국내 건설사 최초 드론공간정보기술 활용 ‘건설 산업용 드론관제시스템’ 구축
필리핀 할루어댐・이라크 알포방파제 PJ 등 난공사 ‘스마트기술로 해결’
산업전반 DX 확대・기계화 및 자동화・OSC 확대 추진
공공발주 확대, 제도 정비 등 스마트건설 지원정책 필요
- 안녕하세요. 스마트건설교류회 정혜나 이사입니다.
건설산업의 혁신을 연결하는 ‘스마트건설코리아’ 유튜브. 이와함께 한국건설신문 창간 36주년을 기념하기 위해 특별 인터뷰에 응해주신 정대기 대우건설 기술연구원장님 감사합니다.
정대기 연구원장님, 구독자 분들에게 간단한 본인 소개와 함께 기술연구원 소개 부탁드립니다.
먼저 한국건설신문에서 저희 대우건설 기술연구원을 방문해주심에 감사인사 드립니다. 한국건설신문 지면을 통해 저희 대우건설 기술연구원을 소개시켜드릴 수 있어 영광입니다.
저는 대우건설 기술연구원장 겸 스마트기술기획팀장을 맡고 있는 정대기라고 합니다.
저의 이력을 간략히 말씀드리면 건설사에 있어 가장 중요하고 기본이라고 할 수 있는 현장을 입사 직후 7년 정도 경험했습니다.
당사에서 개발한 교량 조립식 바닥판 공법의 시공관리를 인연으로 기술연구원으로 이동해 토목연구팀장을 거쳐 현재 대우건설기술연구원장 겸 스마트기술기획팀장을 맡고 있습니다.
대우건설 기술연구원은 1983년 국내 건설업계 최초로 연구와 실험을 함께 수행할 수 있는 조직과 시설을 갖추고 개원했습니다.
기술연구원은 대규모 전문 실험시설과 첨단 장비로 건설산업의 발전에 필요한 기술, 사업수주와 추진에 도움을 주는 기술을 개발하고 있으며, 회사의 미래 신성장 사업에 기여할 수 있는 기술을 파악해 이를 국책과제, 사업본부과제, 미래기술과제 등 개발 목적에 맞는 추진 방법을 통해 기술개발을 수행하고 있습니다.
이러한 기술개발을 통해 회사의 미래 먹거리 창출 및 사업본부의 기술 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다.
저희 대우건설 기술연구원은 지난해 3월 20일 조직개편을 통해 ▷연구개발・기술지원 분야별 운영효율성 제고 ▷사업본부 전략 및 현장 Needs와 정합성 강화 ▷공통 기술지원 및 연구분야의 원활한 지원과 수행을 위한 연구원의 Control-tower 기능 강화를 위해 기존의 기술연구원 독립조직에서 전문분야별 연구팀이 사업본부 소속으로 편제 후 기술연구원 겸직 형태로 구성됐습니다.
지난해는 기술연구원과 사업본부 융합의 원년으로, 기술연구원은 스마트기술기획팀, 사업본부연구팀(주택건축연구팀・토목연구팀・플랜트연구팀)의 하이브리드 조직으로 개편됐습니다.
조직개편의 기대효과로는 사업본부별 미래 먹거리 사업 기반기술을 확보하고 사업추진전략과 기술개발 방향을 부합시켜 기술개발 업무의 효율성을 높였다고 판단되며, 사업본부에서 추진하는 신성장 사업 기술역량 확보 및 현장 기술지원의 극대화가 가능하다고 판단됩니다.
그리고 사업본부별 필요 신기술 개발 및 확보에 매진해 회사의 영업 및 수행능력 제고에 기여하고 있다고 말씀드릴 수 있습니다.
저희 대우건설 기술연구원에서 개발한 대표적 기술개발 실적으로는 스마트건설 분야의 경우 드론을 활용한 공간정보기술(D-나르샤, DW-CDS; Construction Drone Surveillance), 현장품질문서 Paperless 기술(Q-Box), 건설현장원격모니터링 기술(DSC_OSM(On-Site-Monitoring)) 등이 있습니다.
