ICT 기술 기반 Smart Construction 기술 및 사업 차별화·생산성 향상 기술개발 추진
▲ 조성한 기술본부장(CTO)
GS건설(주)
회사 소개
GS건설(주)(이하 GS건설)은 1969년 ‘락희개발’로 최초 설립한 이후, 2005년 3월 GS건설(GS E&C)로 변경하였으며, 창조적 열정을 가지고 세상의 가치를 건설하자는 경영이념 아래 고객, 주주, 사회 등 모든 이해 관계자에게 신뢰받는 Best Partner & First Company를 지향하고 있습니다.
현재 플랜트, 발전, 환경, 토목, 건축, 주택 등 모든 사업영역에 있어 국내 최고 수준의 건설사로 성장하였고, 지속가능한 성장을 최우선으로 추구하며 본격적인 Global Top Tier로 도약하기 위해 최선의 노력을 기울이고 있습니다.
내부적으로 기존 주력사업의 성과 창출을 위한 노력뿐만 아니라 미래를 대비한 신사업 추진을 위해 관련 핵심역량 확보 및 기술개발을 지속 수행하고 있으며, 외부적으로도 기후변화 등 환경이슈 대응을 위한 환경경영 시스템 도입, 친환경 기술개발을 수행하는 등 사회적 책임을 위한 노력에도 매진하고 있습니다.
GS건설은 1989년 기술연구소 설립 이래 꾸준히 건설기술 개발에 매진해왔으며, 2006년 용인시에 대지면적 약 66,000㎡, 연면적 약 18,000㎡의 연구동 및 실험동을 건립하여 연구개발에 더욱 박차를 가하고 있습니다.
주요 연구 분야로는 LNG, 에너지그리드, 신재생에너지 등 에너지 분야, 건물에너지, 실내공기질, 소음·진동 등 건축 분야, 상하수도, 폐기물 지원화, 해수담수화, 물순환 재이용 등 환경 분야, 초장대교량, 지하공간 및 교통망, 해양구조물 등 토목 분야, 기타 콘크리트, 다기능 건설재료, 방재, 방폭 등의 기반 기술 분야 등 다방면의 기술 분야에서 활발한 연구개발 활동을 진행하고 있습니다.
최근에는 건설 생산성 향상을 위한 ICT 기술 기반 Smart Construction 기술개발을 추진하는 등 회사의 지속성장을 위한 기술역량 확보를 위해 노력하고 있습니다.
2019년 주요 연구개발 성과
2019년 GS건설 기술연구소는 Smart Construction 확대와 핵심 주력사업에 대한 차별화 및 생산성 향상을 위한 연구개발을 수행하였습니다.
특히 Smart Construction 기술과 관련하여 BIM(Building Information Modeling), 스마트 기기·자동화 장비의 활용, Modularization 기술 등에 대한 연구개발 및 사업 전반의 적용을 통해 큰 성과를 이루었습니다.
BIM 관련 연구과제로는 3D 설계 정보를 가상·증강현실을 통해 시각화하고 이를 공사 진행 시 쉽게 활용할 수 있는 환경을 구축한 ‘가상·증강현실 기반 VDC(Virtual Design and Construction) 구축 기술’ 과제, 3D 기반 정보를 바탕으로 주택 사업의 초기 타당성을 쉽게 판단할 수 있도록 한 ‘아파트 주거환경 최적 배치 자동화 툴(Tool) 개발’ 과제 등을 수행하였습니다.
스마트 기기·자동화 장비 활용 기술은 최근 업계에서 도입되어 활용되기 시작한 다양한 기기들을 도입하여, 현장 적용성 검증 및 활용을 위한 응용 기술을 개발하는 방향으로 연구개발을 진행하였습니다.
먼저 Radar Pulse를 이용하여 지장물(수도·가스관 등 Utility) 및 공동(Cavity)을 비파괴 방식으로 탐사할 수 있는 ‘GPR(Ground Penetrating Radar) 기술’, 기존 CCTV 카메라의 안전관리 사각지대를 해소하고 관리 효율성을 향상하기 위한 ‘이동형 넥밴드(Neck Band) 카메라’, 터널 굴착면의 사진을 3차원 모델로 변환 및 DB화하여, 객관적이고 신뢰성 있는 터널 굴착면 정보 제공이 가능한 ‘터널 디지털 안면 매핑 기술’ 등 현장의 안전 향상에 기여할 수 있는 기술을 개발·활용하였습니다.
