[공학저널 전찬민 기자] 현재 인공지능, ICT, 로봇 등 4차 산업혁명 기술을 활용해 전 산업에 걸쳐 자동화, 지능화가 활발히 추진되고 있다. 그럼에도 불구하고 건설산업은 낮은 디지털화 수준으로 인한 생산성의 문제와 고령화 등으로 인해 기존의 인력중심 방식의 한계에 직면하고 있어 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘건설 자동화’가 더욱 강조되고 있는 상황이다.
지난해 4월 근로자공제회가 발표한 자료에 따르면 건설현장의 근로자 중 50대 이상이 약 61%에 이르고 있으며 점차 증가하고 있는 추세다. 반면, 청년층 진입은 저조해지고 있어 숙련인력이 부족한 상황으로 이는 건설산업의 낮은 생산성 문제뿐만 아니라 안전의 문제로 직결될 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 건설 자동화를 통한 스마트 건설이 건설산업의 미래로 급부상하고 있으며, 해외 스마트 건설시장의 경우 연 26% 성장이 전망되고 있어 시장을 선점하고 해외 경쟁력 강화를 위한 투자와 지원이 지속적으로 이어지고 있다.
우리나라도 이에 발맞춰 ‘스마트 건설기술 로드맵’을 발표해 건설기술에 관한 중장기 비전을 제시하는 등 노력을 기울여 왔다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고 스마트 기술 활용이 저조해 낮은 생산성을 개선하지 못하고 있는 실정이다.
스마트 기술이 활성화될 수 있는 환경을 구축해 생산성, 안전, 환경 등 건설산업에 직면한 과제를 해결하기 위해서는 건설 전 과정에 걸쳐 디지털화, 자동화가 반드시 이뤄져야 한다. 이에 국토교통부는 최근 건설산업을 첨단 기술 중심으로 전환하고 디지털화·자동화라는 목표 달성을 위해 ‘스마트 건설 활성화 방안(S-Construction 2030)’을 발표했다.
스마트 건설 활성화 방안으로 3대 중점과제 중 하나인 생산시스템 선진화는 건설기계 자동화와 로봇을 도입해 건설 자동화를 목표로 하고 있으며, 품질·안전 등에 관한 시공기준을 제정하고, 원격조종, 완전 자동화 등 무인운전에 대한 특례인정 근거 마련도 추진된다.
‘건설 자동화’는 기존 건설인력 중심의 작업을 새로운 건설기계/장비를 활용해 인력을 대체하는 의미에서의 자동화와, 기존 장비를 고도화해 로보틱화(Robotic)하거나 새로운 형태의 로봇을 만들어 건설 생산성을 높일 뿐만 아니라 안전성까지 제고하는 기술을 포함한다. 또한, 모듈러 건설기술과 같이 건설자재의 변화를 통해 공장제작 후 현장조립 공정의 자동화를 이루는 기술도 건설자동화의 한 부분으로 볼 수 있다.
즉, 건설자동화란 기존의 건설장비/생산시스템의 개선 혹은 새로운 형태의 로보틱 장비개발을 통해 건설의 생산성과 안전성을 제고하고자 하는 기술로써, 자동화장비/로봇과 같은 하드웨어 기술이 BIM, AR/VR, AI, Big Data 등의 소프트웨어적인 기술과 융합해 건설현장의 자동화를 이뤄낼 수 있다는 것이다.
이러한 건설 자동화는 자율주행차처럼 사람의 개입이 필요한 부분자동 혹은 반자동 형태의 Open Loop 자동화 시스템에서 사람의 개입 없이 가능한 완전자동 혹은 자율조종 형태의 Closed Loop 자동화 시스템으로 발전되고 있다. 이는 자동화·무인화 레벨 상승에 대한 수요의 지속적인 증가에 기인하고, 자동화 시스템의 센서기술과 액츄에이터 기술, 제어기술의 고도화에 따라 더욱 발전될 것으로 예상되고 있다.
한국건설자동화·로보틱스학회 서종원 회장(사진)은 “건설 자재의 변화와 새로운 시설물 설계방식의 추구도 건설 자동화의 발전에 있어서 중요한 요소 중 하나”라며 “이는 기존의 건설방식인 개별자재의 현장조립/시공에서 현장 밖에서 모듈이 제작되고, 건설 현장에서 자동화 기술로 조립이 될 수 있는 OSC(Off-Site Construction) 건설기술로 발전돼 건설산업 변화의 큰 축을 이룰 전망”이라고 말했다.
그는 이어 “모듈러 기술로 대변되고 있는 OSC 건설기술은 이미 그 필요성이 인지돼 현재 연구개발이 활발히 이뤄지고 있다”며 “자동화기술을 적용하기 용이한 시설물 설계(Design for Automation)와 같이 더욱 발전된 형태로 진행돼야 하기 때문에 건설자동화와 OSC는 구분할 것이 아닌 융합이 필요한 것”이라고 덧붙였다.
이처럼 건설기술과 첨단기계·로봇기술의 융합으로 이뤄낼 수 있는 건설자동화의 성공은 건설 프로세스에 대한 정확한 이해와 더불어 기존 프로세스를 대체하고 발전시킬 수 있는 기술적, 경제적 타당성 판단에 근거한 신기술의 개발과 현장 적용에 달려있다.
이를 위해 건설, 기계로봇, 정보통신을 아우르는 융합기술에 대한 전문성을 가지는 산·학·연 전문가들이 모여 2021년 6월 한국건설자동화·로보틱스학회가 출범해 2021년 12월에 국토교통부의 학회설립허가를 취득했다. 이에 따라 지난해 본격적인 학회의 역할을 다하고 있으며, 기술세미나, 정기 학술대회 개최를 통해 미래 건설기술의 활성화 방안을 논의하고 있다.
특히, 지난해 12월에 개최된 제1회 정기학술대회에서는 서종원 회장과 국제건설자동화로보틱스학회 김형관 회장(연세대학교 교수)과 함께 기조연설을 하며, 우리나라의 건설 자동화 기술 전문가들의 위상을 보여준 의미있는 자리가 됐다.
건설자동화·로보틱스학회는 건설자동화와 건설분야 로봇공학의 발전을 통해 건설산업의 발전에 이바지하고자 학술연구 교류, 기술자문과 감정평가, 출판과 장학 등 학회 고유의 기능을 통해 연구기관과 관련 기업들이 필요로 하는 건설자동화·로보틱스 기술문제를 해결하고자 노력을 기울이고 있다.
서 회장은 “무엇보다 건설자동화·로보틱스학회는 자동화기술의 실질적 건설현장적용을 위해 융합기술이지만 애플리케이션 도메인인 건설섹터에서 리드하는 건설 자동화 R&D의 밑거름이 되고자 노력을 기울일 것”이라며 “또한, 자동화 기술의 표준, 시방, 품셈의 산정 등 기술제도화에 역할을 다하고, 현재 진행 중인 국토교통부, 산업통상자원부, 과학기술정보통신부 등 정부 다부처에서 진행되고 있는 건설자동화 R&D 성공을 위한 연계 역할을 수행할 것”이라고 말했다.
