상명대학교 / 서광규 교수


 

2. 건설 산업에서 클라우드 컴퓨팅의 필요성

건설에 클라우드 컴퓨팅을 적용하는 것은 새로운 분야로, 많은 기회를 제공한다. 이 섹션에서는 건설 분야에서 클라우드 컴퓨팅 기술을 도입함으로써 얻는 이점에 대하여 기술한다.

 

 

2-1. 경제적 이점

비용은 낮은 이익 마진 때문에 건설 회사가 IT 솔루션을 도입하는 데 큰 장애물이다. 건설 회사는 인프라와 운영 비용을 절감할 수 있는 새로운 방법을 모색하고 있다. 따라서 이 산업은 전문적인 인력과 교육을 통해 관리해야 하는 방대한 IT 인프라에 활력을 얻지 못하고 있다. 따라서 클라우드 컴퓨팅 기술은 건설 사업체, 특히 중소기업이 엄청난 비용이 드는 고급 컴퓨팅 인프라와 애플리케이션에 액세스할 수 있는 기회를 제공했다. 이는 의심할 여지 없이 프로젝트 납품의 총 비용을 줄이는 것으로 이어져 건설 회사에 경쟁 우위와 운영적 우위를 제공할 것이다. 지불은 실제 소비에만 해당되므로 클라우드 컴퓨팅 기술은 소유권과 운영 비용을 제거하여 건설에 대한 민첩성을 높인다.

 

2-2. 컴퓨팅 리소스의 주문형 확장성

클라우드 컴퓨팅을 통해 건설 회사는 건설 프로젝트의 특정 기간에 대한 특정 요구 사항에 따라 IT 리소스를 서비스로 구매할 수 있다. 컴퓨팅 시설에 자본을 묶어야 하는 대용량 인프라에 대한 단기적 요구는 더 이상 경제적으로 실행 가능하지 않다. 예상치 못한 수요로 인해 인프라 구매 및 설치에 충분한 시간조차 주지 못할 수도 있다. 클라우드 컴퓨팅은 저렴한 가격으로 건설 산업에 강력한 CPU, GPU 및 초고속 SSD 드라이브가 있는 고성능 서버를 제공한다. 특히 중소기업은 초기 투자 없이도 대기업과 경쟁할 수 있으며 클라우드 서비스의 확장성 기능을 사용하여 BIM 거버넌스 모델이 제안되었다.

 

2-3. 보안 플랫폼

클라우드 보안은 성숙해졌으며 클라우드에서 인기 있는 보안 조치에는 암호화, 최신 보안 소프트웨어 사용, 사이버 보험 보안 범위, 보안 감사 등이 포함된다. 건설 부문의 중소기업은 사실상 자체 인프라에서 클라우드에서 발견되는 수준의 데이터 보안을 감당할 수 없다. Cryptolocker와 관련된 몸값과 같은 온프레미스 건설 데이터에 대한 보안 위협은 건설 데이터를 안전하게 보관하기 위해 클라우드를 사용해야 하는 필요성을 더욱 증가시켰다. 또한 건설 회사가 클라우드 서비스 제공업체가 제공하는 99.99% SLA(서비스 수준 계약) 및 가동 시간과 일치할 수 있는 사내 컴퓨팅 인프라에서 시스템 가용성을 구현하는 데는 비용이 많이 든다.

 

2-4. 방대한 스토리지

대규모 데이터 생성은 건설 프로젝트를 특징짓는데, 설계 단계부터 전문가가 소유자의 건물 아이디어를 기능적 설계로 변환하기 위해 다양한 모델링 시뮬레이션이 필요하다. IoT, 증강 현실, 5D BIM과 같은 새로운 기술을 사용하면 지속적으로 큰 데이터가 생성된다. 클라우드 스토리지의 지점을 차지하는 현장의 항공 이미지는 일반적인 컴퓨터에서 수백 GB가 걸린다. 현장에 건설 데이터를 저장하는 것은 그러한 현장 스토리지에 필요한 볼륨과 하드웨어 인프라로 인해 문제가 되었다. 또한, 현장에 데이터를 저장하려면 물리적 접근이 필요한 반면, 클라우드 스토리지를 사용하면 공간과 시간에 제한 없이 데이터를 원격으로 저장하고 검색할 수 있다. 따라서 클라우드 스토리지의 가용성은 건설 산업에 탁월한 기회이다.

