제4차 산업혁명과 건설산업 정책의 전개방향
김재영| 通察과統攝主幹
1. 머리에
제4차 산업혁명을 어떻게 정의할 것인가 에 대한 논란은 아직 끝나지 않고 있다. 그럼 에도 불구하고 제4차 산업혁명은 이미 시작 되고 있다고 주장하는 학자도 많다. 제4차 산 업혁명에 대한 공통적인 시각은 4차 산업으 로 변화하라는 것이 아니라 첫 번째(제1차), 두 번째(제2차), 세 번째(제3차) 산업혁명 이 후의 “네 번째(제4차)의 산업혁명이라는 것이 다. 최근에는 제조업의 혁신을 넘어서 다양한 과학기술을 기반으로 한 디지털 혁명 또는 물 리세계와 사이버세계의 연결확장이 제4차산 업 혁명이라고 정의한다.
예로 클라우스 슈밥(세계 경제포럼 회장)은 그의 저서에서 “디지탈 혁명을 기반으로 한
‘제4차 산업역명은 21세기의 시작과 동시에 출현했는데 유비퀘터스 모바일 인터넷, 더 저 렴하면서 작고 강력해진 센서, 인공지능과 기 계학습이 제4차 산업혁명의 특징이다”라고 설 명하고 있다. 그리고 2016년 다보스포럼에서 니콜라스 데이비스는 “제4차 산업혁명시대에
는 기계가 지능이 필요한 작업을 수행하고 인 간 신체에 컴퓨팅 기술이 직접 적용되고 기업 과 정부 그리고 수요자간의 소통을 새로운 차 원으로 향샹시키는 등 기술이 사회에 자리 잡 는 방식이 새로워지는 시대이다”라고 하였다.
제4차 산업혁명을 이끌 핵심기술은 제 3차 산업혁명을 통해서 구축된 정보화기 술과 정보통신기술(ICT: Information &
Communication Technology)구현의 기반 기술이다. 즉 네트워크 기술인 사물인터넷 (IoT: Internet of Things),클라우드, 유비쿼 터스 모바일인터넷, 지능정보 기술인 인공지 능, 기계학습, 빅데이터 컴퓨팅 실감화 기술 인 CPS, 오감센싱, 홀로그램, 가상현실(VR), 증강현실(AR) 등의 차세대 정보통신 기술과 로봇기술, 생명과학기술을 꼽을 수 있다.1)
제4차 산업혁명은 이러한 기술을 각 산업 에서 생산시스템의 혁신을 하여 생산성을 향 상시키고 품질을 확보하고 이와 함께 산업재 해예방 즉 안전성을 제고하고 재화나 서비스 의 공급의 신속성을 확보하고 결과적으로 재 화나 서비스의 수요자나 소비자는 비용을 줄
1) 심진보, 최병철, 노유나, 하영욱 지음, 대한민국 제4차산업혁명, 콘텐츠 하디, 2017.6.10. 참조
이면서 편익이 증대시키는 것이 목표이다. 시 장에서 상품이나 서비스를 공급하는 산업의 입장에서는 생산시스템의 혁신이 제4차 산업 혁명일 것이다.
제4차 산업혁명은 다양한 산업분야에서 논 의되고 있으며 산업의 특징에 따라서 추진전 략을 마련하고 있다. 제1차, 제2차, 제3차 산 업혁명에서와 같이 제4차 산업혁명은 각각 의 산업이 당면한 생산시스템의 환경과 여건 에 따라서 추진내용과 속도가 달라질 수밖에 없을 것이다. 즉 제4차 산업혁명을 이끌 핵심 기술을 적용할 수 있는 준비가 되어 있는가가 관건이 될 것이다. 그리고 제4차 산업혁명에 대응하고 이를 촉진하는 각 산업정책은 생산 시스템 혁신이 원활하게 이루어질 수 있도록 장애요인을 제거하고 촉진할 수 있도록 제도 적 장치와 지원수단을 마련해주는 것이라 할 수 있다.
이 글에서는 건설 산업에서 제4차 산업혁 명이 어떠한 방향으로 추진될 수 있는가를 일 본의 스마트 건설생산시스템(Construction 4.0)구상을 사례로 살펴보고 이를 참고로 건 설산업의 제4차 산업혁명 전개방향과 이를
뒷받침하기 위한 건설산업 정책차원에서의 추진방향을 모색하였다.
