2022 스마트 항만 국제 포럼

12월 9일 서울 웨스틴 조선호텔, 스마트·자동화 항만 구축 논의
“디지털 트윈으로 가상터미널·실제 터미널과 연동, 선적작업, 선박의 적시도착 등 예측”

‘더 박스(THE BOX)’의 저자 마크 레빈슨은 2023년에 선박 대형화로 인한 무역 둔화가 이어질 것으로 전망하면서 “글로벌 무역량은 줄어들어 컨테이너선으로 운반하는 제품의 수도 줄어들 것”이라며 “짧은 운항 거리에서 대형선은 크기 대비 화물 적재량이 절반밖에 안돼 경제성이 떨어진다. 글로벌 항만은 소형선 중심의 항만이 더 많아 항만 리스크 관리와 항만 내 모든 정보를 신속하게 공유하기 위해서는 ‘스마트 항만’으로 항만 경쟁력을 높여야 한다”라고 제언했다. 

12월 9일 서울 웨스틴 조선호텔에서 해양수산부가 주최하고 여수광양항만공사(YGPA)가 주관한 ‘2022 스마트항만 국제포럼’에서 이 같은 제언이 나왔다. 이번 포럼은 ‘스마트 항만의 해답을 구하다’를 주제로 온·오프라인을 병행하는 하이브리드 형식으로 국내·외 스마트항만 관련 동향을 공유하고, 우리나라 스마트항만 정책 방향을 논의하는 자리로 마련됐다. 이번 포럼에서는 스마트항만 관련 산업계, 연구기관, 학계, 공공기관 등 해사관련 전문가 150명이 참여했다.

기조연설에는 컨테이너 박스와 경제의 관계를 다룬 베스트셀러 ‘더 박스(THE BOX)’의 저자 마크 레빈슨(Marc Levinson)이 현장 연설을 통해 ‘더 박스; 과거와 현재 그리고 미래’에 대해 전달하고 참가자들과 소통했다. 이어 이날 오후 진행된 첫 번째 세션인 ‘도전의 스마트 항만’ 세션에서는 최상희 한국해양수산개발원 연구부원장을 좌장으로 ‘완전 자동화 터미널 운영 시스템 구축 사례’와 ‘자동화 항만 기술 트랜드’을 주제로 발표와 열띤 토론이 진행됐다. 두 번째 세션은 배혜림 부산대학교 교수를 좌장으로 ‘발전의 자동화 항만’에서는 ‘IoT 기반 지능형 항만과 UAM 산업 융합의 미래’와 ‘스마트 항만 운영 사례와 솔루션’에 대한 논의가 이어졌다. 마지막 세션인 ‘완성의 스마트 항만’에서는 이철웅 고려대학교 교수가 ‘스마트항만을 위한 인공지능과 데이터 분석’에 대해, 이언경 한국해양수산개발원(KMI) 본부장이 ‘지속가능한 성장을 위한 한국형 스마트항만과 항만도시’에 대해 발표했다. 이어 김대희 삼우이머션 대표이사가 ‘디지털 대전환의 시대, 새로운 트랜드의 디지털 트윈 기술’에 대해, 제인 하이더(Jane Haider) 영국 카디프대학교 교수가 ‘항만 중심 ICT 시스템, 공급망 가치 구축’에 대해 발표다.

조승환 해수부 장관은 개회사를 통해 “우리나라 항만을 세계 최고의 스마트 항만으로 만들기 위해 과감한 R&D 투자와 지원을 통해 2025년까지 선진국 수준의 기술력을 확보하는 한편 광양항 자동화 테스트베드 구축을 차질없이 추진하겠다. 우리 항만에 최신 스마트화 기술을 적극적으로 도입하여 부산항 신항과 진해 신항, 광양항과 인천 신항 등의 글로벌 경쟁력을 확보하겠다”며 “국제협력과 지원을 통해 국내 기업의 해외 진출을 촉진하고 기업에 대한 투자 창업 활성화와 인재 양성을 통해 스마트 항만 장비 산업 발전의 생태계를 조성하겠다”고 밝혔다.

