일본 터널 건설 성공 후, 모든 시선은 (BIM이 아닌) CIM으로 향했다
CIM이란? 용어가 낯선 사람들을 위해 설명하자면 건설 정보 모델링/관리(Construction Information Modeling/Management)를 뜻하며, 일본 현지 건설 업계에서 BIM(빌딩 정보 모델링)대신 사용하는 용어다. 일본 킨키 고속도로 키세이 선의 미쿠사 터널 프로젝트는 CIM을 건설 과정 전체에 사용한 많은 프로젝트 중 첫 번째 프로젝트였다. 오바야시(Obayashi Corporation)는 일본에서 처음으로 3D 모델을 종합적으로 이용해서 터널을 건설했으며, 2017년 일본 기업 최초로 AEC 엑설런스 어워드(AEC Excellence Award)를 수상했다.
오바야시 토목 엔지니어링 생산 기술 그룹의 신야 스기우라(Shinya Sugiura) 고급 기술 계획 부문 과장은 “미쿠사 터널 건설 자체는 다른 터널 공사와 크게 다르지 않았다. 중요한 차이점은 과정에 있었다”고 전했다. 그 과정은 터널 탐색에 사용되는 굴착 표면 예측, 강도 및 내구성이 더 높은 콘크리트 등을 포함한 디지털 방식과 신소재를 활용하여 판을 넓혔다.
일본에 CIM 도입이 더디어 스기우라 과장은 BIM 경험이 풍부한 해외 기업과의 컨설팅을 통해 정보를 공유하고 통찰력을 얻었다. 스기우라 과장은 “용어는 다르지만 우리는 같은 원칙으로 일한다. BIM/CIM이 건설 업계가 나아갈 방향이라는 것에 동의했고 왜 모든 건설 업체들이 BIM/CIM을 사용하지 않는지 이해하기 어려웠다”고 말했다.
일본 국토교통성은 2012년부터 CIM을 촉진했다. 오바야시가 3D 모델을 사용해 미쿠사 터널 공사를 완료했을 때, 변위, 지하수 수위, 지형 지질 정보 등 터널 굴착과 관련된 측정 자료가 공사 진행 과정에서 지속적으로 입력되었다. 그리고 이러한 데이터는 클라우드를 통해 본사와 즉시 공유되었다.
스기우라 과장은 “토목 및 인프라 엔지니어링에서는 건설 현장의 지질과 지형에 대한 이해가 반드시 필요하다. 터널 공사를 진행하면서 어떤 암석이나 토양이 발굴될지 예측할 수 있어야 한다. 현장 측정, 주변 지하수 수위, 현장 사진을 고려해 다음 건설 단계를 계획하는 것이 중요하다. 터널은 구조 외에도 고려할 요소가 아주 많기 때문에 특히 복잡한 프로젝트”라고 말했다.
스기우라 과장이 이전에 참여했던 오바야시 토목 엔지니어링 프로젝트는 대부분 전통적인 기술에 의존했다. 토목 기사들은 평면도, 단면도, 입면도를 읽을 수 있었지만 3D 모델을 사용해 작업한 경험은 거의 없었다.
터널 같은 대규모 토목 공사 현장에는 하청 업체 직원을 포함해 500명이 넘는 인원이 투입된다. 스기우라 과장은 “3D 모델 및 다른 디지털 도구와 기존 소통 방식을 함께 사용하면 지상에서 정보 흐름을 개선할 수 있다는 것이 명백해 졌다”고 말했다. 얼마 전 까지만 해도 사용하기 어렵고 비싼 소프트웨어의 결과물이 프로젝트의 속도를 맞추지 못하는 경우가 많았다.
그러나 필요한 소프트웨어와 하드웨어 모두 빠르게 발전하여 프로세스에 접근하기가 더 쉬워지고 있다. 스기우라 과장은 “3D 모델을 사용한 도면으로 프레젠테이션을 쉽게 준비할 수 있었다”고 밝혔다. 기존에 건설 과정의 각 단계를 설명할 때 사용했던 도표 대신 이런 도구를 여러 현장에서 사용하기 시작했다.
어떤 각도에서도 볼 수 있는 3D 모델을 사용하면 당면한 과제를 보다 쉽게 시각화하고 이해할 수 있다. 스기우라 과장은 또 “초기에 받은 피드백은 압도적으로 긍정적이었고 초기 계획 단계에서도 이런 도구를 사용하라는 의견이 많았다”고 밝혔다.
