Dynamic Positioning System(DPS)은 그 신뢰성 및 redundancy(대체) 시스템에 따라 IMO 및 각 선급에서 3개의 class(등급)로 나누고 있다. IMO MSC/Circ 645에 의하면 DPS는 Class 1, 2, 및 3로 나누고 있으며 등급이 높을수록 좀 더 신뢰성 있고 안전하게 DP 선박을 운용할 수 있다. 국내에서 많은 DP Class 선박들이 건조되고 있는 상황에서 DP Class 1선박의 개조를 통해서 DP Class 2로 변경하거나 DP Class 2선박을 신조 또는 중고선으로 구입하는 경우 무엇을 검토하고 확인해야 하는지에 대한 구체적인 실무 자료가 부족하고, DP Class 1선박을 Class 2로 변경하여 다시 매도하는 새로운 산업분야의 개척에 있어 국내 사례를 바탕으로 한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 DP Class 1선박을 DP Class 2 선박으로 변경하기 위해서는 어떠한 IMO 및 선급의 DP class 요건의 충족이 필요하며 이를 위해서 어떠한 설비의 변경 및 추가가 필요한지를 국내에서 있었던 실제 사례를 통해서 연구해 보았다. DP 선박 Class 변경을 위해서는 FMEA를 통해서 파악되는 DP 선박의 동력 시스템, thruster 시스템 및 제어 시스템 3가지의 주요 시스템에 대체(redundancy)기능을 갖추어야 한다. 동력 시스템은 단일의 발전기, 배전반등에 문제가 발생해도 DP 기능을 유지할 수 있어야 하며, 더불어 PMS기능을 갖추고 있어야 한다. thruster 시스템은 단일의 고장이 발생하더라도 선박의 Surge, Sway 및 Yaw를 남은 thruster 시스템으로 자동 제어 할 수 있어야 한다. 각종 제어 시스템, PRS 및 센서는 여러개를 설치하여 단일의 장비고장에도 DP 기능을 유지 할 수 있어야 한다.
Dynamic Positioning System(DPS)은 그 신뢰성 및 redundancy(대체) 시스템에 따라 IMO 및 각 선급에서 3개의 class(등급)로 나누고 있다. IMO MSC/Circ 645에 의하면 DPS는 Class 1, 2, 및 3로 나누고 있으며 등급이 높을수록 좀 더 신뢰성 있고 안전하게 DP 선박을 운용할 수 있다. 국내에서 많은 DP Class 선박들이 건조되고 있는 상황에서 DP Class 1선박의 개조를 통해서 DP Class 2로 변경하거나 DP Class 2선박을 신조 또는 중고선으로 구입하는 경우 무엇을 검토하고 확인해야 하는지에 대한 구체적인 실무 자료가 부족하고, DP Class 1선박을 Class 2로 변경하여 다시 매도하는 새로운 산업분야의 개척에 있어 국내 사례를 바탕으로 한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 DP Class 1선박을 DP Class 2 선박으로 변경하기 위해서는 어떠한 IMO 및 선급의 DP class 요건의 충족이 필요하며 이를 위해서 어떠한 설비의 변경 및 추가가 필요한지를 국내에서 있었던 실제 사례를 통해서 연구해 보았다. DP 선박 Class 변경을 위해서는 FMEA를 통해서 파악되는 DP 선박의 동력 시스템, thruster 시스템 및 제어 시스템 3가지의 주요 시스템에 대체(redundancy)기능을 갖추어야 한다. 동력 시스템은 단일의 발전기, 배전반등에 문제가 발생해도 DP 기능을 유지할 수 있어야 하며, 더불어 PMS기능을 갖추고 있어야 한다. thruster 시스템은 단일의 고장이 발생하더라도 선박의 Surge, Sway 및 Yaw를 남은 thruster 시스템으로 자동 제어 할 수 있어야 한다. 각종 제어 시스템, PRS 및 센서는 여러개를 설치하여 단일의 장비고장에도 DP 기능을 유지 할 수 있어야 한다.
