일본산업뉴스요약

종합건설업체, 인력 절감 공법 추진
로봇 및 ICT(정보통신기술) 등을 활용, 인력 최소화

종합건설업체들이 건설 작업에 로봇 및 ICT(정보통신기술) 등을 활용해 인력을 최소화하는 공법의 개발∙도입을 추진. 복수의 로봇 및 건설기계를 시스템화해 자동으로 작업이 이루어지도록 하거나, 공장에서 생산된 부품을 현장에서 조립하는 등의 공법을 개발하고 있다. 건설업계는 앞으로 닥쳐올 인력부족에 대한 대응 및 업무 혁신의 필요성에 직면하고 있어, 최신 기술을 활용해 과제 해결에 주력하고 있다.

■ 시미즈건설
-- 로봇의 종합 관리 시스템, 작업자의 ‘동료’가 된 로봇 --
시미즈(淸水)건설은 자율형 로봇을 활용한 건설 공사 시스템 ‘시미즈 스마트 사이트’를 구축했다. IoT(사물의 인터넷)을 통해 현장 정보가 입력된 4종류의 로봇을 종합 관리 시스템이 관리. 로봇이 작업 지시를 바탕으로 작업한다. 2018년부터 건설 현장에 본격적으로 도입될 예정이다.

로봇의 종류는 건설 현장에서 기반이 되는 시공, 운송 및 용접 등의 작업을 기준으로 나뉘어진다. ‘엑스터(Exter)’는 수평 방향으로 슬라이드 길이를 조절할 수 있는 세계 최초의 크레인이다. 기둥 용접 로봇 ‘로보 웰더(Robo Welder)’는 2대가 연계해 철골 기둥을 용접한다. ‘로보 버디(Robo Buddy)’는 2개의 팔로 천정 및 바닥재를 시공하는 다기능 로봇. ‘로보 캐리어(Robo Career)’는 스스로 자재를 쌓아 루트를 선택해 운반하는 로봇이다.

로봇의 가동 상황을 파악하는 종합관리시스템은 건설 정보가 입력된 3D 모델과 연동해 건물 상황에 맞는 작업을 관리할 수 있다. 시미즈건설은 로봇과 시스템 개발에 20억엔을 투자. 시미즈 스마트 사이트 구축을 이끈 인토(印藤) 상무는 “이 시스템은 100곳의 현장, 8,000대의 로봇을 총괄 관리할 수 있는 능력을 가지고 있다”라고 말한다. 시미즈 스마트 사이트를 바닥 면적 3,000평방미터의 30층 건물 건설에 적용할 경우, 총 6,000명 가까운 인력을 줄일 수 있다고 추산하고 있다. 복수의 현장에서 로봇을 바꿔 쓰는 감가상각(Depreciation)도 가능하다.

개발에서는 “사람이 사용하고 싶다는 생각을 갖게 하는 것”(인토 상무)을 만들도록 노력했다. 버블 경제 시기인 1990년대에 전자동 시공시스템을 개발했지만, 유지보수 및 보관 등의 비용으로 이용에 어려움이 있었다. 이러한 실패를 보완하기 위해 하나의 기계가 아닌 작업자의 동료가 될 수 있도록 로봇 기능 등을 고려했다. “로봇을 이용하면 적은 인력으로도 작업이 가능하다”(인토 상무)라며 앞으로의 건설 현장에서의 이용을 전망했다.

■ 가지마건설
-- 복수의 건설기계 자율적으로 작업 --
가지마(鹿島)건설이 개발한 건설기계의 자동화 시스템 ‘A4CSEL(4회전엑셀)’은 토목 공사에서 복수의 건설기계가 자율적으로 작업한다. 작업자의 지시로 덤프트럭, 불도저, 진동 롤러가 연동해 토사 운반에서 토사 하역, 땅 고르기, 콘크리트 진동 다짐과 같은 일련의 작업을 시행. 숙련된 기술자 감소에 대한 대응 및 공사의 생산성과 안정성 향상을 실현했다.

개발을 담당했던 미우라(三浦) 기술연구소 주임 연구원은 “건설 현장을 최첨단 공장으로”라는 키워드를 소개. 제조업에 비해 노동 생산성이 낮아 노동 재해가 많은 건설업에서 A4CSEL은 이러한 문제를 해결해 줄 열쇠가 될 것이라고 전망했다.

지금까지 댐 현장에서 적용 및 실증 실험을 시행. 후쿠오카(福岡) 현 나카가와마치(那珂川町)의 고케야마(五ケ山)댐의 둑 건설 공사에서 진동 롤러를 이용한 전압작업을 시행, 불도저의 땅 고르기를 실험했다. 오이타(大分) 시의 오이타가와(大分川)댐에서는 덤프트럭을 이용한 토사 운반 및 하역 시험을 시행했다. 2018년에는 후쿠오카 현 아사쿠라(朝倉) 시의 고이시와라가와(小石原川)댐에서 현장 실증을 할 계획이다.

건설기계에는 시판제품에 GPS와 컨트롤러, 제어시스템 등을 장착했다. 건설기계 작업의 효율성을 높이기 위해 인공지능(AI)을 활용, 최적의 작업 패턴을 찾아낸다. 앞으로는 유압 쇼벨의 자동화를 추진할 계획이다.

또한 향후, 우주 공간에서의 건설 작업을 상정, 우주항공연구개발기구(JAXA)와 공동 연구 중이다. 달 표면이나 화성에서의 거점 건설을 실현할 원격 시공 시스템이 그 테마로, “자율주행의 활용 여부를 검토하고 있다”(미우라 연구원). 우주 공간에서 A4CSEL이 활용된다면, 사업 영역뿐만 아니라 미래의 꿈도 펼쳐나갈 수 있게 될 전망이다.

■ 미쓰이스미토모 건설
-- 유닛 결합을 통한 고속 시공 --
미쓰이스미토모(三井住友)건설은 주식회사 사토코우(Satokou, 니가타(新潟) 현)와 공동으로 고층∙초고층 철근 콘크리트(RC) 건물을 고속 시공하는 ‘SQRIM-SSUT 공법’ 개발을 추진하고 있다. 골조 구축에서 내장 마무리까지 한 개 층을 최단 4일만에 시공한다.

공장에서 골조를 세우고 화장실과 에어컨 등의 설비를 장착, 벽지 등 내장까지 마무리한 건설 유닛을 트레일러로 운송해 현장에서 조립하는 것이 특징이다. 배관 등도 사전에 배치해 현장에서는 연결하기만 하면 된다. “과장해 말하자면, 조립한 구조물에 전기와 물만 들어온다면 사람이 살 수 있는 상태가 된다”(하스오(蓮尾) 미쓰이스미토모 건설기술본부 생산기계기술부 기계화∙자동화기술그룹장).

일련의 작업이 공장에서 시행되기 때문에 “생산성과 품질을 향상시킬 수 있다”(하스오 그룹장). 최종 공정에 필요한 기능 노동자를 절반에서 80% 정도 줄일 수 있을 것으로 전망, 인력 절감 및 공사기간 단축이 가능하다. 10~20층의 비즈니스 호텔 등을 상정, 외국인 관광객 수요를 노리는 사업자에게 제안해나갈 방침이다.

미쓰이스미토모건설은 공장에서 콘크리트 부재를 제작, 현장에서 조립하는 공법이 발달되어 있다. 사토코우는 철골조 건물의 설비와 내장을 마무리한 유닛의 제조∙판매에 실적을 가지고 있는 업체로, SQRIM-SSUT 공법은 두 업체의 전문 분야를 융합한 것이다.

 -- 끝 --