1.1 연구의 배경 및 목적

글로벌 건설산업에서도 인력 고령화와 숙련 인력 부족, 낮은 생산성 및 수익성, 열악한 조달 역량, 자재 공급망 부족 등을 도전 과제로 제시하고 있으며, 이러한 한계들을 해결할 수 있는 혁신 대안으로 탈현장 건설(Offsite/Modular construction)과 디지털 전환(Digital transformation, 이하 DX) 기술을 제시하였으며^{(Rick, 2022)}, 새로운 다양한 공법, 디지털 도구들을 개발과 활용이 증가하고 있다. 여기서 DX는 기존 업무 프로세스를 디지털화하고, 디지털화에 따른 프로세스 혁신이 일어나고, 종국에는 비즈니스 모델까지 혁신하는 전 과정에 걸친 대전환을 의미한다^{(Lee, 2022)}.

이러한 글로벌 건설산업의 대전환 흐름속에서, 국내 건설산업에서는 스마트 건설(Smart Construction)을 기술적 화두로 정의하여 국토교통부 ‘제6차 건설기술진흥기본계획^{(MOLIT, 2017)}’, ‘스마트 건설기술 로드맵^{(MOLIT, 2018)}’, ‘스마트 건설기술 활성화 방안^{(MOLIT, 2022)}’ 등으로 정책 및 기술의 전개를 진행해왔다. 이러한 과정속에서 반복적으로 언급되는 목표는 건설산업의 생산성 및 안전성, 해외경쟁력 향상으로 제시되었으나, 아직 다양한 기술들이 개발중이거나 본격적인 사업화 수준까지는 도달되지 못한 한계로 성과는 미흡한 상황이다.

최근 우리 정부는 스마트 건설기술(BIM, OSC 등) 확산을 통한 건설산업의 고부가가치화 계획을 국정과제로 선정('22.05)하였으며, 국토교통부 ‘제7차 건설기술진흥기본계획^{(MOLIT, 2023a)}’, ‘제6차 건설공사 지원통합정보체계 기본계획^{(MOLIT, 2023b)}’ 등의 후속 정책 발표로 특정 혁신 기술 개발 뿐만 아니라 산업 전반의 DX를 통한 스마트 건설 확산 필요성을 강조하였다. 또한, ‘제2차 국토교통과학기술 종합계획^{(MOLIT, 2023c)}’ 국토교통 R&D 전략 수립에서 ‘전략 3. 지속가능한 국토교통 기반시설 고도화’의 ‘디지털 대전환’을 위한 주요 추진과제로 ‘스마트 디지털 건설’을 제시하며 현장의 디지털화와 지능화 기반 프로세스 전환을 강조하였다. 따라서, 최근 개방화·자동화·지능화로 발전하고 있는 건설정보 패러다임 변화를 반영하여^{(MOLIT, 2023b)} 건설 데이터 활용을 고도화할 수 있는 DX 추진을 위한 핵심 기술 개발 및 활성화 방향에 대한 검토가 우선적으로 필요하다. 이후, 실제로 건설 현장에서 활용될 수 있는 DX 기술 개발 수행을 위해서 산업의 현재 여건과 기술 니즈를 반영한 미래 기술이 발굴되어야 한다.

이에 본 연구에서는 국내·외 건설 디지털화 관련 현황 사례 및 수요 분석을 통해 DX 기반 건설기술이 현장에 적용되어 산업 문제를 해결할 수 있는 실효성 확보와 산업내 확산을 가져올 수 있는 세부 방향을 도출하는 것을 목적으로 정하였다.

1.2 연구의 범위 및 방법

본 연구는 첫째, 국내·외 건설산업 DX 정책 및 기술 현황과 관련된 문헌 고찰과 전문가집단 현황 분석을 통해 현재 국내 건설현장 미래 기술 니즈를 제시하며, 도출된 니즈 및 현업에서 활용되고 있는 세부 DX 기술유형에 기반한 기술분류체계를 정립하였다. 둘째, 건설업계 산·학·연 전문가를 대상으로 해당 기술분류체계 기반의 현장 애로사항 및 이를 해결할 수 있는 기술개발 추진 수요조사를 수행하였으며, 현재 중점 관심 기술분야를 분석한 결과를 종합하여 건설산업 DX 미래 전개방향과 기대효과를 제안하고자 한다.

