지난 2016년 1월 있었던 다포스 포럼 이후, 4차 산업혁명이 산업계는 물론 사회의 모든 분야에서 커다란 변화의 파도로 다가오고 있다. 
여기에 더하여 전세계에 맹위를 떨치고 있는 코로나19로 인하여 변화의 속도는 상상을 초월하는 정도로 빨라졌다. 
건설산업에서도 새로운 정보통신기술 등이 접목되어 획기적인 건설공법과 건설프로세스는 물론 전반적인 Life-Cycle에서 혁신적인 변화가 일어나고 있다. 

■ 산업계 메가트렌드 변화
첫 번째는 디지털 기반의 산업구조 중심으로의 변화이다. 
아날로그 중심에서 디지털 기반 경제 중심으로 산업구조가 변경되면서 사람과 사물이 서로 연결되는 플랫폼의 구축이 산업경쟁력의 가장 중요한 핵심요소로 떠오르고 있다. 건설산업 역시 위험한 작업들에 로봇을 투입하는 등의 변화를 겪고 있다.

두 번째는 생산방식의 변화이다. 
스마트 기반 기술에 의한 건설시공에서도 무인화와 자동화, 로봇화가 빠르게 진행되고 있다. 사람과 기계간의 협업 및 상호작용으로 다양한 업무 형태가 생겨나고 있다. 
지능형 로봇과 디지털 생산시설을 갖춘 스마트 공장을 도입하는 등 이제까지의 생산자 중심에서 소비자와 수요자 중심의 생산체제로 변경되면서 개방형 제조서비스를 통한 개인 맞춤 생산이 활성화될 것으로 보이며, 건설산업 역시 시공자 중심 건설체제에서 발주자와 사용자중심의 건설시스템으로 변경되어 사용자 맞춤형 건설 생산 체제로 바뀔 것으로 예상된다.

세 번째는 사회 환경의 변화이다. 
인구의 감소, 빈곤 노인층의 증가와 새로운 라이프스타일의 출현으로 기업 역시 뉴노멀(New Normal)시대의 진입에 따라 신산업 선점을 위한 구조조정이 불가피한 실정이다.

네 번째는 물질 중심사회의 양극화 문제이다.
최근 사회 전반에서 3차 산업혁명시대의 물질중심 사회에서 일어나는 양극화를 해소하고. WIN-WIN을 넘어 ALL-WIN 사회로 나아가기 위한 제도와 시스템을 구축하고 조직의 구성원들에게는 혁신적인 인성교육이 필요하다는 움직임이 대두되고 있다. 
이에 홍익인간(弘益人間) 사상에 입각, 혼자만이 아닌 우리 모두가 행복한 사회를 만들겠다는 꿈과 철학이 필요한 실정이다.

다섯 번째는 노동형태의 변화이다. 
4차 산업혁명은 건설산업 현장 내 인력구성에도 큰 변화를 예고하고 있다. 
무인운반차, 자율주행 건설기계, 드론, 3D프린터, 건설용 로봇 등 다양한 형태의 신기술들이 건설현장에 나타날 것은 물론, 작업 공간과 생활 공간의 경계가 허물어지면서 전통적 작업시간의 개념도 모호해질 것이다. 
또한 디지털 경제시대로 접어들면서 디지털기반 노동확대로 노동자들의 지능정보기술의 학습 능력이 요구되는 바, 이에 대한 적절한 교육시스템을 구축하는 것이 중요하다.

여섯 번째는 사물과 인간의 상호 연결이다. 
4차 산업혁명에서는 사물과 인간이 ‘인터넷’을 통해 연결, 이를 위한 통신 및 소통의 표준 기준이 필요하다.
좀 더 적극적으로 표준화 작업에 참여하여 우리의 인간중심의 건설기술이나 시스템이 국제표준이 되도록 적극 노력해야 하며, 이에 따라 국제 표준 선점이 어느 때보다도 중요한 시기이다. 

