건설 업계에서 디지털 트윈을 사용하는 것의 이점, 사용 사례, 모범 사례

물리적 세계를 디지털로 재현하는 디지털 트윈 기술을 사용하는 것은 AEC 업계에서 기업의 핵심 차별화 요소가 되고 있습니다. 코로나19 봉쇄 조치 이후, 계약자는 하이브리드 인력을 지원하는 개조 요구 사항을 수용하기 위해 정교한 설계를 갖춘 새로운 시설에 대한 수요가 증가하는 모습을 목도하고 있습니다. 디지털 트윈은 계획, 예산, 설계, 건설 단계 전반에 걸쳐 도움을 줄 수 있습니다.

건설은 건축가를 비롯해 엔지니어, 계약자, 건물 소유주, 소유주 대표 및 지자체 등 다양한 이해관계자가 복잡하게 얽혀있는 분야입니다. 디지털 트윈은 이러한 모든 그룹이 데이터를 관리하고 공유함으로써 사일로(silo)를 허물고 물리적 구분이나 부서 간 구분 없이 데이터에 기반한 의사 결정을 개선할 수 있게 합니다. Forrester Research에 따르면, 실제로 전 세계 소프트웨어 기술 의사 결정권자의 55%가 이미 디지털 트윈을 도입하여 설계부터 유지보수까지 모든 부분에 디지털 트윈을 적용하고 있다고 합니다. 

건설 분야의 디지털 트윈이란 무엇인가요?

건설 분야의 디지털 트윈은 물리적 건물 또는 인프라 프로젝트의 대화형 가상 표현을 의미합니다. 이러한 가상 복제본은 고급 시뮬레이션 모델을 사용하여 생성되며 센서, BIM 모델 및 기타 IoT 장치와 같은 다양한 소스의 실시간 데이터를 통합합니다. 이처럼 디지털 트윈은 건설 프로세스에 대한 인사이트를 제공하고, 의사 결정을 개선하며, 프로젝트의 수명 주기 전반에 걸쳐 성과를 최적화합니다.

디지털 트윈은 프로젝트 팀이 중요한 건물 인텔리전스에 실시간으로 몰입감 있게 액세스할 수 있게 해주는 가상 모델로, 몇 가지 주요 영역에서 다음과 같이 이익을 실현할 수 있게 해줍니다.

• 프로젝트 이해관계자 간의 더 빠르고 쉬운 협업

• 생산성 향상

• 계약자와 거래자 간의 더욱 효율적인 워크플로

• 문제점 및 RFI 감소 

디지털 트윈을 BIM(건물 정보 모델링) 프로세스에 통합함으로써 계약업체와 AE 기업은 낮은 생산성, 수익성, 성능, 높은 오류 및 사고율 등 업계에서 가장 시급한 여러 문제를 해결할 수 있습니다. 건설 분야의 디지털 트윈은 기업이 가상 설계 및 건설 비용을 절감하고 잠재적으로 더 많은 입찰을 수주하는 데에도 도움이 될 수 있습니다.

디지털 트윈의 작동 방식

디지털 트윈은 3D 레이저 스캐너, 센서, 카메라, 기타 사물 인터넷(IoT) 기기를 비롯한 다양한 기술을 사용하여 생성됩니다. 건설 프로젝트용 디지털 트윈 생성에는 다음의 세 가지 주요 단계가 있습니다.

캡처는

첫째, 디지털 트윈은 주머니에 있는 휴대폰을 비롯한 다양한 디지털 카메라로 캡처할 수 있습니다. 모바일 기기에서 Matterport 앱을 사용하면 쉽고 저렴하게 시작할 수 있습니다. 또는 호환 가능한 360도 파노라마 카메라를 여러 대 사용하여 디지털 트윈을 생성할 수도 있습니다. 절대적인 정밀도가 필요한 작업의 경우 Matterport Pro 시리즈 카메라는 실내 및 실외 공간 모두에 대한 고급 스캐닝 기능을 제공합니다. 