2.1 국외 건설산업 디지털 전환 정책

지난 20년간 전 세계 건설업의 생산성 증가율은 연평균 1.0 %로, 제조업(3.6 %)의 28 %, 전체 산업(2.7 %)의 37 %에 불과하였으며, 건설업은 낮은 디지털화 비율로 인해 정보의 재사용성 미흡 및 비효율성, 문서 반복 작성 등의 영향으로 생산성 향상이 저조한 상황이다^{(McKinsey & Company, 2017)}.

글로벌 건설경제에서 전산업에 걸쳐 플랫폼 기반 온라인·비대면 방식 비즈니스 모델 등 DX 기반 건설산업 전주기 관리 전략의 중요성이 증가하고 있으며, 이와 관련하여 글로벌 컨설팅사인 ^{McKinsey & Company(2020)}에서는 건설 생산시스템의 미래를 ‘표준화된 Off-site 생산으로의 전환’, ‘프로세스와 생산의 디지털화 및 데이터 중심 의사결정’으로 변화를 ‘Next Normal’로 제시하였다. 또한, ^{Deloitte(2021)}에서는 건설정보모델링(Building information modeling, 이하 BIM), 디지털 공급망, 디지털 트윈(Digital twins), 사전제작 및 모듈러 건설, 자산 추적, 자율 드론 등 다양한 요소 기술들을 건설업무에 연결하는 ‘Connected construction’ 개념을 정의하여, 건설 자산, 인력, 프로세스와 현장이 플랫폼(Platform)안에서 연결되는 미래를 제시하였다.

미국은 2021년 인프라 예산법안에서 5년간 1억 달러 투자로 3D 모델링 소프트웨어, 데이터 기반 건설사업 관리를 통해 현장 데이터를 실시간으로 전송하고 이를 기반으로 기업의 자원관리를 수행하는 디지털 사업관리플랫폼과 같은 디지털 건설기술의 확산을 추진중이다. 또한, ^ASTM(2023)에서 발표한 ‘건설산업 디지털화를 위한 첨단기술 로드맵('23.9)’에서 적층제조(Additive manufacturing), 로보틱스 및 자동화(Robotics and automation), 빅데이터(Big data), 사물인터넷(Internet of things, 이하 IoT), 인공지능(Artificial intelligence, 이하 A.I), 시뮬레이션(Simulation), 증강현실(Augmented reality, 이하 A.R), 사이버 보안(Cybersecurity)의 8개 핵심기술을 선정하고, ‘표준 및 규격’, ‘데이터 및 통합’, ‘기술 발전’, ‘경제 및 비즈니스 모델’ 등의 5개 분야별 추진과제들을 제시하였다. 특히, 본 로드맵에서는 디지털 건설을 위한 표준과 데이터 공유체계의 개선과 이를 위한 산·학·연 협업기반 구축을 강조한 것이 특징이다.

일본은 아시아에서 선제적으로 ‘i-construction’이라는 4차 산업혁명 대응전략을 2017년부터 추진해왔으며, 건설 전 단계 3차원 데이터 도입, ICT 건설장비 등 신기술 적용 및 노동력 부족 문제 대응 자동화 및 무인화에 중점을 두었다. 이를 기반으로 2024년에 ‘2040년까지 투입 인력의 30 % 감축 또는 생산성 1.5배 향상’을 목표로 한 ‘i-construction 2.0’을 발표하여, ‘시공 자동화’, ‘데이터 연계 자동화(디지털화/Paperless)’, ‘시공관리 자동화(원격관리·탈현장화)’의 세부 목표를 제시하였다.

특히, 싱가포르는 노동력 부족 문제 해결과 산업의 디지털화를 위한 단계적인 세부 과제들을 수행해온 대표적인 국가로 '22년 ‘Built Environment Industry Transformation Map (ITM)’ 발표를 통해 건설산업 생산성 향상을 위한 ‘디지털 기반 가치사슬(계획 및 설계, 시공, 운영 및 유지관리) 통합 및 협력’ 전략을 제시하였다. 특히, 디지털 설계, 디지털 제작, 디지털 건설, 디지털 자산관리 등을 포함하는 통합 디지털 프로세스인 IDD(Integrated Digital Delivery)와 첨단 제조 및 조립공법인 AMA(Advanced Manufacturing and Assembly) 전략의 활용을 강조하였다.