The class of Dynamic Positioning System is divided in 3 classes depending on its redundancy and reliability according to IMO and classification society. There are 3 DP classes such as DP Class 1, 2 and 3 according to IMO MSC/Circ. 645. Higher DP class vessel has higher reliability, since redundancy ...
The class of Dynamic Positioning System is divided in 3 classes depending on its redundancy and reliability according to IMO and classification society. There are 3 DP classes such as DP Class 1, 2 and 3 according to IMO MSC/Circ. 645. Higher DP class vessel has higher reliability, since redundancy concept is applied to the DP vessel depending on its DP class and can operate more safely. There are not enough information about DP class notation, which are needed when a company builds a new or buys second hand DP vessel or modifies DP classes, even the Korean shipyard is building a lot of DP vessels now. Also, the practical case of DP vessel modification, which had been done in Korea, to meet DP notation of IMO and classification society, will be helpful for DP vessel modification and sales industry development in Korea as a new business. As such this research identified what kind of requirements need to be taken into account to be from DP class 1 to DP class 2. The real DP class modification case is used to identify the requirements of DP class upgrade. Through the FMEA the redundancy concept on power system, thruster system and DP control system need to apply for DP class upgrade. The power system have to keep its DP function even if just a single fault happens on the generator or switchboard. Also, the PMS is required to monitor and control power system. Ship's Surge, Sway and Yaw movements can be controlled by the remaining thruster system after a single thruster fails. Lastly, multiple installation of PRS, sensors and DP control system are required to keep DP ability after a single fault on the DP control systems.
The class of Dynamic Positioning System is divided in 3 classes depending on its redundancy and reliability according to IMO and classification society. There are 3 DP classes such as DP Class 1, 2 and 3 according to IMO MSC/Circ. 645. Higher DP class vessel has higher reliability, since redundancy concept is applied to the DP vessel depending on its DP class and can operate more safely. There are not enough information about DP class notation, which are needed when a company builds a new or buys second hand DP vessel or modifies DP classes, even the Korean shipyard is building a lot of DP vessels now. Also, the practical case of DP vessel modification, which had been done in Korea, to meet DP notation of IMO and classification society, will be helpful for DP vessel modification and sales industry development in Korea as a new business. As such this research identified what kind of requirements need to be taken into account to be from DP class 1 to DP class 2. The real DP class modification case is used to identify the requirements of DP class upgrade. Through the FMEA the redundancy concept on power system, thruster system and DP control system need to apply for DP class upgrade. The power system have to keep its DP function even if just a single fault happens on the generator or switchboard. Also, the PMS is required to monitor and control power system. Ship's Surge, Sway and Yaw movements can be controlled by the remaining thruster system after a single thruster fails. Lastly, multiple installation of PRS, sensors and DP control system are required to keep DP ability after a single fault on the DP control systems.
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문제 정의
국내에는 DP Class 2이상의 선박이 많이 운용하고 있지는 않지만 조선소에서는 외국선주의 DP Class 2이상의 선박을 세계에서 가장 많이 건조하고 있고 관련 산업의 점진적인 확대가 예상되고 있기 때문에 DP Class 2 선박을 신조하거나 중고선으로 구입 또는 DP Class 1인 선박의 개조를 통해 DP Class 2로 변경하고자 하는 경우 각 등급의 요건의 이해와 개조 실무가 산업계에 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 IMO 및 선급에서 언급하고 있는 DPS의 등급을 상향 변경하고자 할 경우 IMO 지침 및 관련 선급 규정에 의해서 어떠한 DP 관련 시스템의 추가 및 변경이 필요한지를 국내에서 있었던 실제 DP 선박 개조 사례를 통해서 살펴보고 DPS의 등급을 상향 변경하고자 할 때 중점적으로 확인해야 할 사항이 무엇인지 연구하고자 한다.
