디지털 트윈으로 레이튼 아시아가 홍콩공항의 퍼즐 푸는 방법

• 홍콩국제공항은 향후 수요에 부응하고 세계적 수준의 국제 항공 중심지로서의 지위를 유지하기 위해 확장 중이다.
• 글로벌 건설 선두 기업 ‘레이튼 아시아’가 홍콩국제공항 제2터미널의 토대 및 하부구조 작업을 맡았다.
• 레이튼 아시아는 시간을 절약하기 위한 자동화를 사용하고, 또한 건설 방법을 확인하고 안전상 위험을 완화하기 위한 시뮬레이션을 사용하고 있다.
• 레이튼 아시아는 또한 운영을 간소화하고, 작업 흐름을 통합하며, 재작업을 줄이기 위해 디지털 트윈을 구축했다.

2019년 한 해 동안 홍콩국제공항(HKIA)은 7,150만 명의 승객과 480만 톤에 달하는 항공 메일과 화물을 감당하여, 전 세계에서 가장 바쁜 공항 중 하나가 되었다. 홍콩국제공항은 환적 센터이자 승객 허브로서 해당 지역 경제에 중추적 역할을 하고 있으며, 전 세계에서 가장 많이 사용되는 화물 관문이기도 하다. 향후 수요에 부응하고 글로벌 항공 허브로서의 지위를 높이기 위해 홍콩국제공항은 현재 대대적인 확장을 진행 중이다.

홍콩에 본사를 둔 레이튼 아시아는 아시아 전역에서 45년 이상 동안 세간의 주목을 받은 기반 시설을 건설하고 건축 프로젝트를 진행해 왔다. 또한 빌딩 정보 관리의 우수성에 대한 영국표준원(BSI)의 키트마크(Kitemark) 및 새로운 국제 ISO 19650 표준 시리즈를 획득한 아시아의 몇 안 되는 시공업체 중 하나다. 레이튼 아시아는 홍콩국제공항 제2터미널 확장의 토대 및 하부구조 작업을 맡았다.

레이튼 아시아는 디지털 엔지니어링 및 새로운 기술의 결과로 모든 프로젝트 이해 관계자와 협력적인 접근을 채택한다. 레이튼 아시아 홍콩의 총 관리자 콜먼 웡(Colman Wong)은 “기업으로서 우리는 모든 단계에서 지속가능한 비즈니스를 달성하기 위해 프로세스를 간소화하고 개선하는 방법을 찾기 위해 계속해서 노력하고 있다”라고 말했다.이어, “우리는 최선의 안전과 양질의 성과를 보장하기 위해 적극적으로 전달 모델을 개선하고 있다. 획기적인 해결책을 개발하고 시행하여 건설업에서 긍정적인 변화를 이끄는 리더가 되기 위해 노력하고 있다”라고 말했다.

자동화, 힘을 발휘하다

레이튼 아시아의 BIM(빌딩정보모델링) 관리자 프란체스코 티짜니(Francesco Tizzani)는 “시작부터 우리는 혁신과 신기술에 투자하기로 결정했다”라며, “해당 프로젝트는 대규모로 새로운 디지털 툴을 도입하는 방법을 알 수 있는 시험장이 되었다. 따라서, 성공하는 경우 다른 프로젝트에도 사용할 수 있다”라고 밝혔다.

디지털화를 위해 처음으로 선택된 분야는 장소 발굴 이전에 지반의 성질을 이해하기 위한 과정인 지반조사였다. 지반조사 동안 현장 작업자는 사전천공(지반에 작은 구멍을 뚫음)을 시행하고, 지반 아래에서 샘플을 채취한 후, 샘플을 식별하여 종이에 기록한다. 이 과정을 디지털화 하기 위해 프로젝트 팀은 문서 기록 더미를 지반조사(GI) 데이터베이스로 옮겼다. 티짜니는 “엔지니어는 데이터를 보고 자신들이 만들어 놓은 지질공학적 설계와 비교하여, 해당 설계가 실제 지반 상태에 적합한지를 확인하기만 하면 된다”라고 말했다.

하지만 설계를 데이터베이스와 비교하는 일도 시간이 많이 소요되기 때문에, 팀은 해당 프로세스를 자동화하기 위한 스크립트를 개발하였다. 티짜니는 “우리는 GI데이터베이스를 기반으로 사전천공의 BIM 모델을 개발하여 명확한 지반 지도를 얻었으며, 이후 스크립트는 모델을 기반으로 표면 도안을 생성했다”라고 말했다.

그는 계속해서, “이는 프로세스 자동화면에서 대단한 성과였으며, 시간을 많이 단축했다”라고 전했다. 이어, “또한 더욱 정확하고 표준화되었으며, 검토도 쉬워졌다. 모두가 볼 수 있고 시각화할 수 있는 모델이 있다는 것은 한 편으로는 프로젝트에 참여한 더 많은 사람들이 이해할 수 있도록 정보를 단순화하는 것이었다”라고 밝혔다.

디지털 트윈, 운영을 간소화한다

레이튼 아시아는 지질공학 설계 프로세스 자동화를 성공한 데 힘입어 공항 확장의 BIM 모델을 개발했는데, 프로젝트가 구축되고 나면 실시간 성과 데이터를 포함한 디지털 트윈으로 전환하려는 목적을 가지고 있었다. 디지털 트윈의 주요 목적은 현장 운영을 간소화하여, BIM 팀이 현장 팀이 수집한 정보와 일치하는 디지털 트윈 자산을 만들어내는 것이었다. 현장 팀은 이제 값을 다른 스프레드시트에 넣는 대신, 데이터를 디지털 트윈에 입력한다. 이 데이터는 자동으로 보고서를 만들어내는 데 사용되어 프로젝트 직원이 문서화하는 시간을 최소화한다.