2.2 국외 건설산업 디지털 전환 시장 및 기술

최근 글로벌 건설시장은 건설 전 과정(설계~시공~유지관리)에서 발생하는 데이터를 연계하기 위한 DX가 트렌드로 급부상하고 있으며, 다양한 산업에서 디지털 혁신이 가속화되어 데이터 시장의 성장세가 지속되고 있다^{(MOIS, 2021)}. 이와 관련한 글로벌 스마트 건설시장은 연평균 26 %('25년 기준 1.57조 달러) 성장이 예상되고 ^{(Ottinger et al., 2020)} 특히, 국내 건설분야도 DX 확산에 따라 관련 데이터 기반 서비스 관련 기술 시장규모는 점차적으로 증가할 것으로 예측되고 있다. 또한, ^{Market Research Future(2024)} 보고서에 따르면, 건설산업의 A.I 기술 시장은 2022년 기준 0.35억 달러에서 2030년 2.6억 달러로, 연평균 33.2 % 성장이 전망되었으며, 특히 A.I 학습데이터는 건설 전 과정에 활용이 가능하므로 실제 경제적 가치는 보다 높아질 것으로 예상하였다.

이러한 성장과 관련해 요소기술별로 전 세계 약 300여개 E&C 기업을 대상으로 2023 Global Construction Survey^{(KPMG International, 2023)}가 수행되었으며, 이 조사에서는 기업들의 스마트건설기술의 3단계 채택 수준(1: ‘미채택’ / 2: ‘일부 프로젝트에서 채택 시작’ / 3: ‘대부분 프로젝트 채택’)이 포함되었다. 분석 결과 모든 기술의 채택 수준이 2017년 대비 향상되었으며, BIM, Mobile platforms, Basic data analytics 기술은 응답자의 80 % 이상이 대부분 채택하였거나 채택하기 시작한 것으로 높은 수치를 나타냈다. 반면에 A.I, RPA(Robotic process automation)/digital labor, Cognitive machine learning, Digital twins 등 고도화된 데이터 활용 기반 기술은 40~50 % 이하로 나타났으나, 미래 성장 가능성은 높게 예측하였다.

2.3 국내 건설산업 디지털 전환 정책

최근 국내 건설산업에서 기능인력 고령화로 인한 인력 감소, 숙련공 부족, 노무비 증가, 주 52시간 근무제 등 노동환경의 변화와 4차산업혁명에 따른 설계·조달·시공 자동화 및 디지털 기술 개발 및 산업현장 적용 증가로 인해 전통적인 현장 노동집약적 건설생산방식의 한계점을 개선하려는 노력이 시도되고 있다^{(Yun et al., 2021)}.

‘스마트 건설기술 로드맵^{(MOLIT, 2018)}’에서는 스마트 건설기술을 ‘건설에 첨단기술(BIM, 드론, 로봇, IoT, 빅데이터, AI 등)을 융합한 기술’로 처음 정의하였으며, 이를 기반으로 대형 연구개발사업인 ‘스마트 건설기술 개발사업(1단계)’이 시작되었다. ‘스마트건설기술 활성화 지침(MOLIT, 2021)’에서 ‘건설공사 모든 단계의 디지털화, 자동화, 공장제작 등을 통한 건설산업의 발전을 목적으로 개발된 공법, 장비, 시스템’으로 확대시켰다. 대표적인 예로 BIM은 설계분야에서는 활용이 확대 중이나, BIM기반 현장 시공관리는 ‘간섭 및 설계오류 확인’과 ‘장비배치 및 운영계획’ 항목에 일부 시도^{(Lee et al., 2024)}되는 등 시공 및 유지관기 단계 등 건설 전 과정 도입은 미흡한 한계가 있다.

