자율운항 시스템 협업, 국내 조선·전장 실무에 미치는 파급효과

HD국내 대형 조선소는 최근 Avikus와 손을 잡고, 국제 선급기관인 ClassNK와 공동으로 자율운항 시스템 개발에 착수했다는 소식을 발표했다. 이 협업은 국내 조선·전장 실무에 새로운 설계 패러다임을 제시한다.

협업 배경 및 목표

양사는 자율운항 소프트웨어와 고정밀 센서 통합, 디지털트윈 기반 시뮬레이션을 핵심 과제로 설정했다. 목표는 기존 선박 설계에 비해 연료 효율을 3 % 이상 개선하고, 항로 선택·충돌 회피 기능을 자동화하는 것이다. 이를 위해 ClassNK와의 선급 인증 절차를 사전 검토하며, 국제 규격인 IMO 2023 자율운항 가이드라인을 준수한다.

기술 성숙도(TRL) 현황

현재 프로젝트는 TRL 6 단계에 머물러 있다. 즉, 시스템·서브시스템 수준에서 모델 검증이 완료됐으며, 실제 선박에 적용하기 위한 환경 시험을 진행 중이다. 시험 구역은 국내 대형 조선소의 테스트 베드에서 진행되며, 센서 데이터 수집·AI 알고리즘 검증이 핵심이다.

전력계통에 미치는 영향

자율운항 시스템은 실시간 데이터 처리와 센서 구동에 평균 150 kW의 전력을 추가 소모한다. 그러나 에너지 관리 알고리즘을 적용하면 전체 연료 소비가 약 3 % 절감되는 효과가 기대된다. 전력계통 설계에서는 기존 10 kV 배전망에 150 kW 부하를 수용하기 위해 차단기 용량을 20 % 상향하고, UPS 시스템을 2 MW 규모로 확대한다.

선급 승인 경로

ClassNK는 소프트웨어 안전성, 사이버 보안, 전자기 적합성(EMC) 등을 단계별로 검증한다. 초기 설계 검토 단계에서 디지털트윈 모델을 활용해 위험 분석을 수행하고, 이후 실제 선박에 탑재된 시스템으로 현장 시험을 진행한다. 최종 인증은 ‘자율운항 선박’ 등급으로 부여되며, 이는 국제 해운 규정에 따라 운용 허가를 받을 수 있는 근거가 된다.

전장 설계 변경점

디지털트윈 기반 설계에서는 전장 배선 길이가 평균 20 % 단축된다. 이는 센서·제어 모듈을 중앙 집중형 아키텍처로 재배치하고, 고전압·저전압 구역을 통합함으로써 가능해졌다. 또한, 케이블 트레이 설계가 15 % 경량화돼 선체 구조물에 가해지는 하중이 감소한다.

시사점·실무 관점

자율운항 시스템 도입은 전장 엔지니어에게 새로운 설계 기준을 요구한다. 전력 부하 예측·UPS 용량 선정, 사이버 보안 정책 수립, 그리고 디지털트윈을 활용한 위험 평가가 필수 요소가 된다. 또한, 선급 인증 절차가 복합적으로 적용되므로, 초기 설계 단계부터 선급과 협업해 검증 계획을 수립해야 한다. 이러한 변화는 기존 전장 설계 인력의 역량 강화와 함께, 전용 소프트웨어·시뮬레이션 툴 도입을 촉진한다.

향후 전망

협업 프로젝트가 성공적으로 완료되면, 국내 조선소는 자율운항 선박을 위한 전용 플랫폼을 보유하게 된다. 이는 해외 경쟁사 대비 기술적 우위를 확보하고, 친환경 연료 전환과 연계해 탄소 감축 목표를 달성하는 데 기여할 전망이다. 다만, 사이버 위협 대응과 국제 규제 변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다.

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