해 함정의 건조공수 추정에 사용되는 제품구성모델(PCM)과 레저보트의 범용 작업분류체계(G-YWBS) 개념을 적용하였으며, 단동형 실적선의 건조공수를 기준으로 쌍동형 개발선에 대한 건조공수를 추정해 보았다.

제안 방법

PCM 의 구성을 위해서는 체계적인 레저보트 기본구조 선정과 설계가 요구되며, 본 논문에서는 PCM 의 기본구조로서 앞서 개발된 레저보트의 GYWBS 를 적용하였다. G-YWBS 는 레저보트 건조와 관련한 Project, Management, Activity, Object, Support Object 등 전수명주기 정보를 포함하고 있으며(Fig.
3 과 같은 순서로 나타낼 수 있다. 가장 먼저 PCM 구성을 위한 기준선을 선정하고 이를 바탕으로 PCM 모델을 구성한다. 구성된 기본 PCM 을 통해 손쉽게 대안 모델을 추가로 구성할 수 있으며 대안 모델의 공수인자와 건조공정에 따른 건조공수 추정을 수행하는 순서를 갖는다.
6 은 개발 대상 레저보트별 비례계수 추정과정을 나타낸다. 두 과정 모두 가장 먼저 단동형 형태의 실적선의 공수인자를 정의하고 이를 바탕으로 쌍동형 개발선의 공수를 도출하여 기준치를 결정한 후, 고속형 싱글엔진, 고속형 트윈엔진, 개선공정을 적용한 고속형 싱글엔진, 개선공정을 적용한 트윈엔진 레저보트의 총 5 가지 개발형태에 대한 건조공수를 추정하여 비례계수를 도출하였다. 이 과정에서 사용된 실적선과 개발선의 정보는 Fig.
4 는 선각구조물 시스템의 최하위요소인 건조 작업의 가중치 도출과정을 보이고 있다. 모든 PCM 단계에 걸쳐 같은 형태의 가중치 산출을 수행하였으며, 이렇게 얻어진 가중치는 실적선에 대한 공수(재료비, 인건비 등 반영)를 기준공수로 정한 후, 기준 공수 대비 얻어지는 공수인자(Cost factor)와 함께 개발선에 대한 건조공수 추정에 사용된다.
본 논문에서는 3 단계의 PCM 을 정의하였으며, 이는 Level 1 시스템(System), Level 2 건조공정(Process), Level 3 건조작업(Activity)의 구조로 구성된다. 여기서 시스템은 실제 개발되는 레저보트 프로젝트를 크게 선체(Hull), 의장품(Outfitting), 조립품(Assembly) 파트로 구분한 개념이며, 건조공정은 상위 시스템에 포함되는 선각구조물 공정, 추진기 설치, 의장공정, 선체조립 등의 내용을 포함한다.
기존 레저보트의 건조공수 추정은 초기설계 데이터를 바탕으로 기준선 대비 소요되는 자재의 무게(Ton)당 소요되는 공수를 단순비교하여 추정하는 방식을 주로 사용하였다. 본 논문에서는 레저보트의 PCM 개념을 활용하여 선박의 배수량, 시스템 단위의 중량, 추진마력, 의장, 기타설비 등에 대한 선박 특성 및 시스템과 함께 레저보트 건조 공정을 고려한 건조공수 추정 방법을 적용하였다. 이러한 방법은 실제 공정설계가 수행되는 시점인 선박의 상세설계단계 이후 단계에서 세부적인 노무공수를 추정 할 수 있다는 장점이 있다.
본 절에서는 실적선의 PCM 정보를 활용하여 새롭게 건조할 레저보트의 건조공수 추정을 수행한다. 3.
본 논문에서는 한국형 고속레저낚시보트의 생산성 향상을 위한 요소기술 중 하나로서 레저보트의 건조공수 추정 연구를 수행하였다. 이를 위해 함정의 건조공수 추정에 사용되는 제품구성모델(PCM)과 레저보트의 범용 작업분류체계(G-YWBS) 개념을 적용하였으며, 단동형 실적선의 건조공수를 기준으로 쌍동형 개발선에 대한 건조공수를 추정해 보았다. 양산건조를 기준으로 실적선 대비 공수 증감량에 대한 분석을 수행하여 선체 형상의 변화에 따라 약 10% 내외의 공수가 증가함을 확인하였고 엔진 유형, 공정 개선여부 등에 대한 효과를 정량적으로 분석하였다.

대상 데이터

이러한 공수인자는 건조작업별로 세분화되어 적용되며 실제 투입되는 공수인자들은 각자의 중요도가 상이하기 때문에 합리적인 가중치 선정이 요구된다. 본 논문에서는 정량적인 가중치 선정을 위해 AHP(Analytic Hierarchy Process) 분석법을 이용하였으며, 이에 활용된 정보는 총 3 곳의 국내 레저보트 제작업체의 설문조사를 통해 수집되었다.

