2025 스마트건설 챌린지 [BIM 분야 스마트 기술] 01 TEAM KATS | 안전 중심 Al•XR 융합 시공단계 BIM 프로세스 최적화

---

2025 스마트건설 챌린지 [BIM 분야 스마트 기술] 01 TEAM KATS | 안전 중심 Al•XR 융합 시공단계 BIM 프로세스 최적화
(스마트건설 챌린지 2025 브리핑: TEAM KATS의 안전 중심 AI•XR 융합 BIM 프로세스 최적화)

요약

본 문서는 'TEAM KATS'가 2025 스마트건설 챌린지에서 발표한 '안전 중심 AI•XR 융합 시공단계 BIM 프로세스 최적화' 프로젝트의 핵심 내용과 성과를 요약한다. TEAM KATS는 코오롱글로벌, 스페이스 AD, 트윈빔, 상하가 협력하여 구성된 팀으로, 도심지 협소 부지라는 복합적인 건설 환경의 문제를 해결하기 위해 BIM(빌딩 정보 모델링)을 중심으로 OSC(탈현장공법), AI(인공지능), XR(확장현실) 기술을 융합한 최적화된 시공 프로세스를 제안했다.

프로젝트의 핵심은 CDE(공통 데이터 환경)를 기반으로 설계부터 시공, 공정 관리 전반에 걸쳐 디지털 협업을 구현하고, AI 관제 시스템으로 위험 요소를 실시간 감지하며, 몰입형 CAVE 시스템을 통해 복합적인 의사결정을 내리는 것이다. 이를 통해 총 34건의 BIM 검토를 수행하여 설계 오류를 사전에 방지하고, SPW 벽체 및 GRS 스트러트 등 OSC 공법을 적용하여 공기 단축과 비용 절감, 안전성 확보라는 실질적 성과를 입증했다.

최종적으로 TEAM KATS는 자체 평가를 통해 공기 28일 단축, 비용 예측 신뢰도 ±5% 이내 확보, 위험성 30% 감소, 의사결정 속도 40% 향상이라는 정량적 성과를 달성했다. 본 프로젝트는 데이터 기반의 표준화된 건설 프로세스 모델을 제시하며, 향후 국내 건설 산업의 생산성과 글로벌 경쟁력을 강화할 수 있는 비전을 제시했다는 점에서 중요한 의의를 갖는다.

 

원본영상: https://youtu.be/kOdWqX_0ecU?si=NcPCzhN8HqTF28zW

이전 영상(00)

다음 영상(02)

---

1. 프로젝트 개요

1.1. 팀 구성 및 도전 배경

• 팀명: TEAM KATS (코오롱의 K, 스페이스 AD의 A, 트윈빔의 T, 상하의 S 조합)
• 팀 비전: 고양이처럼 유연하게 현장 문제에 대응하고, '협업'과 '시공 BIM 최적화'라는 두 가지 목표를 달성(Catch)하고자 함.
• 참여사 역할: 각 사의 전문성을 바탕으로 CDE 환경 내에서 유기적인 협업 관계를 구축하여 성과물을 도출.

1.2. 현장 분석 및 문제 인식

• 현장 특성: 주택가가 밀집된 협소한 부지로, 3D 카메라 분석을 통해 다음과 같은 문제점들을 식별함.
  • 진입로 문제: 협소한 구역으로 인해 대형 장비의 진입 가능 여부 검토가 필수적임.
  • 민원 발생 가능성: 소음, 진동으로 인한 민원 대응 전략 수립 필요.
  • 자재 조달: 인근에 레미콘 공장이 없어 현장 타설을 최소화할 방안이 요구됨.
  • 공간 제약: 제한된 공간 내에서 장비 운영 최적화가 중요한 과제임.
• 결론: 전통적인 현장 중심 시공 방식으로는 공기 지연, 민원 발생, 현장 리스크 대응에 한계가 있다고 판단함.

