전기전자/정보통신

전기통신_2018.9. Vol.81 No.860 기술동향 요약 (p29-38)

건설현장 IoT플랫폼
건설현장의 업무 개혁을 실현
다니 나오키(谷直樹), 주식회사 NTT도코모 IoT비즈니스 부장

1. 머리말

건설업계는 노동력 부족, 노동환경의 개선, 노동생산성의 향상 등 과제가 부각되면서 건설현장의 업무 개혁이 요구되고 있다. 노동환경의 개선∙생산성의 향상 등의 ‘업무 개혁의 실현’이 급선무가 되었다.

일본건설업연합회는 ‘주2일휴무 실현행동계획’을 제시, 국토교통성은 ‘i-Construction’으로 ICT솔루션 활용을 급속도로 추진하고 있다. 실제로 건설업계의 휴일은 전체 공사에서 약 65%가 4주에 4일 이하다. 또한 건설업계는 다른 업계보다도 연간 휴일도 적어 노동자를 확보하는 것도 과제 중 하나다.

그래서 업계에서는 4주 8일 휴무를 목표하고 있다. 이는 한달 노동시간이 휴일시간만큼 감소하는 것을 의미한다. 즉, 노동시간은 감소해도 지금까지와 같은 공사 기한으로 동업 타사와 경쟁해야 한다. 따라서 생산성 향상을 위한 대책은 필수다.

젊은 노동자를 확보하기 위한 노동시간 삭감도 가속화될 것이다. 이러한 노동시간 감소를 커버하기 위해 생산성 향상이 필요하다. 건설현장에 ICT/IoT를 도입하지 않고서는 생산력 향상을 실현하는 것은 불가능하다.

한편 건설현장의 실태를 살펴보면 건설현장의 중요한 업무 지표는 복수의 요소(납기, 품질, 안전)를 고려한 ‘현장관리’라는 것을 알 수 있다. 건설업계는 건설현장에서 그들 복수 요소를 동시에 관리하여 공사를 진척시키는 숙련의 노하우를 효율화로 연결, 그리고 ‘업무개혁’을 동시에 실현해 나가야 하는 상황이다.

NTT도코모는 2017년부터 현재까지 4곳의 건설현장에서 직원∙기술자간 커뮤니케이션, 직원∙기술자의 위치정보, 바이탈 정보, 건설현장의 환경정보 등을 조합한 실증실험(PoC : Proof of Concept)를 진행해 왔다.

PoC에서는 직원∙기술자의 위치정보나 걸음∙활동량∙맥박수 등의 바이탈 데이터를 바탕으로 작업 진척률 예측, 노동시간 분석, 컨디션 불량의 징후 감지 등 다양한 AI분석 기술을 활용하여 그 유용성을 검증하였다. 실증실험 결과, 서류작성∙현장순찰, 일정조율 등을 개선함으로써 직원의 노동시간의 가동 여지가 있다는 사실을 밝힌다. 그 후에 컨디션 불량, 고부하 작업에 의한 피로, 정신적 피로 등의 징후 감지가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

NTT도코모는 이들 데이터를 수집하여 분석하여 다양한 가치를 건설현장과 관련된 사람들에게 제공하기 위해 ‘건설현장의 IoT플랫폼’(이하, 건설 IoT-PF)의 구축에 착수한다. 2017년 2월에 베타판을 발매하였다. 건설 IoT-PF은 건설현장의 다양한 관리 항목에 기여하는 토털솔루션으로, 건설현장의 과제 파악부터 해결을 위한 검토를 대형 건설업체와 공동으로 추진하는 것이다.

본고에서는 왜 NTT도코모가 이와 같은 플랫폼 구축 프로젝트를 만들어 실행했는가 등의 배경을 국토교통성이 발표한 조사 결과와 NTT도코모가 직접 조사 검증한 건설업계의 과제 분석을 통해 해설한다.

2. 업계의 과제와 NTT도코모의 대응

NTT도코모는 2017년에 건설현장에서 PoC를 시행하기 전부터 건설업계에 있어서 중요한 4개의 테마를 정의하였다.

(1) 정체 상태인 노동생산성 향상
건설업계의 생산성은 제조업을 비롯한 다른 산업과 비교하여 현저하게 낮다. 또한 십 수년 동안 정체 상태다. 이는 건설공사 환경 자체가 다른 현장과 다르고 직원∙작업자 등의 업무 작업을 표준화∙합리화하는 것이 어렵기 때문이다. 또한 ‘생산성’이 ‘날씨’ 등의 조건에 크게 좌우되고 비용으로 직결되기 때문이다.