다음으로 시공 중 Laser Scanning을 활용한 ‘현장·구조물 현황 정밀조사 기술’, 콘크리트 양생 중 정보를 실시간으로 모니터링 하여 시공 품질 향상이 가능한 ‘모바일 기반의 콘크리트 양생 기술’, 도로포장 건설장비(롤러, 덤프트럭)에 ICT 기술 및 클라우드 서비스를 접목하여 시공효율 향상 및 품질 관리가 가능한 ‘스마트 도로포장 품질관리 기술’ 등 품질 향상에 기여할 수 있는 기술을 개발·활용하였습니다.
마지막으로 광역현장 또는 인력접근이 힘든 지역의 3차원 디지털 지형모델을 구축하고 계획·설계·시공 단계에서의 측량 및 토공량 분석, 공정시각화 및 공정관리가 가능한 ‘드론 매핑 기술’, 국내외 해양 및 하천공사에 정확한 수심 데이터를 계측·제공할 수 있는 ‘USV(Unmaned Surface Vehicle) 활용 수중현황 조사 기술’, GPS와 경사센서 등을 이용하여 측량 지원 없이 정밀 토공사 수행이 가능한 ‘MC(Machine Control) 기술’ 등 현장의 원가 절감이 가능한 생산성 향상 기술을 개발·활용하였습니다.
GS건설은 건설 생산성 향상, 사망 사고 등의 안전사고 감소 등을 위해 장기적으로 모듈 시공 방식의 도입 및 확산이 필요하다고 판단하고 있습니다.
이를 위한 초기 단계로서 2019년에는 건축과 토목 분야에서 모듈러(Modular)·프리캐스트(Precast) 공법을 개발·적용하였습니다.
‘아파트 지하주차장 외부벽체 프리캐스트 적용 기술 개발’, ‘터널 프리캐스트 풍도 슬래브 개발’ 등의 과제를 수행하였으며, 아울러 ‘교량급속시공법’, ‘프리매스트 옹벽 공법’ 등 기 개발 공법도 확대 적용하였습니다.
Smart Construction 기술 이외에도 사업의 차별화를 위한 기술개발도 꾸준히 진행하였습니다.
사회적으로 관심도가 높은 층간 소음 문제를 해결하기 위해 ‘바닥충격음 현장 성능 확보 일체형 바닥구조 개발’, ‘탄성마운트 중량 1등급 바닥구조 개발’ 등의 과제를 수행하였고, 지속적으로 층간소음 문제를 해결하기 위한 연구개발을 진행할 예정입니다.
또한 아파트 단지 내 미세먼지에 대응하기 위해 GS건설에서는 환기형 공기청정시스템인 ‘시스클라인’을 개발하여 론칭하였고, 연구소에서는 핵심 부품인 전도성 필터 개발에 대한 연구개발을 수행하였습니다.
최근 환경 변화 및 전망
2016년 세계경제포럼에서 ‘4차 산업혁명’이라는 말이 언급되었을 때, 건설업이 이와 관련이 있을 것이라고 예상한 사람들은 많지 않았습니다.
그러나 2018년 정부에서 2025년까지 노동 생산성 40% 향상, 사망자 30% 감소, 근로시간 20% 단축을 목표로 BIM, AI 등을 활용한 건설자동화 기술 개발을 위한 ‘Smart Construction 2025’ 정책을 발표하는 한편, 많은 건설 회사들이 앞 다투어 Smart Construction 기술을 개발하고 사업에 적용하는 등 이제는 거부할 수 없는 건설업계의 트렌드가 되고 있습니다.
향후에는 Smart Construction을 심화하고 건설 사업 전반에 확산시키는 방향의 일환으로 디지털 트랜스포메이션의 필요성이 증가할 것으로 생각합니다.
디지털 트랜스포메이션이란 디지털 기술을 의사 결정 전반에 활용하는 프로세스상의 변화로 정의할 수 있는데, 사업 과정에서 발생하는 데이터·정보·지식 등을 어떻게 관리하고 활용할 것인지가 핵심이라 할 수 있으며, 관련하여 IoT, 빅데이터, AI, 데이터 보안 기술 등의 중요성이 대두될 것으로 전망합니다.