2. 건설산업에서의 제4차 산업혁명 구상
: 일본의 스마트 건설생산시스템(Construction 4.0) 사례
일본의 산업경쟁력간담회 (産業競爭力懇談 會2): COCN)은 2014년 비약적인 생산성 향 상을 실현하는 IoT, CPS를 활용한 스마트 건 설생산시스템(Construction 4.0)3) 구상을 제 안하였다.
이 시스템의 요체는 BIM4)/CIM5)과 준천정 (準天頂)위성시스템6), 로봇, 자동제어, 소형 무선비행기, 각종 센서, 빅데이터 해석, 인공 지능 등의 정보통신기술(ICT)을 결합하여 대 량으로 수집된 자료에 대한 해석을 기반으로 설계·시공·유지관리 등의 건설생애주기에 적용하는 것이다. 일본판 건설산업에서의 제 4차 산업혁명 전략이라 할 수 있다.
일본이 구상한 스마트 건설생산시스템을 건설생산여건이나 환경이 다르기 때문에 우
2) 일본의 산업경쟁력간담회는 국가의 지속적 발전의 기반이 되는 산업의 경쟁력을 높이기 위해 과학기술정책, 산업정책 등 의 시책과 민관 역할 분담을 산관학이 협력하여 합동으로 검토하여 정책으로 정리하여 관련 기관에 제언하고 실천될 수 있도록 활동하는 위원회이다. COCN은 Council on Competitiveness-Nippon의 약칭이다.
3) 건설생산시스템에 대한 정의도 매우 다의적이다. 건설생애주기의 전 과정을 건설생산시스템으로 정의 할 수도 있고, 인 력과 장비가 투지되어 건축물이나 토목시설물 등의 공사가 이루어지는 건설시공단계만을 건설생산시스템이라고 할 수 도 있다.
4) BIM(Building Information Modeling)은 디지털 방식으로 건물의 하나 또는 그 이상의 정확한 가상 모델을 생성하는 기술. 이 기술은 설계를 단계별로 지원하고 수동 프로세스보다 더욱 효과적인 분석 및 제어를 가능하게함. 완성된 가상 모 델은 정교한 지오메트리와 건설 기간 동안 시공, 제작, 조달 활동 등의 지원을 위한 필요한 모든 데이터를 포함. https://
www.tekla.com/kr/참조 5) Civil Information Modeling
6) Quasi-Zenith Satellites System, 일본판 GPS용 인공위성으로 불림
리나라의 건설생산시스템에 그대로 적용하는 것은 어려울 것이다. 그러나 우리나라의 건설 산업의 제4차 산업혁명 방향을 모색하는 데 에는 참고가 될 수 있을 것이다.
이 글은 일본의 산업경쟁력간담회가 2016 년 3월 3일 발간한 「IoT, CPSを 活用した ス マト建設生産ツステム」보고서에서 건설산업 의 제4차 산업혁명 방향설정에 참고할 수 있 도록 주요 내용만 발췌하여 정리한 것이다.7) 1) 스마트 건설시스템 구상배경
일본은 1992년도부터 20여년 동안 건설시 장이 축소하여 왔다. 시장이 축소됨에 따라 서 건설산업도 위축되어 건설산업 종사자 특 히 건설인력에 대한 처우도 나빠졌다. 또한 인구구조변화로 인한 숙련공 등의 고령화로 생산성과 품질 저하, 현장에서의 사고와 재 해 등 이 증가하는 안전성에 심각한 문제가 발생하고 있는 실정이었다. 일본의 건설산업 계는 건설생산시스템에 심각한 위기가 발생 하였다고 인식하였다. 이러한 인식아래 산학 관으로 구성된 협의체에서는 건설산업의 위 기를 극복하기 위한8) 건설산업의 주요과제로 생산성 향상, 품질제고 안전성 향상 새로운 가치창출 등을 설립하고 스마트 건설생산시 스템을 구축을 추진하였다.
건설산업은 인구구조의 변화 즉 노령화의
영향을 많이 받는 산업이기 때문에 인재확보 와 노동력 절감이 특히 중요한 과제이다. 숙 련공의 감소와 건설인력의 노령화는 생산성 저하뿐만 아니라 공사품질에도 심각한 영향 을 미치고 현장작업에서 안전사고가 증가하 는 요인이 되고 있는 것으로 보고 있다. 2015 년 3월에 일반 사단 법인 일본 건설업 연합 회가 발표 한 ‘건설업 장기 비전’에서 현재 343만명 기능 노동자(전체 건설업 취업자의 약 70%) 중 향후 10년간 고령자를 중심으로 128만명이 이직 할 것으로 전망하고 있다. 이 에 따라서 2025년에 필요한 기술 기능 노동 자로 추계되는 328~350만명을 확보하기 위 해서는 이직으로 부족해질 기능 노동자의 확 보가 시급한 과제가 되었다. 이를 위해서 젊 은이를 대상으로 새롭게 90만명(이 중 여성 20만명) 확보하고 여전히 부족한 35만 명은 생산성 향상을 통해 해결하여야 한다. 건설산 업에서 생산성 향상은 건설과정에서의 데이 터 활용과 공정 관리와 밀접한 관련이 있다.