특히 드론공간정보기술의 경우 당사가 건설사 최초로 ‘건설 산업용 드론관제시스템(DW-CDS)’을 구축하는 데 성공했습니다.
이 시스템을 활용하면 중앙관제소 성격의 원격지에서 드론의 자동비행을 원격 제어해 촬영된 영상이 상용 통신망을 이용해 영상관제 플랫폼으로 전송되어 최대 256개 현장을 동시 모니터링 가능한 것이 특징입니다. 이를 통해 실시간으로 현장의 공정률, 안전위험 요소를 체크할 수 있으며, 사람이 접근하기 쉽지 않은 지역의 안전점검과 자재, 시설물을 확인할 때 큰 도움이 되고 있습니다.
주택건축분야의 경우 공장생산기반 모듈러 건설기술, 탄소저감 콘트리트 기술, 결로방지 최적 단열설계기술, 제로에너지하우스 구현기술 등이 있습니다.
특히 당사가 한라시멘트와 공동 개발한 탄소저감 콘크리트는 기존 콘크리트 대비 이산화탄소를 절반 이상 줄일 수 있어 온실가스 배출 감소효과가 클 것으로 기대되며 이를 통해 당사의 ESG(Environment・Social・Governance) 경영 실천에도 기여하고 있습니다.
토목분야의 경우 지난 5월 풍력분야 세계 1위 국제인증기관인 노르웨이 DNV로부터 국내 최대 15㎿급 부유식 해상풍력모델(MSPAR) 설계기술에 대한 AiP(Approval in Principle) 인증을 받았습니다.
이외에도 완전조립식 급속시공 교량기술, 초장대교량 구조해석 및 시공관리기술, HIT 그라우팅기술 등이 있고, 최근 수처리구조물 적용을 위한 PC공법 및 부지와 에너지 절감이 가능한 하폐수 현대화 공정기술 개발을 진행하고 있습니다.
특히 당사가 네덜란드 해상풍력 기업 모노베이스윈드(Monobasewind)사와 공동개발한 국내 최대 규모의 15㎿급 부유식 해상풍력 모델이 국제인증기관 노르웨이선급(DNV)으로부터 기본승인(AiP)을 받아 울산 부유식 풍력 프로젝트 입찰 자격을 확보했으며, 이를 계기로 당사가 앞으로 신재생에너지 분야의 사업 참여에 적극 나설 수 있게 됐습니다.
플랜트 분야의 경우 미래 신에너지인 수소와 암모니아 생산기술과 탄소중립을 위한 이산화탄소 포집 기술 개발, 그리고 풍력발전 풍황자원 분석의 기술개발을 수행하고 있습니다. 또 인공지능을 활용한 데이터 및 문서분석 등 업무 효율 향상을 위한 기술개발에 집중하고 있으며, 최근에는 동해시 수전해 기반 수소생산기지(1톤/일 규모) 구축사업을 통해 해외 수소생산 플랜트 건설을 위한 기술 실증을 진행하고 있습니다.
- 정 원장님이 소속된 부서는 주로 어떤 업무를 수행하며, 대우건설에서 어떤 역할을 맡고 있나요?
제가 소속된 스마트기술기획팀은 전사 연구・기술개발 및 기술연구원의 Control-Tower 역할을 담당해 ▷전사 기술개발 방향 제시 및 R&D 추진전략을 수립하는 역할 수행 ▷사업본부 간 기술개발・지원 업무조율 및 유기적인 협력 관계 구축 ▷전사 공통연구 및 공통기술지원을 수행하고 있습니다.
또 저희 스마트기술기획팀에서는 연구팀의 기술개발 과제수행 및 기술지원 관리를 총괄하고 있습니다.
스마트기술기획팀의 지난해 주요 성과로는 ▷당사 스마트건설기술 적용 및 수행 지원(드론공간정보 기술지원, 턴키설계 참여) ▷당사 품질 이슈 긴급 사항에 대응(무량판 이슈 콘크리트 및 철근비파괴 전사 대응 기술지원 실시) ▷사업본부 중점 PJ 주요 기술 지원(이라크 침매터널 구조물 건전도 평가 기술지원) 등을 꼽을 수 있습니다.
