지난 23일 국내 언론들은 현대건설이 인공지능(AI)을 활용한 장비 협착 방지시스템을 모든 현장에 도입했다고 보도했다. 현대건설에 따르면 이 AI 영상인식 기반 방지시스템은 중장비의 사각지대에 설치된 카메라로 중장비에 사람이 접근했을 때만 알람을 제공해 안전사고를 방지할 수 있다는 것이다.
또 지난 2일에는 각 건설현장에 ‘재해 예측 AI’를 도입했다고 보도했다. 이 ‘재해 예측 AI’ 시스템은 현대건설이 과거 10년간 수행해 온 토목, 건축, 플랜트 등 전체 프로젝트에서 수집된 3900만 건 이상의 빅데이터를 기반으로 개발된 것으로 전해졌다.
최근 들어 국내 건설 산업에 인공지능 기술 도입이 활발해지고 있다. 하지만 선진 외국에선 이미 인공지능이 입찰에서부터 시공까지 전 분야에 도입돼있다.
지난 25일 글로브 뉴스와이어는 리서치 다이브의 독점 비즈니스 보고서를 인용해 건설시장의 인공지능(AI)이 오는 2026년까지 26억 4240만 달러의 수익을 창출하고, 지난 2019년부터 2026년까지 26.3%의 연평균 성장률(CAGR)을 기록할 것이라고 보도했다.
리서치 다이브의 보고서에 따르면, 인공지능의 적용은 다양한 건설 공정에서 큰 효과와 생산성을 높일 뿐만 아니라 주어진 작업을 완료하는 데 필요한 전체 시간도 줄여준다는 것이다.
게다가 건설현장의 AI 도입이 경비 절약에도 크게 기여하는데 이 요인들이 시장의 성장을 견인할 것으로 예상된다는 분석이다.
또 보고서는 설계 부문이 예측 기간 28.9%의 연평균 성장률로 기하급수적인 성장을 보일 것으로 예상했으며, 특히, 인공지능의 도움을 받아 기획, 설계, 건축 등에 막대한 자금이 투입되고 있다고 평가했다.
유럽의 건설시장 AI 부문 역시 전망 기간 중 26.7%의 높은 연평균 성장률을 보일 것으로 전망했다.
수집한 정보로 건설 계획서 등 작성
지난 2018년 3월 16일 AI 뉴스에 피터 데브니(Peter Debney)는 “인공지능이 건설업계를 어떻게 변화시키고 있는가?”란 주제의 칼럼에서 “건설업계에서 인공지능(AI)이 건축 후, 건물의 설계·건설·활용 방식을 변화시키기 시작하고 있다”고 밝혔다.
데브니에 따르면, 건설업계 내에서 AI의 활용은 다음과 같이 4가지로 구분된다.
첫째, 장비를 사용한 계획을 보면, 인공지능은 건설 계획 작성에 사용된다. 계획 단계에서 AI 기계는 제안된 건설현장을 측량하고, 충분한 정보를 수집해 3D 지도, 청사진, 건설 계획서 등을 작성할 수 있다.
이를 통해 과거에는 몇 주가 걸린 작업을 이제는 하루 만에 프로세스를 완료할 수 있게 됐다는 것이다. 이는 기업의 시간과 비용을 절약하는 데 도움이 된다.
두 번째, 관리 역할이 있다. 공사가 시작되면, AI를 활용해 프로젝트를 관리하고, 업무를 통제하고 있다. 예를 들면, 근로자들은 병가, 결원, 갑작스러운 출발 등을 데이터 시스템에 입력, 프로젝트를 조정할 수 있다.
세 번째, 시공 방법론의 경우, AI 데이터베이스 시스템은 이제 엔지니어들에게 구체적인 프로젝트 구축 방법을 알려주는 데 도움을 주고 있다. 예를 들면, 엔지니어들이 새로운 교량을 건설하고 있다면, AI 시스템은 교량의 건설 방법에 대해 조언하고, 사례를 제시할 것이다.
이는 지난 50년 동안의 과거 프로젝트와 프로젝트의 설계 및 구현 단계에 대한 기존 청사진을 검증한 결과라고 데브니는 설명했다.
네 번째, 시공 후의 문제가 있다. 건물을 지으면, 상업용으로 쓰든, 신규 주택 개발용으로 쓰든 건물 내부에 AI 시스템을 활용할 수 있다. 미국에서만 지난 2016년에 기업들이 이 시장에 15억 달러를 투자했다.
원활한 공사 진행 돕는 AI 시스템
지난해 6월 6일 AI 기술 분석가 캐슬린 월치(Kathleen Walch)는 포브스에 ‘건설 산업에 변혁을 가져오는 인공지능“이란 글에서 “최근 건설사들은 더욱 효율적인 공사를 위해 다양한 방식으로 AI를 활용하기 시작했다”고 밝혔다.
작업 일정부터 작업장 안전 개선, 건설시설 보안 감시 등까지 건설업계의 AI 기술들은 이미 그 가치를 입증하고 있는 가운데 주로 건설 작업의 일상적이지만 필수적인 부분의 자동화에 활용되고 있다는 것이다.
소규모 작업의 경우, 공사 일정과 프로세스를 수동으로 관리할 수 있지만, 대규모로 몇 년간 진행되는 작업은 복잡한 작업과 설계 및 청사진, 허가, 예상치 못한 공사 지연 및 변경 등과 같은 조정이 발행할 수 있다. 이때, AI 기술의 도움으로 신속한 관리가 가능하다는 것이 그녀의 설명이다.
데이터에서 패턴과 특이점을 찾는 데 탁월한 머신러닝은 작업의 패턴 인식 및 과거 공사 데이터와 스케줄링 시스템 및 기타 관련 정보와의 연결을 통해 작업 일정의 효율적 관리가 가능한데 이는 현장에서 사실로 입증되고 있다.