데이터 활용과제는 일부 건설사업의 설 계·시공시 도면 데이터 파일의 교환 및 조달 시 전자입찰 등에 ICT 활용이 진행되고 있으 나 건물 등의 생애주기 전과정을 대상으로 한 건설정보 인프라 정비는 미흡한 실정이다.
또한 건설 프로세스에 다수의 이해 관계자가 참여하는 분업체계 때문에 데이터의 비연속 성과 귀속권의 모호성 및 데이터 교환에서의
7) 보다 세부적인 내용은 http://www.cocn.jp/thema85-L.pdf ( 【産業競争力懇談会 ２０１５年度 プロジェクト 最終報 告】, 【IoT、CPS を活用したスマート建設生産システム】, 2016.3.3.을 참고하기 바람
8) 産業競爭力懇談會 (COCN)
시의 성과 대상 등의 복잡성이 초래된다. 이 를 제거함으로써, 전체 프로세스의 생산성을 향상시킬 수 있다고 생각된다.
한편 전자메일과 전자조달, 스프레드시트 등의 보급에 따라 견적·발주에 필요한 업무 시간의 절감이 빠르게 진행되고 있다. 그러 나 건축 자재 등의 파악은 도면 데이터와 공 정 관리시스템에 의한 자동 생성이 실용화 수 준에 이르지 않아서 많은 현장에서 공정 진 행에 따른 인위적인 작업으로 이루어지고 있 다. 또한 도시지역의 건설 현장에서는 자재 등을 쌓아 놓을 장소도 부족하여 필요한 때 필요한 만큼 자재를 조달하여 반입하는 것이 필수적이다. 이를 해결하려면 공정 자재 발 주 관리를 효율적으로 하여 생산성을 향상시 켜야 한다.
건설공사에서의 품질관리와 안전관리의 필요성도 커졌다. 일부 토목공사 등에서는 모니터링 기술을 통해 실시간으로 실황을 파 악하고 있다. 그렇지만 대부분의 건설 사업 에서는 현지에서 육안, 사진 촬영, 건설상태 의 측량 등으로 실황을 파악하고 이를 컴퓨터 에 입력하여 관리하고 있는 것이 현실이다.
또한 시공오차와 자연조건 등의 현장상황을 감안하여 대응하여야 할 경우도 많다. 설계 정보와 시공 결과에서는 차이가 발생하는 것 이 일반적이다. 이 차이는 시공시의 다음 공 정이나 유지 관리 등에서 중요한 정보이기 때 문에, 실시간으로 정확한 파악이 요구된다.
즉 품질관리와 관련된 과제는 건설현장에 대 해서 실시간으로 정확하게 데이터를 수집하 고 이를 품질관리에 활용하는 것이다.
또한 건설산업에서의 사망 재해자 수는 서 서히 감소하는 양상으로 보이고는 있다. 그 러나 여전히 전체 산업의 30%를 차지하고 있 으며 가장 높은 비율이다. 또한 건설인력의 사망 재해 발생률도 전 산업 및 제조업에 비 해 3배 이상(2013년 통계참조) 매우 높다.
따라서 건설현장에서의 안전성 제고는 간과 할 수 없는 과제가 되고 있다.
건설산업이 당면한 과제는 생산성, 품질, 안전성 향상만이 아니다. 새로운 가치 창조 도 당면한 과제이다. 즉 건설산업에 젊은이 들이 취업할 수 있도록 환경을 조성하여야 하고 새로운 분야의 사업을 창출할 수 있도 록 하여야 한다. 건설산업은 연간 노동 시간 이 길고, 타산업과 비교하여 현장인력의 연 간 임금 수준도 낮기 때문에 매력을 잃어 가 고 있는 산업이 되고 있다.
젊은이가 건설산업에 취업하도록 하기 위 해서는 적정 임금 수준의 보장과 사회 보험 가입률 향상 등 취업조건을 개선하는 한편 ICT를 활용하여 건설산업의 구조개혁을 하 여 근로여건의 근본적인 개선이 요구된다.
