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현대중공업이 최신 디지털 기술을 활용해, 선박엔진 분야에서 새로운 변화를 시도하고 있습니다.

 

현대중공업은 최근 울산 본사의 HILS센터(시뮬레이션 검증시설)에서 새롭게 개발한 ‘이중연료엔진 제어시스템’(HiMECS, HiMSEN Engine Control System)의 형식승인(Type Approval) 심사를 마쳤습니다.

이 제어시스템은 이중연료엔진(디젤유와 가스를 선택적으로 사용하는 엔진)에서 실린더 압력, 연료 분사량 등 각종 운전조건들을 관리하는 기능을 맡고 있는데요. 엔진 내부의 이상연소(Knocking) 현상을 최소화해, 기존보다 제어성능을 크게 개선한 것이 특징입니다.

△ 이중연료엔진 제어시스템을 시뮬레이션으로 평가하는 모습

 

이번 심사에서는 현대중공업이 DNV GL과 LR선급 입회하에 실제 엔진과 유사한 디지털 환경에서 신규 시스템의 성능을 입증해내 눈길을 끌었습니다.

그동안 현대중공업은 실제 엔진을 가동하며 제어시스템을 검증했지만, 이번에는 HILS센터에서 70여개의 가상 운전조건을 만들어내 테스트를 진행했습니다.

이를 통해 심사기간은 기존 5일에서 2일로 단축했고, 실제 엔진을 가동하지 않은 만큼 8천여만원에 달하는 연료비용도 절감했습니다.

특히, 실제 엔진이었다면 재현하기 어려운 ‘비정상적인 엔진 운전조건’까지 모의시험을 해, 시스템의 신뢰도를 한층 높였습니다.

 

 

지능형 솔루션 개발도 활발

이와 같은 시뮬레이션 검증시험은 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulation)로도 불립니다. 실제 시운전 대신에 디지털 가상환경에서 제품의 오류와 오작동 등을 평가해, 시험과정에서 사고 위험을 낮추고 개발시간과 비용을 크게 아낄 수 있습니다.

이러한 장점을 깨달은 현대중공업은 2016년부터 선박 위치제어시스템, 전력관리시스템 등의 HILS를 잇달아 개발했고, 지난 2017년 7월 업계 최대 규모의 HILS센터를 구축했습니다.

현대중공업은 현재 HILS센터에서 조선과 해양, 엔진 등 3개 분야에서 9개 종류의 최첨단 HILS장비를 운영하고 있습니다.

△ 현대중공업 HILS센터 준공식(2017년 7월)

 

이밖에도 현대중공업은 사물인터넷 기술에 기반을 둔 지능형 엔진모니터링시스템인 ‘HiEMS’(Hyundai intelligent Engine Management Solution)에 디지털 트윈(Digital Twin) 기술을 적용해, 4차 산업혁명 시대를 준비하고 있습니다.

    * 디지털 트윈: 사이버 공간에서 실제 제품과 동일한 특성을 가진 가상 모형으로 현실에서 어떻게 변화하고 작동하는지 시뮬레이션을 할 수 있어, HILS보다 진일보된 기술로 평가된다.

 

HiEMS는 지난해 말 산업통상자원부로부터 기술 집약적이고 파급효과가 큰 점을 인정받아, ‘첨단기술 및 제품’으로 선정된 바 있죠.

이 시스템은 지난 2015년 처음 선보인 이후 엔진의 가동정보를 실시간으로 모니터링하는 것은 물론 예상 고장원인까지 분석해 알려주는 수준으로 향상됐고, 올해 하반기 캐나다 티카이(Teekay)사의 17만4천 입방미터(㎥)급 LNG운반선 2척에서 검증작업을 하게 됩니다.

△ 이미지(디지털 트윈을 통한 원격 엔진상태 진단)

 

앞으로 HiEMS는 수집된 엔진 운전정보를 바탕으로 디지털 트윈을 만들어내고, 시뮬레이션 결과를 비교해가며 실제 엔진부품의 수명과 정비시점 등을 알아내게 되는데요. 이러한 예방진단 기능은 오는 2022년까지 개발 완료한다고 하네요.

이를 통해 현대중공업은 단순히 선박엔진을 제조하는데 그치지 않고 예방진단 소프트웨어 전문회사로서 발돋움한다는 계획입니다.