건축건설은 규제 기관, 건축가, 계약자 및 건물 소유주에 걸친 레거시 프로세스가 포함된 복잡한 작업이다. 디지털 트랜스포메이션을 위해서는 이러한 격차를 해소할 수 있는 방법을 찾아야 한다. 각 참가자 영역의 요소 내에서뿐만 아니라 요소 사이에서도 마찬가지이다.
디지털 트윈 시스템 통합업체인 Gafcon의 혁신 솔루션 부사장인 John Turner에 따르면 여전히 다양한 그룹이 데이터를 생성하고 관리하는 방식을 조화시키면 실질적인 이점이 발생한다고 말한다.
인프라 소프트웨어 제조업체인 Bentley Systems의 건설 담당 부사장인 Rich Humphrey에 따르면 수요 증가, 복잡성 증가, 더욱 정교한 설계 저작 도구가 이러한 변화를 주도할 것이라고 한다. 그는 건축건설 소프트웨어 시장이 현재 100억 달러 이상이며 디지털 트윈 의 채택 덕분에 크게 성장할 수 있다고 추정한다. Humphrey는 VentureBeat에 "업계는 이미 위험 관리, 재작업 감소, 디지털 트윈을 사용하여 프로젝트를 제공하는 방식의 효율성 향상에서 가치를 보고 있다."고 말한다.
건물 3차원 캡처 서비스인 Matterport의 CEO인 RJ Pittman은 "오늘날 세계에는 40억 개 이상의 건물이 있으며 이는 웹 사이트가 온라인 상태인 것의 두 배이다."라고 말했다. 현재 230조 달러 자산군에 해당하는 기존 건물의 가치를 높이기 위해 프롭테크 같은 산업은 디지털트윈화를 서두르고 있다.
디지털트윈 수요 가속화
COVID는 디지털 트윈 기술에 대한 수요를 가속화하고 했다. 생명공학 산업의 건설업체인 CRB는 최근 Operation Warp Speed 의 일환으로 새로운 백신 공장을 설계하고 건설하는 데 도움을 주기 위해 Matterport를 선택했다. 그들은 Matterport를 사용하여 기존 플랜트의 레이아웃을 캡처하고 새로운 플랜트의 디자인과 레이아웃을 개선했다. 또한 디지털 트윈을 통해 새 시설이 시작되기 전에 병목 현상을 식별하고 수정할 수 있도록 새 시설의 워크플로 및 안전 속성을 모델링할 수 있었다.
3D 캡쳐(매터포트)
CRB의 가상 설계 및 시공 관리자인 Chris Link는 "Matterport와 같은 도구는 브라우저 기반이기 때문에 동일한 공간에서 원활한 공동 작업을 가능하게 한다."라고 말했다. 설계자, 건축업자 및 소유자 간의 다중 핸드오프로 인해 데이터가 손실되지 않다.
디지털 트윈은 엔지니어가 기존 공장이나 신규 공장으로 이동할 필요성을 크게 줄였다. 한 프로젝트에서 CRB는 현장 엔지니어 수를 10명에서 1명으로 줄이고 출장 비용을 33% 줄였으며 설계를 3주 단축했다. 한 가지 주요 이점은 Matterport가 다양한 참가자의 데이터를 3차원 캡처시킬 수 있고, 사람들이 이전에 설계와 엔지니어링 사이의 핸드오프 시나리오 대신 단일 플랫폼 내에서 협업할 수 있도록 한다는 것이다.
디지털 트윈은 시설 이양 후 발생하는 시설과 관련된 운영 비용을 절감할 수 있으며, 이는 전체 시설 수명 비용 의 80% 이상을 차지한다 .
"디지털 트윈은 현재 엔지니어링 및 건설 분야에서 상당한 데이터 손실을 감안하고 작업을 했었기 때문에 시설 관리자에게 금광이다."
건물 관리자는 디지털 트윈을 사용하여 사물이 원래의 방식으로 설계 및 설계된 이유를 이해할 수 있으며, 이러한 이해는 단순화된 유지 관리로 이어진다. 예를 들어, 고장난 펌프를 수리하기 위해 호출된 유지보수 기술자는 디지털 트윈을 활용하여 펌프의 설계와 의도를 이해할 수 있다. 그들은 앞에 있는 고장난 펌프뿐만 아니라 더 큰 그림을 볼 수 있다.
재검토
McKinsey에 따르면 건설 관련 매출은 세계 GDP의 약 14%를 차지하며 2017년 10조 달러에서 2025년 14조 달러로 성장할 것으로 예상된다. 컨설팅 회사는 또한 생산성 향상을 통해 약 1조 6천억 달러의 추가 가치를 창출할 수 있다고 말한다. McKinsey는 디지털 트윈을 사용하여 생산성을 50~60% 높일 수 있는 7가지 모범 사례를 확인했다.
규정 검토 — 테스트 가능한 계획으로 승인을 가속화하고 성능 기반 요구 사항을 채택할 수 있다.
계약 변경 — 정보 공유가 향상되어 새로운 계약 모델이 가능하다.
디자인 재고 — 새로운 디자인을 더 효율적으로 테스트하고 반복할 수 있다.
현장 실행 개선 — 일정 충돌을 더 쉽게 감지한다.
기술 및 혁신 주입 — IoT, 드론 및 AI 계획을 통해 오케스트레이션을 개선한다.
직원 재교육 — VR을 사용하여 혁신적인 기술에 대한 새로운 교육 프로그램을 촉진한다.
조달 및 공급망 개선 — 현재 진행 상황과 납품 간의 조화 개선.
