디지털 기반 산업구조에 따른 새로운 전략 필요
4차 산업혁명에 따른 단계별 대응방안 도입해야
인재 양성, 안정적 공급망 확보, 소득 양극화 대비가 중요
4차 산업혁명이 화두로 떠오른 2016년 1월의 다포스 포럼 후 사회의 모든 분야에서 4차 산업혁명이 커다란 변화를 가져오고 있다. 여기에 최근 세계적으로 맹위를 떨치고 있는 코로나19로 인해 그 변화의 속도가 더욱 빨라졌다.
건설산업 분야에도 새로운 정보통신기술 등이 접목되면서 획기적인 건설공법과 건설 프로세스는 물론 건설산업의 전 Life-Cycle에서 일대 혁신이 일어나고 있다. 연결과 지능혁명인 4차 산업혁명과 코로나19로 인한 산업계의 메가트렌드에 산업구조의 변화, 생산방식의 변화, 사회 환경의 변화, 근로 형태의 변화, 소득의 양극화 등 많은 변화가 일어나고 있다.
이제까지의 산업혁명은 효율성과 가격경쟁력으로 대표되는 물질 중심의 대량생산과 대량소비를 중시했으며, 필연적으로 과잉생산에 따른 수많은 환경문제를 불러왔다. 뿐만 아니라 인류를 위협하는 전염병, 지구 온난화, 소득 양극화의 3대 위협요인의 주원인이 되었다.
코로나19와 같은 바이러스 전염병은 수많은 변종으로 기존 백신과 치료제를 무력화하는 등 인류에게 큰 위험이 되고 있으며, 지구온난화로 인한 농산물 생산의 급감과 해수면 상승은 지구에 또 다른 재앙을 초래하여 인류에게 큰 위협이 되고 있다.
빙하기 이후 1만년에 걸쳐 지구 평균기온이 섭씨 4도 상승한 반면, 산업화 이후 불과 100여년만에 1.1도가 상승했다. 이는 산업화 이전보다 무려 25배나 빠른 속도이며, 지금보다 2도 이상 상승하면 인류 문명의 붕괴까지 불러일으킬 수 있다는 것이 전문가들의 의견이다.
소득의 양극화는 새로운 경제위기를 불러왔다. 소수에게 대부분의 소득이 집중되면서 다수의 구매력이 감소했는데, 여기에 기계가 인간의 노동력을 대체하게 되면서 경제 공황을 불러일으켰다. 1929년 대공황 당시 미국의 양극화지수는 상위 10%의 소득점유율이 46%에 달했으며, 2차 세계대전의 발발로 31%까지 줄어들기도 했으나 전후 다시 증가하며 2007년 서브프라임 모기지 사태에는 무려 46%까지 치솟았다.
또 2020년 발발한 코로나19로 소비가 위축돼 공급과잉으로 경제위기에 대한 불안이 커지자 미국중앙은행이 양적완화를 위해 달러를 무한정으로 시장에 풀면서 양극화가 더욱 심해질 위기에 처했다.
◼ 산업계의 메가트렌드
첫 번째 흐름은 디지털 기반의 산업구조 중심으로의 변화이다. 산업 구조가 디지털 기반으로 재편되면서 서비스업의 발달이 가속화되고 제조업과 서비스업의 융합에 따른 제조업의 서비스화가 빠르게 진행되고 있다.
건설산업 또한 디지털 경제로의 전환에 따라 디지털화와 친환경화의 진행도 가속화되고 있으며, 이에 따라 사람과 사물이 서로 연결되는 플랫폼의 구축이 산업경쟁력의 가장 중요한 핵심요소로 떠오르고 있다.
두 번째는 생산방식의 변화이다. 건설시공에서도 무인화와 자동화, 기계화가 빠르게 진행되면서 사람과 기계간의 협업 및 상호작용으로 다양한 업무 형태가 창출되고 있다.
정보통신기술의 발달에 따라 원격조정방식의 건설기계 운영 및 작업현장 관리가 가능해졌으며, 디지털 생산시설을 갖춘 스마트 공장 도입에 따라 이제까지의 생산자 중심에서 소비자와 수요자 중심의 생산체제로 변경되어 개방형 제조서비스를 통한 개인 맞춤 생산이 활성화되고 있다.