건물 자산 편집, 문서화, 태그 지정

블러 및 트림 같은 편집 도구를 사용하면 명확성과 보안을 고려하여 디지털 트윈을 조정할 수 있습니다. 이를 통해 물리적 공간을 측정하고 사용자 지정 가능한 영역을 쉽고 정확하게 시각화할 수 있습니다.

다음으로 모델에 MatterTag와 메모를 추가하여 소유자에게 인계 패키지에 포함할 가치가 있는 특정 자산과 관련된 실시간 데이터를 강화할 수 있습니다.  예를 들어 MSDS, 보증서, 설치 PDF를 업로드하여 공조기 또는 기타 기계 시스템에 배치된 메모에 첨부할 수 있습니다.

공유 및 협업

원격 팀 및 사무실과 디지털 트윈 모델을 공유하여 공유하여 직접 현장을 방문할 필요성을 줄이고 출장 비용을 절감할 수 있으며, AEC에서 더욱 환경 친화적인 비즈니스 관행을 지원할 수 있습니다. 또한 이를 통해 멀리 떨어져 있는 팀이 접근 가능한 기술을 사용하여 보다 효율적으로 협업하고 조율할 수 있습니다.

건설 분야 디지털 트윈의 7가지 이점

높은 수준의 상호 운용성과 자동화를 제공하는 디지털 트윈은 건설 비즈니스의 여러 측면을 혁신할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이 섹션에서는 건설 분야 디지털 트윈의 몇 가지 주요 이점을 다룰 것입니다. 

1. 건설 리소스 관리 개선 

디지털 트윈을 사용하면 조달 프로세스를 개선하고 공급망 정체를 완화하여 현재 진행 상황과 향후 결과물 간의 조화를 촉진하고 건설 회사가 리소스와 물리적 자산을 더 잘 할당하도록 도울 수 있습니다.

2. 이해관계자와의 더욱 쉬운 소통 

프로젝트 관리자는 Matterport 소프트웨어를 사용하여 포인트 클라우드, OBJ 파일, 고해상도 평면도, 반사형 천장 평면도를 3ds Max, ReCap, Revit 등으로 내보낼 수 있습니다. 이는 건설 프로세스의 모든 단계에서 이해관계자가 최신 발전 사항에 대해 지속적으로 정보를 얻고 즉각적인 우려 사항을 경고할 수 있음을 의미합니다.

3. 더 나은 정보에 기반한 의사 결정 및 계획 

디지털 트윈은 사전 예방적 계획 도구로, 잭 해머가 사용되기 시작하거나 석고 보드가 설치되기 전에 고객이나 건물 소유주가 피드백을 제공할 수 있게 해줍니다. 또한 엔지니어는 덕트 위치 및 유틸리티 배치와 같은 항목에 대해 더욱 광범위한 평가를 수행할 수 있으며, 건축가는 페인트 색상이나 조명 레이아웃과 같은 미적인 고려 사항을 예측할 수 있습니다. 건설 분야에서 디지털 트윈을 사용하면 설계 위험 평가와 상태 조사를 개선할 수 있어, 협업자가 현장 상태와 잠재적 문제를 보다 효과적으로 이해할 수 있는 몰입형 뷰가 제공되어 PDF 보고서와 사진에서 벗어나 효과적으로 작업하게 될 수 있습니다.

4. 건설 진행 상황 모니터링 자동화

진행 상황을 문서화하는 것은 모든 신규 건설 프로젝트에서 매우 중요하며, 디지털 트윈은 관리자가 멀리서도 프로젝트의 진행 상황을 파악할 수 있는 방법을 제공합니다. 일반 도급업자와 건물 소유주는 건설이 표준에 맞춰 설계에 따라 진행되고 있음을 확인하기 위해 문서화를 요구합니다. 훌륭한 문서화는 오류와 재작업 필요성도 줄여줍니다. 포괄적인 진행 상황 모니터링은 건설팀에서 시설 관리팀으로의 종료 프로젝트 핸드오프를 성공적으로 진행하는 데 도움이 됩니다.