ICT를 활용한 건설산업의 구조개혁은 시공 과정뿐만 아니라 유지운영 관리단계를 포함 하는 건설생애주기 전반을 통해 환경보전 및 에너지 관리 등의 새로운 부가가치를 시설 소 유자 및 시설 이용자에게 제공하는 신규 사업 에 젊은이의 창업을 유도할 수 있을 것이다.
이렇게 새로운 사업을 창출하여 ICT 분야를 포함한 건설산업 유관 분야에 취업할 수 있도 록 할 필요가 있었다.
2) 장래의 건설생산 개념도
건설생산시스템 혁신의 필요성이 커짐에 따라서 일본의 산업경쟁력간담회 연구회를 중심으로 관련 연구를 추진하였다. 그 중 “생 산성 향상”과 관련하여 건축물의 접합 작업 의 합리화를 검토하였다. 그 결과 새롭게 고 안한 합리적인 접합 방법을 도입하면 접합 작 업에 필요한 공수를 1/5~1/10로 줄일 수 있 는 가능성이 있다는 것과 로봇 자동화 기술의 활용, 그들을 지원하는 BIM, 3차원 측정기술 등 ICT가 중요하다는 것을 제언한 보고서를 발간하였다. 특히 BIM에 관해서는 시공량·
시공방법 등의 정보를 로봇 자동화 기술과 실 시간으로 연계하기 위한 ICT를 인프라로 착 안하여, 건설현장의 테두리를 넘어 다른 산업 과의 연계하여 발전하는 구상을 제안하였다.
이 연구에서 제안한 장래의 건설생산개 념도의 요체는 건설현장과 부자재 생산공 장, 물류시스템을 정보화기술(ICT)을 기반 으로 연계하여 건설산업이 당면하고 있는 생 산성, 품질, 안전성 향상과 건설산업의 새 로운 가치를 창출하자는 것이다. 좀 더 구체 적으로 살펴보면, 건설현장에서는 감지기술 (Sensing Technology)을 이용하여 건자재 의 시공위치 등의 정보를 수집하고 공장생산 기술을 활용하여 생산한 부재를 3차원 위치 정보를 활용한 로봇 자동화시공을 하도록 하 는 것이다.
BIM기능을 건설시공단계까지 확장하여 부재 생산공장 그리고 물류등과 연계하여 부 자재를 건설현장 상황에 맞추어 시의적절하 게 공급할 수 있도록 하는 것이다.
9) 출처 : 2014년도 COCN연구회 「飛躍的な 生産性の 向上ん 實現する 構工法の 構築」 최종보고서
<그림1>장래의건설생산개념도9)
3) 스마트 건설생산시스템 구상
산업경쟁력간담회의 2014년 연구결과 의 연장선상에서 검토대상을 건축의 접합 에서 토목을 포함한 건설생산전체로 넓혀 서 Industry 4.0(제4차 산업혁명)으로 대표 되는 세계적인 산업구조 변혁의 흐름을 받 아들여서 건설업에서의 생산시스템의 장 래 비전으로서 「스마트 건설생산시스템 (Construction 4.0)10)」을 구상하였다. 구상 에 있어서 현재의 건설생산시스템의 특징의 정리로부터 건설업과 제조업의 차이를 감안 하여 현장작업을 경감시키고 고품질이고 부 가가치가 높은 구조물을 생산하는데 필요 한 공장생산기술과 고도의 ICT의 활용을 검 토하였다.11) 다음에 ICT 활용의 축이 되는 정보기반, 현재의 ICT 요소기술 수준, 장래 ICT요소기술과 건설업계의 수요에 접목 가 능성 등을 검토하고 장래 비젼의 실현을 위 한 과제와 추진방안 등을 정리하였다.
건설생산시스템의 특징은 속지 생산, 주문 생산, 일품 생산이고 자연조건을 고려하면서 현장작업을 하여야 하며 기술자와 숙련된 기 능인력 등의 경험에 의한 노하우를 필요로 한 다. 그리고 현장작업과정에 사고가 발생할 수 있는 위험요인이 많다. 또한 각 공종별로 다 양한 전문업체가 하도급자로 참여하고 있다.
이러한 특징 때문에 건설산업은 공장(주로 실내)에서 동일한 상품을 대량 생산하는 일 반 제조업과 같이 설계와 제조의 수직적 통 합, 재료 공급의 효율화, 기계화, 라인화 기 계생산에 따른 24시간 가동 등을 통해서 생 산성을 높이면서 품질을 향상시키고 안전성 을 제고할 수 있는 건설생산시스템을 구축하 는 것이 어려웠다. 이를 고려하여 건설 산업 에서는 인재 확보와 노동력 절감, 데이터 활 용, 효율적 공정관리 등을 통해서 생산성, 품 질, 안전성을 제고하는 방향으로 건설생산시 스템의 혁신을 추진하였다.