건설산업에서도 시공자 중심 건설체제에서 발주자와 사용자중심의 건설시스템으로 변경되어 사용자 맞춤형 건설 생산 체제로 바뀔 것으로 예상되며 한편으로는 전 업종에 걸쳐 아웃소싱 확산, 원·하청 관계의 변화, 3D 프린터의 등장으로 1인 기업과 같은 새로운 기업 운영 방식으로의 변화에 따른 외주화가 확산될 것으로 전망된다.
세 번째로 사회 환경의 변화를 들 수 있겠다. 앞으로의 사회는 삶의 질의 향상을 위한 안전과 친환경 욕구가 크게 증대될 것이며 사용자 및 노동자의 복지와 안전, 건강문제가 핵심 과제로 대두될 것으로 보인다.
또한 전체 인구의 감소, 빈곤 노인층의 증가와 새로운 라이프스타일의 출현이 뉴 노멀(New Normal)시대의 진입을 불러오면서 기업의 신산업 선점을 위한 구조조정 및 청년실업 등의 부작용이 나타날 우려가 있다.
근로형태의 변화 또한 무시할 수 없다. 최근 출산율의 저하와 코로나19 방역수칙에 따라 건설업 내 청년 인력의 공급이 줄어들면서 고령자・여성노동자・외국인노동자 등의 대체 인력이 대거 유입됐는데, 이들을 위한 최적의 노동 환경을 조성해 생산성을 유지하거나 향상시키는 것이 중요한 과제로 대두될 것이다.
또한 산업구조의 변화에 따라 다양한 형태의 고용관계 발생 및 무인운반차・자율주행 건설기계・드론・3D프린터・건설용 로봇 등 다양한 형태의 신기술들이 건설 현장에 도입될 것이다.
이로 인해 작업환경과 생활공간의 경계가 붕괴돼 전통적 작업시간의 개념도 모호해질 것이며, 디지털기반 노동확대로 노동자들의 지능정보기술 학습 능력이 요구됨에 따라 교육기관에서 이에 대한 적절한 교육을 실시할 필요가 있다.
또 플랫폼 경제의 확산에 따라 비정형적인 고용이 계속 늘어나면서 이에 맞춘 인력구조의 재편이 필요해질 것이다.
또한 4차 산업혁명을 거치며 사물과 인간이 상호 연결됨에 따라 소통을 위한 ‘표준’이 필요해졌다. 이에 우리의 인간중심의 건설기술이나 시스템이 국제표준이 될 수 있도록 역량을 기울여야 할 때다.
현재 세계 곳곳에서 초연결, 초고속, 초지능화로 인공지능, 사물인터넷, 클라우드, 빅데이터, 모바일 등 산업이 발전하면서 여러 분야의 산업이 하나로 결합하는 등의 변화가 끊임없이 일어나고 있다. 나아가 코로나19로 무인화 등의 변화가 가속되면서 기업규모, 비대면 트렌드, IT산업 활용여부, 수도권-비수도권 간 격차, ESG 등 새로운 경영 방식 및 재택근무 여부 등 새로운 형태의 양극화가 일어나고 있다.
이에 따라 산재 취약계층의 산업 재해 방지에 대한 대책이 필요하다. 또한 노동형태 변화에 맞춘 안전보조관리 체계를 통해 새로운 노동 환경에 적합한 안전관리가 필요한 시점이다. 단순히 노동자 개개인에 대한 안전관리교육뿐만 아니라 전체적인 안전관리시스템의 구축을 통한 혁신적인 안전관리로 사고를 미연에 방지할 수 있는 제도 개혁이 그 무엇보다 중요한 때다.
◼ 건설산업의 현 위치
“현존하는 기업은 10년 이내에 40%가 망할 것이다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 디지털로 변신한 기업만 살아남는다.” 존 챔버스 전 시스코 회장의 예언이다.
현재 시가총액 세계 상위 10위 기업을 모두 서비스업 기업이 차지하고 있으며, 서로 다른 분야의 기술을 융복합해 전에 없던 새로운 제품, 서비스, 비즈니스를 만들어 내는 것이 새로운 시대의 핵심 경쟁력으로 떠오르고 있다.
건설산업도 예외가 아니다. BIM・드론・인공지능・사물인터넷・빅데이터・스마트건설기계・지능형 건설로봇・무인기・가상현실 및 증강현실・SCM 등 새로운 기술들을 적극적으로 활용하고 융합해 현장에 최적화함으로써 경쟁력을 확보한 기업만이 살아남을 수 있다. 우리에게 최적화된 적합한 비즈니스 모델, 새로운 플랫폼을 구축해야 한다.