일정의 지연은 건설업에서 경비 문제를 발생시키는 대표적 문제점이다. 머신러닝은 이런 잠재적 요소도 매우 빨리 찾아낸다. 특히, 스케줄링과 관련해 첨단 AI를 사용하면, 현장이나 공급업체들 사이에 지연으로 인한 경비 발생을 방지할 수 있다.
각종 허가 문제도 건설업의 대표적 애로 사항이다. 머신러닝은 허가가 늦어지는 상황을 미리 추론해 공사 관리자들이 신속하게 작업을 진행하도록 지원한다.
AI 드론, 로봇 등은 건설 인력을 대신해 현장의 작업을 돕는 도구다. 드론은 건설현장의 측량 및 오버헤드 이미지 촬영을 통해 건설현장의 다양한 모습을 보다 포괄적으로 관리자들에게 보여준다.
로봇은 벽돌 쌓기, 콘크리트 붓기, 건벽 설치 등 다양한 현장 업무에 활용되고 있다. 이로써, 기업은 인건비를 절약하고 적기에 공사를 끝낼 수 있다.
AI는 건설현장을 지속적이고, 지능적으로 모니터링하는데 활용되기도 한다. 이를 위해 다양한 IoT 센서 도구가 AI와 결합된다. 이런 AI 도구들은 유지 보수와 현장의 위험 예측에 활용된다고 월치는 설명했다.
AI 시스템은 안면인식 및 사물 인식 기술을 통해 사람의 안전하지 않은 행동을 탐지하고, 건설팀에 잠재적 위험 요소를 알려준다. 아울러, 비싼 장비와 기계들이 산재해있는 현장을 사람과 달리 24시간 365일 감시하기도 한다.
불의의 사고 막는 컨스트럭션 IQ
해마다 증가하는 건설현장 사고는 화재에 취약한 자재 사용, 동일한 공간에서 여러 협력업체의 동시 작업 진행, 화재 발생 경보시설의 미흡, 밀폐공간에서의 대피 위험 등이 주된 요인으로 꼽혔다. 위험 요소가 산재해 있음에도 경비 문제로 많은 기업이 이를 외면하고 있는데 그 대안으로 위험 관리 AI 솔루션들이 개발되고 있다.
지난해 2월 28일 BIM 디지털 설계 솔루션 ‘거브디자인허브(GovDesignHub)’에 설계 전문가 '캐론 비즐리(Caron Beesley)’는 AI 및 빅데이터로 건설현장 리스크를 최소화하는 ‘컨스트럭션 IQ’(Construction IQ)를 소개하는 글을 썼다.
머신러닝 기반의 ‘컨스트럭션 IQ’는 지난 2019년 미국의 디자인 소프트웨어 개발기업 오토데스크가 건설 산업의 위험 요소를 분석하는데 활용하기 위해 개발한 소프트웨어다.
캐런은 “건설 및 엔지니어링 분야는 데이터의 95%를 제대로 활용하지 못하고 있다.”며, “프로젝트 팀과 데이터를 실시간으로 연결하는 ‘컨스트럭션 IQ’는 위험을 최소화하고, 인력을 안전하게 유지하며, 작업의 품질을 향상시키는 AI 기반의 솔루션”이라고 설명했다.
오토데스크에 따르면, 컨스트럭션 IQ는 약 30,000개의 실제 프로젝트에 걸쳐 1억 5천만 건이 넘는 시공 문제와 체크리스트 관찰을 통한 데이터에 의해 학습한 모델이다.
이러한 데이터 포인트에는 건설현장의 품질을 분석하고, 안전 상태를 예측하기 위한 이슈, 관찰, 점검 목록, 하도급업체 할당, 관련 메타데이터 및 과거 데이터 등이 포함된다.
컨스트럭션 IQ는 주거용 타워, 캠퍼스 주택, 사무실 건물, 공항 터미널 등을 포함한 여러 유형의 건축 프로젝트에 사용되는데 건설현장 근로자의 주요 사망원인이 추락인 만큼 미해결 이슈를 분석해 추락으로 인한 부상 가능성을 가장 큰 항목으로 지정해 파악한다.
오토데스크 관계자는 “머신러닝을 사용해 위험도가 높은 항목을 자동으로 식별하고 이해하는 가운데 현장프로젝트의 품질 및 안전 문제가 20% 감소했다”고 주장했다.
아울러, 컨스트럭션IQ는 안전과 품질, 원가, 일정 등을 효율적으로 관리해 위험을 예측·식별하고 작업의 우선순위를 지정하는 기술이라고 덧붙였다.
또 오토데스크 관계자는 “아일랜드 엔지니어링·시공 업체 ‘밤 아일랜드(BAM Ireland)’는 컨스트럭션 IQ 도입으로 안전성과 품질을 약 20% 향상시켰다”며, “고위험 문제를 해결할 시간을 다른 작업에 활용해 작업 효율을 높였다”고 밝혔다.
공사 프로젝트의 임원은 컨스트럭션 IQ가 제공하는 기본 제공 대시보드를 통해 안전, 품질, 설계 및 프로젝트 제어와 관련된 리스크를 파악할 수 있다.
이를 통해 얻은 예측 리스크 분석을 재무 지표와 같은 다른 중요 프로젝트 자료와 결합하고, 자체 BI 도구에서 사용자 지정 대시보드를 만들 수 있는데 이는 건설 임원에게 더욱 풍부한 프로젝트 분석을 제공해 각종 리스크를 능동적으로 관리하게 해준다는 설명이다.
AI타임스 조행만 객원 기자 chohang5@kakao.com
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