[공학저널 전수진 기자] 생산성과 디지털화가 낮은 산업으로 알려진 건설산업은 전면 BIM(건설정보모델링)의 도입으로 생산성과 원가절감의 효과를 극대화할 수 있는 변화가 진행되고, 공공사업에서의 효과가 가시적으로 도출되고 있는 패러다임 전환의 시기를 맞이하고 있다.
한국도로공사는 지난 2022년부터 100% BIM 전면설계 발주를 추진하고 있고 조달청에서도 설계공모와 중소사업까지 전면 BIM 설계를 확대 추진하고 있다. 하지만, 선진국 대비 낮은 기술력, 실효성이 부재한 정부 정책과 기업지원, 기업의 자금·전문인력 등 성장 인프라 확보의 어려움 등으로 인해 국내 건설엔지니어링의 디지털화는 아직 초기 단계에 머무는 현실이다.
현재 도로건설은 다양한 분야, 다수의 엔지니어가 참여하고 설계-시공-유지관리 업무로 진행하며 수많은 자료가 생성되고 수정되는 과정을 거친다. 이러한 단계별 데이터의 수정 및 반복 작업에서 데이터 관리 소홀, 자료의 분실로 이어지며 발주자는 BIM 성과품의 확인과 운영에 어려움이 따르고 있다.
이에 따라 최근 BIM 시범사업과 전면 BIM 사업을 추진해 오면서 이러한 문제점들을 BIM 데이터로 해결하기 위해 많은 노력이 있었다. 하지만, 단계별 과업의 정보요구사항(IR)이 명확하지 않고 전환 BIM 단계에서는 기존의 전통적인 방식을 그대로 답습해 단계별 BIM 모델링 정보들의 단절이 이어지고 있다.
도로건설의 단계별 연계를 위해 발주자는 건설 전(全)단계에 필요한 정보의 항목별 종류, 형식, 사용방법 등을 서로 합의하고 BIM 연계 선행조건을 포함해 성과제출에 포함되도록 정보요구가 마련돼야 할 필요가 있다. 또한, 실무자는 전 단계 건설사업 연계를 위해 BIM(디지털데이터)이 업무 중심으로 되는 것이 필요하며 단순히 BIM 모델 원본을 다음 단계로 전달하는 것이 아닌 형상과 속성정보가 전달돼야 한다는 것이다.
특히, 형상과 속성정보는 전 생애주기 동안 연속적으로 통합관리가 돼야 하며 이러한 단계별 전주기 BIM 연계 방법론의 정립이 필요한 상황이다. 이를 위해 한국인프라비아이엠협동조합은 디지털 설계모델의 도로건설 전주기 연계활용에 대한 연구를 수행해 방법론을 제시했다.
이 방법론의 내용을 자세히 살펴보면, 도로건설 전주기 연계를 위한 BIM 모델 작성은 정보요구사항(IR)이 우선해 고려돼야 고, 발주자는 정보요구사항을 명확하게 정의해 설계-시공-유지관리의 단계별 사업 주체들이 모델을 생성하고 활용하며 적용할 수 있도록 제시돼야 한다는 것이다.
정보요구사항에는 각 사업 단계별 디지털 모델상세수준(LOD)과 정보상세수준(LOI)을 정의하고 정의된 정보는 단계별 연계의 기본 자료가 된다. 정의된 LOD/LOI 정보를 기준으로 설계단계에서는 BIM 모델을 구축해 디지털 형태(CSV, XML)의 형상과 속성정보를 추출하고, 추출된 디지털 데이터는 설계단계 시 정보로 입력되고 BIM 모델은 공사비를 산정하는 데 활용될 수 있다.
다음 시공단계에서는 전 단계에서 추출된 형상과 속성정보의 디지털 데이터를 디지털 변수모델을 활용해 BIM 모델을 구축하고 구간변경 시 설계변경을 진행하게 된다. 시공단계 시 정보를 속성정보로 입력되고 유지관리단계와 연계돼 활용된다. BIM 모델은 공정(4D), 기성(5D)을 산정하는 데 활용한다.
마지막으로 유지관리단계에서는 전 단계에서 추출된 형상과 속성정보의 디지털 데이터를 디지털 변수모델을 활용해 유지관리 목적물별 BIM 모델을 구축하고 시설물 점검 정보로 활용하며 유지관리 정보는 속성정보로 입력된다. 이전단계의 정보를 현(現)단계 정보로 활용하며 디지털 데이터 중심의 연계가 이뤄져야 한다.
이처럼 한국인프라비아이엠은 설계-시공-유지관리의 데이터 연속성 확보를 위해 BIM을 활용한 연계성 확보 방법론 정립과 함께 시범사업 검증을 통해 기술 도입의 기반을 확보하고자 연구를 수행했다. 이를 기반으로 도로, 교량, 터널, 측량 분야 전주기 BIM 연계 방법론을 계획하고 시범사업을 통한 기존 방법의 문제점을 분석해 도로건설 전주기 BIM 연계방안 최종안을 수립했다.
또한, LOD/LOI 수준 정의를 진행해 발주자, 실무자의 기준을 정할 수 있는 근거를 마련했으며 형상과 속성정보를 활용한 BIM 모델 구축으로 설계, 시공, 유지관리단계 디지털 데이터 연계활용 방안과 향후 한국도로공사 시스템 활용에 대한 방법을 제시했다.
한국인프라비아이엠 문영남 총괄대표(사진)는 “이번 기술 도입으로 설계-시공-유지관리 단계의 전주기 데이터의 연속성을 확보해 발주자는 BIM 성과품을 확인, 운영하고 단계별 실무자는 전(前) 단계 정보를 확인, 활용해 현(現) 단계 업무를 진행하고 이 정보들은 속성정보로 입력돼 후(後) 단계에서 연계, 활용할 수 있다”며 “이러한 형상과 속성정보는 스마트 건설기술과 연계해 건설 프로세스를 디지털화하고 3차원 설계 자동화, 건설장비 자동화, VR 작업/안전 시뮬레이션, AR,VR 기반 시설물 유지관리, 메타버스 활용 플랫폼 구축 등 건설과정의 생산성과 안전성을 극대화할 것”이라고 말했다.
이러한 연구와 기술개발 성과만 보더라도 한국인프라비아이엠은 토목엔지니어와 BIM기술자가 함께 모여 만든 협동조합 법인기업에 걸맞게 직원 모두가 주인의식과 기술자의 자부심으로 BIM과 스마트건설의 새로운 기술에 매진하고 있다. 이는 기존의 2차원의 분리된 설계방식에서 3차원의 통합적인 데이터 방식으로 변화가 요구되는 건설시장에 발 빠르게 준비해 많은 국책 시범사업, 연구과제 그리고 관계사의 다양한 프로젝트를 제안사업 형식으로 수행하며 좋은 성과를 가지게 된 것이다.
이를 토대로 한국인프라비아이엠은 스스로의 힘으로 도전해 미래를 개척한다는 신념으로 토목 여러 분야에서 서로를 배려하며 인재를 육성해 나갈 계획이다. 또한, 4차 산업의 다양한 IT 기술과 건설기술의 융합으로 업무 효율성 향상과 건설 자동화, 건설안전과 고품질 확보에 사업목표를 두고 앞으로도 최선을 다할 예정이다.