이러한 성과들은 사회적 긴급 이슈 사항에 대한 신속 대응 및 품질하자 리스크 최소화, 사업본부 PJ 기술 지원을 통한 기술연구원 스마트기술기획팀의 역할을 충실하게 수행했음을 보여주는 사례들입니다.
올해도 스마트기술기획팀은 지속적인 기술지원을 통한 당사 품질 관리에 적극 대응하고, 더 나아가 대우건설의 스마트 건설기술 컨트롤타워로 자리매김 하도록 노력할 것입니다.
특히 올해는 정부정책 및 건설시장 환경 분석을 기반으로 대우건설의 스마트건설 추진 로드맵 수립을 통해 당사의 체계적이고 단계적인 스마트건설 기술 확보・적용을 추진할 예정입니다.
이를 통해 ▷체계적인 스마트건설 설계 및 시공지원으로 수주경쟁력 및 원가 경쟁력 향상 ▷효과적인 스마트 건설기술 도입 및 운영지원을 통한 현장 생산성 향상 ▷당사 스마트 건설기술에 대한 철저한 스크리닝을 실시해 중복투자 방지와 원가절감에 기여할 예정입니다.
- 요즘 스마트기술로 OSC, Robotics, BIM 등이 주요한 미래산업으로 각광받고 있는데 정대기 원장님이 생각하시는 미래 산업 요소 기술은 무엇이며, 그 기술의 적용을 위해 어떤 계획을 수립 중이신지 설명 부탁드립니다.
미래산업의 요소기술이라는 표현보다는 건설업에 있어 기술개발의 방향성에 대한 저의 생각을 말씀드리고자 합니다.
국토부에서 발표한 산업별 디지털화 현황을 보면 제조업이 약 28% 수준, 농업이 약 10% 수준인 데 반해 건설업은 6%로 건설업이 타 산업대비 디지털화 수준이 낮다고 할 수 있습니다.
또 연평균 생산성 증가율도 건설업이 약 1.0%로 제조업 3.6% 대비 1/3 수준에도 미치지 못하고 있는 것이 현실입니다.
산업재해사고에 있어서도 건설업이 전체 산재의 약 50%를 차지하고 있으며, 국내외 건설환경 변화의 특징을 생각해보면 저생산성・인력난・고령화・원가상승요인 증대 등 많은 어려움을 겪고 있습니다.
또 고령화 등으로 인해 기존의 인력 중심 방식에는 한계에 도달했다고 판단됩니다.
이러한 건설업의 문제해결을 위해 이미 수 년 전부터 BIM(Building Information Modeling), ICT(Information and Communication Technologies), 자동화 등 스마트건설이 세계 건설산업의 미래로 부상했으며, 국토교통부도 2018년에 ‘스마트 건설기술 로드맵’을 통해 건설기술에 대한 비전을 제시, 2022년 ‘스마트건설 활성화 방안 S-Construction 2030 추진’이라는 계획을 수립해 2030 건설 전 과정을 디지털화・자동화를 추진하겠다는 의지를 표명하여 BIM과 OSC(Off-Site Construction)를 적극 추진해 건설산업의 디지털화, 생산시스템의 선진화 및 스마트건설 산업 육성을 추진하고 있습니다.
이러한 정부정책에 발맞추면서 건설산업의 복합적인 어려움을 극복하기 위해 저희 대우건설 기술연구원에서는 정부정책 및 건설시장 환경 분석을 기반으로 대우건설의 스마트건설 추진 로드맵 수립해 당사의 체계적인 스마트 건설기술 확보・적용을 위해 큰 틀에서 저는 3가지에 집중할 계획입니다.
첫 번째가 건설산업 전반의 DX(디지털트랜스포메이션) 확대로 BIM, AI 활용, Paper-less 등 업무프로세스 개선 및 간소화를 통해 생산성&효율 향상, 품질 향상 효과를 기대할 수 있습니다.
두 번째는 기계화 및 자동화 추진으로 이를 통해 고령화 시대의 인력 의존도 경감, 생산성&효율 향상이 기대됩니다.
세 번째는 PC화・모듈화 즉 OSC(Off-Site Construction) 확대를 통해 생산성 증대, 시공오류 및 안전사고 감소에 기여할 수 있다고 생각합니다.