일곱 번째는 소득 양극화의 심화다.
4차 산업혁명과 코로나19로 촉진된 디지털화, 무인화 등의 트렌드는 코로나 종식 여부와 관계없이 계속 될 것으로 보이며, 앞으로는 이 흐름을 활용하지 못한 기업이나 개인이 양극화의 최대 피해자가 될 것이다.
기업규모, 비대면 트렌드, IT산업 활용여부, 수도권과 지방, ESG 경영 실현과 재택근무 여부 등에 따른 양극화가 이미 사회 곳곳에서 나타나고 있다.

여덟 번째는 커넥티드 로봇 시대의 개막이다.
커넥티드 로봇이 산업용 로봇, 청소로봇, 매장 내 안내 로봇 등 다양하게 활용되기 시작하면서 사람과 기계의 소통, 혹은 사람과 사람 간의 휴먼 네트워크 수단으로 주목받고 있다. 
특히 코로나19로 인해 각종 일터의 형태가 원격근무 또는 재택근무로 바뀌면서  AI나 5G 등 초연결과 초지능 기술의 발달에 힘입어 물리적으로 원거리에서도 제어, 소통할 수 있는 점이 각광받고 있다.

아홉 번째는 사회 각 계층의 안전, 보건, 환경 등에 대한 관심과 가치 확산이다.
노동형태가 변화함에 따라 이에 적합한 안전보조관리 체계가 필요한 바, 급변하는 노동환경에 적합한 안전관리가 필요한 실정이다.
이를 위해서는 각 노동자들을 대상으로 한 안전관리교육을 넘어, 전반적인 안전관리시스템의 구축을 통해 사고를 미연에 방지하는 등의 혁신적인 개혁이 필요하다.

■ 건설산업의 현주소
게임의 법칙이 바뀌고 있다. “현존하는 기업은 10년 이내에 40%가 망할 것이다. 4차 산업혁명 시대를 맞아 디지털로 변신한 기업만 살아남는다.” 존·챔버스 전 시스코 회장의 예언이다.
시가총액 세계 상위 10위 기업 모두가 서비스 기업이다. 지능정보통신과 신기술을 산업 등 생활 모든 부문에 융복합 시켜 전혀 새로운 제품, 서비스, 비즈니스를 만들어 내는 것이야말로 경쟁력의 핵심이다. 
건설산업도 예외는 아니다. 새로운 기술인 BIM, 드론, 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 스마트건설기계, 지능형 건설로봇, 무인기, 가상현실, 증강현실, 혁신적SCM 등 새로운 기술들을 융합시켜 최적화를 통해 경쟁력을 확보하는 기업만이 생존할 수 있다. 
변화하는 비즈니스 환경에 우리에게 최적화된 적합한 비즈니스 모델, 새로운 플랫폼을 구축해야 한다. 
4차 산업혁명시대 우리 건설산업의 위치는 어디쯤일까. 세상은 어떻게 변하고 경쟁기업들은 어떻게 대처하고 있으며 우리는 어떻게 대처해 나가야 할까.
경제성 측면에서 바라보면 지난 50년간 건설산업은 다른 산업들과 비교해서 지속해서 생산성이 저하되고 있다. 
OECD의 통계에 따르면, 지난 1989년~2009년 사이 기타 산업의 생산성은 63% 오른 반면, 건설산업의 생산성은 22%나 감소한 것으로 나타났다.
우리나라의 건설산업의 현주소도 부가가치가 높은 기본설계, 개념설계는 거의 해외업체들이 차지하고 상세설계만 담당하고 있으며, 신기술인 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 클라우딩, 빅데이터, BIM, 조립식 건축 등 지속적으로 영향력이 높아지는 기술도입도 뒤처지고 있는 실정이다. 
이에 대응하기 위해 최근 대기업을 중심으로 4차 산업혁명의 신기술들을 적극적으로 도입하기 시작했다.
그 밖에도 고령화, 기후변화, 재난재해, 남북통일 등 사회적 이슈 문제도 남아 있다.
지능정보통신(ICBM+AI)과 신기술을 결합한 건설의 기획-설계-시공-운영-폐기 등 생애주기  전반에 걸친 연계가 이루어지는 통합프로세스 적용을 통한 건설프로세스의 변화를 가져올 수 있는 신기술을 활용한 모듈러 건축, 3D프린팅 건축, ICT 등 시스템의 구축이 필요하다. 
4차 산업혁명은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 3D프린팅 기술의 발전, 빅데이터, 건설용 로봇시스템 기술, 가상증강현실 등의 등장과 발전으로 초연결성, 초지능화, 초스피드화의 특성을 가지고 산업뿐만 아니라 우리 생활의 모든 분야에 변화와 혁신을 가져오고 있다. 
그러나 우리나라의 4차 산업혁명 준비 정도는 전 세계 139개국 중 25위에 그치는 등 말레이시아(22위), 체코(24위)보다도 낮은 수준에 머물러 있다. 
건설산업의 4차 산업혁명 핵심기술 활용도도 타 산업 대비 현저히 떨어진다는 것이 고용정보원 조사 결과이다.
인공지능 기술은 23개 직종 평균이 16.6%인 것에 비해 건설관련 직종은 11.4%에 머물렀으며, 사물인터넷 기술 또한 9.1%를 기록, 11.9%인 전체 업종 평균에 못 미치는 것으로 나타났다.

