2025 스마트건설 챌린지 [BIM 분야 스마트 기술] 03 IMGS(GS건설, 상상진화) | 시공 협업 프로세스 모델 중심 협업과 A-assisted 자동화 품질•안전 향상

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2025 스마트건설 챌린지 [BIM 분야 스마트 기술] 03 IMGS(GS건설, 상상진화) | 시공 협업 프로세스 모델 중심 협업과 A-assisted 자동화 품질•안전 향상
(IMGS 팀 스마트 건설 챌린지 발표 요약: BIM 기반 시공 협업 프로세스 및 자동화)

요약

IMGS 팀(GS건설, 상상진화)은 BIM 모델을 단순한 3D 시각화를 넘어, 설계 검토부터 계획, 품질, 안전 관리에 이르는 건설 전 과정의 핵심 의사결정 도구로 활용하는 통합 프로세스를 제시했다. 이들은 공통 데이터 환경(CDE)을 중심으로 GIS 디지털 서베이, 4D 시뮬레이션, AI 기반 MCP(모델 문맥 기반 플랫폼) 등의 스마트 기술을 접목하여 프로젝트의 잠재적 문제점을 선제적으로 식별하고 해결 방안을 도출했다.

주요 성과는 다음과 같다. 첫째, 디지털 트윈 기반의 정밀 현장 분석을 통해 설계 도서와 실제 현장 간의 중대한 불일치(건물 높이, 이격 거리 등)를 조기에 발견하고 설계 변경 필요성을 제시했다. 둘째, CDE 기반의 체계적인 이슈 관리를 통해 총 53건의 설계 및 시공 이슈를 식별하고, BIM 기반 위험성 평가를 통해 17개의 핵심 리스크에 대한 대응 계획을 수립했다. 셋째, 검측 프로세스를 CDE 플랫폼으로 통합하여 관련 업무 시간을 약 73% 단축했으며, 현장 실무자를 위한 모바일 철근 배근 정보 조회 앱을 개발하여 BIM 데이터의 현장 활용성을 극대화했다. 마지막으로, LLM(대규모 언어 모델)을 결합한 MCP를 통해 자연어 질의만으로 물량 산출, 위험 요소 분석 등 복잡한 데이터 분석을 자동화하는 혁신적인 협업 방식을 선보였다. 이 모든 과정은 CDE를 통해 단절 없이 연결되어 짧은 경연 기간에도 불구하고 높은 팀 생산성과 안정적인 과업 수행을 가능하게 했다.

 

원본영상: https://youtu.be/oAoQUaEaorg?si=U6cMx8Vi9-fQ2fDM

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1. IMGS 팀 소개 및 프로젝트 접근 방식

1.1. 팀명 및 비전

• 팀명: IMGS (상상진화 Builder와 GS건설의 결합)
• 비전: 상상(Imagination)과 실행(Execution)의 결합을 통해 미래 건설을 만들어 간다는 의미를 담고 있다.

1.2. 프로젝트 접근 방식

IMGS 팀은 BIM 모델을 단순 시각화 도구에 머무르게 하지 않고, 설계 검토, 공정 계획, 품질 관리 등 실제 의사결정 과정 전반에 활용하는 것을 목표로 삼았다. 이를 위해 ISO 19650 및 건설산업 BIM 시행 지침에 근거하여 모든 문서를 실제 프로젝트 실행 기반으로 작성했으며, 실행 결과는 총 80페이지 분량의 BIM 결과 보고서에 종합적으로 반영했다.

 

2. 기술성: 디지털 트윈 기반의 선제적 문제 해결

2.1. 정밀 현장 분석 및 데이터 정합

프로젝트 착수 초기, 시공 BIM 프로세스의 출발점인 현장 조건 분석을 정밀하게 수행했다.

• GIS 디지털 서베이: 주택 밀집 지역이라는 부지 특성상 발생할 수 있는 민원, 지장물(전주, 전선 등) 간섭, 협소한 진입로 문제를 분석했다. 특히 GIS 검토 결과, 과거 실제 홍수 피해 기록을 확인하여 이를 부지 계획 및 배수/방수 계획 수립에 반영했다.
• 좌표계 일치: BIM 모델을 실제 좌표계와 일치시켜 모든 검토가 현실 기반 디지털 트윈 환경에서 이루어지도록 했다.
• 대지 경계 검증: 제공된 지적도와 BIM 모델의 대지 경계가 불일치하고, 특정 좌표계에 정확히 맞지 않는 문제를 발견했다. '국토정보플랫폼'을 활용해 대지 경계를 검증하고 토지대장 면적과의 일치함을 확인하여 최종 사업 부지 경계를 확정했다.
• 기준 레벨 설정: 설계 도서에 기준 레벨 정보가 없어, 수치지도 등고선과 드론 데이터를 기반으로 기준 레벨(EL)을 15m로 잠정 적용했다. 향후 정확한 정보 접수 시 모델 수정이 필요함을 명시했다.