4차 산업혁명시대, 지금 우리 건설산업은 어디에 있는가. 세상은 어떻게 변하고 있고 업계는 어떻게 대처하고 있으며, 이에 우리는 어디로 나아가야 할 것인가.
4차 산업혁명은 인공지능(AI)・사물인터넷(IoT)・3D 프린팅 기술・빅데이터・건설용 로봇시스템 기술・가상증강현실 등의 등장과 발전으로 초연결성・초지능화・초스피드화의 특성을 가지고 산업뿐만 아니라 우리 생활의 모든 분야에 변화와 혁신을 가져오고 있다.
그러나 현재 우리나라는 4차 산업혁명 준비정도가 전 세계 139개국 중 25위에 그치는 등 말레이시아(22위), 체코(24위)보다도 준비가 미흡한 실정이다.
더구나 건설산업은 지난 50년간 다른 산업들과 달리 지속해서 경제 생산성이 떨어지고 있다. OECD의 통계에 따르면 1989년~2009년 사이 기타 산업의 생산성이 63% 오른 반면, 건설산업의 생산성은 22%나 감소한 것으로 나타났다.
수익성이 높은 기본설계, 개념설계는 거의 해외 기업들에 빼앗긴 채 상세설계만 담당하는 실정이며 사물인터넷(IoT)・인공지능(AI)・클라우딩・빅데이터・BIM・조립식 건축 등 지속적으로 영향력이 커지고 있는 신기술의 도입도 점점 뒤처지고 있다.
인공지능 기술의 활용도는 23개 직종 평균이 16.6%인 반면 건설 관련 직종은 11.4%에 머물렀고, 사물인터넷 기술 활용도 9.1%에 그치는 등 23개 직종 평균인 11.9%에 못 미치는 것으로 나타났다. 그나마 가상현실과 드론 등 공정에 활용할 수 있는 기술들이 2.3%와 4.5%로 조금 앞서 있다.
이를 해소하기 위해서는 지능정보통신(ICBM+AI)과 신기술을 결합한 건설의 기획-설계-시공-운영-폐기 등 생애주기 전반에 걸쳐 연계되는 통합프로세스를 적용, 건설프로세스의 변화를 가져올 수 있는 신기술을 활용한 모듈러 건축, 3D 프린팅 건축, ICT 등을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템을 구축해야 한다.
■ 건설산업 단계별 4차 산업기반 기술의 적용
이제 건설산업의 밸류체인 변화 및 4차 산업기반 기술의 적용과 활용성을 살펴볼 차례다.
건설산업을 ▷기획·설계 ▷구매조달 ▷시공·감리 ▷유지보수의 4단계로 체계화해 각 단계에 따라 4차 산업혁명의 새로운 구체적인 대응방법을 모색하며 신기술 도입 시 인간중심의 ALL-WIN(공존 공영)하는 이념을 기반으로 산업별·기업별·공종별로 최적화된 시스템을 구축해야 할 때가 왔다.
◇기획·설계 = 최근 건설공사가 대형화하면서 기획·설계단계에서부터 발주자·시공자 간의 협업이 중요해졌다. 발주자가 설계완료 전에 기술수준, 공법, 프로젝트의 기간과 비용 등의 정보를 설계자에게 제공함으로써 프로젝트의 효율을 높일 수 있게 된 것이다.
BIM(Building Information Modeling)은 3차원 정보모델을 기반으로 시설물의 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 활용할 수 있도록 시설물의 형상 및 속성 등을 표현하는 디지털모델로 사업 관계자들의 협업을 이끌어낼 플랫폼 역할을 수행하는 데에 있어 가장 중요한 핵심기술이다.
여기에 가상현실(VR)·증강현실(AR) 등으로 가상건축물을 직접 체험함으로써 서로의 의견을 교환하며 이를 설계도에 반영하고 변경내용을 바로 확인할 수도 있다.
◇구매조달 = 한편 우리나라의 건설산업에서는 설계 및 시공단계에 비해 구매조달의 중요함을 간과하는 경향이 있다. 그러나 건설공사의 대형화가 진행되면서 구매조달의 중요성이 점점 높아지고 있는 만큼 전략적인 수주체계 확립과 수주 후의 합리적인 조달계획이 매우 중요해지고 있으며 이를 위해서는 신기술들을 빠르게 접할 수 있는 글로벌 SCM(Supply Chain Management)의 도입이 필요한 시점이다.
