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새 시대 일본의 건설산업 혁신: i-Construction

건설업은 사회 인프라 정비를 담당하는 동시에, 안전하고 안심할 수 있는 사회 및 생활 확보를 담당하는 역할을 한다. 국토 보전상 필요 불가결한 ‘지역 지킴이’의 역할을 하는 것이다. 인구감소나 고령화가 진행되는 가운데서도 이러한 역할을 완수하기 위해 건설 업 분야의 임금수준 향상이나 휴일 확대 등의 근로여건 개혁에 더하여, 생산성 향상이 필수적이다¹⁾.

일본 국토교통성에서는 최신 정보통신기술(ICT)의 활용을 통해 기초조사부터 측량, 설 계, 시공, 검사, 유지 관리 · 갱신에 이르기까지의 모든 건설생산 프로세스에 있어 근본적 생산성 향상을 목표로 하는 건설생산성 혁명 프로젝트, 즉 i-Construction 확장에 힘쓰 고 있다. 이 글에서는 일본의 스마트 건설 전략인 i-Construction과 최신 경향을 소개하 고자 한다.

i-Construction 전략의 배경

과월호에서도 누차 소개했듯이, 일본은 저출산과 초고령화가 매우 심각한 사회구조를 지 니고 있다. 이로 인해 다양한 산업 분야에서 일손 부족에 시달리고 있는 형편이다. 건설 업 분야도 예외는 아니어서, 신규 투자의 활성화로 건설 수요가 높아지는 것에 반해 공급 은 이를 전혀 따라가지 못하고 있다. 근로자의 연령 구성 등을 감안할 때, 2023년에는 약 326만 명의 노동력 공급에 비해 수요는 347만 명으로, 약 21만 명의 노동력이 부족할 것 으로 예상된다. 이 부족분에 대해 일본 정부는 건설 근로환경 및 처우 개선을 통해 매년 1% 정도의 근로 효율화를 목표로 5년간 16만 명 정도의 생산성 향상을 도모하는 한편, 외 국인 기술자를 적극 받아들여 간극을 메우려는 전략을 세우고 있다.

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<표 1> 건설업 노동력 부족 현황 및 외국인 근로자 예상 수요

생산성 향상 인원

일본 국내 근로자 확보 가능 인원

새로운 체류자격에 의한 외국인 근로자 예상 수요 20,000 210,000 160,000 10,000~20,000 30,000~40,000 자료: 土交通省 2018a.

(단위: 명)

예상 노동력 부족 인원 2018년 2023년

1) CIM(Construction Information Modeling/Management): 건축 분야에서 활용되는 BIM(Building Information Modeling) 설계 관리의 개념을 토목공사에 적용한 것임. BIM/CIM은 계획, 조사, 설계 단계부터 3차원 모델을 도입함으로써 그 이후의 시 공, 유지 관리의 각 단계에 있어서도 3차원 모델을 연계, 발전시키고 사업 전체에 걸친 정보 공유를 쉽게 만듦으로써 일 련의 건설 생산 관리 시스템의 효율화 및 고도화를 목적으로 함.

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리가 중요한 분야인 만큼 외국인 근로자에 의존하기 어려운 현실도 존재한다. 때문에 일 본 정부는 처우 개선에 더해 ICT 분야의 신기술을 적극 도입함으로써 근로환경을 개선할 뿐만 아니라, 무인화 · 자동화로 필요 노동력 자체를 줄여버리는 방식을 모색하기에 이른 다. 이것이 i-Construction의 도입 배경이다.

일본 건설산업의 문제점

최초 i-Construction의 개념은 생산성 향상을 통한 노동 효율화 확보라는 목표에서 시작 되었지만, 이제는 건설업의 표준화와 신기술 활용의 두 축을 통한 국가경쟁력 확보라는 목표를 포괄한다. 이러한 목표 설정은 일본 건설업의 현황 분석과 반성에서 시작되었다.

다른 나라도 비슷한 사정이지만, 일본의 건설업은 근본적으로 다음과 같은 문제를 지니고 있다(シェルフィ 株式 社 2017).