■ 건설산업의 밸류체인별 4차 산업혁명 신기술 도입
이제 건설산업의 밸류체인 변화와 4차 산업기반 기술의 적용과 활용성을 살펴보자.
건설산업의 밸류체인은 ▷기획‧설계 ▷구매‧조달 ▷시공‧감리 ▷유지‧보수의 4단계로 나뉘며, 각 단계별로 신기술을 도입하는 과정에서 인간중 심의 ALL-WIN 이념을 기반으로 산업별, 기업별, 공종별로 최적의 새로운 시스템으로 구축할 필요가 있다.

◇기획‧설계
최근 건설공사가 대형화, 복잡화되면서 기획, 설계단계에서부터 발주자, 시공자와의 다양한 협업이 필요해졌다. 
발주자는 설계완료 전에 기술수준, 공법, 프로젝트의 기간과 비용 등의 정보를 설계자에게 제공하여 프로젝트의 효율을 높일 수 있다. 
BIM(Building Information Modeling)은 3차원 정보모델을 기반으로 시설물의 생애주기에 걸쳐 발생하는 모든 정보를 통합하여 활용할 수 있도록 시설물의 형상, 속성 등을 정보로 표현하는 디지털모델로 사업관계자들의 협업을 이끌어낼 플랫폼 역할을 수행하는 4차 산업혁명시대 건설산업에 도입해야 할 핵심기술이다.
여기에 가상현실(VR), 증강현실(AR)을 통해 가상건축물을 체험해가면서 의견교환을 통해 설계도를 변경하고 변경내용을 바로 확인하여 기존의 2D와 3D도면 검토 시 보다 매우 효율적으로 결정할 수 있다. 
그 밖에도 드론을 통한 현장 측량데이터를 3D로 변환해 설계와 시공에 연결시킬 수도 있다.

◇구매‧조달
우리나라의 건설산업에서는 구매‧조달이 설계 또는 시공 등에 비해 다소 저평가되는 면이 있다.
그러나 프로젝트의 대형화 및 복잡화로 구매조달의 중요성이 점점 높아지고 있어 전략적인 수주체계 확립과 수주 후의 합리적인 조달계획이 매우 중요하므로 구매조달 단계에서 신기술들이 도입된 글로벌SCM(Supply Chain Management) 도입이 필요하다.
최근 구매조달에서도 사물인터넷과 빅데이터 활용이 도입되고 있다. 
RFID(전자태그)을 건설자재, 건설기계와 인력에 내장시켜 무선정보통신으로 정보를 추적하는 시스템의 도입이다. 실시간으로 정보를 추적 관리하는 기술로 건설 자재관리의 효율화를 통해 30% 이상의 공기를 단축하는 등 다양한 업무에서 활용되고 있다. 
4차 산업혁명의 핵심기술인 데이터화(IoT), 정보화(클라우드, 빅데이터), 지능화(AI), 스마트화(아날로그화)의 4단계 과정을 통해 최적화 및 작업효율을 증가시키는 방안을 강구해야 한다.