‘스마트 건설 활성화 방안^{(MOLIT, 2022)}’에서는 “디지털 기반으로 전환하여 글로벌 건설시장 선도”를 비전으로 설정하고, ‘30년까지 건설 전 과정 디지털화·자동화’를 달성 목표로 ‘건설산업 디지털화’, ‘생산시스템 선진화’, ‘스마트건설 산업 육성’의 3개 추진과제를 제시하였다. 또한, ‘제7차 건설기술진흥기본계획^{(MOLIT, 2023a)}’에서는 5개 추진방향 중 ‘디지털 전환을 통한 스마트건설 확산’을 제시하여 이를 지원할 수 있는 핵심 기술 개발 중요성을 강조하였으며, ‘제6차 건설공사 지원통합정보체계 기본계획^{(MOLIT, 2023b)}’에서는 “2030년 모든 건설사업 정보의 디지털화”를 비전으로 ‘1) 건설CALS 보유정보 개방 확대(59 %→7 5%)’, ‘2) 종이서류 없는(Paperless) 건설행정 완전 정착(100%)’, ‘3) 인공지능(AI) 학습데이터셋 공개(0 %→20 %)’의 3대 목표를 설정하였다.

이러한 스마트 건설에서 시작된 국내 DX 현황을 살펴보면 아직 기술개발이 파편적으로 진행중이며, 요소기술 적용도 도로, 건축물 등 일부 범위에 한정된 한계가 있다. 무엇보다 새로운 기술들이 보여주기식 ‘쇼잉 기술’ 수준을 넘어 건설기술 및 산업 프로세스의 본질을 개선하고 현장에서 납득하는 실용화 기술로 발전하기 위한 제도와 프로세스 변화는 더욱 미흡한 상황이다.

2.4 국내 건설산업 디지털 전환 시장 및 기술

국내 스마트 건설시장은 2019년 기준 약 3조원 규모로 분야별로는 IoT 및 센서(10,272억원), OSC(4,563억원), 영상분석(3,985.5억원), 시공자동화(2,364.3억원) 기술이 큰 시장을 형성중으로^{(KICT, 2023)}, 여전히 H/W 중심 성장에 집중 투자되고 있는 상황이므로 글로벌 시장에서 급성장중인 데이터 및 A.I 등 DX 핵심 기술에 혁신적 기술개발이 필요한 실정이다.

^NIA(2023)에서 제시한 국가사회 전망에서는 특히 디지털 기술의 영향으로 업무의 변화(다양한 조직 문화, 디지털 인력 증가)가 예상되며, 관련 디지털 기술로 ‘A.I’, ‘메타버스’, ‘데이터’, ‘클라우드’, ‘디바이스’, ‘우주’, ‘네트워크’, ‘블록체인’, ‘로봇’ 등을 선정하였다. 이러한 기술 트렌드중에서 건설산업과 연관성이 높은 부문은 ‘산업의 디지털 대전환 시작’으로 인공지능과 분산 데이터 환경, 엣지 컴퓨팅 기술의 발전과 XR, 블록체인 플랫폼 등 디지털 생태계 변화로 데이터의 가치가 높아지고, 데이터 활용 산업 환경이 등장할 것으로 전망한 것이다.

^{Lee et al.(2022)}의 연구에서는 2000년부터 2022년까지의 국내 선행연구사례 60건을 체계화한 결과, 대표적으로 설계단계에서의 ‘BIM기반 Machine learning 활용’, 시공단계에서 ‘IoT 및 Robotics 등 기기를 활용한 현장 이미지 및 데이터 확보’ 및 ‘자동화 장비 기반 현장 원격 관리 기술’ 개발 사례가 제시된 바 있다. 또한, ^{Lee et al.(2023)} 연구에서도 각 선설사의 ESG 보고서를 통해 적용중인 스마트 건설기술 정보를 검토한 결과 주로 시공단계의 노동집약적 특성을 탈피하기 위한 연구개발이 이루어지고 있음이 제시되었다.

하지만, A.I의 경우 건설분야 실무자 대상으로 도입 필요성에 대한 조사 결과 95 % 이상으로 높았으나, 실제 도입 수준은 연구개발 단계인 초기로 나타났다^{(Shin et al., 2023)}. 즉, 국내 건설업에서도 AI, 로봇 등 4차 산업혁명 기술 개발·활용을 위한 자동화·지능화를 추진 중이나 DX 초기 단계로서 건설현장은 아직도 디지털 데이터·정보보다는 경험에 의한 의사결정과 아날로그식 업무처리 환경에 익숙한 상황이다^{(Lee, 2022)}.