박성현 YGPA 사장은 환영사를 통해 “항만 자동화 부두 건설을 위해서 올해부터 총사업비 약 7,000억원을 투입하여 광양항 컨테이너 부두를 자동화 부두로 구축하는 사업을 추진하고 있다”며 “국내 최초로 전 전역에 자동화 기술이 도입되는 만큼 성공적인 사업이 될 수 있도록 한국형 스마트 항만의 로드맵을 수립해 나가도록 하겠다. 차질 없는 스마트 항만 사업 수행을 위해 정부기관 및 항만 분야별 전문가와 긴밀한 협의 체계를 구축할 것”이라고 밝혔다.
한편 해수부는 내년부터 우리나라 항만을 세계 최고의 스마트 항만으로 구축하고 스마트항만 장비산업 경쟁력 강화를 위해 적극적인 기술개발과 업체 간 협력촉진, 인재양성, 국내 및 해외시장 확대, 관련 법령 정비 등 종합적인 정책 방안을 마련하여 본격적으로 추진할 계획이다.

 
마크 레빈슨 “항만 및 선사들 간 경쟁 심화…
소형선박 유리, 얼라이언스 축소 개별선사 증가”
마크 레빈슨(Marc Levinson)이 기조연설을 통해 ‘더 박스; 과거와 현재 그리고 미래’에 대해 전달하고 향후 해운산업에서 선박 소형화와 얼라이언스 축소에 따른 개별선사의 경쟁력 강화를 전망했다.
컨테이너가 도입되기 이전 과거 해운산업은 제품의 손상, 분실로 발생하는 처리비용이 막대하게 불어났으며, 부두 하역노동자의 상해율도 높았다. 또한 항만에서는 선박의 체선율이 높아지면서 비효율적인 화물운송으로 몸살을 앓았다. 1956년부터 트럭 회사 사장인 말콤 맥린(Malcom Mclean)이 해운산업에 컨테이너를 접목하면서 선·화주가 부담하는 비용과 운임을 대폭 낮췄다. 마크 레빈슨은 “사실 과거에는 컨테이너를 취급할 수 있는 항만이 별로 없었다. 이후 항만이 세대를 거듭하면서 현대화가 되고 컨테이너화를 이루면서 해운산업의 혁명이 일어났다”며 “1970년대를 기점으로 화물을 컨테이너로 수송하면서 본격적인 컨테이너 항만들이 등장하기 시작했다”고 설명했다. 항만이 컨테이너를 취급하면서 생산성이 급격하게 높아지고 합리적인 가격에 화물을 취급할 수 있게 됐다. 이후 1987년부터 글로벌 공급망이 대규모로 개편되면서 제조품의 수출이 GDP 대비 급격히 증가하고 중간대 수출도 급증하게 됐다.

마크 레빈슨은 “국제 교역의 성장 속도는 세계 경제 성장 속도의 두배에 달했다. 무역 중심의 경제로 재편이 된 것이다”며 “1990년대 들어서면서 해운시장은 계약시장으로 재편됐고 대부분의 상품은 계약 운임에 따라서 화주들이 선사에게 넘기는 방식이 바뀌었다. 2006년부터는 선사들이 규모의 경제를 위한 경쟁으로 선박 대형화가 시작되면서 8,000~9,000TEU급 선박이 1만 6,000TEU로 커지게 됐다. 이에 따라 하나의 선박이 운송하는 화물의 양이 보다 더 많아 졌다”고 설명했다.

다만 선박 대형화로 인해 오히려 무역이 둔화하고 운송의 안전성도 떨어지는 현상이 발생하게 된다. 이와 관련 마크 레빈슨은 초대형 선박을 수용할 수 있는 항만이 부족한 점을 지적하며 “코로나로 인해 선사들은 호재를 맞았지만, 2020년까지만 해도 큰 손실을 기록하고 있었다. 각국의 항만들도 선박대형화에 대응하기 위해 확장하면서 투자를 감행했지만, 초대형 선박들이 반만 채워져서 운송되는 경우가 많이 발생했다”며 “이로 인해 컨테이너당 탄소 배출량은 늘어났고 사람들이 예상했던 경제적, 환경적 혜택들은 전혀 현실화되지 않았다”고 우려했다. 이어 그는 “해운업이 코로나 팬데믹의 수혜를 입으면서 호황을 누렸지만 오래 지속될 수 없을 것”이라며 “이 호황은 전반적으로 산업의 과잉 캐파가 형성되어 있고 항만 및 선사들 간의 경쟁이 심해지고 있어 향후 또 다른 어려움에 봉착할 것”이라고 내다봤다.
아울러 마크 레빈슨은 앞으로도 ‘글로벌 교역의 둔화’가 일어날 것으로 전망하면서 “전 세계가 고령화사회에 진입하면서 기존 재화를 가지고 있는 중장년층은 제품보단 서비스에 초점을 맞출 것”이라며 “글로벌 무역량은 줄어들어 컨테이너선으로 운반하는 제품의 수가 줄어들 것이다”고 예측했다. 이와 함께 전기차의 등장으로 기존에 쓰이는 자동차 부품에 들어가는 원자재의 수요가 점차 줄어들어 컨테이너 수요가 줄어드는 데 한몫을 할 것으로 그는 전망했다.