- 대우건설에서 추진하고 있는 스마트기술은 어떠한 것들이 있나요? 그리고 현장에서 적용된 스마트기술 중에 우수한 적용사례 소개 부탁드립니다.
대우건설에서 추진하고 있는 스마트 건설기술은 이미 개발 완료돼 현장에 활발하게 적용되는 기술과 현재 개발 중인 기술로 구분할 수 있습니다.
먼저 대우건설에서 기 개발해 현장에 활발하게 적용・추진하고 있는 스마트 건설기술은 크게 5가지로 ▷드론 활용 공간정보기술(D-나르샤_드론관제 플랫폼/공간정보 솔루션) ▷모바일 안전관리 시스템 ‘SMART Safety’, 일명 ‘SMARTY’ ▷실질적인 현장DT 기술인 품질업무 통합관리 솔루션 Q-Box ▷ICT 기반 공사 통합관리 플랫폼 DSC_OSM(Daewoo Smart Construction On Site Monitering) 기술 ▷ 장비운영 및 자재/부품 통합관리 시스템 TITO(Take In Take Out) 등이 있습니다.
이중 대우건설의 대표적인 스마트 건설기술이자 당사 현장에 가장 많이 적용된 사례를 말씀드리면 드론 활용 공간정보기술인 드론관제 플랫폼과 공간정보 솔루션인 DW-CDS, D-나르샤로서 해당 기술은 현장의 실시간 드론영상 모니터링이 가능하며, 드론 영상을 통한 시공, 공정 및 안전관리가 가능합니다. 또 주기적・안정적 드론 자동비행이 가능해 현장의 History 관리가 가능하다는 특징이 있습니다.
이러한 드론 관제시스템을 활용해 원격으로 국내외 현장의 시공관리 및 공정관리에 활용하고 있습니다. 특히 드론 활용 공간정보기술의 경우 최근 5년간 79개 현장에 시스템 구축 및 303건의 기술지원을 수행했습니다.
다음으로 현재 개발 중인 스마트 건설기술은 정부예산을 지원받아 국책과제 형태로 수행 중인 콘크리트 프리패브 부재 제작・생산 기술개발입니다.
이 기술은 국토부에서 추진 중인 스마트건설 활성화 방향의 큰 축 중 하나인 건설현장의 OSC(Off-Site Construction) 구현을 위한 기술로서 PC 부재의 생산 자동화를 구현할 수 있는 기술입니다.
당사에서 2020년 4월에 착수해 내년 12월에 기술개발 종료 예정으로 현재 자회사인 대우ST 진천 PC 공장 내에 테스트베드를 구축해 기술완성도를 높여가고 있으며, 기술 완성 시 PC 제품의 제작・생산 자동화 구현을 통해 제작비용 절감 및 생산성 향상에 크게 기여 가능할 것으로 예상됩니다.
- 요즘 이슈되고 있는 안전에 있어 스마트기술을 적용한 사례가 있을까요?
대우건설의 안전분야에 있어 대표적인 스마트 기술은 ‘SMART Safety’, 일명 ‘SMARTY(스마티)’라 부르는 모바일 안전관리 시스템을 들 수 있습니다.
스마티는 현장에서 발생 가능한 위험을 예측하고 작업자 간 실시간 ‘소통’을 통해 문제를 해결할 수 있도록 만들어졌습니다.
기존 현장 안전관리 업무는 문서를 활용한 보고 등 서류 작성에 많은 시간이 소모됐을 뿐만 아니라 방대한 분량의 데이터를 수집해 활용하기가 어려웠는데, 스마티는 오프라인 기반 업무를 디지털화해서 업무의 효율성을 극대화하고, 안전·보건 데이터 DB 구축으로 향후 사례 연구 및 다양한 교육자료로 활용이 가능합니다.
스마티에 내재된 수시·일일 위험성 평가를 통해 관리자들은 발생할 수 있는 안전사고를 예측하고 현장 근로자들이 적절한 조치를 하도록 요구할 수 있으며, 근로자들 역시 공사 중 위험이 예상되면 모바일 앱을 통해 작업 중지권을 행사할 수 있습니다.
