출처 : 한국건설신문(http://www.conslove.co.kr)
설계·시공·운영 전 단계의 정보 연결 및 의사결정 지원
디지털 트윈으로의 확장 통해 건설산업 밸류체인 재정비
<더부엔지니어링 노승완 부사장>
■ 서론
지난 30여년간 건설산업은 비약적인 발전을 이루었지만, 여전히 '정보의 단절'이라는 구조적 한계에 직면해 있다. 설계자의 의도가 시공 과정에서 왜곡되거나, 시공 중 발생한 수많은 변경 사항이 준공 후 운영단계까지 제대로 전해지지 못하는 현상은 건설 프로젝트의 효율성을 저해하는 요인이기도 하다.
이를 극복하기 위한 '디지털 가교’로서 BIM(Building Information Modeling)의 역할은 단순한 3차원 설계 도구를 넘어, 건설 산업의 의사결정 구조와 수행 방식을 근본적으로 변화시키고 있다.
BIM은 도입 초기 주로 설계 검토 위주로 활용되다가, 현재는 시공단계에서의 공정관리, 물량산출, 리스크 분석, 나아가 준공 이후 운영 및 유지관리까지 확장되며 전 생애주기(Lifecycle)에 걸친 디지털 플랫폼으로 진화 중이다.
■ BIM의 태동 배경
BIM은 단순히 소프트웨어의 발전에서 비롯된 것이 아니라, 건설산업이 구조적으로 갖고 있는 정보 단절 문제를 해결하기 위한 시도였다.
전통적인 건설 프로젝트는 설계, 시공, 운영 단계가 각각 별개로 수행되며, 각 단계 간 정보 전달이 2D 도면과 문서 중심으로 이루어졌다.
이 과정에서 설계 의도의 왜곡 및 정보 손실, 공종 간 간섭 발생, 반복적인 설계 변경 및 재작업, 물량 및 공기 산정의 불확실성 등 여러 문제가 발생했다.
이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 개념이 바로 객체 정보 모델링이며, 이는 단순 형상 표현이 아닌 속성을 포함한 데이터 모델로 BIM의 기본 개념이 되었다.
즉, BIM은 단순 '3D 모델'을 넘어 정보 통합 체계이며, 설계·시공·운영 전 단계의 정보를 연결하고 의사결정을 돕는 구조인 것이다.
■ BIM의 진화 과정
BIM은 지난 20여 년간 단계적으로 발전해왔다. 2000년대 초중반 도입기에는 3D 모델링 중심으로 활용되며 설계 시각화 목적으로 사용했다. 그러다 2010년 전후 확산기에 접어들며 공종간 간섭 검토 및 설계 검토 기능 확대, 4D(공정), 5D(원가) 연계 시도가 이뤄지기 시작했다.
2010년 중후반에 이르러 공공 발주를 중심으로 BIM 의무화 움직임이 일어났다. 2015년 이후부터는 설계-시공 간 데이터 연계 강화, 협업 플랫폼(CDE, Common Data Environment) 도입, BIM 기반 의사결정 지원 체계 구축 등 네트워크를 강화하고 커뮤니케이션을 일원화하기 위한 노력들이 나타났다.
현재는 디지털 트윈(Digital Twin) 개념으로 확장, IoT, AI, 빅데이터(Big Data)와의 융합, 운영 및 유지관리 영역으로까지 BIM을 확장하려는 움직임이 보인다. 향후 BIM은 단순한 설계 지원 도구를 넘어, 프로젝트 전체를 시뮬레이션하고 예측하는 플랫폼으로 전환될 전망이다.
■ 시공단계 BIM의 필요성과 활용 가치
시공단계 BIM의 효과는 설계단계의 데이터 완성도에 직접적으로 좌우된다. 따라서 LOD(Level of Development) 기준의 명확화, 시공성을 고려한 모델링 기준 반영, 공정 및 자재 정보의 사전 연계가 필수적으로 선행되어야 한다. 이러한 준비 없이 시공 BIM을 도입하는 경우, 모델 재작성 또는 보정 작업이 발생하여 오히려 비효율을 초래할 수 있다.
시공단계에서의 BIM은 단순 모델 검토를 넘어, 프로젝트 수행 전반을 통합적으로 관리하는 핵심 수단이다. 특히 공정, 원가, 시공성, 리스크 관리와 같은 주요 관리 포인트를 하나의 데이터 환경에서 관리함으로써, 경험에 의존해오던 의사결정을 데이터 기반 의사결정으로 전환할 수 있다.