◇시공‧감리
시공단계에서는 드론, 3D프린팅, 스마트건설기계, 모바일기기 등 4차 산업혁명 기반 기술이 BIM플랫폼을 통해 스마트건설을 구현시키고 있다. 
드론을 활용하여 부지를 측량하고, 이를 기반으로 자동으로 굴착량을 계산해 그 자료를 건설기계에 전달, 시공계획을 세워 시뮬레이션을 거쳐 공사 공정 및 안전계획 실행으로 비용과 시간을 감축시킬 수 있다. 
3D프린팅 기술이 발전함에 따라 BIM으로 설계된 건물의 구성요소들이 공장에서 자동으로 생산되고 현장에서 조립위주의 작업이 이루어져 건설프로세스의 자동화가 이루어지는 모듈러공법이 활성화될 것이다. 
태블릿PC, 스마트글래스, 스마트헬멧 등 모바일기기는 시공현장의 생산성과 커뮤니케이션을 증진해 협업과 자료공유에 큰 도움을 주어 시공단계에서 발생할 수 있는 설계변경이 재시공으로 이어져서 비용과 시공이 낭비되는 설계변경을 최소화하고 안전관리도 향상시킬 수 있다. 

◇유지‧보수
유지관리 분야에서 IoT를 활용한 유지관리시스템을 구축하여 건물이나 시설의 효율적인 관리로 비용절감은 물론, 건물이나 시설의 성능 향상을 위한 유지보수 계획을 최적화 할 수 있다.
또한 순찰 드론을 활용해 외벽 균열 및 부식 등을 언제든지 저렴한 비용으로 정밀하게 촬영할 수 있으며, 지능형 로봇, 스마트지진계, 사물인터넷 등 신기술을 활용한 IoT 플랫폼을 통해 안전사고, 화재, 지진, 미세먼지 감지 등 첨단 유지관리시스템을 구축할 수 있다.

■ 앞으로의 전략
4차 산업혁명시대의 도래를 주장한 클라우스 슈밥은 “앞으로 4차 산업혁명이 가져올 변화의 속도는 과거의 산업혁명과는 비교도 안될 만큼 빠르며, 이에 대비하지 않는 국가나 기업은 필연적으로 도태될 수밖에 없다”고 말한 바 있다.

◇4차 산업혁명 신기술 및 정보통신과의 융복합화
건설산업이 4차 산업혁명시대에 살아남기 위해서는 지능정보통신(ICBM+AI)과 신기술인 인공지능, 지능형 건설용 로봇, 드론, 무인자율형 건설기계, IoT, 3D 프린팅, 가상·증강현실 등 신기술과 융복합해 그 생산성을 획기적으로 향상시켜야 한다. 

◇건설산업의 전 라이프사이클을 연결할 플랫폼 구축
기획, 타당성설계, 구매조달, 시공, 감리, 유지보수 등을 지능정보통신을 통해 단계별로 다양한 로봇으로 최적화해 연결하는 K-건설 종합플랫폼을 구축해야 한다.
이를 통해 단계별로 최적화하고 이를 연결하여 건설산업 전 공정을 다양한 로봇의 도입으로 최적화하고 관리해야 한다. 
이를 통해 단계별로 신산업의 창출을 위한 새로운 플랫폼 구축에 노력해야 한다. 여기에는 반드시 ALL-WIN할 수 있는 인간중심의 핵심가치를 구현할 수 있는 시스템으로 구축해야 한다.

◇건설산업계와 건설기계산업계 간 협력
시공자동화시스템과 무인화 및 스마트화 건설기계 개발을 위해서는 양 산업계와 정부의 협력으로 국책사업으로 진행해야 하며, 건설산업의 국제경쟁력 강화를 위해서는 지능형 건설로봇을 활용한 건설시공자동화와 건설기계 스마트화에 국가적인 차원에서 매진해야 한다. 

◇건설산업 내 스마트 기술 연구 및 인력 개발
이제는 인력의 양이 문제가 아니라 적재적소에 필요한 첨단기술을 가진 인력이 필요하며, 인간 중심의 사고와 뛰어난 통찰력을 가진 첨단기술 인력을 양성해야 한다.