5. 보다 정확한 가정과 예측 

관리자는 현장 방문의 필요성을 없애면서도 건설 환경에 대한 포괄적인 개요를 제공함으로써 더 빠르고 정확한 하청업체 견적을 얻을 수 있습니다. 또한 메모, 링크, 사진, 동영상으로 3D 모델에 주석을 달아 가상 펀치 리스트를 만들 수 있습니다.

6. 더욱 쉬운 건설 안전 모니터링 

원격 가상 검사를 통해 프로젝트 관리자는 안전 절차를 더 잘 감독할 수 있습니다. 게다가 디지털 트윈은 도달하기 어렵거나 위험한 환경을 가상으로 정확하게 측정하여 건설 문서를 보강하므로, 직원들이 현장에서 불필요한 위험을 감수할 필요가 없습니다.   

7. 소유주를 위한 강력한 인계 결과물

Matterport를 사용하여 프로젝트 진행 과정에서 기존 상태를 수집한 다음 MEP 시스템에 연결된 임베디드 데이터로 모델을 강화하는 계약업체는 소유주에게 첫날부터 건물을 관리할 수 있게 해주는 디지털 인계 패키지를 제공합니다.  

건설 프로젝트용 디지털 트윈을 만드는 데 따르는 도전 과제

디지털 트윈을 효과적으로 배포하기 위해 일부 건설 회사는 업계의 오랜 과제를 극복해야 할 수 있습니다. 이 섹션에서는 건설 분야에서 디지털 트윈을 구현할 때 염두에 두어야 할 주요 과제에 대해 이야기할 것입니다. 

계약에 대한 인식 부족 

계약의 미묘한 차이를 이해하는 것은 모든 건설 프로젝트의 기본 요소이며, 디지털 트윈과 같은 새로운 기술을 도입하면 프로세스가 크게 달라질 수 있습니다. 하지만 프로젝트의 범위와 고객의 주요 동인을 기록해 두는 디지털 트윈은 반드시 모든 당사자가 건축 계약의 요구 사항을 준수하고 이해하도록 도움을 줄 수 있습니다. 

데이터 이해 부족

많은 건설 회사들이 데이터를 효과적으로 활용하려고 할 때 어려움을 겪습니다. 인사이트를 도출할 수 있는 역량이 부족하고, IT와 OT 간에 서로 다른 데이터 관리 시스템을 사용하고, 실시간으로 또는 촉박한 기한 내에 데이터에 액세스할 수 없어 골머리를 앓고 있습니다. Matterport의 장점 중 하나는 다른 데이터 스트림과 쉽게 통합될 수 있다는 점입니다. 

BIM으로의 전환

지금도 많은 건설 회사에서는 중요한 건축 프로젝트에 2D 설계 기술을 사용하고 있습니다. 가상 설계 및 건설 프로세스에 연결된 BIM 모델을 활용하려면 회사 내의 더 복잡한 3D 모델링 기술과 새로운 기술 체계가 필요합니다.

구조나 정의된 SOP가 없음 

일부 건설 프로젝트에서는 데이터 교환 및 문제 해결과 관련된 프로세스가 부족하여, 디지털 트윈을 도입하는 것도 이해관계자들이 극복해야 할 또 다른 장애물이 됩니다. 하지만 디지털 트윈은 하나의 정보 소스를 생성하기에 계약자부터 검사자, 고객에 이르기까지 모든 사람이 프로젝트 라이프사이클 내내 동일한 이해도를 바탕으로 작업하게 할 수 있습니다. 

재정적 제한

건설 회사 입장에서는 소화해야 하는 예산 수요가 너무 많으므로 처음에는 디지털 혁신에 대한 지출을 꺼릴 수도 있습니다. 그러나 재작업 감소, 효과적인 협업 증가, 출장 비용 최소화로 인한 상당한 비용 절감은 투자를 정당화하는 것 이상의 가치가 있습니다.