 

2-5. 협업적 관행 촉진

건설 프로젝트는 여러 프로젝트 팀에서 실행하며, 서로 다른 사일로에 저장된 서로 다른 비즈니스 모델이 있다. 분산된 데이터는 산업 이해 관계자가 적시에 중요한 의사 결정 프로세스를 위해 쉽게 사용할 수 없다. 이로 인해 계획이 부족하고 프로젝트 납품이 지연되고 프로젝트 비용이 변동하고 투자 수익률(ROI)이 감소했다. 클라우드는 건설 산업의 생산성과 조직을 개선하는 엔드투엔드 솔루션을 위한 건설 데이터의 중앙 저장소를 제공한다. 최신 프로젝트 데이터에 액세스하면 건설 작업자의 참여도가 높아지고 프로젝트 팀이 체계적이고 잘 통합될 수 있다.

 

 



 

3. 건설 산업에서의 클라우드 컴퓨팅 적용 사례

여기에서는 건설 산업에서의 클라우드 컴퓨팅의 특정 적용 사례를 분류한다. 기존 적용 사례는 폐기물 관리, 에너지, 건강 및 안전, 공급망 및 건설 자산의 프로젝트 커뮤니케이션을 위해 사용되었는데, 예를 들어 퍼블릭 클라우드에 배포된 PaaS 모델은 프로젝트 수명 주기의 건설 단계에서 에너지 관리 시스템을 구현하는 데 사용되었다. 여기에는 건설산 업의 클라우드 컴퓨팅 적용 사례에 대하여 기술한다.

 

3-1. 건설 폐기물 최소화를 위한 클라우드 컴퓨팅

조정되지 않은 건설 관리의 특징은 적시에 피드백을 받지 못해 자원이 낭비된다. 클라우드 기반 기술을 사용하여 공급업체와 실제 현장 수요를 통합하며 현장에서 자재 낭비로 이어지는 대량 재고 문제의 해결이 가능하다. 건물의 수명 주기 전반에 걸친 낭비는 프로젝트 비용과 시간 초과를 줄이기 위해 최소화되어야 하는데, 간소화된 파일 구조로 효율적인 클라우드 BIM 비용 추정 프로세스를 통해 설계 팀의 접근성을 개선하는 상당한 파일 공간 감소가 가능하다. 기존 건설 정보에 대한 접근성이 제한되어 리소스 낭비가 발생하므로 거래 비용을 줄이고 온라인 협업 도구를 향상시키기 위해 클라우드 컴퓨팅을 적용되었다. 이러한 사례로 프리캐스트 건설에 참여하는 당사자 간의 조정 부족으로 인해 발생하는 생산성 저하를 개선하기 위해 클라우드 컴퓨팅 정보 시스템(CCIS) 협업 도구를 개발되었는데 이 도구는 또한 계약자 주문이 변경될 때 부정확한 구성 요소 배송과 프리캐스트 설치 비용이 높은 문제를 해결하였다.

 

3-2. 안전한 건설을 위한 클라우드 컴퓨팅

건설 현장은 일반적으로 많은 수의 근로자, 자재, 장비 및 예상치 못한 상황으로 인해 위험이 발생한다. 건설 현장에서 작업하는 위험은 건강 및 안전 사고가 발생하기 전에 위험을 식별, 상관관계 및 제거할 수 있는 예측적, 정량적, 정성적 측정을 제공하는 실시간 안전 정보에 대한 접근성이 부족하여 더욱 증가한다.따라서 클라우드 기술은 안전 정보에 대한 적시 접근성을 제공하고 결과적으로 건설 현장의 안전 성과를 개선하는 데 사용되고 있다. 이러한 사례로 건설 현장에서의 건물 활동이 효과적으로 모니터링되지 않는다는 점을 관찰하여 위치 정보를 사용하여 안전을 개선하기 위해 건설 현장을 모니터링하는 클라우드 기반 정보 시스템을 제안되었으며 조립식 구조물의 현장 조립 공정에서 현장 관리자와 작업자에게 의사 결정 지원 도구를 제공하는 클라우드 기반 플랫폼을 개발 사례도 있다. 기존의 수동 건설 안전 모니터링이 노동 집약적이고 오류가 발생하기 쉽다는 점을 관찰하여 안전하지 않은 상황을 감지하고 건설 현장을 분석하는 SaaS 애플리케이션을 개발 사례와 클라우드 기술을 사용하여 지하철 공사 중 작업자의 행동을 관찰하여 안전 시스템을 발전한 사례도 있다. 또한 위치 정보와 함께 현장 안전 데이터를 수집, 처리 및 공유하기 위해 퍼블릭 클라우드에서 PaaS 오퍼링을 채택한 경우라든지 GPS가 있는 SaaS 클라우드를 사용하여 개인화 안전 지침 방법(PSIM) 시스템을 위한 불규칙하고 시기적절하지 않은 현장 검사 문제를 해결한 사례도 발견된다. 지하 공사의 안전 위험에 대한 부정확한 수집 및 공유 문제 해결을 위해 클라우드 스토리지를 사용하여 프로젝트의 사전 공사 단계에서 안전 위험을 적시에 정확하게 인식함으로써 이러한 문제를 해결한 사례 등을 통해 클라우드 데이터 분석이 건설 안전에 대한 신속한 의사 결정에 필수적이라고 할 수 있다.