디지털 트랜스포메이션을 통해 설계·시공의 디지털화 이외에도 경영 전반의 프로세스 변화, 디지털 기술을 접목한 새로운 사업 분야로의 포트폴리오 확대가 이루어질 것으로 예상됩니다.
새로운 사업 분야로는 ICT 기술과 디지털 트윈(Digital Twin)을 이용한 건물·주택 관리 및 임대 사업, 스마트 SOC 시공·운영 사업, 플랜트 운영 관리 사업 등이 대표적인 예라 할 수 있습니다.
또한 최근 정부에서 싱가포르와 스마트 협력 MOU를 체결하는 등 정부 주도로 스마트 시티에 대한 표준화와 관련 기술 개발이 이루어져 스마트 시티 관련 사업이 본격화될 것으로 예상되어 건설업계에도 기회 요인으로 작용할 것으로 전망합니다.
2020년 연구개발 목표와 추진 전략
2020년에도 작년과 동일하게 Smart Construction 기술, 핵심 주력사업의 차별화·생산성 향상 기술 중심으로 연구개발을 진행할 예정입니다.
Smart Construction 분야는 BIM 기반 업무 수행 확대를 위한 연구를 지속하고, 스마트 기기·자동화 장비 활용을 확대하는 방향의 연구를 진행할 예정입니다.
기존 개발 기술 이외에도 건설 로봇 분야, IT기술을 활용한 안전관리 등의 기술을 추가로 개발할 예정입니다.
장기 과제인 Modularization과 관련해서는 모듈러·프리캐스트 공법을 확대 적용하는 한편 DfMA(Design for Manufacturing and Assembly) 설계역량을 확보하기 위한 연구과제를 수행할 예정입니다.
핵심 주력사업의 차별화·생산성 향상과 관련하여, 지하주차장 조명 설계, 바닥충격음 성능 확보, 커뮤니티 단위 에너지 공유 시스템 등 Xi 아파트 차별화 기술을 개발하고, 또한 사회적으로 이슈였던 라돈 이슈 대응 등 친환경 기술 개발을 지속할 예정입니다.
연구소 운영 전략
연구개발 목표 달성을 위해 GS건설 기술연구소에서는 연구 수행 내실화를 위한 연구소 문화 개선, 기술실용화 강화를 위한 제도 정비 등의 혁신활동을 추진할 예정입니다.
대부분의 기업 연구소와 마찬가지로 GS건설 기술연구소도 그동안 연구소의 양적 성장을 추진해 왔습니다.
대부분의 연구원이 연구 결과의 실용화, 현장기술지원 등 기존 업무가 충분히 많음에도 불구하고 매년 신규 연구과제를 추진하여 왔고, 그 과정에서 외주 용역 위주로 연구를 수행하다 보니 점차 연구원의 자체 연구 수행역량이 약화되고, 개발 기술의 완성도가 떨어져 실제 사업에 적용하기 어려운 부작용이 발생하였습니다.
이에 2020년에는 과감히 연구수행 문화를 개선하려고 합니다.
개선의 방향은 기존 개발 기술의 완성도를 높이는 추가 연구, 개발 기술의 현장적용 활동 등 연구 활동의 범위를 확장하여, 연구 수행의 내실을 높이고 연구 결과의 사업 적용을 확대하도록 할 예정입니다.
또한, 연구원이 직접 수행하기 어려운 분야를 제외한 대부분의 분야에 대한 자체 수행을 확대하여 장기적으로 연구소의 연구 역량을 강화해 나갈 예정입니다.
기술 실용화와 관련해서는 연구원의 실용화 활동 강화뿐만 아니라 전반적인 절차를 재정비할 계획입니다.
기술 실용화의 확대를 위해 가장 중요한 것은 과제 선정단계에서 사업본부의 니즈를 충분히 반영하는 것입니다.
이를 위해서 본부 간 기술협력 회의, 실무자 협의체 등 연구과제 제안 전에 기본 아이디어에 대해 사업본부 관련자(임원, 팀장, 실무자 등)의 의견을 충분히 청취할 기회를 마련할 예정입니다.
연구수행 과정에서도 사업본부 관련자의 의견이 반영될 수 있는 제도를 마련할 예정이며(실무자의 연구 참여 등), 연구가 종료된 후에 연구 성과물의 효과적 홍보 및 현장으로의 기술 이전을 위한 기술성과물의 축적·공유 체계를 재점검할 예정입니다.