건설 분야의 디지털 트윈 사례

많은 유명 건축 및 건설 회사는 디지털 트윈을 사용하여 프로젝트에 접근하는 방식을 근본적으로 변화시켰습니다. 다음은 주요 건설 회사들이 어떻게 디지털 트윈의 이점을 실현하여 워크플로를 개선했는지에 대한 몇 가지 사례입니다.

Corgan, LAX의 Matterport 3D 디지털 트윈으로 건설 ROI 실현

선도적인 건축 및 설계 회사인 Corgan이 로스앤젤레스 국제공항(LAX)에서 16억 달러 규모의 건설 프로젝트 작업을 시작했을 때 관리자들은 디지털 트윈 기술을 건설 워크플로에 통합하여 성능과 생산성을 최적화했습니다. 

Corgan은 Matterport Pro2 카메라를 사용하여 주요 이정표를 문서화하고, 가상 펀치 목록을 만들고, 3D 디지털 트윈을 소유주, 계약자, 시설 관리자와 공유했습니다. 

또한 디지털 트윈 기술 덕분에 Corgan은 신규 건설 프로젝트의 설계 단계에서 가장 까다로운 도전 과제 중 하나인 기존 현장 상황 캡처 문제를 극복할 수 있었습니다. LAX 프로젝트의 초기 단계는 18,000평방피트에 달하는 유틸리티 터널이었습니다. Corgan은 약 한 시간 만에 스캔 50개를 완료했으며, 그 이후 프로젝트 팀은 Matterport의 빠른 캡처 기능을 사용하여 그 시간을 50% 단축했습니다.

Takenaka, 원격 검사 및 효과적인 협업을 위해 Matterport 디지털 트윈 사용

2017년, Takenaka Corporation은 건설 업계에서 Matterport의 디지털 트윈 기술을 도입한 최초의 일본 기업 중 하나가 되었습니다. 건축 라이프사이클 전반에 걸쳐 건설 및 기계, 전기, 배관(MEP) 프로젝트의 디지털 트윈을 캡처함으로써 프로젝트 팀은 건설 프로세스의 모든 단계에서 보다 효과적으로 협업할 수 있습니다.

Takenaka는 처음엔 기존의 3D 레이저 스캐너를 사용하여 공간을 디지털 방식으로 캡처했습니다. 하지만 이러한 디지털화는 스캔한 데이터를 처리하는 데 많은 시간이 필요했습니다. 또한 엔지니어가 현장 조사를 수행하고 비용이 많이 드는 스캔을 캡처해야 했습니다. Matterport의 디지털 트윈 기술을 통해 Takenaka는 여러 가지 방면에서 프로젝트 관리 프로세스를 다음과 같이 간소화할 수 있었습니다. 

• 360도 사진 제작 시간 90% 단축

• 값비싼 레이저 스캐너를 사용할 필요가 없어 스캔당 수천 달러 절약

• 원격 측량 및 검사를 통해 출장비 및 인건비 절감

Swinerton, Matterport 디지털 트윈을 사용하여 프로젝트 진행 유지

코로나19로 인한 봉쇄 기간 동안 샌프란시스코에 본사를 둔 건설 회사인 Swinerton은 사회적 거리두기로 인해 물리적 자산과 건설 현장에 대한 접근이 제한되는 상황에서도 고객에게 건설 진행 상황을 투명하게 공개해야 했습니다.

Swinerton은 Matterport Pro2 카메라를 사용하여 20,000평방피트 공간의 매우 상세한 3D 스캔을 몇 시간 만에 제작했습니다. 해당 스캔을 고객, 건축가, 엔지니어, 보조 컨설턴트에게 전송하여 이들이 가상으로 공간을 탐색하고 실시간으로 변경 사항을 제안하도록 할 수 있었습니다. Swinerton은 디지털 트윈을 사용하여 다양한 방면에서 프로젝트를 다음과 같이 순조롭게 진행할 수 있었습니다.