현재 국내 디지털 기술 활용 유형은 2021년부터 매년 대한경제에서 발표중인 스마트건설기업지수(Smart Construction Corporation Index, 이하 SCCI) 조사 기준에 따르면 BIM, AR‧VR, 자동화, 3D프린팅, 빅데이터‧A.I, OSC(Off-site construction), 디지털센싱으로 구분하고 있으며, 2023년 보고서에서는 19개 대·중형 업체 대상의 조사 결과 디지털 기술 활용 수준은 BIM(23.5 %). AI(18.4 %), 클라우드(42.5 %) 및 빅데이터(33.5 %) 등으로 파악되고 있으나, 여전히 일부 현장 등 제한적 적용에 머무는 수준으로 파악되었다.

또한, 본 연구에서는 국토교통과학기술진흥원에서 최근 5개년(2019~2023) 동안 수행해 온 DX 기술 관련 기획과제 22건을 대상으로 연구개발 추진현황을 분석한 결과, 빅데이터‧A.I 기술을 다루고 있는 연구의 빈도가 가장 높게 나타났으며(16건), 디지털센싱 관련 연구의 빈도도 높은 편(11건)이나, OSC(3건), BIM(4건)은 낮게 나타났다. 기술적으로는 특히, 디지털 표준, 플랫폼 등 시장의 수요가 강조되고 있으나, 플랫폼 활용주체 및 지속 활용 등 이를 리드해 줄 표준화된 기술 솔루션 및 인프라, 제도·기준 환경에 있어 한계점이 도출되었다.

3.1 건설현장 디지털 전환 구현을 위한 니즈 분석

본 연구에서는 각 기술분야별 산·학·연 외부 전문가로 구성된 자문단 12인의 4차에 걸친 국내·외 정책적 방향 및 기술 현안 검토를 통해 건설 DX 미래 전개방향과 연계된 카테고리(사회·환경, 경제·경영, 기술, 산업)별 건설산업 주요 변화 동인을 도출하였다. 또한, 기존 관련 정부 계획 및 ‘스마트 건설기술 개발사업(1단계)’ 성과의 현장 활용성 확보 등 본격적인 산업 확산을 위한 지속가능한 건설 기술의 가치(Value) 확대를 중점적으로 고려하여 다음 Fig. 1과 같이 기술개발 핵심 니즈와 요소 기술 범위를 도출하였다.

기술 범위의 경우 SCCI에서 기술 현장적용 현황조사에 활용되고 있는 기술유형 및 국토교통부 스마트건설얼라이언스 기술 분류를 참조하여 건설산업에 활용가능한 요소기술 유형을 확정하였으며, 해당 기술들을 목적에 따라 디지털화, 지능화, 자동화, 모듈화로 그룹핑하여 DX 전개 유형을 도출하였다. ‘디지털화’에는 디지털트윈, BIM, XR, 블록체인 등의 요소기술이, ‘지능화’에는 AI/II(Integrated Intelligence)/DA(Data Analytics), IoT 등의 요소기술이 포함된다. ‘자동화’에는 건설로봇, RPA/Digital labor, 3D프린팅 등의 요소기술이, ‘모듈화’에는 DFX(Design for Excellence), PnP(Plug & Play), OSM(Off-site Manufacturing) 등의 요소기술이 포함된다.

이후 앞서 수행한 국내·외 문헌 검토 결과들을 고려하여 종합적으로 기술유형별 니즈를 ‘기획/설계’, ‘시공’, ‘운영/유지관리’ 단계와 4개 중점분야 관점 문제 이슈로 정리하였으며, 도출된 세부 기술 전개 니즈와 요소 기술 범위는 다음 Fig. 2와 같다. 이러한 기술 니즈의 기존 계획 부합성 검토를 위해 MOLIT(2023)의 ‘제2차 국토교통과학기술 연구개발 종합계획’의 ‘스마트 디지털 건설’, ‘SOC 안전·신속회복’ 추진 세부과제 내용들과 연계성을 검토하였으며, 각 단계별 주요 핵심기술들이 포함되었음을 확인하였다.