(2) 심각해지는 노동력 부족에 대한 대책
노동력 부족은 더 심각한 상황이다. 최근 20년동안 건설업 취업자 인구는 약 685만명(1997년)에서 약 500만명(2015년)으로 약 185만명이나 감소하였다.

또한 건설업 취업자의 고령화도 큰 문제다. 55세 이상이 약 34%인데 반해 29세 이하는 약 11%다. 또한 전체 산업과 비교해도 건설업은 현저하게 고령화가 진행되었다.

이는 장기간에 걸친 상황으로 과거에 신규 채용이 감소한 것, 이직자가 증가한 것 등이 원인이다. 이른바 ‘젊은 층’의 취업자가 감소하고 있는 것은 중장기적인 노동력 담당자가 부족하다는 것을 의미하며 건설업의 미래와 관련된 큰 문제다.

(3) ‘3K(힘들고, 더럽고, 위험한)’의 노동환경∙이미지 개선
(4) 건설시공 이외의 새로운 수익원 창출

3. 건설 IoT-PF가 지향하는 것

(1) 데이터의 가치
건설현장의 안전한 디지털화를 통해 가시화되는 데이터가 유용한 ‘가치’로 이어진다고 할 수 있다. 그러나 가시화된 데이터만으로는 큰 가치를 창출하는 것은 불가능하다.

ICT/IoT로 취득된 데이터를 ‘가치’있는 것으로 만들기 위해서는 데이터를 가시화하고 가시화된 데이터를 조합한다. 조합한 데이터에 지식을 가함으로써 비로서 가치 있는 데이터로 승화된다. 즉, NTT도코모가 주목한 것은 ‘분석’ 부분이다. 건설업계의 과제를 ICT/IoT로 해결하기 위해서는 개별 솔루션 영역(가시화 툴)에서 논의하는 것이 아니라 그 상위에 있는 분석 영역에서 가치 있는 데이터의 조합을 발견하는 것이다.

건설현장과 관련된 데이터를 수집, 그것을 조합하여 건설현장의 노하우를 주입하고 그 결과 생겨난 의미 있는 데이터를 이용하여 고객에서 지금까지 없었던 가치를 제공할 수 있는 사업 그 자체가 ‘건설현장 IoT플랫폼’이다.

NTT도코모는 ICT/IoT에 관한 데이터를 수집, 그 상위에 있는 분석 영역에서 가치 있는 데이터를 조합시키는 것을 건설업계에서 공통화할 수 있을 것이라는 가설을 세우고 있다. 즉, 건설업계에서 공통화해야 하는 영역을 찾아내서 그 운영을 NTT도코모가 실시함으로써 건설업계의 이노베이션을 창출할 수 있을 것으로 생각하고 있다.

(2) 건설업계ⅹ도코모

4. 건설 IoT-PF와 LANDLOG

(1) 건설 IoT-PF
NTT도코모가 2017년 2월에 보도 발표한 ‘건설 IoT-PF’는 건설현장의 공정, 품질, 안전, 원가관리에 기여하는 토털 솔루션이다. 이 플랫폼은 크게 6개의 가치 실현을 목표하고 있다.

①일정 효율화: 필요 태스크∙타이밍의 추천, 진척 지연 위험의 조기 감지
②품질관리의 성력화(省力化): 품질 위험의 사전 감지를 통해 재작업이나 지연을 방지
③안심 쾌적한 현장의 실현: 현장 내 원활한 커뮤니케이션, 컨디션∙환경위험 감지/경고
④원가관리의 고도화: 기재가동률 확인/기재 셰어링
⑤장시간 노동의 시정: 장시간 노동의 실태 가시화/원인 평가
⑥사무작업의 자동화: 서류작성의 자동화/효율화

이들 제공 가치는 최소한의 디바이스와 커뮤니케이션 기술을 통해 취득한, 사람∙사물의 위치∙움직임, 커뮤니케이션 로그, 바이탈 정보 등의 한정적인 데이터가 고도의 분석 처리를 통한 업무 방식이나 컨디션 불량 징후, 사물의 삭감 여지 등의 시사를 포함한 데이터로 승화됨으로써 실현된다. 또한 건설 IoT-PF는 건설(토목)을 중심으로 한 오픈 플랫폼인 LANDLOG 상에 구축되어 가치의 증폭에 필요한 정보를 상호 연계한다.