3D 모델의 본질은 구조물의 형태를 시각화하는 것이지만 스기우라 과장은 모델의 시각적 형태 뿐만 아니라 BIM/CIM 모델 객체에 내재된 정보에도 매료되었다. 스기우라 과장은 “토목 엔지니어링 프로젝트는 건설 과정 내내 지속적인 측정을 해야 한다. 이동, 왜곡, 변위를 관측한 측정 데이터를 현장에서 3D 모델 속성으로 입력할 수 있었다”고 말했다.
한편, 오바야시는 이미 오토데스크 Revit(레빗)과 Civil 3D(시빌 3D)를 사용하고 있었다. 색상으로 단계별 시공 프로세스를 시각화하는 시간 표시 막대를 추가하기 위해 프로젝트 검토 소프트웨어인 Navisworks(나비스웍스)를 사용했다. 스기우라 과장은 “예를 들어, 콘크리트를 타설할 때 언제, 어떻게, 어느 방향에서 부을 것인지 등 현장에서 관리하고 싶은 데이터가 있었다”고 말했다. 오바야시는 나비스+(Navis+, 이토츠 테크노 솔루션이 개발한 나비스웍스 애드온 소프트웨어)를 사용해 3D 객체 속성을 관리하여 엑셀 스프레드 시트 모델에 더 많은 속성 데이터를 추가할 수 있었고 구조 형태 정보를 다른 가치있는 데이터로 관리할 수 있었다.
CIM을 사용한 스기우라 과장의 팀 건설 관리 효율성은 35% 개선되었고 이것은 곧 회사의 미래를 나타낸다. 그는 “미쿠사 터널 프로젝트의 최연소 현장 감독관은 지금 관리직에 있다. 직원들은 CIM 경험을 다른 프로젝트에 적용할 수 있었고 이 접근법으로 실질적인 혜택을 보고 있다”고 말했다.
데이터 분석은 이런 프로젝트를 진행하는 동안 팀이 어느 지점에서 시간을 절약했는지 명확하게 보여준다. 스기우라 과장은 업계의 다른 사람들이 이런 도구의 효율성을 알게 되면 다들 이런 도구를 채택할 것이라고 믿는다. 그는 “일본 건설업계가 추구하는 것은 바로 이런 워크플로우 효율화”라고 말했다.
그동안 CIM을 적극적으로 지지해 온 스기우라 과장은 이제는 결과로 말한다. 그는 “회사 내 누구에게도 CIM을 반드시 사용해야 한다고 말하지 않는다. CIM 사용의 장점을 설명하고 시스템을 도입하면 현장 효율성을 개선할 수 있다고 알려준다. CIM 사용을 의무화해서가 아니라 사용한 사람들의 성공적인 사례를 통해 CIM이 확산되고 있다”고 말했다.
CIM은 정부산학협력을 통해 일본에서 중국, 한국, 싱가포르, 태국 등으로 전파되고 있다. 라오스의 오바야시 댐 건설 프로젝트에도 사용되고 있다.
오바야시는 미쿠사 터널을 위해 개발한 프로세스를 다른 건설 프로젝트에 적용하며 기술을 이용해 앞으로 나아가고 있다. 스기우라 과장은 “우리는 도구를 자유롭게 공유하고 사용할 것이다. 그러나 새로운 기술은 끊임없이 등장한다. 새로운 기술을 기존 프로세스에 통합할 방법도 고려해야 한다. 프로세스는 동일할지라도 기술은 점점 더 발전하고 있다”고 전했다.
그리고 나라의 산업이 기술을 따라잡으면서 배포 및 교육 비용 같은 장애물이 줄어들고 있다. 스기우라 과장은 “CIM에서 중요한 것은 도구 그 자체가 아니라 그것을 사용하는 방법”이라며 “중요한 것은 노하우다. 변화를 위한 변화는 문제를 야기하고 시간과 돈을 낭비한다. 일단 사용해 보면 아무도 불평하지 않을 것이다”라고 말했다.
CIM 업무를 도입하는 것은 처음에는 힘들지라도 일본 및 같은 전통 건설 방식을 공유하는 다른 나라들은 금세 터널의 끝에서 빛을 보게 될 것이다.