제안 방법
단, 연료공급 시스템 및 관련 배관 시스템이 단일의 고장에 대한 대체가 되지 않도록 배치되어 있어서 이를 이중으로 변경하였다. DP 제어시스템에 포함되어 있는 PRS는 기존의 GPS에 추가하여 레이저를 이용한 Cyscan과 음파를 이용한 HPR를 설치하여 총 3종류 이상의 다른 형태의 PRS를 설치하여 선급의 요건을 충족 시켰다. 또한 DP Class 2 선박에 설치되어야 하는 센서들의 요건을 충족시키기 위해 wind sensor, MRU, gyro 등을 추가 설치하였다.
Thruster 시스템은 기존의 배치가 DP Class 2 요건을 만족하는 구조였기 때문에 특별한 변경을 하지 않았다. 단, 연료공급 시스템 및 관련 배관 시스템이 단일의 고장에 대한 대체가 되지 않도록 배치되어 있어서 이를 이중으로 변경하였다. DP 제어시스템에 포함되어 있는 PRS는 기존의 GPS에 추가하여 레이저를 이용한 Cyscan과 음파를 이용한 HPR를 설치하여 총 3종류 이상의 다른 형태의 PRS를 설치하여 선급의 요건을 충족 시켰다.
1, 2, 3 Bus-tie는 Closed 상태로 운용한다. 더불어 선급의 요건에 따라 동 선박의 동력 상태를 감시, 제어 및 black-out시 회복 기능을 수행할 수 있는 PMS를 본선에 추가로 설치하였다.
3 디젤 발전기에 연료를 공급하도록 하였다. 따라서 1개의 day tank 연료의 오염이 M/E 전체와 3번 디젤 발전기의 상실을 가져오지 않도록 하였다. 그리고 이러한 상황에서는 일반적인 운용 상태에서는 닫혀있던 각 isolation 밸브들이 열려 Port day tank가 오염되었을 경우 연료를 stbd tank에서 No.
2 디젤 발전기로 공급하도록 했다. 따라서 어떠한 경우에도 분리되어 있는 연료 공급 및회수 라인이 한 개 이상의 디젤 발전기의 고장으로 야기 시킬 수 없도록 하여 선급의 DP Class 2 요건을 만족하도록 했다.
DP 제어시스템에 포함되어 있는 PRS는 기존의 GPS에 추가하여 레이저를 이용한 Cyscan과 음파를 이용한 HPR를 설치하여 총 3종류 이상의 다른 형태의 PRS를 설치하여 선급의 요건을 충족 시켰다. 또한 DP Class 2 선박에 설치되어야 하는 센서들의 요건을 충족시키기 위해 wind sensor, MRU, gyro 등을 추가 설치하였다.
purifier가 설치되어 있었다. 이러한 구조는 연료 공급 line이나 밸브의 고장이 발생하면 M/E 2기를 동시에 사용 못하게 될 수도 있고, D/G 3개를 동시에 사용 못하게 될 수도 있기 때문에 FMEA 분석을 통하여 Fig. 10과같이 연료공급시스템을 이중화 하였다.
즉, 연료 공급은 시스템 사이에 완전히 분리되도록 배치되어 있어서 연료가 혼합될 가능성이 없도록 하였고, 다양한 isolation 밸브와 cross-over 설비를 설치하여 단일의 고장이 발전기와 M/E 전체에 영향이 미치지 않도록 하였다. 연료 공급 라인과 회수 라인이 분리되어 있어 Port day tank는 연료를 No.
이론/모형
IMO 및 선급의 DP Class는 대체(redundancy) 개념의 충족을 위한 시스템의 유무에 따라 DP Class 1, 2, 3로 나눈다. DP 선박의 대체 유무를 확인하기 위해서 검토해야하는 사항에는 크게 DP 선박의 동력시스템, thruster 시스템 및 DP 제어시스템 3가지가 있으며 이를 검토하고 DP Class 요건 만족 여부를 확인하기 위해 FMEA 기법을 사용한다.