4D BIM이라 부르는 공정 시뮬레이션 도입을 통해 공정 계획의 가시성을 높이고 예측 정확도를 높일 수 있다. 전통적인 공정표에서는 시간과 작업 간의 관계가 바차트 형식으로 다소 모호하게 표현되었다면, 4D BIM은 실제 공간과 연계된 시각적 시퀀스로 표현할 수 있어서 이해관계자들이 공정 순서를 직관적으로 이해할 수 있다.
이를 통해 작업 간 간섭을 사전에 식별하고, 공종 간 충돌을 최소화할 수 있으며, 주 공정선 CP(Critical Path)에 대한 정밀한 분석을 통해 공기 단축 및 일정 최적화가 가능해진다.
특히 초고층 같은 작업 간 의존성이 높고 복잡한 시공 환경에서는 이러한 기능이 공정의 정확도를 확보하는 핵심 요소다.
5D BIM은 객체 정보를 바탕으로 물량을 산출하고 원가를 도출하는 역할을 한다. 이는 기존 수작업 물량 산출 시 발생하던 오류를 근본적으로 줄여준다.
나아가 설계 변경이 발생할 경우, 해당 사항이 공사비에 미치는 영향을 실시간으로 분석할 수 있어, 발주처 및 시공자 모두에게 신속하고 정확한 의사결정 근거를 제공한다.
이러한 프로세스는 공사비 예측의 정확도를 높이고, 프로젝트 초기 사업성 검토 및 정확한 예산 책정을 하는데 많은 도움을 준다.
시공성 검토 측면에서 BIM의 역할 또한 매우 중요하다. 시공단계에서 발생하는 다수의 문제는 설계와 실제 시공 간의 괴리에서 비롯되며, 이는 장비 배치, 자재 동선, 작업 공간 부족 등 다양한 형태로 나타난다.
관리자는 BIM을 활용해 이러한 요소들을 사전에 통합적으로 검토할 수 있다. 예를 들어, 대형 장비의 설치 및 운영 공간, 자재 반입 및 이동 경로, 가설 구조물의 설치 위치 등을 3D 모델로 검토함으로써, 시공 중 발생할 수 있는 비효율을 개선할 수 있다.
또한 작업 공간 확보 및 동선 분석을 통해 안전관리 측면에서도 선제적인 대응이 가능하다.
마지막으로, 리스크 관리 및 의사결정 지원 측면에서 BIM은 프로젝트 관리 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있다.
다양한 공정과 공법 등을 적용한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션을 해보고, 공정 지연이나 공종 간 충돌과 같은 잠재 리스크를 사전에 발견할 수 있으며, 적기에 대응 전략을 수립할 수 있다.
따라서 현장에서 문제 발생 후 대응이 아닌 사전에 예방 중심 리스크 관리가 가능하다.
결국 시공 BIM은 단순 모델 활용이 아니라, 공정·비용·품질·안전 전 영역을 통합 관리하는 플랫폼이다. 하지만 아직도 일부 건설사나 현장에서는 이런 BIM의 전반적인 지식과 활용방안, 본질적 가치를 충분히 이해하지 못한 사례를 종종 보게 된다.
'시공 BIM 용역발주'라고 표현했지만, 내용을 살펴보면 단순히 골조공사 시 거푸집, 콘크리트, 철근 물량 등을 산출하거나 3D 모델링에서 철근 샵드로잉(shop drawing)을 추출하는 정도의 업무인 경우도 있어 안타깝다.
■ 결론
향후 BIM의 경쟁력은 AI 공정 최적화, 자동 물량·원가 분석, 시뮬레이션 고도화, 그리고 BIM–IoT–디지털 트윈 통합 플랫폼 구축 역량에 의해 결정될 것이다. 특히 초고층 및 대형 프로젝트에서는 복잡한 인터페이스 관리 역량이 차별화 기술이 될 것이다.
결국 BIM은 선택이 아닌 필수 플랫폼이며, 설계나 시공 BIM을 넘어 디지털 트윈으로의 확장은 건설 산업의 밸류체인을 재정의하는 계기가 될 것이다.