성능/효과

(3) SWBS 와 PWBS 는 1980 년대 처음 개발된 이후 선박의 건조공정을 관리하는 도구로서 일반화 되어 있으나, 대형 선박의 기능과 제품 구조를 중심으로 설계되어있어 본 논문의 대상인 소형 레저보트에는 적합하지 않은 규모와 형태라 할 수 있다. 또한, WBS 자체를 설계하고 개발하는데 많은 노력과 비용이 소모되기 때문에 저가의 제품인 소형 레저보트의 공수추정에는 적합하지 않다는 단점이 있다.
또한, 개발선에 대한 결과는 Table 2 와 같이 정리할 수 있다. 개발선 FDC(싱글엔진, 트윈엔진)의 건조공수는 실적선 대비 약 10.67% 증가한 363 공이 계산되었으며 이는 개발선이 실적선 대비 상대적으로 선체 단면적 증가가 발생하였고 이에 따른 작업량 변화로 인한 증가분이라 사료된다. 개선공정을 적용한 FDC(싱글엔진, 트윈엔진)은 초기건조시에는 공정개선 전보다 약 3.
67% 증가한 363 공이 계산되었으며 이는 개발선이 실적선 대비 상대적으로 선체 단면적 증가가 발생하였고 이에 따른 작업량 변화로 인한 증가분이라 사료된다. 개선공정을 적용한 FDC(싱글엔진, 트윈엔진)은 초기건조시에는 공정개선 전보다 약 3.7% 증가한 1,014 공, 1,001 공이 도출되었으나 양산건조시에는 공정 개선 효과로 약 17.8% 감소된 308 공이 산출되었다.
이를 위해 함정의 건조공수 추정에 사용되는 제품구성모델(PCM)과 레저보트의 범용 작업분류체계(G-YWBS) 개념을 적용하였으며, 단동형 실적선의 건조공수를 기준으로 쌍동형 개발선에 대한 건조공수를 추정해 보았다. 양산건조를 기준으로 실적선 대비 공수 증감량에 대한 분석을 수행하여 선체 형상의 변화에 따라 약 10% 내외의 공수가 증가함을 확인하였고 엔진 유형, 공정 개선여부 등에 대한 효과를 정량적으로 분석하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PCM은?	PCM 은 제품의 기본구조(Structure)를 바탕으로 기존 제품을 이용하여 다양한 제품을 개발할 수 있게 하는 장치로서, 프로젝트 단위의 제품에서 사용하는 제품정보 구조화 기법 중 하나이다. 최근에는 3D 엔지니어링 CAD 모델의 중요성이 부각되면서 제품 개발 초기단계에서 제품의 특성, 시스템 구조 및 기능 등을 정의할 수 있는 수단으로 널리 적용되고 있다.
	G-YWBS는 어떤 목적을 가지고 활용 되는가?	G-YWBS 는 기존 레저보트 실적선의 정보를 체계화하기 위한 기준으로서 표준건조정보를 정의하고 새롭게 건조할 대상선박의 시스템 구성(선체건조, 엔진, 의장 등)과 관련된 모든 정보를 관리하기 위한 목적으로 활용된다. G-YWBS 기준의 레저보트 정보는 구성모델로 개념화하여 레저보트의 PCM 으로 정의된다.
	쌍동형 개발선에 대한 건조공수를 추정연구 결과 PCM 기반 방법의 단점은?	특히 중소기업이 많은 레저보트 업체의 특성상 별도의 공수추정 소프트웨어나 고성능의 CAD 를 운용하지 못하는 경우가 많아, 실제 건조작업정보를 이용하여 공수를 추정할 수 있는 PCM 기반의 방법은 매우 실효성이 높은 방법임을 확인하였다. 그러나 이와 같은 방법은 유사 실적선의 데이터가 확보가 되지 않을 경우 건조공수 추정 자체가 불가능하다는 단점이 있으며 이를 위해 실적선 정보의 공용 데이터베이스 구축 등의 보완책이 필요할 것으로 사료된다.

참고문헌 (7)

Ennis, K. J., Dougherty, J. J., Lamb, T., Greenwell, C. R. and Zimmermann, R., 1997, "Product-Oriented Design and Construction Cost Model," Proceedings of NSRP 1997 Ship Production Symposium.
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Ross, J. M., 2004, "A Practical Approach for Ship Construction Cost Estimating," Proceedings of COMPIT 2004, pp. 98-110.
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Koenig, P. C., MacDonald, P., Lamb, T. and Dougherty, J., 1997, "Towards a Generic Product-Oriented Work Breakdown Structure for Shipbuilding," Proceedings of NSRP 1997 Ship Production Symposium.
Lee, D. K., Nam, S. H., Jeong, Y. K. and Shin, J. G., 2013, "Development of a Web-Based Application for YWBS in Integrated Management Systems," Journal of the Korean Institute of Industrial Engineers, Vol. 39, No. 1, pp. 46-54.

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Lee, D. K., Nam, S. H., Jeong, Y. K. and Shin, J. G., 2014, "Development of a Generic-YWBS for Engineering Integrated Management of Sailing Yacht," Journal of the Society of Naval Architects of Korea, Vol. 51, No. 1. pp. 16-25.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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