또 하나의 해운산업의 변화로 △얼라이언스 축소 △저속운항 △선박 소형화 △스마트 항만을 제시했다. 최근 북미 등 각 국의 경쟁 당국들은 해운의 경쟁력을 저하시키는 요인으로 얼라이언스로 보고 독점성을 조사하고 있다. 마크 레빈슨은 “얼라이언스가 제한된다면 더 많은 개별 선사가 나타나 항만의 항로가 증가하고 경쟁력은 향상될 것”이라며 “또한 전 세계가 탈탄소화를 위한 친환경 연료의 전환과 동시에 선사들은 비용 절감을 위한 저속운항을 시행할 것”이라고 제언했다. 이어 그는 “최근 발주 선박의 크기가 1만 5,000TEU로 작아지고 평균 운항거리도 짧아지고 있다. 초대형선인 2만 4,000TEU 선박을 짧은 운항 거리에 도입하는 것은 경제성이 떨어진다. 글로벌 항만도 대형선보단 소형선 중심의 항만이 많기 때문에 소형선이 더 유리할 것으로 보인다”며 “특히 항만의 리스크 관리를 위해 다양한 정보를 신속하게 공유할 수 있어야 하는데 스마트 항만의 도입이 중요하다”이라고 강조했다.

홀거 슈에트 “터미널 건설 계획 수립 시
교통량 예측, 적하역장 위치 등 3D 모델링 구현”
홀거 슈에트 아큐넷(akquinet) 항만 컨설팅 GmbH 대표는 항만을 건설하기 전 시뮬레이션과 에뮬레이션을 통한 3D모델링 예측시스템을 소개했다.
아큐넷 그룹은 IT분야의 20개 그룹 기업이 합작한 기업으로 데이터센터를 구축하고 디지털 솔루션을 제공하고 있다. 항만·물류분야의 비즈니스 컨설팅 서비스도 제공하고 있다.
홀거 슈에트는 항만 시뮬레이션 및 에뮬레이션을 통한 시각화 기술을 소개했다. 홀거 슈에트에 따르면, 먼저 자동화 항만을 3D 모델로 구현하고 이를 투자자에게 보여주고 승인을 받을 수 있다. 가상에 있는 개념을 실제화시키는 과정이다. 독일 하파그로이드의 경우 이집트에 신규 터미널을 건설할 때 먼저 이집트항만 당국에 3D 모델을 제시한 바 있다. 아큐넷은 부산항만공사와 함께 자동화 항만 시뮬레이션을 만들고 분석을 시행했다고 밝혔다.

홀거 슈에트는 “터미널 건설 계획을 수립할 때 교통량을 예측하고 신호등의 위치, 적하역장 위치 등을 3D 모델링으로 구현할 수 있다. 이후 컨트롤 타워를 구축하고 효율적인 항만 운영을 위해 해당 3D모델 항만을 가상 터미널 시뮬레이션에 연동하여 실제 항만에서 항만운영시스템(TOS) 작동방식의 테스트 베드를 진행할 수 있다”며 “여기에 에뮬레이션 기술을 적용하면 가상 터미널을 테스트하고 다양항 문제를 파악할 수 있다. 이를 통해 실제 항만을 구축할 경우 테스트 기간을 줄일 수 있다”고 설명했다. 또한 디지털 트윈을 통해 가상터미널을 실제 터미널과 연동하여 선적작업 예측, 선박의 적시도착 등을 예측할 수 있다. 홀거 슈에트는 “디지털 트윈으로 앞으로 항만에서 일어날 미래를 예측할 수 있다. 또한 컨테이너 생산성 필터링 기능을 통해 환적·수출입 화물을 분류할 수 있고 의도하지 않는 상황에 대한 경보 메시지도 보낼 수 있다”고 강조하고 표준화 관련해서는 “최근에는 터미널 운영사와 장비제공 업체, TOS 제공사들이 ‘TIC4.0’을 개발하여 항만 내 IT 시스템, 인터페이스 등 항만 시스템의 표준화를 위한 공동의 언어를 만들고 있다”고 설명했다.

