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문제 정의
- 다른 분야에서와 마찬가지로 조선 해양 분야에서 빅데이터의 중요성은 증대되고 있지만 그에 대한 연구는 아직 시작 단계로서 뚜렷한 성과가 없는 실정이다. 따라서 그 범위를 다소 넓혀 조선 해양 분야뿐만 아니라 유관 분야에서 수행된 빅데이터 관련 연구에 대해 분석해 보았다. 그 분석 결과의 일부를 정리하면 아래와 같다.
- 이들 중 HDP는 공개 프로그램으로서 무료 사용이 가능하고, 가장 많은 사용자층을 확보하고 있는 윈도우 OS를 기반으로 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 HDP를 활용하여 조선 해양 산업에서의 적용을 검토해 보았다. HDP는 하둡을 기반으로 저장 공간의 연결, 다양한 분야에 적용 가능하도록 해주는 상용 기술, 하둡 에코 시스템(Hadoop ECO System: 하둡의 기능을 보완하는 서브 프로그램을 의미)의 적용 등이 모두 가능한 프로그램으로서 타 프로그램과의 연계, 신기술의 적용 등이 용이해 그 잠재력이 크다고 볼 수 있다.
- 특히, 조선 해양 분야에서 빅데이터를 효과적으로 활용할 수 있다면, 신 선박 설계 및 개발, 공정 최적화, 모형 시험 최소화, 중량 추정, 항로 계획 등 다양한 업무에서 생산성 및 효율성의 증대가 가능하리라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 빅데이터 기술인 하둡(Hadoop)을 적용한 플랫폼를 제시하고, 이를 이용하여 해양 플랜트 상부의 중량 추정 과정에 적용해 봄으로써 조선 해양 분야에서 빅데이터의 적용 가능성에 대해 검토해 보고자 한다.
- 이상과 같이, 조선 해양 분야에 빅데이터를 적용하기 위한 연구는 일부 수행되었지만, 실질적인 적용 방법에 대한 연구 사례는 드물다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 빅데이터를 효과적으로 활용할 수 있는 플랫폼을 제시하였고, 예제에의 적용을 통해 조선 해양 분야에서의 그 적용 가능성과 효용성을 평가하고자 하였다.
- 최근 조선 해양 분야에서도 빅데이터에 대한 관심이 높아지고, 이를 적용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있지만 실질적인 연구 및 적용 사례는 매우 드물다. 따라서 본 연구에서는 조선 해양 분야에서 빅데이터를 실질적으로 활용하기 위해 빅데이터 플랫폼을 제시하고, 이를 FPSO 상부의 중량 추정에 활용함으로써, 그 적용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제시한 빅데이터 플랫폼은 기존의 대용량 데이터를 하둡 기반의 분산 저장 및 처리 구조(HDFS)로 개선하고, 이를 활용 용도에 따라 가공 및 처리(MapReduce)한 후, 최종적으로 처리된 데이터를 저장하는 구조를 가진다.
- 따라서 본 연구에서는 조선 해양 산업에서의 응용을 위한 빅데이터 플랫폼을 제시하였고, 이의 구성은 Fig. 1과 같다. 빅데이터 플랫폼의 구현을 위해서는, 먼저 조선 해양 분야에서 생성되는 빅데이터를 서버에 저장해야 하고(Fig.
- 본 연구에서는 상관 분석과 선형 및 비선형 회귀 분석을 통해 얻어진 두 가지 중량 추정식을 이용하여 3척의 기존 FPSO의 상부 중량을 추정하고 이를 실제 중량과 비교해 봄으로써 중량 추정식의 정확도를 확인해 보았다.
- 본 연구에서는 앞서 제시한 하둡 기반의 빅데이터 플랫폼을 조선해양 분야에 적용함으로써 그 적용 가능성을 검토하고자 하였다. 조선 해양 분야에서 빅데이터를 활용할 수 있는 항목으로서 신 선박 설계 및 개발, 공정 최적화, 모형 시험 대체, 중량 추정, 항로 계획 등을 들 수 있다.
- 조선 해양 분야에서 빅데이터를 활용할 수 있는 항목으로서 신 선박 설계 및 개발, 공정 최적화, 모형 시험 대체, 중량 추정, 항로 계획 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 최근 큰 주목을 받고 있는 해양 플랜트 상부의 중량 추정 문제에 빅데이터 플랫폼을 적용해 보았다.
- 본 절에서는 조선 해양 분야에서의 빅데이터 이용을 위해 하둡과 하둡을 기반으로 한 빅데이터 플랫폼에 대해 기술하였다.
- FPSO의 중량은 크게 거주 구역(living quarter)을 포함한 상부 중량과 하부 구조로 나눌 수 있고, 경우에 따라 하부의 터렛(turret)을 따로 분리하기도한다. 본연구에서는 FPSO 상부중량(LWTT)추정을 그 목적으로 하였고, 이에 영향을 주는 변수들을추출하면 Table 1과같다. 여기서, L은 FPSO의 길이, B는 폭, D는 깊이, T는 흘수(draft), DWT재화중량(deadweight)는 S_C는 저장 용량(storage capacity), O_P는 원유생산량(oil production), G_P는 가스 생산량(gas production), W_P는 물 처리량(water processing), W_D는작업심도(water depth), CREW는 작업자 수를 나타낸다.
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