현재의 건설생산 시스템의 특징상 이전의 ICT 수준으로는 일반적인 제조업에서 진행 되고 있는 것과 같은 생산성 향상방안은 곤 란하다고 보았다. 그러나 감지기술, 무선 기 술, 클라우드 기술의 발달 등 최근의 ICT 요 소 기술의 급속한 발전에서 드디어 건설생산 에의 적용 가능성이 높아졌다고 보아 현 시 점에서의 「스마트 건설생산 시스템」을 구상 했다.
구체적으로는 건설데이터 기반으로서의 BIM/CIM과 최근의 로봇, 자동화, 3차원 계 측/측위, 네트워크, 장비, 빅데이터 분석, 인 공지능 등의 ICT를 연계한 혁신적인 시스템 으로 하였다. 이 스마트 건설시스템에서의 중요한 요소는 「건설데이터기반으로서 BIM/
10) Construction 1.0∼4.0 정의, Construction 1.0 : 현장 수작업을 중심으로 한 시공, Construction 2.0 : 공장생산의 활용과 기계화 시공, Construction 3.0 : 정보화시공에 따른 부분최적화, Construction 4.0 : ICT에 의한 건설프로세 스의 전체최적화
11) 이는 건설공사에서 시공체계 즉 건설공법의 혁신을 추진하고 있다고 볼 수 있다.
12) 원문(일본어)은 実裝이라하고 함. 그리고 영어로는 implementation으로 번역됨. 実裝을 우리말로 읽으면 뜻이 통하지 않기 때문에 정보통신망에 설치하는 각종기기와 소프트웨어를 지칭하기 때문에 적재장치로 번역하였음
CIM」과 「ICT 적재장치(H/W,S/W등)12)이다. 4) 기대효과 및 과제
스마트 건설 생산 시스템의 실현으로 건설
<그림2>스마트건설생산시스템(Construction4.0)
<표1>ICT적재장치개요
구분 관계법령
(1) 사람과 상품 데이터의 실시간 자동 수집기술
① 3차원위치정보검출, 수집을 실현하는 기술(사람, 건설기계, 자재등)
② 건설기계와 사람의 동작정보검출. 수집을 실현하는 기술
③ 사람의 건겅상태 검출.수집을 실현하는 기술
④ 생산량/생산형태정보의 수집을 실현하는 기술
수집데이터 가공분석기술
⑤ 현장업무분석을 실현하는 기술
⑥ 행동해석기술/이상검출을 실현하는 기술
⑦ 시공계획자동화를 실현하는 기술
사람과 물건 등에 피드백기술
⑧ 생산물3차원 표현기술과 사람, 건설장비, 자재등의 위치정보표시를 실현하는 기술
⑨ 현장작업자와 건설기계에의 정보전달/기계통제를 실현하는 기술
⑩ 로보트화시공기술
업이 안고 있는 여러 문제 극복과 더불어 공 사 기간이나 품질 (수명주기 비용)을 포함한 고객과 이용자의 요구에 유연한 대응, 새로운 취업 기회의 창출, 글로벌 시장확대 유지 관 리업자·발주자·이용자를 포함한 모든 관계 자에 의한 정보 활용 등도 기대하고 있다.
한편 각각의 정보 연계에 있어서 과제는 크게 기술적 과제와 제도적 과제로 나뉜다.13) 두 장벽이 존재하고 있기 때문에 효과적인 연 계를 위해 장벽 즉 제약요인을 제거하는 것이 중요하다고 생각하고 있다.
건설산업은 설계 컨설턴트, 기자재 업체, 건설사·하청 유지 보수 기업, 발주자 사용자
로서 국가·지방 자치 단체·민간 기업 등 다 양한 관계자가 포함되어 공유해야 할 정보의 효율적인 연계는 여전히 많은 제약요인이 존 재하는 것으로 보고 있다.
예를들면 기술적 과제로는 데이터 표준 소 프트웨어의 조작성, 호환, 매체 서버 보안 환 경 구축 비용부담 등을 생각할 수 있다. 이러 한 데이터 표준화나 소프트웨어의 갱신 등에 의해 꾸준히 개선이 진행 들어가지만, 간단한 조작으로 2차원 도면화와 자주 발생하는 설 계 변경 대응이 가능한 수준의 조작성 등 실 무에 적용을 향해 계속 극복해야 할 과제도 많이 존재하고 있는 실정이다.
