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제목 4차 산업혁명과 미래건설 / 정창무 서울대학교 건설환경공학부 교수
이름 관리자 이메일  bbanlee@kfcc.or.kr
작성일 2017-08-09 조회수 772
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지난 몇십년 동안 보수적인 관행을 유지하면서 생산성 정체에 시달리고 있는 국내 건설업계에도 4차 산업혁명의 물결이 밀려오고 있다. 건설 현장에는 과거에 보지 못했던 빌딩정보모델링(BIM)이나 드론측량, VR, 건설로봇 등 4차산업혁명의 기술들이 속속 등장하고 있다. 국토교통부 역시 스마트 도시 건설 등 건설·교통 분야의 새로운 사업 영역 개척을 위해 국토교통 분야 '4차 산업혁명' 종합대책을 수립중이며, 대우 건설의 경우 자체 개발한 '드론을 활용한 설계 및 시공관리 기법'을 제주 건설현장에서 시험 중에 있다, 드론을 이용한 토공량 산정 및 측량자동화 기술이 개발되고 있으며, 센서를 통해 얻은 빅데이터 기반의 유지관리사업, 시공관리 자동화 플랫폼인 DSC(Daewoo Smart Construction), 지진 모니터링 및 설비제어 시스템도 개발 중이다. 현대 건설 역시 현대차 그룹 계열사와 연대하여 지난해 말 개통된 제2영동 고속도로 현장에 '노면온도 예측시스템'을 적용하였으며, 현대차 ITS 워킹그룹과 함께 개발해낸 '터널 내 대피 안내시스템'도 창원~부산간 도로현장에 시범 적용된 바 있다. 이런 모습들을 보면서 우리나라 건설업도 4차산업 혁명의 파고를 힘차고 타고 있다고 혹자는 주장할지 모르겠다.

 

유감스럽게도 우리나라 건설업은 세계 기준으로 보았을 때, 특히 중국건설과 비교하면 4차산업혁명에 대한 준비와 대응이 한참 뒤지고 있다. 우리보다 후진국이라 치부했던 중국 건설업체의 4차산업혁명에 대한 대응은 이미 세계를 선도하고 있다. 3D 인쇄된 주택과 교량, 자동으로 운영되는 병원, 조립식 마천루빌딩...이 모든 것이 중국 건설업계에서는 이제 현실이다. 중국의 건설기업 윈선(Winsun)20143D 프린트된 주택과 주택단지를 건설하였으며, 두바이에 세계 최초로 3D프린트된 오피스 빌딩을 건설하였다. 윈선의 3D 인쇄공법은 기존 건설공정과 비교하여 건설비용은 약 80%, 인건비는 약 60%의 절감효과를 달성하고 있다. 또 다른 중국 건설기업 브로드(Broad) 그룹은 고층빌딩건설에 플랫팩(flat-pack) 공법을 활용해 ‘19일 마천루빌딩을 건설한 바 있다. ‘미니 스카이 시티라고 불리는 이 건물은 57층짜리이며, 건설공기는 19일로 고층빌딩 건설의 세계최단공기를 기록한 바 있다. 기존 건설공법 대신 플랫팩 공법을 적용한 결과 공기단축만이 아니라 20~40%의 비용절감을 이루었으며, 전통적인 중국의 빌딩에 비해 5배 정도의 에너지 효율성을 확보할 수 있었다.