◇유지보수시장 확대 대비
건축물 및 사회기반시설의 유지보수 수요 급증에 대한 대책을 수립해야 한다. 
유지보수수요는 재건축(Rebuild), 개축(Renewal), 보수(Repair), 보강(Reinforcement)등으로 세부시장이 형성되고 있으며, 이에 대비해 IoT 및 지능정보 통신기술을 활용한 장비와 시설의 예지정비시스템과 유지보수시스템 구축이 필요하다. 

◇신축시장 축소 및 질적 향상
신도시 개발· 광역교통망 확충 등 대규모 신규프로젝트가 축소되는 대신 노후시설의 재건축비중이 건설시장에서 확대되므로 신축시장은 축소되고 공공부문도 유지보수 수요급증으로 신축시장이 상당 폭 축소되므로 이에 대비해야 한다. 

◇글로벌 구매공급망 관리(SCM) 시스템 구축
4차 산업혁명, 특히 코로나19시대에 있어 가장 중요한 것은 단연 ‘공급망’이다.
전 세계를 촘촘히 이어주던 연결고리가 한 순간에 끊기면서, 기업들은 공급망의 부재가 얼마나 치명적인지를 통감했다.
기업들은 불확실하고 급변하는 경영환경에서 너도 나도 공급망 리스크 개선에 나섰고, 뉴노멀과 디지털 전환시대에 SCM이 기업생태계의 핵심요소로 자리매김했다. 
클라우드서비스와 인공지능, 디지털 혁신 솔루션을 기반으로 한 글로벌 SCM의 효율적인 관리가 기업 경쟁력의 핵심이 된 것이다.

◇소득양극화 대비
기업 규모, 비대면트렌드 ,IT산업 활용여부, ESG 경영 등 양극화를 유발하는 원인을 분석하여 사전적이고 전략적인 대책을 통해 양극화에 따른 산업, 기업, 개인의 피해가 최소화되도록 정부와 기업과 개인들의 노력이 절실한 시점이다. 
신기술의 도입에 따른 효율향상이 소득양극화를 해결하는 제도개선과도 연결되어 모든 사람들이 행복한 사회를 만들어야 지속가능성을 유지할 수 있다.

◇운영시장 성장 및 시공부문과의 시너지 확대
주택을 포함한 건축물을 대상으로 임대관리 및 유지관리, 자산관리 시장까지 영역을 넓히는 가치사슬 확장에 관심을 가져야 함은 물론, 사회기반시설을 대상으로 해당시설의 운영, 유지보수를 포함한 위탁관리로 사업범위를 넓히는 방안을 심도 있게 고려해야 한다. 
특히 남북경제협력 추진 시 IoT 기술을 활용한 건설기계 원격관리시스템 구축으로 시설 및 장비의 효율적인 관리운영이 필요하다. 
앞으로는 건설산업도 4차 산업혁명과 포스트코로나시대에 적합한 디지털화되고 친환경적인 단계별 인공지능로봇과 인본주의적 시스템으로 혁신해야 한다.
현재 인류를 위협하는 경제위기, 전염병, 지구온난화, 소득양극화를 해결하기 위해서는 홍익인간사상에 기반을 둔 패러다임변화에 따른 새로운 시스템을 구축해야 한다.
더 이상 물질 중심의 사고방식과 이기주의로 얼룩진 시스템으로는 문제를 해결할 수 없다.
20세기의 한국은 누군가를 따라가기에 급급했지만, 21세기 한국은 새로운 분야에서 새로운 혁신을 이루어야 한다.
건설산업 분야도 마찬가지로 새로운 사고방식으로 혁신과 기술적 통합과 변화를 주도해 인간과 자연이 함께 공존하는, 인간의 가치와 행복을 최우선으로 한 환경 친화적인 사회를 건설해야 한다.
앞으로 세계 건설산업계를 선도하기 위해서는 홍익인간 사상에 기반을 둔 한국형 건설 산업모델을 구축, 지구를 살리고 모든 인류가 행복한 지구촌을 만드는 데 앞장서야 한다.

 

정리 = 한국건설신문 황순호 기자