  노동 집약형의 주문 생산 방식: 건축은 수주한 현장과 조건에 따라 그 내용과 시공 방 법, 공기가 다르기 때문에 동일하고 균일한 시공이 이루어지기 어렵다. 또한 작업 형태 가 근로자의 노동력에 의존하는 노동 집약형이기 때문에, 제조업의 공장처럼 표준화를 이루기가 어려운 한계가 있다.

  복잡한 분업 체제: 일본의 건설업 구조는 매우 복잡한 형태를 띠고 있다. 수주는 대기 업이 맡지만, 대기업이 실제 시공에 관여하는 비율은 높지 않고 대부분 하청 업체에 의 해 진행된다. 무엇보다 구조물, 전기, 수도, 인테리어, 외장 공사 등 시공 역할에 따라 하청 업체가 제각기 다르기 때문에 하나의 공사에 수십 개 업체가 관련되는 등 복잡한 분업 체제를 이루고 있다. 이렇듯 원청 및 하청의 수직 적 체제에 더해 하청 간의 수평적 분업 체제로 이뤄진 일본 건설업 구조하에서는 일관되고 효율적인 업무가 불가능하다.

  중소기업 중심의 업계: 일본 건설업의 90% 이상은 중소 및 개인 업체가 차지하고 있다. 그러다보니 근 로환경 개선이나 기술에 대한 투자가 거의 없어 효 율화를 추진하기 어렵다. 특히 AI, 드론, 3차원 설계 (BIM/CIM) 등의 최신 기술은 정보 및 자금의 부족 으로 도입 시도조차 어려운 실정이다.

자료: 日本建設機械施工協 2016.

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이러한 문제점들은 전 세계 건설업 특유의 한계이면서도, 일본에서 두드러지게 나타난 다. i-Construction은 각종 작업의 표준화와 최신 기술 도입으로 건설업의 문제점들을 근 본적으로 뛰어넘기 위한 방법인 것이다.

i-Construction의 개념과 특징

전술했듯 i-Construction의 핵심은 ICT 기술의 활용과 기술 표준화를 통한 생산성 향 상이다. 이를 위해 국토교통성의 지원 아래, 실무 기구인 ‘i-Construction 추진 컨소 시엄(이하 컨소시엄)’이 사업의 주체가 된다. 컨소시엄은 정부와 지자체 및 건설업계 의 ‘니즈(needs)’를 제조업계와 대학 등이 보유한 첨단 ‘씨즈(seeds)’ 기술과 매칭하는 산 · 학 · 민 · 관 협력을 원동력으로 삼는데, 컨소시엄 발족 후 수차례의 설명회를 통해 약 1700여 개의 ‘씨즈’가 확보되었다. 사무국의 심사를 통해 실제 건설현장에 도입 가능한 생 산성 향상 기술을 매칭하고, 우수한 사례를 발굴하여 표창과 인센티브를 수여하기도 한 다. 매칭된 기술의 예( 土交通省 2018b; 土交通省 2018c)는 다음과 같다.

건설의 설계, 시공 등에 이용되는 기술은 다양하지만, 이상의 사례에서 볼 수 있듯 최신 기술, 그중에서도 4차 산업혁명 기술을 활용하는 것이 i-Construction의 특징이다. 대표 적인 것이 인공지능(AI)과 사물인터넷(IoT)이다. 건설현장의 과제인 숙련 기술자의 경험 에 의한 기술, 노하우, 감의 계승을 효과적으로 실시하여 확실한 품질 확보의 관점에서 AI 와 IoT는 좋은 도구가 된다. 또한 AI를 통한 자율적 판단과 여러 센서로 연결된 사물인터 넷의 조합은 노동력을 효율화하고 체계적이고 안전한 현장 관리를 가능하게 하는 필수 기 술이기 때문이다( 土交通省 2018d).