출처 : 한국건설신문(http://www.conslove.co.kr)
출처 : 한국건설신문(http://www.conslove.co.kr)
설계·시공·운영 전 단계의 정보 연결 및 의사결정 지원
디지털 트윈으로의 확장 통해 건설산업 밸류체인 재정비
<더부엔지니어링 노승완 부사장>
■ 서론
지난 30여년간 건설산업은 비약적인 발전을 이루었지만, 여전히 '정보의 단절'이라는 구조적 한계에 직면해 있다. 설계자의 의도가 시공 과정에서 왜곡되거나, 시공 중 발생한 수많은 변경 사항이 준공 후 운영단계까지 제대로 전해지지 못하는 현상은 건설 프로젝트의 효율성을 저해하는 요인이기도 하다.
이를 극복하기 위한 '디지털 가교’로서 BIM(Building Information Modeling)의 역할은 단순한 3차원 설계 도구를 넘어, 건설 산업의 의사결정 구조와 수행 방식을 근본적으로 변화시키고 있다.
BIM은 도입 초기 주로 설계 검토 위주로 활용되다가, 현재는 시공단계에서의 공정관리, 물량산출, 리스크 분석, 나아가 준공 이후 운영 및 유지관리까지 확장되며 전 생애주기(Lifecycle)에 걸친 디지털 플랫폼으로 진화 중이다.
■ BIM의 태동 배경
BIM은 단순히 소프트웨어의 발전에서 비롯된 것이 아니라, 건설산업이 구조적으로 갖고 있는 정보 단절 문제를 해결하기 위한 시도였다.
전통적인 건설 프로젝트는 설계, 시공, 운영 단계가 각각 별개로 수행되며, 각 단계 간 정보 전달이 2D 도면과 문서 중심으로 이루어졌다.
이 과정에서 설계 의도의 왜곡 및 정보 손실, 공종 간 간섭 발생, 반복적인 설계 변경 및 재작업, 물량 및 공기 산정의 불확실성 등 여러 문제가 발생했다.
이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 개념이 바로 객체 정보 모델링이며, 이는 단순 형상 표현이 아닌 속성을 포함한 데이터 모델로 BIM의 기본 개념이 되었다.
즉, BIM은 단순 '3D 모델'을 넘어 정보 통합 체계이며, 설계·시공·운영 전 단계의 정보를 연결하고 의사결정을 돕는 구조인 것이다.
■ BIM의 진화 과정
BIM은 지난 20여 년간 단계적으로 발전해왔다. 2000년대 초중반 도입기에는 3D 모델링 중심으로 활용되며 설계 시각화 목적으로 사용했다. 그러다 2010년 전후 확산기에 접어들며 공종간 간섭 검토 및 설계 검토 기능 확대, 4D(공정), 5D(원가) 연계 시도가 이뤄지기 시작했다.
2010년 중후반에 이르러 공공 발주를 중심으로 BIM 의무화 움직임이 일어났다. 2015년 이후부터는 설계-시공 간 데이터 연계 강화, 협업 플랫폼(CDE, Common Data Environment) 도입, BIM 기반 의사결정 지원 체계 구축 등 네트워크를 강화하고 커뮤니케이션을 일원화하기 위한 노력들이 나타났다.
현재는 디지털 트윈(Digital Twin) 개념으로 확장, IoT, AI, 빅데이터(Big Data)와의 융합, 운영 및 유지관리 영역으로까지 BIM을 확장하려는 움직임이 보인다. 향후 BIM은 단순한 설계 지원 도구를 넘어, 프로젝트 전체를 시뮬레이션하고 예측하는 플랫폼으로 전환될 전망이다.
■ 시공단계 BIM의 필요성과 활용 가치
시공단계 BIM의 효과는 설계단계의 데이터 완성도에 직접적으로 좌우된다. 따라서 LOD(Level of Development) 기준의 명확화, 시공성을 고려한 모델링 기준 반영, 공정 및 자재 정보의 사전 연계가 필수적으로 선행되어야 한다. 이러한 준비 없이 시공 BIM을 도입하는 경우, 모델 재작성 또는 보정 작업이 발생하여 오히려 비효율을 초래할 수 있다.
시공단계에서의 BIM은 단순 모델 검토를 넘어, 프로젝트 수행 전반을 통합적으로 관리하는 핵심 수단이다. 특히 공정, 원가, 시공성, 리스크 관리와 같은 주요 관리 포인트를 하나의 데이터 환경에서 관리함으로써, 경험에 의존해오던 의사결정을 데이터 기반 의사결정으로 전환할 수 있다.
