[국토일보 이경옥 기자] 건설업계가 스마트건설 경쟁력 강화에 나섰다. BIM·4D 시뮬레이션·드론·AI 등 IT기술과 접목한 신기술·신공법 적용으로 미래건설시장을 선점하려는 움직임을 보이고 있다. 이를 위해 주요 건설사들은 스마트건설 생산성을 높이기 위해 조직 개편에 나서고, 자체 개발 프로그램 등을 속속 내놓고 있다. 특히 현대엔지니어링, DL이앤씨, 현대건설, 대우건설 등 대형사들의 행보가 남다르다. 

현대엔지니어링은 ‘2025년 스마트 건설 기술 국내 Top Tier 기업 도약’을 위해 2025 스마트 건설 기술 로드맵을 수립했다. 건축사업본부 내 기술연구소를 스마트 건설 기술 선도 조직으로 개편하면서 BIM(Building Information Modeling) 담당 인력을 편입하고, 인공지능(AI), 빅데이터(Big Data), 3D 스캔, 드론 기술 분야의 전문 인력을 보강했다. 

현대엔지니어링은 스마트 건설 기술을 ▲건설 자동화 ▲OSC(Off-Site Construction) ▲스마트 사업 관리 ▲스마트 현장 관리 등의 4개 영역으로 구분하고 각 영역에서 실용적이고 선도적인 스마트 건설 기술의 개발, 도입에 적극 나선다. 비대면 건설 기술 및 무인화 기술에 대한 연구 개발을 적극 수행함으로써 4차 산업 시대를 선도한다는 계획이다.

현대엔지니어링은 이미 6축 로봇 팔을 이용한 3D 프린팅 비정형 건축물 제작에 대한 특허를 출원하면서 건설 자동화 기술 개발을 선도하고 있다. 또한 조적 시공, 무인 미장 등 다양한 건축 공종에서 인력 작업을 자동화하는 기술 개발도 추진한다. 이러한 로봇 기술을 활용하면 시공 오차 및 하자가 최소화될 것으로 기대되고 있다.

현대엔지니어링은 내년까지 건설 자동화 기술에 대한 실증 작업을 거쳐 향후 철거, 마감, 내외장재 설치 등 작업자의 숙련도에 따라 품질이 좌우되는 공종으로 건설 자동화 기술을 확대할 계획이다.

BIM(Building Information Modeling) 활용 범위도 더욱 확대한다. 현재 2D 도면을 3D로 전환 설계해 도면 검토, 간섭 검토, 사전 시공성 검토 등의 업무를 수행 중에 있으며, 적용 분야를 ‘4D 공정관리’, ‘5D 물량 산출’ 단계까지 확대할 계획이다.

‘BIM 4D 공정관리’는 3D설계와 공정 정보를 결합해 공정 시뮬레이션이 가능한 단계로 계획 대비 실제 시공 현황 비교를 통한 진척율 관리, 표준 공기 산정 등에 활용된다. 한층 업그레이드된 ‘BIM 5D 물량 산출’ 단계는 3D 모델로부터 직접 물량을 산출하며, 모델 객체가 없는 경우에도 관련 프로그램을 활용해 물량 산출이 가능하다. 향후 공장자동화, 자재 조달 관리가 가능한 ‘6D 단계’, 건축물 유지 관리에 활용되는 ‘7D 단계’까지 개발해 견적/설계-조달-시공-유지관리 등 모든 프로세스에서 BIM을 활용하게 된다. 현대엔지니어링은 BIM, BI 툴(Tool) 등을 활용해 업무 전반에 데이터에 기반한 의사결정 체계를 갖출 예정이다.

현대엔지니어링은 일찍이 미래 건축 기술개발의 일환으로 지난 2012년부터 모듈러 건축기술 연구개발에 돌입해 현재까지 건설신기술 1건, 특허 11건을 획득했으며, SH·LH·한국건설기술연구원 등 공공기관과의 공동연구 및 다수의 OSC(Off-Site Construction) 국책 연구사업에도 참여하는 등 모듈러 건축 분야에서 풍부한 기술을 축적해 왔다.

특히, 모듈러 유닛간 접합부 강화로 모듈러 구조물의 내진성능을 향상한 건설신기술 제770호는 중고층 모듈러 구조설계분야에서 현대엔지니어링의 기술이 업계 최초이며 국내에서 유일하다.

DL이앤씨는 AI·드론·로봇 등 기술을 적극 활용한 스마트 컨스트럭션 전략을 수립했다. 이 회사는 AI(인공지능)부터 BIM(건설정보모델링), 드론, IoT(사물인터넷) 등 최신 디지털 기술을 사업 기획 단계부터 적용하겠다고 밝혔다. 

이를 위해 머신러닝 기술을 활용해 현장 조건에 따라 최적의 설계를 도출해주는 ‘제너레이티브 디자인’을 도입했다. 하나의 프로젝트를 위해 수천 건의 설계안을 만들고 최적의 디자인을 도출해 첨단 품질관리 기술을 선보인다는 것. 품질개선과 함께 안전사고 제로와 생산성도 20% 향상될 것으로 내다봤다.