(2) LANDLOG

5. 구체적인 대책

(1) 건설현장 PoC의 실시
2017년부터 NTT도코모는 대형 건설사의 실제 건설현장 4곳에서 PoC를 실시하였다.

첫 번째 PoC에서는 다기에 걸친 ICT/IoT기기를 현장에 설치하여 현장 상황을 가시화하면서 향후 활용 가능한 지식이나 노하우 취득을 목적으로 한 데이터드리븐형의 검증을 실시하였다. 작업자의 위치정보, 활동량, 바이탈 데이터 등에 의한 컨디션 관리, 가동 관리가 유효하다는 가능성을 찾았다. 한편, 현장에서는 이동전화를 통한 음성통화 중심의 커뮤니케이션 체계로, ICT/IoT의 활용 여지가 다양하다는 것이 다시금 판명되었다. 동시에 디바이스 모양이나 오퍼레이션 면에서 과제가 존재한다는 것을 알았다.

두 번째 PoC에서는 진척관리∙안전관리 면에서 가치 제공이 가능한지를 MVP를 구축하여 검증하였다. 직원∙작업자의 위치 정보에서 보이는 비효율이나 바이탈과 위치를 사용한 상태 추정을 통한 컨디션 관리의 유용성, 자재∙기재의 가동률 가시화를 통한 최적수 추천 등 ICT/IoT의 활용이 ‘현장의 가시화’에 유용하다는 사실이 판명되었다. 한편 공정 진척의 어려움이나 복수의 협력업자가 일제히 참여하는 설비공정, 내장공정에서는 특히 필요한 정보를 필요할 때 필요한 상대에게 전달하는 커뮤니케이션의 중요성을 인식할 수 있었다.

(2) PoC의 성과와 가시화된 과제
(3) 향후 예정

6. G5에 대비한 대응

NTT도코모가 2020년의 제공 개시를 목표하고 있는 ‘5G’는 지금보다 통신속도가 더 빨라지고 한번에 보다 많은 사람이 통신할 수 있다. 또한 즉시 응답이 요구되는 기계간 통신에도 대응할 수 있기 때문에 클라우드나 IoT를 잘 구사하기 위한 이동통신을 제공할 수 있게 된다.

NTT도코모가 2016년에 기고한 ‘도코모의 5G를 위한 대응 -2020년의 5G서비스 실현을 위해-‘에서 ‘5G의 요구 조건’에 대해 발췌한다.

①대용량화: 이동통신망의 트래픽량의 폭발적인 증가에 따른 시스템 용량의 대용량화
②고속통신: 리치 콘텐츠나 클라우드 서비스의 보급으로 인한 통신의 고속화
③저지연화∙고신뢰성: 무선 구간에서의 통신 지연을 LTE의 1/5인 1ms 이하까지 저감
④초다수 단말의 동시 접속: IoT에 의한 무선네트워크에 상시 접속하는 단말 수의 급격한 증가 등에 대응
⑤저비용화∙성전력화: 통신량에 따른 네트워크 비용을 크게 저감, 높은 성능을 가능한 한 성전력으로 제공

이러한 ‘5G’를 통해 지금까지 경험한 적이 없는 새로운 세계를 창출하여 사람들의 생활이 더 편리하고 쾌적해지는 것을 목표하고 있다. 앞으로 다가올 ‘5G’의 세계에서 NTT도코모는 ‘docomo 5G Trial Site’를 비롯한 다양한 대응을 추진하고 있다.

7. 맺음말

NTT도코모가 건설현장의 IoT플랫폼이나 LANDLOG에서 대처하고 있는 사례 등은 NTT도코모의 솔루션룸이나 퓨쳐스테이션에서 전시∙소개할 예정이다. 또한 지금까지도 다양한 이벤트를 통해 건설업계를 위한 대책을 실시해 왔다.

NTT도코모가 실시하는 ‘건설현장 IoT플랫폼’을 통한 건설업계에 대한 대책은 이제 막 시작되었다. 그리고 이 대책이 사실화되어 감으로써 건설현장의 디지털화는 가속될 것이다. NTT도코모의 대책은 건설 업계 관련자들로부터 많은 공감을 얻어 협력을 통해 추진해나가고 싶다.

  -- 끝 --