1.3. 대응 전략 및 목표 설정

• 핵심 전략:
  1. 안전 및 소음 최소화: 안전 리스크와 민원 발생 가능성을 최소화.
  2. 장비 운영 최적화: 협소 공간 내 장비 운영 효율 극대화.
  3. 현장 타설 최소화: OSC 공법 적용을 통한 현장 작업 감소.
  4. 공기 및 작업 공간 최적화: 공정과 공간 활용 계획의 효율성 증대.
• 구체적 목표:
  • 사이트 로지스틱스: AI와 XR 기반으로 현장 진입 계획 최적화.
  • OSC 공법 적용: 패널라이징 자동화를 통한 공기 단축 및 품질 확보.
  • 시공성 검토 최적화: BIM을 활용한 사전 검토 강화.
  • 디지털 협업 및 통합 관제: CDE 기반 데이터 공유, 통합 관제 시스템 연계.
  • 데이터 추적성 확보: AI 현장 연계를 통한 문서 및 데이터 이력 관리.

2. 핵심 기술 및 적용 방안

2.1. 설계 변경 및 안전 위험성 평가 프로세스

• 설계 변경 대응: 미션으로 주어진 '5층 매스 추가' 설계 변경에 대해 마이더스(Midas)를 활용한 구조 해석을 수행하여 최적의 부재 사이즈를 적용한 변경안을 제시함. 변경 전후 공정 데이터를 자동화하여 시뮬레이션을 진행.
• 안전 위험성 평가 프로세스:
  1. 위험 요소 발굴: 관제 센터의 AI가 위험 요소를 식별.
  2. 실시간 모니터링 및 시각화: 발굴된 위험을 실시간으로 모니터링하고 BIM 모델에 시각화.
  3. CDE 기반 협업: 시각화된 자료를 CDE를 통해 모든 관계자가 공유하고 협업.
  4. 최종 의사결정: 몰입형 CAVE(다면 케이브) 시스템을 통해 최종 해결 방안에 대한 의사결정.
• 위험 시나리오별 대응:
  • 철골 공사: 고소 작업 및 인양 작업 중 발생 가능한 위험을 사전 시뮬레이션하여 신호수 배치, 위험 구간 관리 방안 수립.
  • 고소대 작업: 다이나모(Dynamo)와 BIM을 이용해 최적의 차량 배치 및 작업 방식을 도출하여 위험 요소 사전 제거.
  • 협소 구간 장비 이동: 3D 협업 및 동선 계획을 통해 장비 배치 및 이동 간 안전성 검토.

2.2. OSC(Off-Site Construction) 기술 적용

• SPW(Steel Plate Wall) 벽체: 안전성과 성능 확보를 위해 도입. BIM의 시각화 및 정보 분석을 통해 기존 CP 공법 대비 공기 단축, 비용 절감, 안전성 우위를 확인함.
• GRS 스트러트 공법: 기존 공법 대비 작업 폭과 안전성을 확보하고, 용접 작업이 불필요하여 공기 단축 및 비용 절감 효과를 거둠.
• 패널라이징(Panelizing): 외벽 패널라이징을 통해 품질을 확보하고 공기를 단축함. 특히 비계 설치 대비 인건비를 절감하고 고소 작업에 대한 효과적 대응이 가능했음.
• 선조립 후양중 방식: 5층 증축 매스를 지상에서 먼저 조립한 후 인양하는 방식으로 고소 작업의 위험성을 최소화함.

2.3. AI 및 XR 기술 융합

• AI 기반 안전 특화: 통합 관제 센터와 연계하여 AI가 현장 위험 요소를 발견하면, BIM을 통해 시각화하고 CDE로 협업하여 CAVE에서 최종 검증하는 혁신적인 안전 관리 체계를 구축함.
• 다이나모(Dynamo) 활용 위험도 분석: 패널의 경사도에 따른 위험도를 정량적으로 분석하고, 작업자의 위치에 따른 위험 상황을 시뮬레이션하여 최적의 작업 높이와 공간을 확보함.
• 몰입형 CAVE 활용:
  • 디지털 트윈 체험: BIM 데이터를 CAVE에서 시각화하여 현장에 직접 가지 않고도 공간을 체험하고 문제점을 직관적으로 파악.
  • 위험 상황 시뮬레이션: 실제 발생하기 어려운 위험한 현장 상황을 가상으로 구현하여 안전성을 검토.
  • 현장 진출입 계획 검토: 차량 동선, 도로 상황, 장비 운영 등을 다각도로 검토하여 리스크에 사전 대응.