공동주택 건설 현장에서는 드론이 촬영한 사진을 AI가 확인해 시공품질을 관리하는 스마트 시스템이 도입된다. 촬영 영상을 스스로 학습해 특이한 상황이 발생하면 선별적으로 정보를 전달해주는 인공지능형 CCTV와 IoT 기술을 결합한 컴퓨터 비전(Computer Vision)도 도입해 품질과 안전 두 마리 토끼를 동시에 잡을 계획이다.

DL이앤씨는 모든 공동주택의 기획 및 실시설계 단계에 BIM을 적용하고 있다. BIM은 설계, 자재, 시공 등 건축물에 대한 모든 정보를 입체적인 3차원 데이터로 구현해 통합적으로 활용 가능한 디지털 기술이다.

2018년 도입된 드론 기술은 내재화가 목표다. 내년까지 촬영 인력 없이 사전에 입력된 일정에 따라 드론이 자동으로 스스로 비행하고 배터리 충전과 사진 업로드까지 가능하도록 준비 중이다.

DL이앤씨는 토공사 작업에 드론으로 고해상 사진촬영을 한 후 3차원 데이터 결과물을 도출해 이용하고 있다. 협력업체 직원들도 3차원 지도 위에 구현된 현장 상황을 직관적으로 쉽게 확인할 수 있다.
작업효율 향상과 안전관리 고도화를 위해서 IoT 기술이 활용된다. DL이앤씨는 건설 중장비에 기계의 움직임을 감지하는 머신 컨트롤 기술을 도입해 운전자에게 작업량과 작업구간의 현황 등과 같은 정보를 안내하고 있다.

또 건설업계 최초로 자율주행 다목적 로봇을 협력업체와 함께 개발하고 있다. 이 로봇은 안전 사각지대 순찰, 근로자 이상 감지, 화재 감시 등을 수행하게 된다.

전문 인력도 확충했다. BIM, 원가, 공기 데이터 외에도 시공 중 발생하는 노무, 중장비, 자재 등의 IoT 데이터를 분석, 활용하기 위해서 지난 해 데이터 전문가를 채용했다. 이들을 통해서 데이터 중심의 의사결정 시스템을 구축한다는 계획이다.

현대건설은 BIM 기반의 AR 기술을 활용한 건설현장 시공품질 관리에 나섰다. 이 회사는 시공 품질관리 및 검측 생산성 향상을 위해 BIM 기반의 ’AR 품질관리 플랫폼’을 자체 개발했다.

해당 플랫폼을 통해 BIM 데이터에 손쉽게 접근해 건설현장에서 작업환경 및 내용을 직관적으로 파악할 수 있고, 시공품질 검수도 전통적인 방법을 이용할 때보다 정확하고 효율적으로 수행가능하다.

현대건설은 3D 측량기술을 활용한 BIM 기반의 ‘AR 시공 및 유지관리 시스템’을 컴퓨터 프로그래밍 서비스 업체인 ㈜무브먼츠와 공동개발 중이기도 하다. 상수도, 오수 등 지하시설물과 가로등, 맨홀, 표지판 등 지상시설물의 AR 시공가이드를 구현해 작업 속도와 정확도를 높이고 시공 품질 관리에도 적극 활용할 예정이다.

대우건설도 비대면 시대에 건설현장의 효율적인 업무 및 협업 환경을 조성하기 위해 도면 기반의 정보공유·협업 플랫폼인 SAM(Site Camera)을 개발 완료했다.
SAM은 건설현장의 도면과 각종 정보를 효율적으로 관리하기 위해 위치 기반으로 현장의 도면, 문서, 사진을 연결시켜 만든 플랫폼이다. 위치정보시스템(GPS)을 활용해 현재 자신의 위치 주변 도면을 바로 조회할 수 있으며, 어떤 디바이스에서든 현장의 모든 도면을 실시간으로 빠르게 검색할 수 있다.

대우건설은 이번에 개발된 SAM과 BIM 시스템을 연계해 공정 관리에도 활용할 수 있도록 발전시킬 계획이며, 3D 모델링 뷰어, 실시간 스트리밍 등의 기술을 접목해 비대면 업무 환경에서도 명확한 현장 상황 파악이 가능하게 할 예정이다. 이 외에도 빅데이터를 기반으로 한 4D 스마트모델링 프로그램 ‘스마일(SM.ile)’을 개발했다. ‘스마일(SM.ile)’ 프로그램은 대우건설이 47년간 국내외 다양한 공사를 수행하며 축적한 빅데이터를 활용해 토공사, 골조공사의 ‘4D 모델링’을 손쉽게 구현할 수 있도록 만든 프로그램이다. 이 프로그램을 활용하면 토공사, 골조공사의 3D(3차원) 모델링 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 실시간 시공계획수립을 통한 최적공법 선정과 공사물량 및 공사기간 산출이 가능하다.

HDC현대산업개발은 스마트프리콘팀을 출범시켜 착공 이전 단계부터 설계와 시공, 원가정보를 비롯한 관련 업무를 통합 관리하고 현장의 BIM(빌딩 정보 모델링, Building Information Modeling) 업무를 지원하는 등 본사와 현장의 디지털화를 진행하고 있다. 아울러 설계, 견적, 원가, 시공 등 각 분야 전문가로 구성된 BIM그룹도 신설하여 건축물의 기획과 설계단계부터 BIM 기술을 적용하고 있다.
 

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