이와 더불어 전 세계적으로 구매조달 단계에서 사물인터넷과 빅데이터를 적극 활용하는 추세가 퍼지고 있다. RFID(전자태그)을 건설자재, 건설기계 및 현장 노동자에게 탑재해 무선 정보통신으로 정보를 추적하며 실시간으로 정보를 추적 관리하는 기술로 건설자재관리의 효율화를 통해 30% 이상의 공기를 단축하는 등의 효과를 거두고 있다.
◇시공·감리 = 시공단계에서도 드론·3D프린팅·스마트건설기계·모바일기기 등 4차 산업혁명 기반 기술이 BIM 플랫폼을 통해 스마트건설을 구현하고 있다.
드론으로 부지를 측량해 얻은 정보를 기반으로 자동으로 굴착량을 계산하고 이를 통해 시뮬레이션을 거친 뒤 공사 공정 및 안전계획을 실행함으로써 비용과 시간을 감축시킬 수 있다.
또한 3D 프린팅 기술이 발전함에 따라 설계된 건물의 기본 자재들을 현장에서 조립하는 작업이 이루어지고 있으며 건설 프로세스의 자동화가 이루어지는 모듈러 공법이 활성화되고 있다.
뿐만 아니라 태블릿 PC·스마트글래스·스마트헬멧 등 첨단 기기를 통해 시공현장의 생산성과 커뮤니케이션을 증진함으로써 협업과 자료공유에 큰 도움이 되고 있으며, 시공단계에서 설계 변경으로 낭비되는 비용을 최소화하고 현장 노동자들의 안전도 확보하고 있다.
◇유지보수 = 유지보수 작업 또한 IoT을 활용한 유지관리시스템을 구축, 건축물 및 시설물의 효율적인 관리를 통한 비용 절감은 물론 해당 건축물 및 시설물의 성능 향상을 위한 유지보수 계획도 실시간으로 수립할 수 있으며 순찰 드론을 통해 외벽 균열 및 부식 등 시설물의 안전상태를 실시간으로 확인함으로써 화재나 지진 등의 천재지변 및 안전사고 예방 등의 효과를 거둘 수 있다.
■ 우리나라 건설산업이 취해야 할 전략
4차 산업혁명을 부르짖은 경제학자 클라우스 슈밥(Klaus Schwab)은 4차 산업혁명이 가져올 변화의 속도는 과거의 산업혁명과는 비교도 안될 만큼 빠르며 이를 제때 준비하지 않으면 어떤 국가나 기업도 살아남을 수 없을 것이라고 경고했다.
건설산업 또한 4차 산업혁명을 맞아 지능정보통신(ICBM+AI)과 인공지능, 지능형 로봇, 드론, 무인화 공정, IoT, 3D 프린팅, 가상·증강현실(VR, AR) 등 신기술을 적극 활용해 그 생산성을 획기적으로 끌어올릴 필요가 있다.
◇건설산업의 전 라이프사이클을 연결하는 플랫폼 구축 = 기획·타당성설계·구매조달·시공·감리·유지보수 등 각 공정들을 지능정보통신으로 연결할 수 있는 K-건설 종합 플랫폼을 구축해야 할 때다.
종합 플랫폼을 통해 각 공정들을 연결하고 최적화해 관리하고, 이를 통해 단계별로 신산업의 창출을 위한 새로운 플랫폼 구축에 노력해야 한다. 이를 위해서는 반드시 ALL-WIN할 수 있는 인간중심의 핵심가치를 구현할 수 있는 시스템이 무엇보다 중요하다.
◇스마트 건설기계 및 자동화 시스템 개발 = 스마트 건설기계 및 자동화 시스템의 개발 및 발전을 위해서는 건설업과 건설기계업 간의 협력이 필요하다.
자동화 시스템을 통한 각 시공 과정의 무인화 및 스마트화 건설기계 개발을 효율적으로 진행시키고 국제경쟁력을 끌어올리기 위해 민관이 힘을 합치고, 정부 차원의 국책 사업들을 발굴해 적극적으로 추진해야 한다.
◇건설산업의 연구개발 및 인력개발 = 단순히 인력을 많이 투입하는 것이 아니라 각 인력에게 첨단 기술을 자유자재로 다룰 수 있는 능력을 배양하는 것이 중요하다.
인간중심의 통찰력을 가진 첨단 기술인력의 양성을 통해 건설산업 연구의 질을 끌어올리는 사업이 절대적으로 필요한 시점이다.
