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작업설계·조종반자동·기계원격관리 '시동'
[기획] 무인·스마트 건기시대 눈앞, 국내 시작단계 건설자동화 활기
 
건설기계신문   기사입력  2018/05/18 [13:56]
완성건기 3사 관련 기술 개발중
‘4차 산업혁명’ 뒤 건기무인화로

 
선진 건설시장에 이어 국내에서도 자동화 건설시공이 확산되고 있다. 드론·레이저와 GPS·센서 등을 활용한 건기자동화가 이를 선도한다. 측량과 굴착을 자동화한 ‘반자동 가이던스 건기’, ICT(정보통신기술)를 활용한 건기 원격관리 상용화가 그 것. 이는 건기무인화로 이어질 전망이다. 이에 본지가 국내 건기자동화 기술과 시공 현장과 전망을 살펴봤다.

△국내 건설현장의 건기 자동화=드론이 날고 지상 레이저가 측량을 시작한다. 두 영상이 서버에 전송되면, 굴착 설계가 이뤄지고 시공 시뮬레이션이 돌아가며 필요한 건기와 시공기간, 비용 등이 산출된다. 센서와 GPS를 부착한 건기가 시공을 시작하면 조종석 디스플레이에 3D설계안이 뜨고 어떤 작업을 어디에서 얼마나 해야 할지를 알려준다. 작업 깊이 각도 등 작업내역이 표시되며, 조종사는 현장 기술자가 아닌 디스플레이 지지로 작업하게 된다.

건기의 작업·상태도 한 눈에 파악할 수 있다. 연료량, 고장여부, 작업현황 등을 알려준다. 건기 이동궤도로 운반회수를 알고 작업량을 확인, 생산성을 높인다. 스마트폰과 태블릿으로도 확인할 수 있다. 건설자동화는 가상공간인 클라우드 서버에서 이뤄지고, 빅데이터를 활용해 공정을 최적화하는데, 데이터가 누적될수록 시스템이 더욱 스마트해진다.

건설자동화시공을 국내 첫 도입한 곳은 영신디엔씨. 토목건설사로 시공능력 50위 정도 중견사. 삼성건설 이촌동 재건축공사를 하도급, 굴삭기를 활용한 건설자동화를 5년여 전 처음으로 선보였다. 이제 40군데 넘는 국내외 건설현장에서 운용하고 있다. 강일형 대표이사는 “시간이 줄고 인건비가 절약되고 안전사고가 줄었다”며 “공기·경비 40%, 시공일수 38%(180->109일), 작업인원이 81%(100->19명) 줄었다”고 평가했다.

영신디엔씨는 안전에도 자동화 기술을 활용하고 있다. 건기 센서가 주변 작업자(안전모나 안전복에 태그 부착)와 차량을 인식해 일정거리 이내 접근하면 경고한다. 건기에 유압제어장치를 설치하면 건기 작동을 자동으로 멈추게 할 수 있다. 최평호 이사는 “건기사고를 줄일 획기적 제품으로 국내외 여러 건설사가 활용하고 있다”며 “최근 일본의 한 건설사도 방문을 요청한 상태”라고 설명했다.

대우건설도 건설자동화 시스템을 사용 중이다. 3차원 영상으로 실시간 공정을 관리하는 것은 물론이고 측량자동화로 건기 굴토량 등 시공물량을 계산해낸다. 안전관리 허점도 파악해 관리자에게 알려준다. 서해선철도 4공구, 위례우남역 푸르지오 건설현장에서 시범 운영하며, 시스템의 현장 적용성을 연구해 왔다.

GS건설은 서울~문산 고속도로와 제2남해대교 등 대규모 토목 현장에 건설자동화를 적용하고 있다. 기술본부 한 관계자는 “건설시장에 ICT 등의 자동화 적용은 필수적이며, 많은 변화가 올 것으로 예상한다”고 말했다. 한화건설도 이라크 건설공사에 드론을 활용하고 있다. 10만호의 주택과 사회기반시설을 마련하는 대규모 프로젝트인데, 면적이 넓어 육안으로 공사 진행상황을 파악하는 건 불가능. 드론으로 공정을 파악하고, 발주처와 공유한다.

건설자동화 시공은 건기 무인화로 이어질 전망이다. 국내에서 인공지능(AI) 로봇을 제작하는 ‘포테닛’(PoteNit)이 2014년에 개발한 ‘상수도 갱생 건기’(궤도식 무인 굴삭기)는 지하 노후 상수도관 안으로 들어간다. 레이저와 정밀 카메라 센서로 수도관 내부를 파악 지형지물 정보지도를 만들고, 이동 경로를 계획해 자율주행을 한다. 국내외 대기업 건기제조회사들의 러브콜이 쏟아지고 있다. 