13) 우리나라가 스마트건설생산시스템을 구축하고자 할 경우에 당면하는 과제는 기술적과제와 제도적 과제이외에 건설산 업의 구조적 과제도 있을 것이다.
<표2>건설업에서의과제와해결책의관련성
필요성/
과제 공종
해결책
해결책개요 차세대
BIM/CIM
ICT적재장치 인간/상품
데이터수집
수집데이터 분석
인간/상품에 의피드백
생산성 향상
인재확보
절감 ○ ○ ○ ○ 건설프로세스 전반에
정보연계와 ICT활용
데이터활용 ◎ ○ 건설프로세스전반에
정보연계
공정관리 ○ ◎ ○ ◎ 산출량 정보의 신속하고
정확한 파악과 피드백
품질안전성 향상
품질관리 ○ ◎ ○ ◎ 산출량 정보의 신속하고
정확한 파악과 피드백
노동안전 ○ ◎ ◎ ◎ 사람의 건강상태, 행동의
파악, 분석, 피드백 새로운
가치창조 신사업창출 ◎ ○ ○ ○ 라이프사이클 전반에 정보
연계와 ICT활용
한편, 제도적 과제로는 건설 과정에서 표준 (어떤 정보를 누구와 함께 어느 타이밍에 어느 정도의 내용으로 전달 여부 등) 및 계약 제도, 관습 및 계층 구조, 권리의 소재, 규정 등을 들 수 있다. 특히 건설 프로세스의 표준은 현 재의 건설 생산 프로세스가 다양하고 명확하 게 되어 있지 않은 것도 시스템 구축의 걸림 돌로 작용하고 있는 것으로 보고 있다.
3. 건설산업 제4차 산업혁명 여건 조성방향
1) 스마트 건설생산시스템의 정책적 시사점 일본이 미래의 건설생산시스템의 전형이
라 할 수 있는 스마트 건설생산시스템을 구 상한 배경에는 건설시장의 위축과 인구구조 의 변화의 따른 건설인력의 감소 등으로 생 산성과 품질 그리고 안전성이 크게 저하하고 있어서 이에 대응하기 위한 것이었다. 즉 산 업경쟁력 향상 차원에서 건설산업에서도 첨 단 ICT기술을 접목하여 건설생산시스템을 혁신하는 건설산업의 제4차 산업혁명을 추진 하여 건설산업의 생산성과 품질 그리고 안전 성을 향상시키는 것이 목표이다.
설계, 시공, 유지관리라는 단계적인 생산 과정을 거치는 건설생산시스템의 혁신을 목 표로 하여 정보화기술과 정보연계기술을 도 입하고 있다는 점에서 「스마트 건설생산시스 템」은 미래의 건설산업의 모습을 그리고 있 다고 할 수 있다.
<그림3>스마트건설행산시스템구축의제약요인
스마트 건설생산시스템이 대·중·소 모 든 건설공사의 건설프로세스로 적용될 경우 건설산업은 정보산업과 융합한 새로운 개념 의 산업으로 재편될 것으로 예상된다. 즉 이 시스템이 보편적인 건설생산시스템으로 자 리잡게 되면 현재의 건설산업 구조가 크게 달라질 것으로 예상되며 건설산업의 새로운 직종이 출현하고 이에 따라서 새로운 일자리 가 창출될 것이다. 예컨대 변화하는 각종 정 보를 적절히 처리하는 첨단 ICT 활용능력을 갖춘 정보연계 코디네이터와 같은 새로운 직 종이 출현할 것으로 예상된다. 스마트 건설 생산시스템에 참여하는 건설기술자와 건설 기능인력은 지금의 건설기술자나 건설기능 인력과는 직능면에서 크게 다를 수밖에 없을 것이다. 또 한 건설공사발주에 빅데이터가 활용되고 딥런닝과 같은 인공지능이 도입될 경우 건설공사발주체제도 달라질 것이다. 스 마트 건설생산시스템은 건설생산체계의 혁 신 뿐만 아니라 건설산업구조와 공공조달체 계의 커다란 변혁으로 이어지게 될 것이다.
제4차 산업혁명은 특정국가에 한정되지 않고 한 시대의 트렌드로서 전개되고 있다.