 

눈을 중국에서 선진국으로 돌리면, 우리 나라 건설업의 처지는 더 참담하다. 네덜란드 암스테르담에 소재한 MX3D사는 3D 프린팅 공법으로 암스테르담 시내에 올 가을 세계 최초로 강철로 된 보행자다리를 건설할 예정이다. 스톡홀름에서는 세계 최대의 민관 협력 프로젝트이며, 유럽에서 가장 친환경적인 병원으로 꼽히는 NKS (New Karolinska Solna) 대학 병원건설이 한참이다. 연면적 10만평, 12,000개 이상의 방과, 35개의 수술실 및 17개의 MRI 스캔 장비실을 포함하고 있는, 이 거대한 병원의 복잡다단한 설계와 건설, 시설관리, 운영을 위해 모든 이해당사자들이 활용할 수 있는 빌딩정보시스템(BIM)이 구축되었으며, 이 빌딩정보시스템을 통해 의약품과 세탁물, 약품 배달 차량과 직원들의 동선 안내 자동화 시스템, 신재생에너지 및 음식물 쓰레기 재활용, 병원 에너지 관리 등이 수행되고 있다. 빌딩정보시스템을 3D모델링으로, 단순한 2D설계에서 파악하기 힘들었던 설계간섭 문제를 해결하는 수단으로 인식하고 있는 국내 건설업계로서는 상상하기 어려운 프로젝트라 할 수 있다.

 

세계 첨단의 건설업체들은 기획과 설계에 있어 3D모델링을 넘어서 빅데이타를 활용한 가성현실시스템의 세계로 넘어가고 있으며, 건설업 자체도 철근과 콘크리트라는 소재 범위를 넘어 디지털화되고 있다. 시카고에서 2014년 설립된 소프트웨어 회사 Uptake가 개발한 건설 공정 예측 분석 플랫폼은 건설에 있어 실시간 성능 모니터링, 유지 보수주기 개선 또는 중단 예측을 통해 효율성을 높이고 날씨 및 환경 정보의 실시간 및 과거 데이터를 사용하여 건설 회사의 장비를 효율적으로 활용할 수 있도록 지원하고 있다. 미국의 경제경영잡지 포브스 매거진은 Uptake2015년 가장 인기있는 벤처 기업으로 평가하였으며, Pitchbook은 이 기업의 시장가치를 20억 달러 이상으로 평가한 바 있다. 건설회사의 급격한 디지털화 현상을 보여주는 또 다른 좋은 예는 미국 캘리포니아주 브리즈번에 소재한 아디타즈(ADITAZZ)이다. 설계와 건설의 디지털화라는 주도하고 있는 이 기업이 수행하고 있는 상가개발 프로젝트의 예를 살펴 보자. 우선 기획단계에서 빅데이타를 활용해 상가건립시 입지에 따른 입점고객의 수와 수준을 예측하여 상가 임대와 임대료 수입이 극대화될 수 있는 업종과 규모를 산정하고 거기에 맞게 건축기본계획을 수립한다. 설계와 공정계획 수립시 복잡하지만 평범한 작업은 모두 자동화하고 3D BIM설계를 통해 실제 프로젝트의 오류 및 누락을 제거함으로써 생산성을 약 30% 향상시킴과 동시에 초기건설비용을 10% 줄이고 건물 수명을 10% 더 연장하는 효과를 달성하고 있다. 일본의 다국적 기계 제조업체인 고마츠(Komatsu)는 샌프란시스코에 소재한 무인 항공기 서비스 제공 업체인 스카이캐치 (SkyCatch)와 공동으로 드론이 조정하는 무인 로봇불도저를 개발해 기존의 건설노동력을 대체하고 있다.

 

4차산업혁명의 시대, 우리나라 건설업계가 준비할 수 있는 시간은 얼마나 남았을까? 세계경제포럼은 향후 10년이면 4차산업혁명의 파고를 탄 건설기업과 그렇지 않은 기업의 명암이 갈릴 것으로 전망하고 있다. 4차산업혁명을 2D설계작업의 3D모델링작업의 대체로, 드론으로 현장을 감시하며, 자동화된 건설로봇과 센서로 연결된 자동차단기 정도로 인지하고 있는 국내 건설업계는 3·4차산업혁명을 가르는 단애의 한 가운데서 끼여, 손바닥만한 하늘을 바라보고 있는 것은 아닐까? 너무나 커서 볼 수도 느낄 수도 없는 거대한 변혁이 우리를 덮치고 있다. 자 이제 깨어날 시간이다!

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