스마트 관리·조종, 국내기술개발 시작


△건기제조업계, 건설자동화 기술 적용=건설자동화 시공이 본격화 되면서 국내 건기제조업체들도 관련기술 적용 제품을 출시하고 있다. 두산인프라코어는 지난 11일 ‘두산커넥트’서비스를 시작했다. 정보통신기술(ICT) 기반의 텔레매틱스 기술을 활용해 굴삭기와 휠로더·굴절식 덤프트럭 등의 가동 정보를 원격 모니터링하는 서비스다. 전 세계 어디서든 두산커넥트에 접속하면 건기의 작업종류별 가동시간, 필터와 오일 등 소모품 교환 시점, 연료 소모량 및 연비 등의 정보를 파악할 수 있다. 이 회사 한 관계자는 “대형 굴삭기 2종과 휠로더 전 규격에 먼저 적용하고 기종을 확대해갈 예정”이라며 “소모품·정비 패키지 등 다양한 솔루션 서비스를 추가 개발해 고객 만족도를 높여가겠다”고 말했다.

두산인프라코어는 또 자율주행시스템 개발 전문업체인 ‘포테닛’과 지난 12일 투자 계약을 체결하고 건설자동화 시공을 무인화로 넓혀갈 계획을 세우고 있다. 2015년부터 이 회사와 공동으로 무인자동화 시스템 기술개발을 해오고 있다.

 

현대건기는 ICT와 인공지능(AI) 기술을 토대로 지능형 굴삭기를 개발 중이다. 올 상반기까지 굴삭기 위치를 운전자에게 알려주는 ‘MG(machine guidance)’ 기술을 상용화할 방침이다. 내년에는 MG기술을 기반으로 일부 작업에 반자동화가 가능한 ‘MC(machine control)’ 기술을 상용화한다. 한 관계자는 “자율주행차처럼 굴삭기 조종도 측량자 도움 없이 할 수 있도록 하는 게 목표”라며 “AI기업 등과 협력해 기술개발에 본격 나설 계획”이라 강조했다.

볼보건기는 지난달 지능형 작업시스템을 출시했다. 굴삭 깊이·영역을 계측과정 없이 정확하고 빠르게 파악해 작업할 수 있는 시스템. 조종석에 장착된 10인치 터치스크린 디스플레이로 작업상태를 확인할 수 있다. 경사지에서는 각도 및 깊이를 지정하고 최적 작업을 안내하는 기능을 발휘하며 작업이 서툰 조종자도 정확하고 효율적으로 작업을 수행할 수 있게 했다. 공육굴삭기(모델명 EW140E)에만 적용됐다.

프레드릭 루에쉬 국내영업서비스부문 사장은 “한국 시장에 새롭게 선보이는 지능형 작업시스템은 볼보굴삭기의 우수성을 발휘하도록 할 중요 제품”이라며 “전 건기에 시스템 장착하도록 확대할 것”이라고 말했다. 볼보건기는 2016년 9월 운전자나 원격 조종자 없이 채석장에서 골재를 채취해 실어 나르는 덤프·휠로더·화물차 시제품을 공개한 바 있다. 사물인터넷(IoT) 기술로 기계끼리 소통하며 작업이 가능해진 것이다.

건기관련 연구원도 자동화기술 개발에 열을 올리고 있다. 건기부품연구원은 ‘20톤급 굴삭기 작업동화기술 개발 사업’을 산업통상부 지원으로 진행중이다. 내년까지 50여억원의 연구비가 투입된다. 현재 △전자유압시스템 기술 △굴삭기 작업 환경 및 위치인식 기술 △자동화플랫폼 기술 등을 확보한 상황. 이를 통해 굴삭기의 평탄면·법면 작업, 어태치먼트(브레이커)·터파기·되메우기·관로터파기 작업 자동화가 가능해진다. 조기영 지능형제어시스템팀장은 “우리는 굴삭기 자동화 후발주자지만 ICT융합 기반 인프라와 토목시공기술이 발달돼 있어 이를 이용한 건기자동화를 촉진해 경쟁력을 확보해야 한다”고 말했다. 
 

고부가가치 세계 건기시장을 잡아라
 

△건설자동화 시동 건 정부=국토부는 2025년까지 건설자동화 등 4차 산업혁명에 대응하는 기술개발로 건설현장 생산성을 40%까지 향상하고 안전사고 사망자를 30% 줄이는 중장기 계획을 추진한다. 올 초 이러한 내용을 포함한 5년간 건설기술정책 로드맵 ‘제6차 건설기술진흥 기본계획’을 수립했다.

국내총생산(GDP) 대비 건설투자 비중이 감소하고, 건설생산성이 20년 정체로 선진국의 3분의1 수준에 불과하며, 선진국의 1/3 수준인 노동시간당 부가가치(벨기에 48달러, 한국 13달러)에, 업체의 낮은 기술력 등을 타파해보자는 취지가 담겼다. 실제 세계 고부가가치 건설기술 시장은 미국이 30.8%, 캐나다 11.6%, 영국 7.6%, 호주 6.8%다. 한국은 1.8%로 9위.