그리고 제조업만 아니고 모든 산업으로 확산 되고 있다. 건설산업도 예외가 아니다. 우리 나라도 건설시장이 위축되고 있고 인구 고령 화로 건설인력의 확보가 점차 어려워지고 있 는 것으로 파악된다. 이러한 현실을 고려할 때 IoT, 자율 운행 건설장비, 로봇, 무선 제 어기술 등을 건설생산시스템에 도입하여 생 산성을 향상시킬 수 밖에 없다. 이러한 점에 서 볼때 건설산업에서의 제4차 산업혁명은
한 시대의 트렌드에 따르는 것 이상의 건설 산업의 지속적인 성장발전을 위한 전제조건 이라고 하여도 과언이 아니다.
따라서 이제부터 건설산업에서의 제4차 산업혁명이 전개되어야 한다. 그리고 제4차 산업혁명을 전개하기 위해서는 스마트건설 생산체계가 구현될 수 있도록 기술적인 기반 과 제도적인 기반이 마련되어야 한다. 기술 적인 제약과 제도적인 제약을 극복할 수 있 도록 정책적인 지원도 확충하여야 할 것이 다. 이 뿐만 아니라 우리나라 특유의 건설생 산시스템을 형성하고 있는 건설산업의 구조 적 제약의 극복이 제4차산업 혁명의 관건이 될 것이다.
건설공사는 종류가 매우 많고 공사종류에 따라서 건설공법이아 방식도 매우 다양하게 적용된다. 이는 건설생산시스템이 건설공사 에 따라서 천차만별로 구축될 수 있다는 것 을 의미한다. 이는 스마트 건설생산시스템의 구축에 기술적인 제약이 있을 수 있다. 현재 의 정보화기술이나 정보화연계기술을 감안 할 때, 모든 건설공정을 스마트화하는 것은 기술적인 면에서나 비용면에서 현실성이 없 을 것이다. 그리고 건설생산시스템에 참여하 는 주체들이 새로운 시스템에 적응하기 위해 서는 상당한 시간을 요할 것이다.
제도적으로도 설계와 시공 그리고 사업 관리를 분리하여 발주하는 현행의 공공공사 발주제도에 건설프로세스 전 과정에서 생성 되는 다양한 정보를 연계하는 스마트 건설 생산 시스템을 접목하려면 현행의 발주제도 가 장애요인으로 작용할 것으로 예상된다.
또한 건설단계와 건설공사의 성격에 따라서 건설업체의 시장진입을 규제하고 하도급을 근간으로 하는 분업이 보편화되어 있는 현 행의 건설산업 구조는 건설프로세스 전 과 정에서 생성되는 정보의 연계에 큰 장애요 인으로 작용할 것이다. 건설생산시스템의 스마트화를 어렵게 만드는 가장 큰 제약요 인이 될 수 있다.
건설산업에서의 제4차 산업혁명에 앞서 기술적, 제도적, 건설산업 구조적 제약요인 이 제거하여 여건을 조성하여야 한다. 이를 위해서는 건설산업과 관련된 법률과 제도의 정비가 요구된다. 즉 건설산업에서의 제4차 산업혁명은 건설산업 정책의 대전환과 맥을 같이하고 있다고 할 수 있다.
2) 건설산업에서의 제4차 산업혁명 여건 조성
「스마트 건설생산시스템」을 제조업 4.0과 같은 의미의 건설4.0 ( Construction 4.0)으 로 간주하는 것은 차세대 BIM/CIM과 ICT의 적재장치 예컨대 IoT, 로봇, 무선제어 등을 건설프로세스 즉 건설생산체계에 접목하여 건설생산시스템을 스마트화하기 때문이다.
제조업은 그간 생산성향상을 위하여 자동 화, 정보화기술을 도입하여 생산 공정을 개 선 하였기 때문에 이미 제4차 산업혁명을 전 개 할 수 있는 기반이 마련되어 있다고 할 수 있다. 그러나 건설산업은 건설프로세스에 기 계를 도입하여 노동력을 대체하는 제2차 산 업혁명 단계에 머물러 있으며 일부 대형건설 업체와 대규모 건설공사에 BIM을 도입하는
등 제3차 산업혁명 단계에 진입하고 있는 실 정이다. 그리고 우리나라의 건설생산시스템 은 설계, 시공, 유지관리가 분리되어 있으며 건설시공도 특정 공정을 제외하고 대부분이 현장에서 제작하고 상당수의 공정이 기계화 시공 보다는 인력 시공의 비중이 높다. 건설 공사에서 자동화 기술이 도입된 사례는 극소 수에 불과할 정도이다.