2.4. 데이터 기반 관리 시스템 및 4D/5D 시뮬레이션

• 철근 공사 관리: 철근 자동화 모델링을 통해 샵 드로잉(Shop Drawing)과 연동하고, 산출된 데이터를 시스템으로 관리하여 정밀성을 높임.
• 철골 공사 관리: '트림블 커넥트 대시보드(TCD)'를 활용하여 철골의 제작, 출하, 입고, 설치 전 과정을 모니터링함으로써 자재 누락 및 공정 지연을 최소화함.
• 물량 산출 및 4D/5D 분석: 공종별(토공, 골조, 마감 등) 물량을 정밀하게 산출하고, 4D/5D 시뮬레이션을 통해 대안별 공기 및 비용 효과를 검토함. 내부 벽체 부재 변경을 통해 공기 단축과 비용 절감 방안을 도출하고 경제성과 생산성을 분석.

3. 협업 체계 및 프로세스

• CDE 기반 통합 데이터 협업: 건설사, 설계사, 공정 및 XR 전문가 등 모든 참여 주체가 CDE를 통해 데이터를 실시간으로 공유하고 연동하는 유기적 협업 체계를 구축함.
• CAVE를 통한 의사결정: 복합적인 이슈 발생 시, CAVE 시스템을 통해 모든 관계자가 직관적으로 상황을 파악하고 가장 효과적인 해결책을 도출하는 의사결정 프로세스를 확립함.
• 프로세스 흐름: 경연 미션 접수 → 건축/구조 계획 수립 → 최적 공법 선정 및 구조 해석 → 시공 계획 수립 → 상세 공정 검토의 전 과정이 관제 센터, CDE, CAVE와 유기적으로 연동되어 최종 결과물을 산출함.

4. 성과 및 비전

4.1. 정량적 성과 분석 (자체 평가)

항목	성과	비고
공기 단축	28일 단축	OSC 공법 적용 및 4D 시뮬레이션을 통한 공정 최적화
비용 관리	신뢰도 ±5% 이내	정밀 물량 산출 및 5D 시뮬레이션을 통한 비용 예측 정확도 향상
위험성 감소	약 30% 감소	AI 및 XR 기반 사전 위험성 평가 및 시뮬레이션
의사결정 효율	속도 40% 향상	CDE와 CAVE를 통한 신속하고 정확한 의사결정 프로세스 구축
분석 시간 단축	-	다이나모를 활용한 시각화 데이터 분석 시간 단축

4.2. 프로젝트 결론 및 의의

• 실질적 성과 입증: 설계부터 시공까지 전 과정에 걸쳐 BIM 기반 프로세스의 실질적인 성과를 입증함.
• 프로세스 최적화 방안 제시: BIM 기반 OSC 공법, 4D/5D 시뮬레이션, XR 안전성 평가를 통해 현장 적용성이 높은 시공 BIM 프로세스 최적화 방안을 제시함.
• 표준화된 프로세스 정립: CDE 기반의 데이터 관리 체계를 통해 협업, 비용, 공정 관리의 표준화된 BIM 프로세스를 정립함.

4.3. 향후 비전 및 제언

TEAM KATS는 본 경연의 성과를 바탕으로, 국산 소프트웨어를 활용한 스마트 건설 생태계를 조성하고, 데이터 기반의 건설 프로세스 표준 모델을 제시하여 국내 건설 산업의 글로벌 경쟁력을 강화하는 비전을 제시했다. 이는 향후 국내 건설 산업이 나아가야 할 방향을 제시하는 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다.

 

 

 

---

추가설명(해설): https://info.dec-w.com/233

ⓐ스마트건설 챌린지 2025 브리핑: TEAM KATS의 안전 중심 AI•XR 융합 BIM 프로세스 최적화

---

Google Gemini, NotebookLM 을 이용해서 작성되었습니다.

디이씨(D.E.C)

martin@dec-w.com