◇유지보수 시장 확대에 대비 = 2020년 이후 건축물 및 사회기반시설의 유지보수 수요가 급증함에 따라 이에 대한 대책을 수립해야 한다는 목소리가 높아지고 있다.
특히 유지보수는 재건축(Rebuild), 개축(Renewal), 보수(Repair), 보강(Reinforcement)등의 세부 시장으로 나뉘며, 각 시장의 특성에 맞춘 철저한 준비가 필요하다.
이와 더불어 IoT와 지능정보 통신기술을 활용한 장비 및 시설의 예지정비시스템, 유지보수시스템 구축이 필요한 시점이다.
또한 앞으로는 신도시 개발· 광역교통망 확충 등 대규모 신규프로젝트가 축소되는 대신, 노후 시설의 재건축비중이 건설시장에서 확대될 전망이며, 이에 따라 공공 부문에서도 유지보수 수요가 대폭 증가할 것으로 예상되는 만큼 이를 효율적으로 관리할 수 있는 시스템을 구축해야 한다.
◇글로벌 구매 공급망 관리(SCM:Supply Chain Management) 시스템 구축 = 코로나19가 전 세계를 강타하면서 공급망의 확보가 각 산업계의 화두로 떠오르고 있다. 전 세계를 잇고 있던 연결망이 한 순간에 끊어지면서 전 세계는 공급망의 부재에 따른 부작용을 뼈저리게 느꼈다.
각 기업들은 불확실하고 변화무쌍한 환경 속에서 안정적인 공급망 확보를 위해 머리를 싸매기 시작했다. 이 과정에서 뉴노멀과 디지털 전환시대에 SCM이 기업 생태계의 핵심 요소로 자리매김했으며 클라우드 서비스 및 인공지능, 디지털 혁신 솔루션 등을 기반으로 한 글로벌 SCM을 구축하고 이를 관리하는 능력이 요구되기 시작했다.
◇소득 양극화에 대한 대비 = 기업 규모, 비대면 트렌드, IT 기술 활용 등 양극화를 일으키는 원인을 분석함으로써 보다 적극적인 대책을 수립해 양극화에 따른 업계·기업·각 개인의 피해를 최소화하도록 하는 노력이 필요하다.
신기술의 도입에 따른 효율성 제고를 통해 이를 소득 양극화를 해결할 수 있는 제도의 개선과 연결함으로써 모든 사람들이 행복한 사회를 이룩해야 할 때다.
◇운영시장 성장 및 시공부문과의 시너지 확대 = 앞으로는 각 건축물을 대상으로 임대관리 및 유지관리, 자산관리 시장까지 영역을 넓히는 가치 사슬 확장에 관심을 가져야 할 것이며 사회기반시설을 대상으로 해당시설의 운영·유지보수를 포함한 위탁관리로 사업범위를 넓히는 방안을 심도 있게 고려해야 할 때다.
특히 남북 간 경제 협력 추진에 있어서도 IoT 기술을 활용한 건설기계 원격관리 시스템을 구축하고 시설 및 장비를 효율적으로 관리하는 것이 아주 중요하다고 볼 수 있겠다.
■ 맺음말
4차 산업혁명과 포스트 코로나 시대를 맞이하고 있는 지금, 건설산업 또한 친환경, 인본주의적 시스템으로 혁신해야 한다.
현재 인류를 위협하는 경제 위기, 전염병, 지구온난화, 소득 양극화 등을 효율적으로 해결하기 위해서는 홍익인간 사상에 기반을 둔 패러다임변화에 따른 새로운 시스템의 구축이 그 무엇보다도 중요하다고 생각한다. 끝없는 탐욕과 이기주의에 기반한 시스템은 인류의 공멸을 불러일으킬 뿐이다.
또 이제껏 선진국들을 모방하며 그들의 뒤를 쫓기만 했던 20세기의 대한민국과 달리 21세기의 대한민국은 새로운 분야에서 새로운 혁신을 이루는 ‘선각자’의 위치에 서야 한다.
우리의 건설산업 역시 유연하고 개방적인 사고를 통해 혁신과 기술적 통합과 변화를 주도하며, 인간과 자연이 함께 공존할 수 있는 사회를 건설하고, 홍익인간 사상에 기반을 둔 한국형 건설산업 모델을 통해 세계 건설산업을 선도하고 지구를 살림으로써 모든 인류가 행복한 지구촌을 만드는 데 앞장설 때다.
한국건설신문