Fig. 1. Drivers of DX Changes and Key Needs in Construction Sites

Fig. 2. DX Technology Needs by Project Stage and Key Areas

3.2 건설현장 디지털 전환 미래 기술방향 수요 조사 개요 분석

본 연구에서는 건설현장 DX 기술 개발의 의미를 ‘건설생산시스템 전반에 걸쳐 데이터활용을 고도화하고 산업에서 확산’되기 위한 목적으로서 정의하고, 이러한 관점에서 4개 중점 분야(디지털화, 지능화, 자동화, 제조업화)를 포함한 광의의 건설기술 분야로 정의하여 현재 애로사항 및 기술 수요조사를 수행하였다. 기술분류 및 집계를 위해 앞서 도출된 기술 니즈를 기반으로 중점분야별 기술분야를 확정하여 총 4개 중점분야 및 11개 기술분야(기타제외)로 구성된 분류체계를 다음 Table 1과 같이 도출하였다. 이때 RPA 기술의 경우 니즈발굴단계에서 자동화로 분류되었으나 데이터 플랫폼, OCR(Optical character recognition) 등 요소 기술과의 연관성을 고려하여 디지털화로 분류하였다.

현재 국내 건설사업에서 당면한 건설현장 애로사항을 해결할 수 있는 중·장기 DX 기술개발 추진을 위한 후보 기술 조사를 위해 국토교통R&D 연구수행기관 책임자, 건설분야 유관학회 및 협회, 전문연구기관, 스마트건설얼라이언스 참여기업 둥 실무 전문가를 대상으로 총 131개 기술 수요를 받아 결과를 분석하였다. 특히, 산업계 네크워크 수요를 중점적으로 반영하기 위해 ‘1. 현장 애로사항 및 해결 기술’(36개 취합)과 ‘2. 전문 연구자 대상 미래 연구 기술’(95개 취합) 수요의 2가지 종류로 구분하여 조사가 진행되었다. 1번의 경우 문항은 현장 현장관리 한계 및 애로사항, 기술 정의 및 배경, 파급 효과 및 활용 방안 등을 포함한 애로사항 대응 방법(기술) 제안으로 배열하였으며, 2번은 기술 정의 및 중점기술분야 연관성, 개발 필요성 및 목표 기술수준, 주요 개발내용, 활용단계 및 핵심 9개 니즈 연관성 등으로 배열하였다.

전체 조사 응답자는 산업계 56건(42.7 %), 학계 42건(32.1 %), 연구기관 30건(22.9 %), 정부(산하) 기관 3건(2.3 %)로 구성되어, 다양한 요구사항이 고려된 의미있는 결과를 도출할 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 기술개발 공급자 및 수요처인 산업계 구분으로는 중소기업이 24건(42.9 %), 건설사 18건(32.1 %), 스타트업 8건(14.3 %), 설계사 5건(9 %), 대기업 1건(1.8 %)을 차지하였다.

3.3 수요 조사 결과 분석을 통한 미래 전개방향 도출

현재 국내 스마트 건설 산업계 종사사들의 관점에서 현재 당면한 현장업무 수행 한계 및 애로사항을 조사한 결과 기존 장비 자동화에서 설계, 제작 및 시공 단계에서의 ‘디지털화’ 및 ‘지능화’에 대한 변화 니즈가 나타났다, 자세한 내용을 살펴보면, ‘디지털화’에 있어서 “건설 설계 및 시공 과정에서는 필요한 정보와 데이터가 여러 위치에 분산되어 있어, 관련 정보를 신속하게 찾아 활용하는 데 상당한 시간과 노력이 소모”, “기존 아날로그 및 수기식 건설현장 정보/문서 작성 및 관리 한계(검측, 안전진단 등)”, “정부에서 제공하는 스마트 건설 기술 관련된 상세한 지침과 적용 매뉴얼의 부재로 BIM 관련 스마트 건설 기술인 XR, AR, MR 등의 최신기술 도입 지연”, “구조계산서와 구조 도면의 불일치 및 누락으로 현장 리스크 발생”, ‘지능화’에 있어서 “작업확인, 문서작성, 담당자사인, 감리단/발주처 사인을 거치는 주간/월간보고서, 시공검측, 자재검수, 위험성평가 등 다양한 문서수발신 업무활동이 반복적이고 수작업으로 진행(비효율, 생산성저하)”, “도면, 계약문서, 발주정보 등 다양한 검토 업무에 시간이 많이 소요되고 오류 다수 발생 한계”, “현장 반입 콘크리트 품질 불량 이슈 반복, 기능인력 부족으로 전체 물량 품질관리 어려움”, “건설 현장 맞춤형 안전관리 시나리오 부재에 따른 센싱 기술 도입 초기 단계로 활용도 미미”이다.

