[이코노믹리뷰=김덕호 기자] 건설현장은 속칭 3D(Difficult, Dirty, Dangerous) 업종으로 불린다. 작업 현장이 외부에 노출되어 있고, 위험도와 작업의 난이도도 높아서다. 복잡한 현장에 적용할 첨단 기술이 없어 수천년간 인력에 의존한 작업이 이뤄졌다.

그러나 급격히 변화하는 ICT기술이 건설 현장을 바꾸고 있다. 현대건설기계를 비롯한 다수의 중장비 제조사들이 굴착기, 불도저, 휠로더의 자율 운행 기술을 개발하고 나선 것이다. 공사 현장의 작업도면은 3D로 구현되고, 자율주행 건설기기가 활약하며 사람 없는 건설현장 구현에 나선다.

최단 경로· 최적 작업 수행하는 '굴착기' '덤프'

지난해 12월 26일 현대건설기계에 따르면 최근 해외 건설공사 현장에서 자율시공에 대한 수요가 늘고있다. 특히 북미, 유럽 등 출산율이 낮고 소득과 환경 영향에 대한 관심이 높은 국가들에서 그렇다. 건설 전반에 대한 디지털화가 진행되고 있고, 해외건설 수주전에서도 활용될 가능성이 높다.

이에 현대건설기계는 오는 2022년까지 건설기계가 최적의 위치와 경로를 선정, 자동으로 반복작업을 수행하는 ‘스마트 건설기술’을 개발하겠다고 나섰다. 사업 파트너로는 현대건설기계(자율주행 기기 개발), 현대건설(기기 실증), SK텔레콤(ICT), 트림블(측량), 영신디엔씨(SW 제공)이 선택됐다.

각각의 업체들은 건설장비기술과 토건기술, 현장 운영기술을 지능·자율화 하며, 국내외 스마트 건설시장을 선점해 나간다는 계획이다.

현대건설기계는 자율작업이 가능한 굴착기를 개발하고, 현대건설은 원격 현장관리 및 현장 3D 모델링을 맡게 된다. SK텔레콤의 ICT기술, 영신디엔씨 작업현장 및 자율작업 장비 운영, 3D 머신 가이던스 기술을 더해 완전 자율작업 솔루션을 개발한다는 방침이다.

지난해 11월에는 SK텔레콤, SK건설, 한국건설기술연구원, 트림블(미국 측량 전문기업)과 함께 ICT를 활용한 도로공사 실증에 나서기도 했다.

현대건설기계에 따르면 길이 260m, 폭20m에 해당하는 상·하행선 도로공사에 기존방식 건설기계와 스마트 건설방식 시공을 각각 시행한 결과 새로운 방식에서 ▲생산성 30% ▲공사기간 및 비용 25% 감소 등의 효과가 나타났다. 이 실증에는 현대건설기계의 굴착기, 불도저, 그레이더, 진동롤러 등 4대의 중장비가 투입됐다.

반 자율 굴착기 기술… ‘머신 가이던스’ 개발

무인 굴착기의 전 단계 기술로 평가받는 ‘머신 가이던스(Machine Guidance)’ 시스템을 적용한 스마트 굴착기는 이미 지난해 9월 상용화했다.

머신 가이던스시스템은 굴착기에 각종 센서와 제어기, 위성항법시스템(GNSS) 등을 탑재해 운전자에게 굴착기의 자세와 위치, 작업범위 등을 실시간으로 안내해준다. 모니터에 관련 작업정보가 자동으로 안내되기 때문에 작업한 깊이와 넓이를 측정하는 별도의 작업이 필요 없다.

현대건설기계는 머신 가이던스 굴착기를 작업현장에 적용할 경우 공사기간 및 비용을 20% 이상 줄일 수 있을 것으로 보고 있다. 또한 굴착기 외부 작업 생략이 이뤄져 안전사고의 위험도 낮출 수 있다.

현대건설기계는 또한 2021년까지 머신 가이던스와 관제기술을 접목해 ‘미래형 건설플랫폼’이라 불리는 ‘스마트 컨스트럭션’을 구현하겠다는 계획이다. 이를 통해 현장의 측량과 시공, 완공 후 유지관리에 이르는 전 과정을 취합, 분석, 제어하는 기술을 갖추는 것이 목표다.

건설기계에 부는 미래화 바람

현대건설기계 외에도 두산인프라코어, 볼보건설기계(스웨덴), 코마츠(일본) 등 유수의 업체들이 무인 건설기계 시스템에 투자하고 있다.

두산인프라코어는 2017년부터 ICT 기술을 건설기계에 접목하고, 이를 건설현장에 적용하는 ‘Concept-X’ 프로젝트를 추진하고 있다. 장비의 무인 및 자동화, 드론을 활용한 건설 현장 측량, 5G 통신 기반 원격 조정 등 미래 건설현장에 적용할 수 있는 시스템 및 장비를 만들어 내는 것이 목표다.

볼보건설기계는 지난 2016년 9월. 스웨덴에서 ‘볼보건설기계 Xploration 포럼’을 열고 전 세계 24개국 기자들 앞에서 무인 건설기계 시범을 보였다. 2년이 지난 2018년 9월에는 스웨덴 건설자재 기업인 스칸스카(Skanska)와 손을 잡고 완전 무인화된 채석장 운영 시스템 실증에 나서고 있다.

일본 최대 건설기계 업체 코마츠는 무인 불도저와 굴착기를 개발, 건설 현장에 도입했다. 드론이 상공에서 현장을 스캔하면, 무인 불도저와 굴착기가 작업 계획에 따라 구멍을 파거나 토사를 이동시키는 방식이다.