컨소시엄의 회원사로 참여하고 있는 중장비 제조업체인 고마츠제작소의 사례(日本建設 機械施工協 2016)는 i-Construction이 추구하는 스마트 건설의 구체적인 모습을 보여 준다. 고마츠제작소는 드론을 이용하여 현장을 정밀하게 측량하고, 데이터를 BIM/CIM으 로 가공하여 정밀한 설계도면을 작성한 뒤, 고정밀 GNSS와 센서, 자율조종 기능을 갖춘

• 사면 안정성 감시 클라우드 기술

• 덤프트럭 운행 관리 기술

• 재해 상황 분석 기술

• 문자 인식 기술을 활용한 공사 자재 디지털화 및 공정 체계화 기술

• 중장비, 자재, 근로자의 위치나 상태를 인식하는 작업 정체 AI 분석 기술

• 설계 도면 기반 CIM 모델 작성 기술 및 AR 구현 기술

• 스마트 단말기를 활용한 구조물 손상 위치 추적 및 정비 효율화 기술

• 공중에서의 해저 및 수중 3차원 측량 기술

• 포장면 제거 없는 비파괴 교량 상판 열화 분석 기술

• 위성 시계열 영상을 이용한 지형 변화 AI 자동 판독 기술

• 360도 실시간 현장 감시 기술

• 비탈면 구조물 및 포장 특이 사항 자동 맵핑 기술

• 식생 제거면에 대한 항공 레이저 고해상도 측량 기술

• 홍수 침수 구역 및 수해 규모 자동 센싱 / 네트워크 기술

• 3차원 레이저 스캐너를 이용한 감리 효율화 기술

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참여할 수 있는 성과를 달성한 바 있다.

이러한 기술을 발굴하고 현장에 활용하는 동시에 세계 표준화를 촉진하기 위한 목적으 로 컨소시엄 내에 다음과 같은 세 개의 워킹그룹이 설치되어 있다.

①  기술 개발 · 도입 워킹그룹: 기술의 현장 도입을 위한 신기술 발굴 및 기업 간 연계를 촉진함으로써 건설현장의 생산성 향상을 도모

②  3차원 데이터 유통 · 활용 워킹그룹: 3차원 데이터의 유통을 위한 데이터 표준화와 오 픈 데이터화 촉진을 통해 경계 없는 데이터 이용 및 활용 환경 정비와 새로운 비즈니스 창출을 도모

③ 해외 표준 워킹그룹: 건설생산성 향상 기술의 국제표준화 · 패키지화를 통한 해외수출 과 함께, i-Construction으로 구축한 관리 · 발주 · 검사 시스템의 표준화를 도모

여기서 특히 주목해야 할 것은 ‘해외 표준 워킹그룹’이다. 일본 정부는 i-Construction 을 통해 국내의 건설생산성 향상으로 그치지 않고 이를 ISO(국제 표준화)하는 것까지 염 두에 두고 있다. 아직 표준화되지 않은 건설업 분야에서 일본발 기술을 확산시키고 한 발 더 나아가 시장을 선점하려는 전략인 것이다.

<그림 2> i-Construction의 패키지화 및 국제 표준화 개념도

자료: 土交通省 2017.

국제 표준(ISO)화

3차원 데이터 활용을 위한 기준

•측량 기준

•설계기준

•시공 관리 기준

•감리 기준

i-Construction 패키지

조사, 측량 설계 시공 감리 유지관리, 갱신

ICT 활용

환경 정비

기준 발주방식

인재 육성 관리 체계

이 같은 i-Construction의 흐름은 단순히 건설 정책에 국한된 것이 아니라 국토 정책 으로 추진되고 있다는 점이 또 다른 특징이다. ICT 기술의 활용이 강조되는 것은, 시대적

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산업 흐름에 보조를 맞추기 위한 것도 있지만, 필자가 지난 2020년 2월호에서 소개한 마 을 · 사람 · 일자리창생 종합전략과 맞물려 있기 때문이다. 이 전략이 설정하고 있는 횡단 목표 2는 4차 산업 기술 활용을 강력하게 추진하여 일손 부족을 해소하고 주민 생활의 편 리성을 추구함으로써 지속가능한 Society 5.0 사회의 실현을 통해 지방의 각종 과제를 해 결하고자 하는 것이다. i-Construction은 바로 이 전략의 일부로서 건설업 분야에서의 Society 5.0을 달성하려는 목표를 지닌다.