 

3-3. 건설 에너지 관리를 위한 클라우드 컴퓨팅

건물은 건설 및 운영 단계에서 상당한 양의 에너지를 소비한다. 클라우드 컴퓨팅은 건설의 다양한 단계에서 에너지를 효과적으로 관리하는 데 사용되었는데, 원하는 녹색 소비를 실현하기 위해 클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 사용하여 건물 수명 주기에서 건설 정보 관리, IaaS, PaaS 및 SaaS 클라우드 제품을 사용하여 스마트 시티에서 건물 에너지를 지능적 제어, 건물 건설 중에 클라우드 컴퓨팅 기술을 사용하면 에너지 소비와 CO2 배출을 모두 줄인 사례, SaaS 클라우드를 사용하여 지속 가능한 의사 결정 지원을 위한 에너지 관리 시스템을 개발, IaaS 및 PaaS를 사용하여 건물 데이터를 호스팅하여 녹색 건물의 건물 관리 운영을 실현, SaaS 클라우드 서비스를 사용하여 건축 및 엔지니어링 관행의 설계 프로세스 내에서 건물의 에너지 성능에 대한 매개변수 시뮬레이션을 수행, 클라우드 컴퓨팅의 계산 능력을 활용하여 에너지 효율적인 건물의 저렴한 시뮬레이션 설계를 위한 가상 에너지 연구실을 개발, 실시간 에너지 인식 및 감사 스타일 에너지 추적 시스템은 클라우드 환경에서 "연결된 데이터" 기술을 적용을 통한 다양한 소스에서 통합된 다양한 건물 관리 데이터에 대한 통합 인터페이스를 제공 등이 건설 에너지 관리를 위한 클라우드 적용 사례이다.

 

3-4. 건설 공급망 관리에서의 클라우드 컴퓨팅

건설 현장에서 기존의 조정되지 않은 전통적인 자재 공급은 일반적으로 공급 격차로 이어지고 프로젝트가 지연되었다. 이러한 문제를 해결하기 위한 사례로 중소기업이 기존 추적 시스템을 감당할 수 없는 문제를 해결하기 위해 클라우드 플랫폼 서비스 기술을 사용하여 건설 현장에서 자재 이동을 추적, RFID와 통합된 클라우드 기반의 비용 효율적인 시스템을 제시하여 건설 공급망에서 자재 및 정보 흐름의 가시성과 추적성 향상, 클라우드 기반 공급 관리 시스템을 사용하여 프리캐스트 산업에서 오해의 소지가 있는 의사소통 및 부적절한 정보 전송 문제를 해결, 상호 운용성을 위해 공공 및 민간 SaaS 클라우드 플랫폼을 채택하여 효율적인 건설 프로세스를 위해 조달 프로세스의 다양한 이해 관계자의 통합, 건설 공급망 프로세스의 당사자에게 정확하고 관련성 있는 정보를 제공하기 위해 컨텍스트 인식 클라우드 컴퓨팅 정보 시스템(CACCIS)을 개발 및 비용 효율적인 방식으로 공급망 데이터를 관리하기 위해 Google Fusion Table(GFT), Google Maps, Google Earth를 사용한 사례가 대표적이다.

 

