건축 설계의 자동화와 생산성 강화를 위한복합공종모듈 활용
산업 디지털 전환을 가속화하는 버추얼 트윈 (9)
건설 산업의 오랜 난제인 낮은 생산성과 비효율을 극복하기 위해, 이제는 단순한 자동화를 넘어선 근본적인 체질 개선이 필요하다. 이 글에서는 건설 프로젝트를 일회성 작업이 아닌 반복 가능한 ‘제품 생산’의 과정으로 재정의하는 ‘제품화’ 전략을 소개한다. 특히 서로 다른 공종을 하나의 지능형 템플릿으로 통합한 ‘복합공종모듈’이 어떻게 설계를 디지털 자산으로 전환하고, 시공 단계의 효율을 혁신하는지 짚어 본다.
■ 김선중
다쏘시스템코리아의 AEC 산업 컨설턴트이다. 종합 건설사와 BIM 관련 경력을 바탕으로 다수의 국내 건설 산업 고객에게 디지털 트랜스포메이션을 위한 전략과 설루션의 활용 가치를 전달하는 역할을 담당하고 있다.
홈페이지 | www.3ds.com/ko
건설 산업의 비효율성과 ‘제품화’ 전략의 필요성
건축 설계자는 매 프로젝트마다 도면을 다시 그리고, 시공 단계에서는 공종 간 충돌(clash)을 피하기 위해 수정을 반복한다. 이런 비효율은 건설 산업의 고질적 문제다. 제조업은 지난 수십 년간 디지털 전환과 자동화를 통해 생산성을 끌어올렸지만, 건설 산업은 여전히 현장 중심의 비표준적 프로세스에 머물러 있다. 이를 개선하기 위한 기술로 BIM(건설 정보 모델링)과 프리패브(prefabrication)가 등장했다. 하지만, BIM은 여전히 설계 정보의 정합성을 확보하는 데 그치고, 프리패브는 공장에서의 품질을 높였지만 현장 연결성과 공종 간 데이터 연속성에는 한계를 보여왔다.
이제는 산업화된 건설(industrialized construction)의 새로운 전환이 필요하다. 그 시작은 단순한 자동화가 아닌, 설계·제조·시공을 하나의 체계로 연결하는 제품화(productization) 접근이 될 수 있다. 이 개념은 복잡한 건설 프로젝트를 ‘단발성 설계’가 아니라, 재사용 가능한 디지털 제품 모듈로 수행하는 것이다. 그리고, 그 중심에는 여러 공종을 통합하여 모듈 단위로 제작된 복합공종모듈(multi–trade module)이 있다.
BIM은 건물의 형상과 정보를 3차원으로 표현하는 데 강점을 가진다. 그러나 여전히 설계–시공–운영 단계로 이어지는 일련의 생애주기에서 데이터의 연결성이 사라지고, 프로젝트마다 같은 작업을 반복하는 상황이 발생한다. 이는 유사 프로젝트 경험자의 경험에 의존하게 되는 구조적 한계로 이어져, 리소스 수급의 불균형에 따른 결과물의 품질까지 영향을 받게 된다.
제품화 전략은 이런 문제를 해결하기 위한 방법론이다. 쉽게 말해, 데이터를 한 번 쓰고 버리는 ‘소모품’이 아니라 ’반복 사용 가능한 디지털 자산(digital asset)’으로 관리하는 개념이다. 건설을 프로젝트 단위가 아닌 제품 단위(product unit)로 바라보며, 모델 안에 설계 규칙과 부품 구조를 포함시켜 다음 프로젝트에서도 그대로 활용할 수 있도록 한다. 이때 중요한 것이 제품 구조(product structure)와 설계 규칙 관리이다. 각 부품과 시스템을 위계적으로 정의하고, 그 관계를 데이터로 연결하면 프로젝트 전체가 하나의 논리 구조 안에서 작동할 수 있는데, 그 기술적 틀이 바로 복합공종모듈이다.
그림 1. 복합공종모듈로 설계 및 제작하여 설치 중인 벽체
복합공종모듈의 정의와 핵심 기술
복합공종모듈은 구조, 전기, 기계 등 서로 다른 공종이 하나의 설계 모듈 안에서 함께 정의된 통합 설계 단위다. 이 모듈은 단순한 부품 집합이 아니라, 각 공종 간 연결 규칙과 제약 조건이 미리 설정된 지능형 설계 템플릿(intelligent template)이다. 복합공종모듈의 특징 및 가능성은 다음과 같다.
첫째, 복합공종모듈은 규칙 기반 설계(parametric design)를 활용한다. 설계 요소 간의 관계를 수학적 규칙으로 정의해두면, 치수를 바꾸거나 객체의 위치를 옮기더라도 관련 형상이 자동으로 반응한다. 이 구조의 중심에는 뼈대 구조(skeleton structure), 즉 설계의 기준이 되는 참조 레퍼런스 프레임워크(reference framework)가 있다. 뼈대는 전체 모델의 축 역할을 하며, 하나의 기준점 변화가 관련 부품과 어셈블리에 즉시 반영되도록 한다. 결과적으로 설계자는 반복적인 수정 작업을 줄이고, 프로젝트 전반의 설계 품질과 일관성을 확보할 수 있다.
둘째, 공종 간 실시간 충돌 감지(clash detection)를 가능하게 한다. 기존 BIM 협업은 각 공종이 별도의 모델을 작성하고 마지막 단계에서 충돌 검토를 했다면, 복합공종모듈을 활용한 설계는 초기부터 여러 공종을 통합한 하나의 데이터 구조로 설계한다. 따라서, 공종 간 간섭을 자동으로 탐지하고 조정할 수 있어, 현장에서 발생하는 재작업과 시간 손실을 크게 줄인다.
셋째, 복합공종모듈은 설계, 제작, 시공 또는 조립의 전 과정에서 디지털 연속성(digital continuity)을 실현한다. 템플릿 안에는 형상 정보 외에도 자재 종류, 조립 순서, 제작 방식까지 포함되어 있는데 이는 다수의 프로젝트 참여를 바탕으로 산출된 지식과 노하우를 바탕으로 한다. 따라서 복합공종모듈에 담긴 설계 데이터가 곧 제조 및 시공 지침이 될 수 있다. 이는 기존 BIM 모델이 단순한 시각화 도구에 머무르지 않고, 실제 프로젝트에서 활용 가능한(buildable) 모델로 발전했음을 의미한다.
결과적으로 복합공종모듈은 설계 자동화, 데이터 일관성, 협업 효율성의 세 가지 측면에서 설계자의 생산성을 획기적으로 향상시킨다. 동일한 참조 모델 기반의 협업은 공종 간 의사소통 오류를 줄이고, 표준화된 템플릿 구조는 품질의 편차를 최소화한다. 이는 단순히 설계 효율의 문제가 아니라, 건설 산업을 제품 중심의 디지털 제조 프로세스로 전환시키는 출발점이다.
■ 자세한 기사 내용은 PDF로 제공됩니다.
김선중
작성일 : 2025-12-02
조회수 : 1517