채드 페인 “초기 자동화 항만 혼잡 발생,
안정화 단계에서 고객 선사 니즈 만족시킬 수 있어”
채드 페인 싸이버로지텍 항만솔루션운영 미주지사 총괄은 자동화 항만 구축을 위한 테스트 단계로 예뮬레이션을 강조하고 자동화 하역장비, 항만 게이트 시스템 등 자동화 기술을 소개했다.
항만 자동화를 위해서는 TOS, 시설물통합정보시스템(FMS), 장비관리시스템(ECS)가 각각의 역할을 하면서 컨테이너 처리속도 조정, 작업 지시, 장비 추적 GPS 등 의사결정을 내리게 된다. 여기에 시뮬레이션과 에뮬레이션은 자동화 터미널 구축을 확정하기 전에 중요한 절차라고 채드 페인은 강조하면서 “자동화 항만 구축 전 테스트에 너무 많은 시간을 투입하면 안 되고 핵심적인 검증만 할 수 있는 과정이 필요하다. 항만에는 다양한 이해관계자가 많아 소프트웨어 코드도 다양하기 때문에 전반적인 모니터링이 필요하다”며 “항만 생산성 향상을 위해서는 작업 스케줄링, 작업 컨트롤 예외 관리, 자동 핸들링, 하우스 키핑, 스텝 관리 등으로 항만이 자동적으로 잘 작동하는 지, 컨테이너가 최적의 위치에 잘 쌓이고 있는지, 항만 시스템이 정확한 시간에 작동하고 있는지 등을 확인해야 한다”고 제언했다. 이와 함께 자동화 항만의 효율적인 운영을 위해 육·해상 간의 연결성도 중요하며 무인·자동화 장비를 관리하는 인력관리도 핵심이다.

채드 페인은 2021년 6월부터 진행되고 있는 중국 베이부만항만그룹(BGPG)의 ‘친저우 자동화 컨테이너 터미널 운영 시스템 구축 사업’을 소개했다. 해당사업에서 싸이버로지텍이 수주하여 완전 자동화 운영시스템의 도입을 위해 IoT, 빅데이터 등 최첨단 IT기술을 적용할 계획이다. 동 항만에 무인 이송차량인 IGV와 더블 트롤리 안벽크레인(Double Trolley STS crane)와 더불어 항만 입구에는 게이트 어포인먼트 시스템, 게이트 웨이트브릿지 등을 설치하여 항만에 트럭이 출입하는 것을 자동적으로 파악할 수 있다.
채드 페인은 “향후 원격운영이 확산될 것으로 판단된다. 여러 밴더가 참여하는 자동화 항만에서는 각자의 의사결정이 분명히 이뤄져야만 혼란이 발생하지 않는다”고 강조하고 에뮬레이션과 관련해 “밴더들이 확보되면 일찍 시작하는 것이 좋다. 에뮬레이션을 통해 검증 작업을 반복해야 하고 업그레이드를 지속하여 원하는 작업 결과물이 나오는지 테스트를 진행해야 한다”고 강조했다. 이어 그는 “항만 자동화를 위해서 초기에는 여러 시스템 간의 혼잡이 발생할 수 있어 생산성이 높지 않다”며 “다만 안전화 단계에 접어들면 안정성, 예측성을 담보할 수 있고 고객 선사 니즈를 만족시킬 수 있을 것이다”라고 제언했다.

까르노 떼노부오 “싱글 윈도우 활용 항만 커뮤니케이션
시스템 및 빈 선석 찾는 시스템 구축”
까르노 떼노부오 어웨이크AI 대표는 어웨이크AI가 개발하고 있는 선박의 항만 적시도착, 머신 투 머신 커뮤니케이션을 소개했다.
어웨이크 AI는 지속가능한 지능해상 물류 플랫폼을 개발하는 기업으로써 선주 항만 및 화주를 위한 AI 디지털 플랫폼을 개발하고 있다. 동사는 스마트 포트 솔루션을 최근 개발하여 이메일과 전화로 하는 항만업무를 항만 중앙집중 방식을 통해 선박과 항만 간의 원활한 소통을 돕고 있다. 해상 교통측면에서도 선박적시도착 등을 예측하여 효율적인 항만하역작업이 이뤄질 수 있도록 AI를 도입하여 선박과 화물운송기사, 선박관리자 등 모든 이해관계자가 표준화된 정보교류를 할 수 있다. 동사는 내년에 싱글 윈도우를 통해 항만 모든 시스템을 통합할 수 있는 플랫폼을 구축할 예정이다.
이와 관련 까르노 떼노부오는 “선박의 입출항, 항만의 완공 시간을 예측하여 플레닝 시스템에 입력하고 처리를 통해 최신 정보를 제공하기 위해 시스템을 개발하고 있다. 선석이 필요할 경우에는 다양한 시각화 자료를 통해서 트럭, 트레일러, 컨테이너를 추적하여 반출입 시간에 맞춰 효율적인 적하를 할 수 있는 시스템도 구축했다”며 “유럽 항공 에이전시와 협력해서 당사의 항만 서비스를 거래하는 데 있어서 스마트 마켓 플레이스를 제공하고 있다”고 설명했다. 또한 로테르담항과 엔트워프항과 디지털 트윈을 이용한 ‘머신 투 머신 커뮤니케이션’을 자동화하고 있다.