3-5. 프로젝트 관리 정보학을 위한 클라우드 컴퓨팅

건설 산업은 낮은 건설 품질로 이어지는 의사소통 및 조정 문제가 특징이다. 협업 설계를 위한 클라우드 컴퓨팅 기술이 설계, 건설 및 프로젝트 효율성을 개선 사례가 보고 되었는데, 공공 SaaS 클라우드 제공을 채택하여 건설 프로젝트를 개선하기 위해 지역 건설 회사 간의 지식 이전을 공식화, 연합 클라우드를 채택하여 여러 사이트 건설을 조정하여 여러 프로젝트와 다양한 위치에 있는 다양한 개인과 조직이 정보와 데이터를 교환, 클라우드 서버 인스턴스를 채택하여 데이터를 분석하여 건설 사업의 실패를 예측, 건설 중소기업의 IT 도입을 향상시키기 위해 클라우드 컴퓨팅을 제안 및 현장 및 고도로 맞춤화된 건설 서비스 개발, 아일랜드 건설 회사에 클라우드 컴퓨팅 소프트웨어 솔루션을 도입, 데이터 집약적 건설 프로세스를 공유할 때 실수를 줄이는 프로세스 명확성과 정보 일관성을 위한 클라우드 기반 설계 프로세스 커뮤니케이션 방법론(DPCM)을 적용, 클라우드 컴퓨팅 기술을 사용하여 현장에서 사용되는 PMIS, 웹 카메라, RFID, PDA의 실시간 현장 정보를 사무실 작업과 통합하여 신속한 의사 결정 개선, 건설 중 보안, 신뢰성, 내결함성 및 데이터 액세스를 개선하기 위한 "조정을 위한 클라우드"(C4C) 아키텍처를 제시, CometCloud(공개 및 비공개)를 사용하여 건물 데이터를 저장 및 관리하고 증가하는 수요와 노드 장애 시 보안을 제공하는 데이터 공유 기능을 제시, 개인 그리드와 공개 클라우드를 사용하여 중소기업이 복잡한 워크플로를 자동화하고 비용을 절감하여 데이터 전송을 최적화할 수 있는 접근 가능한 하이브리드 환경을 제시, 건설 중소기업이 이전 프로젝트의 교훈을 관리할 수 있는 저렴한 모바일 클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 개발, 빅데이터 수명 주기 관리 문제를 해결하기 위한 AEC/FM 부문을 위한 커뮤니티 SaaS 플랫폼을 구축을 통한 모든 단계의 데이터 수집, 자동 데이터 상관 관계, 조직 내/간 데이터 공유 및 시간적 데이터 추적을 비용 효과적이고 효율적인 방식으로 지원, 건물 및 건설 부문에서 BIM에 대한 보편적 액세스를 보장하는 클라우드 서비스, 클라우드 스토리지를 건설 작업자의 일부 협력 행동에 대한 공유 가능한 시뮬레이션 라이브러리를 모델링하는 데 적용, 건설 이해 관계자가 건설 환경에 적합한 클라우드 애플리케이션을 선택하는 데 도움이 되는 의사 결정 모델을 개발, 건설 산업의 고유성을 연구하고 샘플링된 회사에서 거의 사용하지 않지만 클라우드 컴퓨팅은 건설 산업에서 협업을 위한 필수적인 도구로 활용이 대표적인 사례이다.

 

 


참 고 문 헌




  2. W.Z. Khan, E. Ahmed, S. Hakak, I. Yaqoob, A. Ahmed, Edge computing: a survey, Futur. Gener. Comput. Syst. 97 (2019) 219?235.
  3. H. Elazhary, Internet of things (IoT), mobile cloud, cloudlet, mobile IoT, IoT cloud, fog, mobile edge and edge emerging computing paradigms: Disambiguation and research directions, Journal of Network and Computer Applications 128 (2019) 105?140.
  4. C. Zhang, Design and application of fog computing and internet of things service platform for smart city, Futur. Gener. Comput. Syst. 112 (2020) 630?640.
  5. J. Li, Resource optimization scheduling and allocation for hierarchical distributed cloud service system in smart city, Futur. Gener. Comput. Syst. 107 (2020) 247?256.
  6. R. Jin, H. Zhang, D. Liu, X. Yan, IoT-based detecting, locating and alarming of unauthorized intrusion on construction sites, Automation in onstruction 118 (2020).
  7. T.-H. Chen, H.-M. Chang, K.-C. Lin, A cloud-based system framework for performing online viewing, storage, and analysis on big data of massive BIMs, Autom. Constr. 71 (1) (2016) 34?48
  8. Sururah A. Bello et al., Cloud computing in construction industry: Use cases, benefits and challenges, Automation in Construction, Vol. 122, pp. 1-18, 2021.
  9. ISO/IEC 22123-2:2023 Information technology ? Cloud computing Part 2: Concepts Published (Edition 1, 2023)
  10. Peter Mell, Tim Grance, SP 800-145, The NIST Definition of Cloud Computing, 2011.



저작권 정책


K-ICT 클라우드혁신센터의 저작물인 『건설 산업에서 클라우드 컴퓨팅』은 K-ICT 클라우드혁신센터에서 상명대학교 서광규 교수에게 집필 자문을 받아 발행한 전문정보 브리프로, K-ICT 클라우드혁신센터의 저작권정책에 따라 이용할 수 있습니다.
다만 사진, 이미지, 인용자료 등 제3자에게 저작권이 있는 경우 원저작권자가 정한 바에 따릅니다.