2.2. 설계와 현실의 불일치 분석

검증된 기준 데이터를 바탕으로 디지털 서베이 데이터와 설계 데이터를 정합하여 기존 건물과의 불일치 사항을 다수 발견했다. 이는 공사 중 장비 운용 및 안전에 직결되는 중요한 정보다.

항목	설계 데이터	실제 현황 (디지털 서베이)	차이 및 영향
기존 건물 층수	4층	5층	약 4.7m 높이 차이 발생
기존 건물 폭	설계 대비 약 1.5m 작음	실제 폭 기준	공간 계획 재검토 필요
건물 배치	기준선과 일치	약 1도 회전됨	정밀 시공 계획 필요
학교 입구 구조물	미반영	지붕 및 캐노피 존재	간섭 검토 및 설계 반영 필요
신축-기존 건물 이격	6.1m	약 4.1m	약 2m 부족. 공사 차량 및 장비 주요 동선으로, 설계 변경 검토 필요
출입구 구조물	미반영	현관 철골 구조물 존재	신규 구조물과 간섭. 기존 구조물 철거 계획 수립 필요

2.3. 시공 제약 조건 분석 및 공법 선정

• 진입로 환경:
  • 주변 도로는 모두 일방통행이며, 도로 폭이 2.4m2.6m(보도 포함 시 4.5m5.3m)로 매우 협소했다.
  • 5m 이하 높이에 전주, 전선 등 지장물이 있어 대형 차량 통행 시 간섭이 우려되었다.
  • 결론: 임시 도로점용 허가, 보행자 통행 대책, 교통 안전 관리 계획 수립이 필수적이라고 판단했다.
• 부지 내 여유 공간:
  • 대지 내 여유 공간이 1.5m~6m에 불과하여 가설 방음벽 설치 시 차량 양방향 통행이 불가능했다.
  • 해결책: 우측을 주출입로, 아래쪽을 보조 출입구로 활용하고, 부지 내 작업 동선 확보를 위해 **'슬러리월(Slurry Wall) 기반 탑다운 공법'**을 최적 안으로 도출했다.
• 공법 변경에 따른 추가 검토:
  • 탑다운 공법 적용으로 슬러리월이 지하 외벽 역할을 하게 되어, 지하주차장 외벽을 내부 쪽으로 확장해야 했다.
  • 이로 인해 인접한 계단실의 유효폭(최소 1.2m) 확보가 어려워져 계단실 면적 재검토가 필요함을 확인했다.

 

3. 효과성: 데이터 기반 공정 최적화 및 리스크 관리

3.1. 4D 시뮬레이션을 통한 공정 계획 검증

선정된 탑다운 공법을 대상으로 4D BIM 시뮬레이션을 수행하여 골조 공정 계획을 사전 검증하고 최적화했다.

1. 가설 펜스 및 출입구 설치
2. 가이드월 및 슬러리월 시공
3. 구역(Zoning)을 구분하여 지하 터파기 진행 (램프 구간 토사 붕괴 방지용 임시 토류판 설치)
4. 복공판 설치 후 작업 및 자재 적재 공간 확보
5. 1구역 지하 공간 시공 완료 후 복공판 해체
6. 2구역 지하 공간 시공
7. 지상 1층 작업 공간이 확보된 상태에서 지상 골조 공사 착수 (시공 효율 증대)

3.2. CDE 기반 통합 이슈 관리

CDE 내 이슈 관리 기능을 활용하여 공정 단계별 검토 사항을 체계적으로 기록하고 관리했다.

• 등록된 이슈: 총 53건 (설계 37건, 시공 16건)
• 주요 원인: 부적절한 계획 및 설계 오류
• 관리 방식: CDE 내에서 이슈 위치, 담당자, 기록 시간 등을 투명하게 기록하고 추적했다.

3.3. 주요 설계 및 시공 이슈 식별

• 계단 문제: 지하 2층 계단이 주차장에 노출되고, 전 층 계단이 연속되지 않아 직통계단 부재. 지하 1층 계단실 벽체 누락 및 층고 차이로 인한 계단 상세 설계 미비.
• 주차 램프: 주차장법 경사로 기준을 충족하지 못해 설계 변경 필요.
• 경사 벽체: 외벽 마감용 시스템 비계 및 내부 구조 안정성 확보용 지지대 설치 필요.
• 구조 문제: 철골보 노출, 구조벽 누락/겹침, 콘크리트 벽체와 철골보 간의 간섭 다수 확인.
• 기타 오류: 기둥 방향 오류, 계단 손잡이 누락 등 세부 설계 문제 발견.