i-Construction의 현황과 향후 비전

일본 정부는 i-Construction의 일환으로 2016년도부터 토목 공사, 2017년도부터는 포장 공사, 준설 공사에 ICT를 도입하였다. 이러한 시도는 실제적인 생산성 향상으로 이어졌는 데, 예를 들면 토목 공사에서는 30% 이상의 시간 단축 효과가 확인됐다. 이어 2018년도부 터는 하천 준설과 점검 등의 유지관리 분야와 관공서 시공 및 보수 등의 건축 분야로 ICT 도입 확대를 추진하면서, 동시에 적산 기준 개정과 지자체 발주 공사에 전문가를 파견하 는 등 지자체와 중소기업이 ICT를 더욱 도입하기 쉬운 환경으로 정비함으로써, 앞서 언급 한 일본 건설업의 한계를 타파하고자 노력하였다.

<그림 3> i-Construction를 통한 생산성 향상 개념도

자료: 土交通省 2019.

i-Construction으로, 지금보다 적은 사람, 적은 공사 일수로도

동일한 공사량을 실현

건설 현장의 생산성 20% 향상

소인수화 ICT 도입으로, 중장기적으로 예측되는 기능 근로자의 감소분을 보완

현장 작업의 고도화 및 효율화로 공사 일수를 단축하고 휴일을 확대

사람

공사 일수 절감 (= 휴일 확대) 1인당 ·1일당 노동량(work)

-coni

공사 일수(term)

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인되었다. 시공 시기 평준화를 통해, 2018년도의 경우 4월부터 6월 사이 비수기의 시공이 전년 대비 약 5건 증가가 확인되기도 하는 등 뚜렷한 건설현장 생산성 향상이 이어졌다.

아울러 2019년도부터 원칙적으로 대규모 구조물의 세부 설계에 대해 BIM/CIM을 도입하 여 설계 효율화와 ICT 연계 강화를 모색하기도 하였다.

이러한 노력을 뒷받침하기 위한 재정적 지원도 이루어졌다. 2020년도에도 ‘신기술 도 입 촉진 조사 경비’와 같은 비용이 국토교통성 본예산으로 새로 계상되었다. 이를 활용하 여 실용 단계에 이르지 못한 ‘씨즈’ 기술의 현장 실증 및 시행, 검증을 추진하고, 내각부의 민관 연구개발 투자 확대 프로그램(PRISM) 예산을 활용하여 혁신적 기술을 도입 및 활용 하는 시험 프로젝트 33건을 발주하였다.

한편, 컨소시엄은 현장의 니즈를 파악하여 씨즈와 매칭하는 업무를 국토교통성의 각 지방 정비국 등으로 확대하는 등 기술의 개발과 도입 장려에 나서고 있다. 또한 앞서 소 개한 바와 같이 건설현장의 생산성 향상에 관한 우수 사례를 지속 발굴하여 표창과 인 센티브를 수여하고, 컨소시엄 회원을 대상으로 지방공공단체가 공사를 발주하는 등 i-Construction의 보급 · 촉진에 힘쓰고 있다.

일본 정부는 2020년을 ‘생산성 혁명을 관철하는 해’로 정하여 정부와 지자체 발주 공사 에 ICT 도입 확대를 추진하고, 개별 공사에서 3차원 데이터나 ICT 등 신기술을 일관되게 활용할 수 있는 기준을 정비할 것이라고 밝혔다( 土交通省 2019). 이와 함께 3차원 데이 터 등을 활용하여 i-Construction 적용을 주도하는 시험 사무소를 설치하고, 전 과정에 서 선도적인 신기술 도입을 가속화하는 등 건설현장의 문제점 개선과 생산성 향상을 위한 노력을 정책 과제로 삼았다.

시사점

이렇듯 i-Construction은 기존 산업구조의 한계를 개선하고 미래를 준비하는 구체적 액 션 플랜이면서, 동시에 세부 국토 정책과 상호 작용하는 특징을 갖는다. 무엇보다 비교적 최근 대두된 4차 산업 기술을 정책에 적극 반영하고 발 빠르게 현장에 도입시키는 등, 민 간기업 수준의 진화를 보여주고 있다. 나아가 자신들의 시스템을 표준화 · 패키지화하여 해외에 확산시키려는 움직임은 일본 정부가 정책 설계에 있어 얼마나 치밀하게 대응하는 지 보여준다.