이러한 문제들을 해결할 수 있는 기술 수요 주제를 4개 중점분야별로 연관성을 집계(단, 2.연구기술수요 대상 다분야 중복을 고려)한 결과는 Table 2와 같으며, 특히 ‘지능화’ 및 ‘디지털화’ 수요 비중이 60.9 %를 차지하였으며, ‘디지털화’의 “실시간 정보 수집 및 협업(16.3 %)”, ‘지능화’의 “A.I기반 사업 예측 및 관리(14.9 %)”, “지능형 유지관리(12.9 %)” 비중이 가장 높게 나타나, A.I, RPA. 블록체인 등 요소기술 활용 기대가 높은 것으로 해석되었다.

기술 내용 수요의 건설사업 활용단계(계획조사, 설계, 시공, 안전관리, 유지관리, 전단계)를 기준으로 분석(1.현장애로해결기술 및 2.연구기술 수요)한 결과로는 “시공단계” 활용 기술이 54.8 %로 가장 높게 나타났으며, 시공단계 세부 분류로는 ‘자동화 시공’이 28.9 %, ‘운영관제 기술’이 13.9 %, ‘건설공정’이 12.0 % 순으로 나타났다. 또한, “유지관리단계”의 경우 18.1 %로 전체중에서 두 번째로 높았으며, A.I 및 IoT 센서 기반 시설물 모니터링 기술, 유지관리 최적 의사결정 기술 등 “지능화” 중점분야에 대한 수요가 나타났다. 세 번째로 높은 “설계단계”는 13.3 %로 기존 3D BIM, 빅데이터 기반 기술 중심으로 활발히 연구중인 분야이나, 시설물의 디지털 트윈기반 3D 모델을 활용한 설계/시공/유지관리 통합의 새로운 수요가 제시된 특징이 있는 것으로 나타났다.

또한, 앞서 Fig. 1에서 도출된 9개 기술개발 핵심니즈와의 연관성을 분석한 결과, 특히 ‘지능화’ 분야 수요들이 44 %로 연관성이 높게 도출되어 기술적으로 향후 높은 파급효과를 가지는 것으로 해석하였다. 세부적으로는 ‘현장인력 부족 및 대체 수요’가 23.1 %로 가장 높게, 이어서 ‘건설사업 데이터 기반 전주기(계약, 조달, 설계, 시공, 유지관리 등)에 걸친 관리 업무의 효율성, 투명성 확보’와 ‘예방적 유지관리’ 수요 순으로 높게 나타났다.

마지막으로 목표기술수준의 경우 3단계 기준(초격차 : 세계 최고 수준 기술력을 보유하여, 선두를 유지하고 격차를 확대, 감격차 : 선도국과 다소 기술 수준 격차가 있어, 격차를 해소, 신격차 : 세계적으로 기술 개발 초기 단계로, 신시장 창출·선점)의 조사 결과, 디지털화/지능화/자동화 분야의 70 % 이상이 ‘신격차 기술’ 개발을 목표로 하여, 글로벌 건설시장 경쟁력을 고려한 미래 신기술 수요가 제시된 것으로 분석되었다. 특히, 이러한 관점에서 제시된 DX 수요 기술 주제로는 ‘현장관리 및 점검/진단 디지털화/페이퍼리스’, ‘시설물 전 주기 디지털트윈 모델 및 데이터 파이프라인’, ‘건설프로세스 표준화 및 업무자동화를 위한 지능형 RPA’, ‘기획 및 계약 단계 지능형 사업 리스크 예측 및 사업정보 관리’, ‘A.I기반 지능형 설계자동화’, ‘멀티모달(Multimodal) 데이터 및 3차원 BIM 기반 지능형 건설공사 현장 모니터링 및 관리’ 등이 도출되었다.

본 연구에서는 이러한 수요 분석 결과 및 앞서 수행한 기술 니즈 분석 자료에 기반하여 다음 Table 3과 같은 건설산업 DX 미래상 변화 모습을 제시하였다. 또한, 이러한 변화에 따른 미래 전개방향과 기대효과를 Table 4와 같이 도출하였다.