따라서 건설산업에서의 제4차 산업혁명을 전개하기 위해서는 이러한 건설생산시스템 의 현실이 고려하여 우선 설계, 시공, 유지관 리란 건설생애주기 단계에서 생성되는 다양 한 정보를 연계하는 건설생산시스템의 정보 화를 추진하고 다음 단계에 건설시공에 IoT, 자율주행건설장비, 시송로봇, 무선제어기기 등을 도입하여 스마트 건서 생산시스템이 구 현 되도록 하여야 한다. 바꾸어 말하면 설계, 시공, 유지관리단계에서 적용되는 공법의 스 마트를 위한 연구개발이 이루어져야 한다.
이를 위해서 산관학연 등이 참여하는 「(가칭) 건설산업 제4차 산업혁명 추진기구」를 설치 하여 우리나라의 건설공사의 특성, 건설산업 구조, 그리고 현행의 건설생산시스템의 특징 등을 고려한 우리 실정에 맞는 스마트 건설 생산시 스템을 구상하고 이를 구현하기 위한 투자전략과 추진방안 등을 강구하여야 한다.
이와 병행하여 건설공사 전 과정 즉 설계, 시공, 유지관리 단계에서 생성되는 다양한 정보를 자율주행건설장비, 각 공정별 시공로 봇, 무인제어 기술 등과 연계하여 건설시공 이 이루어질 수 있도록 현행 건설관련제도와 공공 공사발주제도를 전면적으로 개편하여
야 한다. 현행의 건설산업관련 법률 예컨대 건설산업기본법, 건설기술진흥법, 건축사업, 주택기본법, 전기공사업법, 소방설비공사업 법 등과 공공공사발주에 근간이 되는 국가계 약법과 지방계약법 등을 스마트 건설생산시 스템의 구축이 가능하도록 개편하여야 한다.
그리고 스마트 건설생산시스템의 기반이 되는 ICT 적재장리 예컨대 IoT, 자율주행건 설장비, 건설시공로봇, 무인제어기기 등의 개발을 위해서 건설산업과 기자재산업, 소재 산업 등이 참여하는 스마트 건설생산시스템 기반기술연구개발조합을 결성하고 이를 제 작하고 기업을 지원할 수 있는 체계를 구축 할 필요가 있다.
그리고 실제로 건설업체가 「스마트 건설생 산시스템」을 구비하도록 하기 위하여 건설시 장진입과 참여 기준 예컨대 건설업 등록기준 과건설공사입찰참가 자격심의 등에서 이를 반영하도록 하여야 한다.
4. 맺는말
우리나라에서는 스마트 도로, 스마트 아파 트, 자율 아파트 등 건축물이나 토목 시설물 등에 감지기계나 무선제어기기 등을 설치하 는 등 정보화를 추진하고 있다. 이를 통해서 새로운 건설수요를 창출하여 건설산업의 지 속적인 성장발전을 기하자는 것이다.
그러나 건설생산시스템은 과거의 형태를 크게 벗어나지 못하고 있다. 우리나라의 건
설공사에서 자동화 정보화 기술을 적용하여 설계, 시공, 유지관리를 일괄적으로 추진하 는 경우는 극소수에 불과하다고 하여도 과 언이 아니다. 우리나라의 건설생산체계는 제2차 산업혁명 즉 일부 건설공정에 기계화 시공을 도입하는 수준에 머물러 있다고 할 수 있다.
이러한 건설생산시스템은 건설시장이 위 축되고 고령화와 노령화로 건설인력의 이익 률이 높아지고 건설인력의 부족현상이 심화 될 경우에 더 이상 유지될 수 없게 되며 건설 산업의 생산성은 저하하고 지속성장발전을 기대할 수 없게 될 것이다.
이러한 건설산업이 당면하고 있는 건설생 산시스템상의 문제에 대응하기 위한 하나의 대안으로 고려하는 것이 스마트 건설생산시 스템으로의 전환이다. 즉 건설산업에서의 제 4차 산업혁명이다.
「스마트 건설생산시스템」 즉 건설산업에서 의 제4차 산업혁명은 건설산업의 시각에서는 매우 생소할 수 있다. 그러나 제4차 산업혁 명은 모든 산업이 대상되는 트렌드로서 건설 산업도 예외일 수 없다. 건설산업은 특성상 제4차 산업혁명을 추진하는 것은 불가능하다 고 할 수 있다. 그러나 건설산업 만큼 제4차 혁명이 필요한 산업도 없다. 제4차 산업혁명 은 건설산업의 위기를 극복하고 지속적인 성 장 발전을 할 수 있는 하나의 대안이다. 이러 한점에서 2018년은 건설산업에서의 제4차 산업혁명 원년이 될 것을 기대한다.