후속연구
국내에서 DP Class를 변경하는 개조 작업은 동 선박이 최초이었기 때문에 동 작업은 국내 관련 산업의 시초가 되는 중요한 사례였다. 많은 부분이 실무적인 내용이지만 이러한 내용이 앞으로 국내에서 DP 선박을 신조 또는 중고선을 도입하는 경우뿐만 아니라 개조를 하는 경우에도 실무적인 측면에서 여러 가지 도움이 될 수 있기를 기대해 본다.
추후 본 연구에 추가하여 DP Class를 충족시키기 위한 새로운 기술의 개발 및 적용에 대해서도 지속적으로 연구할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Dynamically Positioned Ship이란 무슨 시스템을 말하는가?
Dynamically Positioned Ship(이하 ‘DP 선박’이라 한다)은 thruster힘을 이용하여 unit 또는 선박의 위치를 자동으로 유지시키는 시스템을 말하며, Dynamic Positioning System(이하 ‘DPS’이라 한다)은 선박이 동력시스템, thruster 시스템 및 DP 제어 시스템에 따라 dynamically positioning을 하기 위해 필요한 모든 장비를 말한다.(IMO, 1994) 이러한 DP 시스템은 주로 Offshore 분야의 Drillship, Offshore Supply Vessel, 여객선, FPSO선등에 설치되어 그 목적에 맞게 사용되고 있다.
Dynamic Positioning System은 무엇에 따라 어떻게 나누어지는가?
Dynamic Positioning System(DPS)은 그 신뢰성 및 redundancy(대체) 시스템에 따라 IMO 및 각 선급에서 3개의 class(등급)로 나누고 있다. IMO MSC/Circ 645에 의하면 DPS는 Class 1, 2, 및 3로 나누고 있으며 등급이 높을수록 좀 더 신뢰성 있고 안전하게 DP 선박을 운용할 수 있다.
Dynamic Positioning System는 주로 어디에 설치되는가?
Dynamically Positioned Ship(이하 ‘DP 선박’이라 한다)은 thruster힘을 이용하여 unit 또는 선박의 위치를 자동으로 유지시키는 시스템을 말하며, Dynamic Positioning System(이하 ‘DPS’이라 한다)은 선박이 동력시스템, thruster 시스템 및 DP 제어 시스템에 따라 dynamically positioning을 하기 위해 필요한 모든 장비를 말한다.(IMO, 1994) 이러한 DP 시스템은 주로 Offshore 분야의 Drillship, Offshore Supply Vessel, 여객선, FPSO선등에 설치되어 그 목적에 맞게 사용되고 있다.
참고문헌 (9)
American Bureau of Shipping(2013), "Guide for Dynamic Positioning Systems", Houston : Author.
Chae, C. J(2014), Practical Operation Introduction of Dynamic Positioning System, Heae Gyang press, p. 81, p. 108, p. 126.
Det Norske Veritas(2012), "Dynamic Positioning Vessel Design Philosophy Guidelines", Norway : Author.
Det Norske Veritas(2012), "failure mode and effect analysis(FMEA) of redundant systems", Norway : author.
International Maritime Contractors Association, IMCA(2002), "Guidance on Failure Modes & Effects Analyses(FMEAs)", IMCA M 166 London : Author.
International Maritime Contractors Association, IMCA(2005), "FMEA Management Guide", IMCA M 178 London : Author.
International Maritime Organization, IMO(1994), " Guidelines for Vessels with Dynamic Positioning Systems", MSC/Circ 645, London : Author.
Korea Resister(2014), "Failure Modes and Effects Analysis of the Dynamic Positioning System" Busan : Author.
Korea Resister(2014), "Failure Modes and Effects Analysis of the Dynamic Positioning System" Busan : Autho.r
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