건설업체가 호소하는 인력난 이야기가 아니다. 자재를 옮기고 지게차를 운전하던 인간의 노동력이 건설 현장에서 사라지고 있다. 자동화, 무인화라는 이름으로 빠르게 진화 중인 건설 현장의 현재를 들여다 본다.
스마트 건설의 서막이 열리다
스마트 건설이란 건축, 토목, 플랜트 등에 IoT(사물인터넷), ICT(정보통신기술), 빅데이터, 로봇, 드론, BIM(3D 디지털 모델링)과 같은 첨단 기술이 융합돼 건설 현장에 적용되는 것을 의미한다. 좀더 쉽게 설명하자면 자재를 나르고 지게차를 운전할 사람이 필요없는, 그 자리를 로봇이나 드론이 대체하는 건설업계의 혁신적인 변화라 할 수 있다.
인력난과 수시로 발생하는 안전사고를 겪는 건설업계 입장에서 건설 현장의 자동화, 무인화는 반가운 소식이다. 실제 사례도 등장했다. 대우건설은 건설 산업용 원격 드론관제시스템을 구축했고, 현대건설은 숙련공의 업무 패턴을 프로그래밍화한 다관절 산업용 로봇을 국내 건설 현장에 시범 적용하기로 했다.
스마트 건설, 기술 융합이 관건
스마트 건설을 위한 관련 공공기관과 기업, 특히 스타트업과의 연구 개발이 활발히 진행 중이다. 기술 융합이 핵심인 만큼 협업 체계를 갖춰 대응하는 것이다. 스마트 건설은 크게 설계와 시공, 유지관리, 미래 분야로 나눌 수 있는데, 작년 11월 국내 최초로 열린 ‘스마트 건설 기술·안전 엑스포’에서 그 흐름을 한눈에 확인할 수 있었다. 스마트 설계 분야에는 BIM 설계 및 설계 자동화 기술이 접목될 수 있다. 드론 측량 및 데이터 분석 플랫폼 기술이나 VR(가상현실)을 활용한 다양한 시뮬레이션 기술도 기대된다.
금속 구조물로 만들어진 BIM 3차원 모델.
설계뿐 아니라 건설 공정 전반에 활용되는 드론.
스마트 시공 분야는 건설장비의 자동화가 두드러진다. 건설 현장의 장비를 통합관제하는 기술이 해당된다. 드론‧레이저 측량과 IoT 센서를 탑재한 스마트 굴삭기나 실제 장비에서와 똑같이 장비의 유압 동력, 엔진 사운드를 재생, 계측하는 정교한 스크린으로 진행하는 토목 시스템 등이 해당된다. 자동화된 장비를 활용한 스마트 공법은 기존 공법 대비 생산성이 약 50% 이상 향상된다는 한국건설기술연구원의 실험 결과를 통해서도 스마트 시공이 필수불가결한 것임을 깨달을 수 있다. 그 외 모듈러 시공 기술이나 안전성 여부가 중요한 대심도 지하공사 기술도 스마트해지고 있다.
건설 현장에서 스마트 굴삭기가 작업하는 장면.
건설 현장 장비 통합관제 기술의 필요성 대두.
시설물 유지 관리 분야도 스마트 기술과 만나게 된다. 보다 안전한 재료를 활용해 스마트 공법으로 시설물을 만드는 것만으로는 안심할 수 없다. 도로 침하나 다리 붕괴 사고 등이 지금도 세계 곳곳에서 전해지고 있기 때문이다. 스마트 유지 관리는 시설물의 안전성과 내구성을 파악해 성능 보강 계획을 세우거나 시설물의 수명을 예측해 대비하게 한다. 이를 위해서는 빅데이터를 활용한 데이터의 디지털화가 선행되어야 한다. 그 다음 로봇이나 차량 등을 활용해 시설물을 관리하게 될 것이다.
케이블교량 모형 및 점검 로봇 시연 장면.
설계와 시공, 유지 관리만으로 스마트 건설이 끝일까? 올 여름 우리는 장마가 아닌 홍수라는 재해를 경험하고 있다. 만약 IoT 기반의 재해 모니터링 시스템을 갖췄다면 피해를 줄일 수는 있지 않았을까 하는 아쉬움이 남는다. 건설 현장 근로자의 안전 사고를 예방하기 위해 위치 기반 서비스 활용에도 속도를 내야 할 것이다. 안전하고 환경을 고려한 스마트 건설이라야 그 기술의 가치가 있다.
미래 안전을 보장하는 스마트 건설 기술이 필요한 시점.
스마트 건설에 거는 기대
올해 1월 국토교통부는 2025년경까지 스마트 건설 핵심기술 상용화를 위한 계획을 발표하며 국가 차원의 지원을 약속했다. 스마트 건설은 다양한 첨단 기술과 건설 기술을 융합하면서 새로운 성장 동력의 물꼬를 터줄 것이다. 숙련된 근로자가 줄어들고 고령화 사회로 빠르게 접어든 우리나라에서는 더더욱 건설 기술의 자동화와 디지털화, 무인화가 절실하다.
글 편집부
자료 제공 국토교통부, 한국건설기술연구원
