COVID시대 건설 인공지능 디지털트랜스포메이션 기술 시장전망 및 사례 소개

이 글은 건설 인공지능 기술 시장전망 및 개발사례를 간략히 소개한다.

건설 인공지능 시장 규모

시장조사기관 Global Industry Analysts Inc.(GIA)가 발행한 시장 조사 보고서 "건설 인공지능(AI) - 글로벌 시장"을 발표했다(2021.8.26.). 이 보고서는 크게 변화된 COVID-19 이후 가속화된 디지털트랜스포메이션과 인공지능에 대한 시장기회, 그리고 새로운 관점을 제시한다. 

AI in Construction (StrategyR)

이 보고서에 따르면, 2026년까지 건설 시장의 인공 지능(AI) 글로벌 시장 규모는 40억 달러에 달할 전망이다. 코로나19 위기 속에서 2020년 세계 건설인공지능 시장은 6억 9,440만 달러로 추정되며, 분석 기간 동안 31.2%의 CAGR로 성장하였다. 관련해 향후 7년 동안 33% CAGR가 예상된다. 2021년 미국 건설 시장에서 인공지능기술은 285.8 백만달러 시장규모였다.

이런 상황에서 미국, 유럽 및 중국을 중심으로 관련 스타트업들이 큰 투자를 받고 있으며, 공백 기술을 제공하는 기업끼리 파트너쉽 합작 등의 움직임이 커지고 있다.

건설 인공지능기술 관련 최신 사례

3차원 스캔 기반 품질관리

독일 엔지니어링 서비스 회사인 TÜV SÜD는 영국의 건설사업분석 회사인 Contilio와 협력하여 인공지능 기반 품질 관리 시스템을 개발했다. TÜV SÜD의 부동산 및 인프라 사업부 CEO인 Joachim Birnthaler는 전체 건설 프로젝트의 60%가 상당한 지연을 경험하고 있으며, 건설 비용의 최대 30%가 재작업 및 설치 오류 수정으로 소비되고 있다고 말했다. 

이 시스템은 3D기반 AI 건설품질검사를 지원한다. 예를 들어, 건물 및 인프라 프로젝트에 대한 자동화된 결함 분석 및 품질검증기능을 제공한다. Contilio CEO인 Zara Riahi는 3D AI 기술과 품질검사 전문 지식을 결합해 3D 데이터(LiDAR 등 스캔)에서 실시간 정보를 자동으로 해석한다. 3차원 현장 데이터에서 모든 구조, 건축, MEP를 지능적으로 식별한 후, BIM과 자동으로 이를 비교한다. 

Riahi는 상업용 스캐너, 드론 기반 사진측량 기술을 사용해, 건물 및 인프라 프로젝트의 건설 진행 상황과 설치 품질을 자동으로 추적한다. 이러한 자동 분석 기술은 건설 과정을 디지털 트윈으로 구현할 수 있다. 디지털 트윈을 통해, 건설 진행 과정을 최신 디지털 모델로 유지한다. 이를 통해, 건설 계획, 설치 오류의 차이를 신속하게 감지하고, 민첩하게 대응할 수 있는 정보를 제공한다.

IoT기반 건설 생산성 관리

2016년에 설립되어 캘리포니아 로스 알토스에 본사가 있는 Versatile은 건설 관리자에게 건설 생산성에 대한 신속한 가시성을 제공하는 기술을 개발한다. 이 회사 제품인 CraneView는 AI 및 IoT를 사용해, 수천 개 데이터 포인트를 캡처 후 분석하여, 작업 현장 생산성에 대한 실시간 분석을 제공한다. 이를 통해, 의사 결정을 간소화하고 자재 중복, 건설 진행, 크레인 활용 등에 대한 정보 등 모든 작업 현장의 생산성 데이터를 제공한다.

CraneView

Turner Construction Company의 부사장 겸 최고 혁신 책임자인 Jim Barrett은 CraneView를 건설 프로젝트에 통합함으로써 크레인을 자사의 데이터 자산으로 전환하는 데 성공했다고 말했다. 

CraneView

이러한 노력을 발판으로, Versatile는 얼마전 시리즈B 라운드에서 8천만 달러를 모금에 성공했다. 이 펀딩에는 Procore의 설립자이자 CEO인 Tooey Courtemanche와 PlanGrid의 공동 설립자인 Ralph Gootee를 비롯한 건설 업계 베테랑들도 합류했다.

비전 기반 건물시공현장 모니터링

Buildots는 건설 현장 안전모 장착 카메라, CCTV 등에서 촬영한 이미지 데이터를 사용해, 건설 현장 건물 내부의 작업현장 정보를 수집한다. AI를 사용하여 수집된 이미지를 사용해, 건설 프로젝트 진행 상황 모니터링을 수행한다. 

Buildots

텔아비브와 런던에 본사를 두고 있는 Buildots는 내부 주거 및 상업용 건설 프로젝트에 사용할 수 있으며, 20개 이상의 고객과 12개 국가에서 사용되고 있다. 올해 8월에는 Lightspeed Ventures가 주도하는 3천만 달러의 라운드 B 투자를 받았다. Buildots는 이 자금을 사용하여 글로벌 영업 및 R&D 팀 규모를 두 배로 늘리고 있다.