이언경 “항만과 배후물류단지, 도심지와 연계한
‘스마트 포트 시티’로 디지털화 이뤄야”
이언경 한국해양수산개발원(KMI) 물류·해사산업 연구본부 본부장은 전반적인 물류공급망에 있어서 항만 디지털화의 중요성과 항만과 도시를 연계한 ‘스마트 포트 시티’를 강조했다.
글로벌 물류 공급망에서 물류의 중간단계(Middle Mile)는 항만과 공항에 화물이 가장 오랜기간 머무르는 단계로 물류 플랫폼에 있어서도 다양한 주체가 참여하기 때문에 물류 운송이 신속하고 원활히 진행되기 위해서는 해당 단계를 고도화하는 것이 관건이라고 이 본부장은 강조하면서 “글로벌 공급망 압력 지수를 보면 이번 코로나 팬데믹, 우크라이나 전쟁이 발생하면서 수치가 폭등했다. 이에 따라 우리나라의 물가도 민감하게 반응하여 스태그플레이션까지 발생하는 상황까지 오게됐다”며 “물류관점에서 제조 비용, 원가 등이 상승에 따라 모든 국가에 영향을 미치기 때문에 글로벌 공급망을 유심히 지켜봐야 한다”고 설명했다.

이와 함께 이 본부장은 ‘가트너의 8개 서플라이 체인 기술’에 주목하면서 “2020년에 전 세계가 코로나19를 겪으면서 디지털화를 통한 협업 생태계가 중요한 요소로 들어갔다. 이러한 공급망에서 디지털화가 일어났지만, 각국은 디지털화로 연결되어 있지만, 정작 의사결정에 있어서 핵심적인 사람 간의 소통을 이뤄지지 못하고 있다고 인지했다”며 “이와 관련 가트너는 올해 7월 AI를 활용한 협업 클라우드 환경을 강조하고 메타버스 개념의 중요성을 강조하고 있다”고 말했다. 또한 이 본부장은 항만과 관련해 “항만과 물류배후지까지 연결되어 건실한 상태가 됐을 때 살아있는 항만이 될 수 있다. 로테르담항과 함부르크항의 경우 자율운항선박이 출현시 대응하기 위해 미리 스마트 항만의 도입을 추진했고 정부부터 기업들이 협업하여 배후지와 항만, 선박이 연결되는 프레임 워크를 내세우고 있다”며 “2022년 기준으로 IMF가 발표한 경제 성장률이 3.2%인데 비해 스마트항만 시장의 성장률은 연평균 23.3%를 기록하면서 엄청난 성장세를 보이고 있다. 스마트항만 시장에서 아시아가 주도하고 있고 향후 자동화 시스템 개발 측면에서도 앞서나갈 것으로 전망된다”고 밝혔다.

아울러 항만과 물류배후지 연계와 관련해 △항만 내 각 장비의 데이터 단위 최적화 △센서 자동화 장비 △디지털 트윈을 통한 항만 최적화를 이 본부장은 강조했다. 또한 수에즈 운하 에버기븐호 좌초 사고 사례를 들며 “트래픽 매니지먼트 시스템 자체에 문제가 있었다. 애초에 선박이 통과할 수 있는 수심을 예측했으면 이런 사고는 벌어지지 않았을 것이다. KMI는 동 사례를 바탕으로 디지털 트윈을 활용하여 해운부터 항만과 내륙까지의 트래픽을 시뮬레이션하는 연구를 진행할 예정이다”며 “단순히 항만 디지털화가 아니라 배후도심과 연계한 디지털 센서기술을 연계할 수 있는 개념의 연구를 진행 중이다”이라고 밝혔다.