4D BIM이라 부르는 공정 시뮬레이션 도입을 통해 공정 계획의 가시성을 높이고 예측 정확도를 높일 수 있다. 전통적인 공정표에서는 시간과 작업 간의 관계가 바차트 형식으로 다소 모호하게 표현되었다면, 4D BIM은 실제 공간과 연계된 시각적 시퀀스로 표현할 수 있어서 이해관계자들이 공정 순서를 직관적으로 이해할 수 있다.
이를 통해 작업 간 간섭을 사전에 식별하고, 공종 간 충돌을 최소화할 수 있으며, 주 공정선 CP(Critical Path)에 대한 정밀한 분석을 통해 공기 단축 및 일정 최적화가 가능해진다.
특히 초고층 같은 작업 간 의존성이 높고 복잡한 시공 환경에서는 이러한 기능이 공정의 정확도를 확보하는 핵심 요소다.
5D BIM은 객체 정보를 바탕으로 물량을 산출하고 원가를 도출하는 역할을 한다. 이는 기존 수작업 물량 산출 시 발생하던 오류를 근본적으로 줄여준다.
나아가 설계 변경이 발생할 경우, 해당 사항이 공사비에 미치는 영향을 실시간으로 분석할 수 있어, 발주처 및 시공자 모두에게 신속하고 정확한 의사결정 근거를 제공한다.
이러한 프로세스는 공사비 예측의 정확도를 높이고, 프로젝트 초기 사업성 검토 및 정확한 예산 책정을 하는데 많은 도움을 준다.
시공성 검토 측면에서 BIM의 역할 또한 매우 중요하다. 시공단계에서 발생하는 다수의 문제는 설계와 실제 시공 간의 괴리에서 비롯되며, 이는 장비 배치, 자재 동선, 작업 공간 부족 등 다양한 형태로 나타난다.
관리자는 BIM을 활용해 이러한 요소들을 사전에 통합적으로 검토할 수 있다. 예를 들어, 대형 장비의 설치 및 운영 공간, 자재 반입 및 이동 경로, 가설 구조물의 설치 위치 등을 3D 모델로 검토함으로써, 시공 중 발생할 수 있는 비효율을 개선할 수 있다.
또한 작업 공간 확보 및 동선 분석을 통해 안전관리 측면에서도 선제적인 대응이 가능하다.
마지막으로, 리스크 관리 및 의사결정 지원 측면에서 BIM은 프로젝트 관리 수준을 한 단계 끌어올릴 수 있다.
다양한 공정과 공법 등을 적용한 시나리오를 바탕으로 시뮬레이션을 해보고, 공정 지연이나 공종 간 충돌과 같은 잠재 리스크를 사전에 발견할 수 있으며, 적기에 대응 전략을 수립할 수 있다.
따라서 현장에서 문제 발생 후 대응이 아닌 사전에 예방 중심 리스크 관리가 가능하다.
결국 시공 BIM은 단순 모델 활용이 아니라, 공정·비용·품질·안전 전 영역을 통합 관리하는 플랫폼이다. 하지만 아직도 일부 건설사나 현장에서는 이런 BIM의 전반적인 지식과 활용방안, 본질적 가치를 충분히 이해하지 못한 사례를 종종 보게 된다.
'시공 BIM 용역발주'라고 표현했지만, 내용을 살펴보면 단순히 골조공사 시 거푸집, 콘크리트, 철근 물량 등을 산출하거나 3D 모델링에서 철근 샵드로잉(shop drawing)을 추출하는 정도의 업무인 경우도 있어 안타깝다.
■ 결론
향후 BIM의 경쟁력은 AI 공정 최적화, 자동 물량·원가 분석, 시뮬레이션 고도화, 그리고 BIM–IoT–디지털 트윈 통합 플랫폼 구축 역량에 의해 결정될 것이다. 특히 초고층 및 대형 프로젝트에서는 복잡한 인터페이스 관리 역량이 차별화 기술이 될 것이다.
결국 BIM은 선택이 아닌 필수 플랫폼이며, 설계나 시공 BIM을 넘어 디지털 트윈으로의 확장은 건설 산업의 밸류체인을 재정의하는 계기가 될 것이다.
출처 : 한국건설신문(http://www.conslove.co.kr)