McKinsey는 기업이 대량 생산의 제조 시스템을 채택함으로써, 더 많은 생산성 향상을 볼 수 있을 것으로 예측한다. Barcelona Housing Systems는 다층 주택의 경우 노동력을 5~10배 줄일 수 있다고 추정한다. 핀란드 산업 회사 Outotec은 노동력 30%, 자본 20%, 시간 30%를 줄이는 소규모 광산 공정을 만들었다. 중국의 Broad Sustainable Buildings of China는 15일 만에 30층짜리 호텔을 건립했다.
디지털 트윈 격차
건설 소프트웨어 제공업체인 Procore의 수석 제품 관리자인 Connor Christian은 “디지털 트윈은 실제 사물을 정보모델에 연결하는 것이다. 이는 매우 다양한 엔지니어링 측면을 결합한 영역에서 핵심적인 접근이다"라고 말한다.
건설 산업은 위치 데이터용 GIS, 3D 데이터용 BIM(빌딩 정보 모델링), 프로젝트 관리용 VDC(가상 설계 및 건설)를 포함하여 다양한 데이터 소스를 관리하는 접근 방식을 발전시켜 왔습니다. 이것은 디지털 트윈 구현에 도전이다.
센서나 카메라가 있는 모든 작업 현장에는 이러한 장치에서 액세스, 제어 및 보고할 수 있는 디지털 트윈을 만들 수 있는 잠재력이 있지만, 사실 모든 데이터가 좋은 데이터는 아니므로 표준, 프로세스 및 검증이 있어야 한다. 불필요한 데이터를 걸러내는 것이 중요하다.
Slingshot Simulations의 CEO이자 CTO이자 Digital Twin Consortium 의 공동 의장인 David McKee는 원시 데이터를 건설 프로세스를 개선하는 데 필요한 더 높은 수준의 추상화로 변환하는 데 다양한 처리 단계가 있다고 말했다. 예를 들어 Slingshot은 최근 지상 움직임을 관찰하는 SatSense의 유럽 우주국 Sentinel-1 InSAR 데이터를 결합한 워크플로를 배포하고 이를 기반 시설 데이터와 병합한다. 이를 교통 데이터와 상호 연관시키고 이해 관계자에게 다시 제시하여 운송 위험을 이해한다.
McKee는 디지털 트윈을 구축하고 배치하기 위해 Design Thinking 접근 방식과 Agile 소프트웨어 엔지니어링 사례를 채택하는 것이 도움이 된다고 말한다. 이 접근 방식을 사용하면 일부 대규모 인프라 프로젝트에서도 몇 주 이내에 이해 관계자의 참여를 시작할 수 있다. 예를 들어, 그의 팀은 최근 Brexit 이후 영국에서 가장 분주한 운송 허브 중 하나에서 운송 네트워크를 개선 하기 위한 프로젝트를 시작했다.
Dassault Systemes의 건설, 도시 및 지역 담당 부사장인 Remi Dornier는 디지털 트윈이 기존 BIM 및 GIS 도구의 의미적 격차를 채우는 데도 도움이 될 수 있다고 말했다. 디지털 트윈은 또한 구매 및 건설 조립을 수행하는 데 필요한 모든 세부 정보를 포함하는 방법을 제공한다.
건설을 위한 DevOps
디지털트윈은 IT DevOps와의 연관성이 분명해야 한다. 건설을 위한 디지털 혁신은 프로세스 초기에 테스트 및 운영 팀을 포함하는 것을 의미한다. 이 협업을 통해 어셈블리 단계 정의와 같은 문제와 훨씬 더 나은 결과를 생성하기 위해, 소프트웨어적인 구성 요소를 현장에 전달해야 하는 방법을 해결할 수 있다.
디지털트윈 기술의 주요 공급업체에는 GIS(Trimble, ESRI), BIM(Autodesk, Bentley, Dassault), 건설 관리(Procore 및 Oracle Construction), 3차원 캡처(Matterport 및 SiteAware), 및 공급망 관리(SiteSense). Swinerton, Gafcon 및 Lendlease Podium이다. 디지털 트윈 통합업체는 이러한 도구를 설계, 건설 및 운영 수명 주기에 걸쳐 잘 조정된 워크플로에 통합하는 데 도움을 준다.
디지털트윈 건설의 챌린지
이 산업의 디지털 전환 시도는 많은 보조 요소가 성공적으로 진화해야 한다. Katerra의 파산 은 유명 기업들조차 건설 산업을 변화시키려는 시도에서 직면한 문제를 잘 보여준다.
우선 업계에서는 더 나은 데이터 품질과 컨텍스트가 필요하다고 Oracle의 신제품, BIM 및 혁신 수석 이사 Frank Weiss는 VentureBeat에 말한다. 다양한 형식의 데이터 소스는 분석이 어려울 수 있다.
업계는 디지털 트윈을 정의하는 것과 기존 프로세스에 연결하는 방법에 대한 합의를 찾아야 한다. Procore의 Christian은 "디지털 트윈이 무엇인지에 대한 전반적인 이해가 여전히 부족하다."라고 말한다. 현재는 데이터와 관련된 모든 가상 개체를 디지털 트윈이라고 한다.
Christian은 "훌륭한 API, 클라우드 기반 데이터 및 플랫폼 솔루션이 모두 있음에도 불구하고 완전히 액세스할 수 없는 사일로에 갇혀 있는 엄청난 양의 데이터가 여전히 남아 있다."라고 말했다.
일단 프로젝트의 사고가 제품으로 바뀌면 건설이 조립으로 대체될 것이다.
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