이에 국토부는 2대 주요 전략과 6개 분야 10개 추진과제를 단계적으로 추진키로 했다. 우선 자동화·무인화 기술을 탑재한 건기로 시공하는 건설자동화 기술을 2025년까지 개발할 계획이다. 아울러 3차원 설계기술인 건축정보모델(BIM)을 활용해 가상으로 시공(VR)하고 3D프린터로 건설 부재를 모듈화 제작하는 기술을 개발한다. 무인비행체(드론)와 사물인터넷(IoT) 센서, 초소형(마이크로) 로봇 등을 활용해 시설물의 이상을 신속하게 검지·대응하는 시스템 개발도 추진한다.

건설자동화 기술 경쟁도 강화한다. 올해부터 건설기술 발주제도를 국제표준과 유사하고 기술 변별력을 강화한 ‘종합심사낙찰제’로 전면 개편할 계획이다. 평가 방식을 현행 정량·절대평가에서 용역을 수행할 전문역량 등 기술력 중심의 정성·상대평가로 전환해, 가격보다는 기술경쟁으로 낙찰자를 선정할 계획이다. 또 건설엔지니어링 업계의 설계·시공 능력 향상을 위해 ‘설계자가 주도하는 일괄 시범사업’을 실시하고, 건설사업관리(CM) 관련 규정을 ‘건설기술진흥법’으로 일원화할 계획이다.

건설안전 및 유지관리 강화도 추진한다. 노후화 시설물을 유지·관리하기 위해 ‘지속가능한 기반시설 관리기본법’을 제정할 계획이다. 첨단기술 활용시 안전관리비를 사용할 수 있도록 건설기술진흥법령을 개정한다. 개발 중인 드론과 건기(로봇) 등 첨단 기술들을 시설물 유지관리에 적극적으로 활용할 수 있도록 하려는 것이다.
 

자동화=실업 우려, 대체일자리 전망도
 

△건기 자동화와 조종사의 위기=건기자동화에 따른 조종사 실업위기가 업계의 큰 염려. 조종사 온라인모임 ‘중기인’에 올라온 누리꾼의 글을 보면, ‘청주83 내차는 언제 사’(아이디)는 “밥그릇을 컴퓨터와 로봇이 위협하는 시대가 온다”고 우려했다. ‘nubija80’ 역시 “무인자율 운전으로 운전직업이 없어진다해 걱정을 많이 했는데, 건기도 방심하면 안되겠군요. 한치 앞도 모르는 세상이 오고 있습니다”고 언급했다.

실제 이들의 염려처럼 자동화로 세계 노동자의 15~30%가 일자리를 잃을 것이란 전망이 나오고 있다. 글로벌 컨설팅회사 맥킨지는 지난 3월 46개국 800개 직업, 2000개 업무를 분석한 ‘없어지는 일자리와 생겨나는 일자리’ 보고서에서 이렇게 밝혔다. 인공지능(AI)·로봇 기술 발전으로 자동화가 확산되면서 2030년까지 세계 4~8억명이 일자리를 잃을 것이라 분석했다. 세계 노동자의 15~30%가 실직할 것이란 전망.

그중 반복적 작업을 하는 직업군이 가장 큰 타격을 받을 전망. 기계 조종, 패스트푸드 조리, 대금 수금 같은 업무는 81%가 자동화된다. 단순 데이터처리(자동화율 69%), 수집(61%) 업무도 대체율이 크다. 모기지 대출, 법률 사무 보조, 회계, 백오피스 거래 등도 일자리를 크게 위협받는 직업군. 국민소득이 높은 나라일수록 자동화 대체율이 높았다. 한국은 2030년까지 전체 일자리의 25~26%가 자동화로 사라질 것으로 예상됐다.

일 형태가 바뀌며 새 일자리가 창출될 것이란 예견도 나온다. 조성배 연세대 컴퓨터과학과 교수는 “건기자동화로 일자리가 사라지는 건 분명하다”며 “하지만 위험하고 힘든 노동은 기계에 맡기고, 사람은 재교육을 통해 새로운 곳에서 일하게 될 것”이라 말했다.

맥킨지 보고서에 따르면, 2030년까지 5억5500만~8억9000만 개의 일자리가 새롭게 창출될 전망. 새 일자리를 만들 6가지 트렌드는 △임금 및 소비 상승 △고령화 △신기술 도입 △인프라와 건설투자 △에너지 투자 △무급 업무의 상품화. 결과적으로 2030년까지 7500만~3억7500만 명(세계 노동자의 3~14%)이 직업을 바꾸고 새 기술을 익힐 것이라고 전망했다.

건기업계는 미래 새 일자리로 건기전문조종사, 무선건기조종사, 건기안전관리사 등을 꼽았다. 이주성 전국건설기계연합회장은 “건기자동화에 따른 조종사 일자리가 대체돼 갈 것으로 예상돼 업계가 대비해야 한다”며 “이를 위해 정부에 관련 정책이나 제도를 마련하도록 주문해나갈 것”이라고 말했다.

 

 
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기사입력: 2018/05/18 [13:56]  최종편집: ⓒ kungiin
 
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