Buildots 실시간 프로젝트 보고서는 3D 모델링 기술을 적용해, 건물 배선, 벽, 배관 등 현장의 모든 측면을 포착한다. 그런 다음 AI 알고리즘을 사용하여 영상을 분석하고, 원래 프로젝트 계획 및 일정과 비교한다. Buildots 시스템은 안전모에 장착된 360도 GoPro 카메라와 독점 도킹 스테이션을 사용한다. 이 시스템은 직원들이 현장을 걸어갈 때, 작업 현장의 모든 세부 사항을 캡처한 다음 GoPro 카메라를 도킹 스테이션에 연결해, 수집된 정보를 분석하고, 데이터를 서버에 다운로드한다.

Buildots 시스템은 프로세스 최적화, 지연 최소화, 예산 초과 제거를 목표로 한다. 이 기술은 디지털화된 건설 워크플로와 건설 프로세스 가시성을 생성한다. 수집된 데이터는 컴퓨터 비전을 사용해 처리되어, 작업 현장의 디지털 트윈을 생성한다. 건설 관리자와 직원에게 누락된 항목, 아직 진행 중인 항목 및 완료된 항목에 대한 세부 정보를 제공한다. 이를 통해, 전기 소켓 누락, 잘못된 창 설치, 덕트 ​​작업 오류 등 미세한 세부 이슈를 찾을 수 있다.

지난 7월, 로스엔젤레스에 기반을 둔 종합 건설업체인 Build Group은 샌프란시스코 M2 타워 주거 프로젝트를 포함해, 미국 3개의 건설 프로젝트에 Buildots를 사용했다고 발표했다 .

영국에 기반을 둔 Wates Construction의 운영 이사인 Glen Roberts 는 이 기술을 320개 아파트 건설에 사용하고 있다고 말한다. 그는 약 10명의 개별 프로젝트 관리자가 매주 하청업체가 완료하는 작업을 검사하기 위해, 현장에 가야 한다면 많은 시간이 걸릴 것이지만, Buildots 플랫폼의 AI 기술을 사용하면 카메라를 가진 한 사람만을 보내 모든 시공을 검사할 수 있다고 말한다. 카메라가 모든 정보를 포착하고 필요한 대시보드와 시공된 작업에 대한 100% 정확한 사진을 보여준다.

Buildots

과거에는 관리자가 시각적 검사를 통해, 해당 작업을 수행하고, Excel 스프레드시트와 종이 노트에 메모 및 세부 정보를 기록했다고 Roberts는 말했다. 이런 방식은 시간이 많이 걸렸다. Buildots를 사용해, 금요일에 현장에 나가서 데이터 캡처를 수행한 다음, 월요일 아침에 데이터를 분석하면 현장 상황을 정확히 알 수 있다. 그는 현재는 원하는 정보를 얻기까지 36시간 지연이 있으나, 앞으로는 이 지연 시간을 12시간으로 줄이려고 한다. 아울러, 캡쳐된 데이터를 통해, 시공 분쟁 소지 등을 없애나가려 한다.

GIS분석 기반 인프라 공사 모니터링

AI Clearing는 GIS 분석을 통합해, 인프라 건설 진행 정보 생성을 자동화한다. AI Clearing 플랫폼은 항공 이미지, 지리 공간 데이터, CAD, BIM 데이터 등을 분석하여 인프라 시설 프로젝트 진행 상황을 모니터링한다. 

AI Clearing

AI Clearing은 드론 기반 데이터 수집 기술을 사용해, 일반적인 프로세스보다 최대 144배 빠르게 인프라 프로젝트의 진행 상황을 추적할 수 있다. 고속도로, 공장, 태양열 발전소, 지역 사회 기반 시설 프로젝트 및 기타 다양한 요구 사항에 사용할 수 있다. AI Clearing은 건설 프로젝트 진행 상황을 모니터링하고, Alice Technologies는 AI를 사용해 건설 일정 계획, 시뮬레이션 최적화를 수행한다. 

Alice Technologies

이 기술은 이미지를 AI Clearing 플랫폼에 가져와 건설 프로젝트의 상태를 분석한다. 데이터를 업로드하기만 하면 몇 시간 안에 전체 건설 현장을 분석할 수 있다. 대부부의 건설 프로젝트는 예산을 초과한다. 정부는 건설 지연의 핵심적인 이유를 100마일에 달하는 고속도로나 거대한 태양광 발전소 등을 건설할 때, 인간으로 정확하게 검사하거나 제어할 수 없다고 생각한다. 이러한 검사를 일반적으로 수행하는 측량사를 포함한 건설 노동자는 부족하다. 이 기술은 최근 승인된 미국 연방 시설 법안으로 더욱 유용해 질 수 있다.

AI Clearing

마무리
데이터 분석 컨설팅 회사인 TDWI 수석 연구 이사인 James Kobielus는 "AI가 더 이상 건설 산업에서 사용되고 있다는 사실에 놀라지 않다."라고 말했다. 이제, 건설 업계는 AI 기반 스마트 센서, 스캔, 스마트 카메라를 사용하여 프로젝트를 3차원으로 재구성하고, 실시간으로 평가, 계획, 매핑, 측량 및 모니터링하고 있다. Kobielus는 미래에는 AI 기반 로봇, 원격 협업, 디지털 트윈 도구를 사용하는 건설 회사도 볼 수 있을 것이라 예상한다.

레퍼런스

• Cision, 2021.8, A $4 Billion Global Opportunity for Artificial Intelligence (AI) in Construction by 2026 - New Research from Strategy
• Todd R, 2021.9, AI, Drones, 360-Degree Cameras Providing New Building Tools for the Construction Industry 
• Mike Hayes, 2021.9, AI release promises construction quality control leap
• NoCamels Team, 2021.9.15, Israeli AI Construction Tech Firm Versatile Raises $80M