또 소통의 효과를 더욱 극대화하기 위해 스마티는 카톡과 유사한 ‘소통문자’를 도입해 현장의 전 직원이 참여 가능한 ‘소통문자’로 신속하게 정보를 공유함으로써 안전사고 예방에 기여하고 있습니다.
- 대우건설은 국내뿐만 아니라 세계적인 건설회사입니다. 최근 해외 건설현장에 다양한 스마트기술을 적용하고 있어 주목받고 있습니다. 이와 관련 대우건설의 해외사례에 대해 말씀 부탁드리겠습니다.
대우건설 해외 건설현장에 대한 스마트기술 적용사례는 이미 언급한 당사에서 개발한 ▷드론 활용 공간정보기술(DW-CDS, D-나르샤_드론관제 플랫폼/공간정보 솔루션) ▷장비운영 및 자재・부품 통합관리 시스템 TITO 등이 있습니다.
그 중 대표적인 해외현장 적용사례는 상기 기술들이 적용된 필리핀 할루어 댐 현장인데요, 필리핀 할루어 댐 현장은 대우건설 단독으로 2019년에 착공한 현장으로 3개의 다목적 댐과 80.7㎞의 수로 설치가 주공종으로 현실적으로 인력 측량이 불가한 현장입니다.
이에 드론 공간정보기술을 활용해 수로 전 구간 선형설계검토를 통한 설계변경, 토공물량산정 등을 수행했습니다.
또 열악한 통신환경으로 스마트 건설기술의 적용이 어려운 현장에 QR코드 기반의 In-Memory 동기화 기능을 탑재한 자재・부품 관리 시스템(TITO)를 적용해 디지털화함으로써 수시로 발생하는 휴먼에러, 중복재고 등으로 발생하는 현장원가 절감에 기여했습니다.
지난해 대규모 수해 발생으로 큰 인명피해가 발생했던 리비아 데르나 댐 재건 PJ에도 드론 측량을 통한 지형데이터 취득 및 수로현황 3D 지형도 작성을 수행했습니다.
그리고 해외 주택건축 분야에 있어서도 베트남 THT 현장에 드론 공간정보기술을 활용해 착공 전 부지 전체 정밀 현황파악 및 시공 중 공사현황 검토, 토공량 확인 등을 수행했습니다.
이와 같이 드론 공간정보기술을 활용해 최근 5년간 4개의 해외 현장에 총 14회에 걸친 기술적용・지원을 수행했습니다.
대우건설에서 도입해 해외현장에 활용하고 있는 주요 기술로는 MG(Machine Guidance), MC(Machine Control) 기술이 있습니다.
대표적인 MC 적용사례로는 이라크 알포 방파제 PJ를 들 수 있습니다. 이라크 알포 방파제 PJ는 2014년 착공돼 2020년에 준공된 15.5㎞의 세계 최장 방파제로 육안 확인이 불가능한 수중에서의 사석 면고르기 작업은 물론, 검측의 Tool로 Long Boom Excavator를 건설자동화 장비화한 Machine Controller 설치로 작업효율을 비약적으로 향상시켰으며, 시공상태 확인을 위한 잠수부 투입이 불필요해 원가절감 및 안전사고 예방 등의 효과를 얻을 수 있었습니다.
- 마지막으로 정대기 원장님이 생각하시는 스마트 건설산업에 대해 의견 부탁드리며, 현 시장의 어려움을 극복하기 위해 어떠한 노력을 기울여야 하는지 답변 부탁드립니다.
앞서도 말씀드렸지만 최근 국내외 건설환경 변화에 따라 많은 어려움을 겪고 있는 것이 현실입니다.
이러한 어려움을 극복하기 위해 첫 번째가 건설산업 전반의 DT 확대 및 스마트건설 추진, 두 번째로는 기계화 및 자동화 추진, 마지막 세 번째는 PC화・모듈화 추진이라고 생각합니다.
이를 통해 업무프로세스개선 및 간소화, 생산성&효율 향상, 품질 향상, 시공오류 및 안전사고 감소가 가능하다고 판단됩니다.