• 고객 출장 시간 100% 단축 

• MEP 및 건축가 출장 시간 50% 단축 

• 잠재적인 프로젝트 지연 4주 제거

• 비용이 많이 드는 오류 및 재작업을 방지하여 고객 비용 수천 달러 절약

향후 프로젝트에서 디지털 트윈 기술을 구현하기 위한 4가지 팁

건설 분야의 디지털 트윈을 통해 투자 대비 최대 효과를 얻고 싶으신가요? 다음은 시작하기 위한 몇 가지 팁입니다.

1. 규칙 및 규정 숙지

건설 현장에서 디지털 트윈을 사용하기 전에 기업은 현지 법률 및 규정을 준수하는지 확인해야 합니다. 그러나 디지털 트윈을 통해 계약자는 승인 및 허가 프로세스를 가속화하고 테스트 가능한 계획을 더 빠르게 생성할 수 있습니다.

2. 새로운 직원 교육 프로그램에 투자 

역사적으로 건설 업계는 새로운 기술을 도입하는 속도가 느렸습니다. 기업은 디지털 트윈을 최대한 활용하기 위해 필요한 지식에 대하여 직원들을 재교육을 위해 새로운 교육 프로그램을 도입해야 할 수도 있습니다. 독점 정보 보호를 담당하는 직원에게는 사이버 보안에 대한 특별 세션이 필요할 수도 있습니다.

3. 디지털 트윈 아키텍처 로드맵 구축

디지털 트윈이 프로젝트의 목표를 달성하는 데 어떻게 도움이 될지 설명하는 전략적 청사진을 마련하는 것은 이해관계자 모두가 정보를 서로 동일하게 이해하고 있는지 확인하는 좋은 방법입니다. 이러한 아키텍처 로드맵은 프로젝트 라이프사이클 전반에 걸쳐 기준점 역할을 할 수 있으며, 팀이 작업을 유지하고 목표에 맞게 조율하는 데 도움이 될 수 있습니다.

4. 관련 기술 통합 

Matterport 디지털 트윈은 SketchUp, Revit, AutoCAD, 기타 일반적으로 사용되는 설계 소프트웨어 BIM과 같은 기존 프로그램과 원활하게 통합됩니다. 건설 관리자는 포인트 클라우드를 내보내고 Revit 또는 기타 BIM 도구에서 쉽게 공유할 수 있으며, 준공 및 건설 문서에 사용할 OBJ 파일과 포인트 클라우드를 생성할 수 있습니다.

Matterport, 향후 건설 프로젝트를 위한 견고한 기반을 구축할 수 있도록 지원

Matterport의 3D 데이터 플랫폼은 물리적 건물이나 재산의 건설 프로세스를 문서화하고 협업하는 강력하고 효과적인 방법입니다. 호환되는 카메라를 사용하면 실제 현장에 가까운 수준의 디테일로 작거나 큰 공간의 디지털 모델을 만들 수 있습니다. 이러한 모델은 특허를 받은 컴퓨터 비전과 Cortex AI라는 인공 지능 기술을 사용하여 탐색 가능하면서도 사실적인 뷰로 제공됩니다.

또한 Matterport 디지털 트윈 플랫폼을 사용하면 타사 소프트웨어의 추가 파일 형식을 다른 플랫폼으로 쉽게 내보낼 수 있어 수작업과 시간을 상당히 단축할 수 있습니다. 

Matterport를 사용하면 가능한 것:

• 주요 이정표를 빠르고 효과적으로 문서화 및 전달

• 모델을 공유하고 주석을 추가하여 출장 시간 제거 

• 원격 품질 검사를 수행하고, 현장 외부에서도 측정하고, 첫 시도 만에 모든 데이터를 캡처하여 직접 방문 감소

자세한 내용은 Matterport 웹사이트에서 확인하세요

디지털 트윈이 프로젝트를 간소화하고 문서화 및 협업을 개선하며 설계 및 건설 비용을 절감하는 데 어떻게 도움이 되는지 자세히 알아보려면 Matterport 웹사이트(https://matterport.com/industries/architects-engineering-construction)를 방문하세요.