우리나라도 최근 i-Construction에 주목하면서 비슷한 정책을 내놓고 있다. 그러나 대

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체로 일회성에 그치거나 단편적인 정책 위주일 뿐, 건설업계를 혁명적으로 개선하거나 국 토 정책과 연계하는 구체적 플랜은 보이지 않는다. 국제 표준화는 꿈도 꾸지 못하는 실정 이다. 그러나 우리 또한 일본 건설업계가 안고 있는 문제점을 공유하고 있으므로, 근로환 경 개선과 기술의 적용을 통한 생산성 향상은 시급한 과제이다.

따라서 관련 연구에 대한 적극적이고 선제적인 재정 지원과 함께, 새로운 기술을 도 입함에 있어 장애가 되는 각종 규제의 조정이 뒷받침되어야 할 것이다. 아울러 한국형 i-Construction의 개발을 통해 생산성 향상을 위한 노력들의 응용력을 높이고 지속가능 할 수 있도록, 국토 개발의 큰 틀에서 정책 설계가 이루어져야 할 것이다.

[자료: 日本建設機械施工協 . 2016. i-Construction推進への建機メ カの取組み. https://www.kantei.go.jp/jp/singi/

keizaisaisei/miraitoshikaigi/dai1/siryou6.pdf (2020년 2월 15일 검색).

シェ ルフィ 株式 社. 2017. i-Constructionってなに？. https://shelfy.co.jp/shelf/opinion_post/915 (2020년 2월 12일 검색).

土 交通省. 2017. i-Construction：建設現場の生産性革命. http://www.mlit.go.jp/common/001137123.pdf (2020년 2월 16일 검색).

____. 2018a. 建設業を巡る最近の 況. https://www.mlit.go.jp/common/001268636.pdf. (2020년 2월 12일 검색).

____. 2018b. i-Constructionの推進 況. http://www.mlit.go.jp/tec/i-construction/pdf/01.3_kikaku_siryou1.pdf (2020년 2월 9일 검색).

____. 2018c. 建設現場の生産性を飛躍的に向上するための革新的技術の導入活用に するプロジェクト: 試行 容（ 要）

の紹介. http://www.mlit.go.jp/common/001259526.pdf (2020년 2월 15일 검색).

____. 2018d. AIを活用した建設生産システムの高度化に する 究. http://www.mlit.go.jp/tec/gijutu/kaihatu/pdf/

h29/170725_06jizen.pdf (2020년 2월 16일 검색).

____. 2019. 令和元年版 土交通白書. http://www.mlit.go.jp/hakusyo/mlit/h30/hakusho/r01/pdf/np202000.pdf (2020년 2월 9일 검색).]

이재용 | 도쿄대학교 공간정보과학연구센터 박사과정 (lee@csis.u-tokyo.ac.jp)

프랑스

저소득층 주택의 에너지 공급 개선

에너지와 관련된 주택 리노베이션은 프랑스 정부의 우선정책 중 하나이다. 2019년 프랑 스 정부는 더 많은 개인주택 소유주들이 아파트 리노베이션을 할 수 있도록 새로운 제 도를 도입하였다. 국립 주거청(Agence Nationale de l’Habitat)은 15만 5천 개의 주택 을 지원하였는데, 이는 2017년에 비하면 두 배 수준에 달한다. 또한, 에너지 절약 인증서 (Certificats d’Économie d’Énergie)를 발행하여, 이산화탄소 발생량이 많은 25만 개의 보일러 시설을 교체하였다. 이 프로젝트에는 약 10만 개의 중유 사용 보일러의 교체 및 지붕(공간) 보수 등이 포함된다.

중앙정부는 2019년 지자체와 협의하여, 자문 네트워크를 강화하고 지자체별로 맞춤형 지원, 각종 불법 혹은 사기 행태 퇴치, RGE(Reconnu garant de l'environnement) 인 증제를 시행하여 사업의 질적인 향상을 도모하기로 하고, 이를 효과적으로 추진하기 위