국토부는 2022년 7월 ‘스마트건설 활성화 방안 S-Construction 2030 추진’이라는 계획을 수립해 2030 건설 전 과정을 디지털화・자동화를 추진하겠다는 의지를 분명히 가지고 있습니다.
그러나 민간기업 입장에서 이를 추진하는 데 있어 가장 큰 걸림돌은 비용적인 부분일 것입니다.
물론 스마트 건설기술 도입・적용으로 생산성과 시공효율 향상 및 안전사고 감소 등의 측면에 있어 분명 긍정적 평가를 할 수 있는 부분이 있으나 기술 분야별로 그렇지 못한 부분이 있는 것도 부정할 수 없는 현실입니다.
그 대표적인 사례 중 첫 번째가 BIM 분야라고 생각이 되는데요, 정부에서는 향후 유지관리, 디지털 트윈을 위한 DATA의 정합성 등을 이유로 매우 강조하는 분야입니다.
그렇지만 실제 시공사 입장에서는 극히 제한적인 사용성에도 불구하고 과다한 비용 발생, 전문인력 확보의 어려움, 기존업무방식과의 충돌, 데이터관리의 복잡성, 인식부족 등 현장에서 대면하는 많은 문제점으로 인해 실제 기술이 가질 수 있는 장점(재작업최소화, 실시간 정확한 데이터, 자원관리 등)을 현장에서 체감하지 못하고 있다고 생각합니다.
실제로 영국・노르웨이・싱가포르 등 해외 성공적인 사례 등에서 알 수 있듯이 BIM의 실질적인 현장 안착을 위해서는 정부의 적극적인 현장 도입 비용 지원, 손쉬운 활용을 위한 다양한 기술개발 등을 위한 유연한 R&D 지원 등이 지속돼야 하는 분야라고 생각합니다.
두 번째 대표적인 사례는 OSC 분야라 생각되는데요, 예를 들자면 현장 공기단축, 시공오류 감소 및 안전사고 감소를 위한 OSC 공법 확대적용에 있어서도 현실적으로 부딪히는 부분이 ‘비용’입니다.
특히나 토목구조물의 경우 정형화가 어려운 부분으로 인해 PC 화시 원가가 올라갈 수밖에 없어 확대 적용에 큰 어려움이 있습니다.
독일 등 유럽의 경우 PC화율이 30% 이상이나 우리나라는 5% 내외인 것이 현실입니다. 이러한 현실을 극복하기 위해서라도 정부의 제도적 지원과 뒷받침이 있어야 할 것으로 판단됩니다.
즉 발주 시 스마트 건설기술의 의무적용 확대를 통해 스마트 건설기술의 확대적용을 촉진시킬 수 있어 이를 통해 현장의 시공효율과 안전사고 감소에 크게 기여할 수 있다고 판단됩니다.
현재 건설시장은 과거 그 어느 때보다 어렵다고들 합니다.
이러한 현 시장의 어려움을 극복하기 위해 정부와 민간이 서로 소통하며 뜻을 모아 긴밀히 협력해야 한다고 생각하며, 이를 위해 정부에서는 스마트 건설기술 적용 확대 및 건설시장의 붐업을 위한 공공발주 확대, 스마트건설의 민간 확산을 위한 제도 정비, 다양한 스마트 건설기술 개발 지원 정책을 적극적으로 펼쳐야 할 것이라 판단됩니다.
그리고 민간부문 또한 스스로의 생존과 영속 그리고 발전을 위해 끊임없이 신성장사업 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 기술개발에 대한 투자가 필요하다고 판단됩니다.
이처럼 정부와 민간이 소통하며 긴밀히 협력할 때 지금의 어려운 건설시장 환경을 극복할 수 있을 것으로 생각합니다.
그리고 마지막으로 덧붙여 우리 대우건설 기술연구원은 현 시장의 어려움을 극복하고 회사의 영속과 성장을 위해 회사의 기술경쟁력 확보와 신사업 추진에 반드시 필요한 기술개발에 선택과 집중해 매진할 것입니다.
총괄기획 : 한국건설신문 김덕수 부국장
인터뷰 진행 : 스마트건설교류회 정혜나 이사
사진 제공 : 대우건설 기술연구원