3.4. BIM 기반 위험성 평가 및 디지털 검측

• 리스크 도출: CDE에 등록된 53개 이슈를 정량 분석하여 17개의 핵심 리스크를 도출하고, 이에 대한 사전 대응 계획(작업 공간 확보, 차량 동선 충돌 방지 등)을 수립했다.
• 디지털 검측 프로세스:
  • 개선점: 기존의 비효율적인 종이 기반 대면 검측을 CDE 기반 플랫폼으로 확장.
  • 효과: 출력, 대면 결제, 보고서 수기 작성 등 불필요한 절차를 제거하여 업무 시간을 약 73% 단축.
  • 특징: 별도 플랫폼이 아닌 CDE 내에서 운영되어 추가 자료 생성 없이 기존 양식을 그대로 사용 가능. 검측 보고서 및 사진대지 자동 생성.
  • 평가: 현장 담당자 만족도 4.25점/5.0점으로 높게 나타났으며, 실제 현장에서 운영 중인 시스템이다.

3.5. BIM 연동 모바일 철근 정보 조회 앱

• 개발 목적: 현장에서 도면의 일람표를 일일이 찾아봐야 하는 철근 배근 확인의 불편함 해소.
• 기능:
  • BIM 모델의 철근 정보가 앱으로 자동 업데이트.
  • 인터넷 연결 없이 현장에서 특정 부재를 선택하면 즉시 해당 철근 정보를 확인 가능.
• 의의: BIM이 시공 단계에서 실질적인 검측 도구로 활용될 수 있음을 증명했으며, 타 현장 확장성이 높은 솔루션이다.

 

4. 혁신성: AI를 결합한 End-to-End 디지털 워크플로

4.1. 문제 해결형 실행 프로세스 제시

단순히 보여주기식 BIM이 아닌, 시공 단계의 검증, 계획, 품질 관리 전반을 연결하는 선진사 수준의 '문제 해결형 실행 프로세스'를 제시했다. CDE를 중심으로 데이터가 단절되지 않는 End-to-End 시공 협업 프로세스를 구현했다.

• 워크플로: 현장 데이터 수집 → BIM 모델 구축/활용 → 이슈/검측 협업 → 자동화 → 핸드오버 및 디지털 트윈 구현

4.2. MCP(모델 문맥 기반 플랫폼) 개념 및 적용

• 개념 (MCP: Model Contexture Platform): CDE, 대규모 언어 모델(LLM), 현장을 하나의 파이프라인으로 연결하여 사용자가 자연어 질의를 통해 필요한 정보를 실시간 보고서 형태로 생성할 수 있는 AI 기반 플랫폼.

4.3. MCP 적용 시나리오

경진대회 미션과 관련하여 MCP의 실제 적용 시나리오를 시연했다.

• 물량 추출: "지하 3층 구조 부재 물량 집계" 요청 시, MCP가 CDE 모델에서 데이터를 추출하여 빠른 물량 비교 및 검증을 지원.
• 공정 연계: 클라우드의 공정표 데이터를 불러와 BIM 모델과 자동으로 연계.
• 특정 부재 수량 산출 (Take-off): "슬래브 수량 산출" 요청 시, LLM이 MCP를 통해 속성을 조회하고 엑셀로 결과를 정리.
• 위험성 분석: BIM 모델의 요소, 위치, 속성 정보를 기반으로 가설 작업 위험 요소 후보 목록을 생성하고 LLM이 이를 정리하여 사전 위험성 검토 회의의 효율성 증대.
• 이슈 분석: 수집된 53개 이슈를 LLM 에이전트가 분석하여 데이터를 표준화하고, 우선순위별로 그룹화하며, 실행 가능한 대안을 도출.

 

5. 협업성: CDE를 중심으로 한 통합 협업 체계

5.1. 명확한 역할 정의 및 데이터 관리

• BIM 수행 계획서(BEP)에 조직 및 참여자의 역할과 책임(RACI)을 명시하고, 이를 기준으로 경연을 수행했다.
• 사전 준비 단계부터 CDE 환경을 구축하고 역할, 책임, 데이터 흐름, 검증 경로를 명확히 정리했다.

5.2. CDE를 통한 실시간 협업 및 생산성 확보

• 검토, 결정, 산출물 반영 등 경연의 전 과정을 CDE 기반 협업 체계로 실제 운영했다.
• 파일 충돌, 좌표 변환 등 협업 시 발생하는 병목 현상을 AEC Collection의 이슈 트래킹, 표준 템플릿, 자동화 기능으로 해결했다.
• 6명이 동시에 작업하는 상황에서 CDE의 중앙 모델, 이슈 관리, 검증 로그 기능이 안정적인 과업 수행의 핵심 역할을 했다.
• 성과: 3일의 짧은 경연 기간 동안 중앙 모델이 약 26회 퍼블리시될 정도로 활발한 협업이 이루어졌으며, 이를 통해 재현 가능한 팀 생산성을 확보했다.
• 팀의 노력: 모바일 앱 개발 담당자 1인을 제외한 5인이 매일 약 16시간씩 경연에 집중하며 높은 몰입과 협력의 모습을 보였다.

 

 

 

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추가설명(해설): https://info.dec-w.com/239

ⓐ스마트건설 챌린지 2025 브리핑: IMGS가 제시하는 미래 건설 현장

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Google Gemini, NotebookLM 을 이용해서 작성되었습니다.

디이씨(D.E.C)

martin@dec-w.com