티짜니는 “결국 우리는 모두가 사용할 수 있는 많은 주요 프로젝트 데이터를 가진 이 커다란 모델을 갖게 되었다”라고 말했다. 또한 “우리가 언제 마지막으로 말뚝에 구멍을 뚫었는지, 콘크리트를 부었는지, 거푸집을 만들었는지, 또는 품질 체크를 했는지 볼 수 있다. 디지털 트윈 구축에 많은 자원을 투자했기 때문에, 작업 이해도와 현장에서 수집한 데이터 활용도도 높일 수 있다”라고 강조했다.

이 디지털 트윈은 레이튼 아시아가 운영 프로세스를 최적화하는 데 도움을 주었다. 오토데스크 Assemble(어셈블)을 통해 해당 프로젝트 팀의 모든 부서가 자신의 작업흐름을 디지털 트윈으로 통합하여, 필요에 따라 데이터와 모델을 사용할 수 있게 되었다. 티짜니는 “예를 들어, 견적팀은 모델을 열고 조달 관점에서 항목을 범주화, 분류, 수량화 할 수 있는데 반해, BIM 팀은 모델의 품질 유지에 집중할 수 있다”라고 말했다.

티짜니는 변경 관리에 디지털 트윈을 활용한 결과 현장 재작업이 확연히 줄어들었다고 평가했다. 현장 직원은 2D 도면에 표시하고 수없이 많은 버전을 비교하는 대신, 디지털 트윈과 오토데스크 PlanGrid(플랜그리드)를 사용하여 변화를 추적하고 주석을 표준화할 수 있다.

안전 리스크 완화

디지털 트윈은 모델이 건설 프로젝트의 시공 가능성 입증 및 작업 시작 전 공백 확인에 모델을 사용할 수 있는지 결정하는 등, 현장 팀으로부터 더 많은 아이디어를 이끌어냈다. 이는 레이튼 아시아가 건설방법시뮬레이션(CMS)이라 부르는 일련의 건설 방법을 애니메이션화 한 스냅샷을 만들어내는 데로 이어졌다.

예를 들어, 팀은 육교를 해체하기 위한 CMS를 만들기 위해 디지털 트윈을 기본 모델로 사용하여 비계를 세우고, 육교 끝을 허물고, 잔해를 제거하는 애니메이션을 만들었다. 티짜니는 “이 애니메이션은 방법론을 검증하여, 우리가 내린 결론이 실제로 건설 가능한지 또는 우리가 생각해 보지 못하거나 실행 불가한 점이 있는지를 확인할 수 있도록 해 준다”라고 말했다.

이 시뮬레이션은 또한 엔지니어링 팀과 운영 팀 간의 협업을 강화하여 현장에서의 안전 위험을 완화한다. 티짜니는 “두 팀 모두 현장을 3D로 볼 수 있기 때문에, 발생 가능한 위험을 시각화하고 확인할 수 있다”라며, “엔지니어들이 장벽이 더 필요하거나 거리가 더 필요한 곳을 지적하면, 운영팀이 안전한 작업 환경을 확보하기 위해 이를 신속하게 반영할 수 있다”라고 전했다.

성공 촉진하는 협업

이러한 혁신은 프로젝트 팀 내에서 사고방식의 전환을 이끌었다. 팀원들은 이제 자신이 현장에서 수집한 정보와 현장 밖에서 만든 디자인을 분석 가능한 데이터라고 생각한다. 티짜니는 “주요 프로젝트 데이터를 체계적으로 수집하고 분석하는 것은 트렌드를 결정하는 데 도움을 주고 예측 기반의 정기 현장 점검보다 더 정확하다”라고 하며, “이제 우리는 작업의 실현 가능성을 예측하기 위해 분석하고 사용할 수 있는 다양한 데이터를 가지고 있다”라고 덧붙였다.

티짜니는 지금까지 프로젝트의 성공을 경영진과 직원 간의 협력적 노력과 위에서부터의 지원과 아래로부터의 주도적 자발에서 기인하였다고 본다. 그는 “제가 제안을 했을지는 몰라도 아이디어와 행동은 현장 팀에서 나왔으며, 다르게 일하는 방식을 찾아내는 데 열린 마음을 가진 직원들이 있다는 점이 행운이라고 생각한다”라고 밝혔다.

티짜니는 장기간 지속적인 영향을 미치기 위해, 디지털화가 BIM 팀에만 달려있지 않고 모든 사람에게 혜택을 줄 수월한 승리를 찾는 관련된 모든 팀에게 달려있다고 지적한다. 사람들이 수월한 승리에 용기를 얻어, 승리를 하게 되면 더 많은 승리를 원한다는 개념이다. 그는 “효율성을 증진하는 것만 아니라 일선 직원을 참여시켜 우리가 함께 더 현명하게 일하는 방법을 생각해 내는 것이다”라며, “이는 비즈니스를 디지털화하는 방법에 대한 비전 외에도, 이를 실현시키려는 모든 사람의 기여에 의존하는 협업 프로세스다”라고 전했다.