미래도시는 디지털로 전환된 인프라다

인프라 구축은 모든 당사자를 연결하기 위한 디지털 기술이 절실히 필요한 복잡하고 분리되지 않은 프로젝트를 초래할 수 있다.

 

인프라에 대해 생각한다면, 설계자와 건축가, 엔지니어와 건설자, 자산의 운영자 사이에 심각한 단절이 있는 지저분하고, 지저분하고, 비효율적이고 낭비적인 건축물을 떠올릴 가능성이 높다.  프로젝트들은 종종 늦게 들어오고 예산을 초과한다.  유럽 위원회는 심지어 30-35%의 폐기물이 건설에서 나온다고 추정했다.

그러나, 빅 데이터의 등장은 연결된 환경이 기반 구조가 설계, 계획, 구축, 운영 및 유지되는 방식을 변화시킴으로써 그 모델에 종지부를 찍고 있다.

스마트 인프라는 소유주에게 그 상태와 변화하는 사용 패턴을 알려주며, 이에 대한 반론을 제기하는 인프라다.

매비의 프로젝트 엔지니어인 찰리 엘리(Charlie Ely)는 "디지털 테크놀로지 사용이 인프라 프로젝트의 속도와 효율성을 변화시키고 있다"라고 말한다. 디지털 서비스를 활용함으로써 계약자는 프로젝트의 3D 모델을 미리 만들어 프로젝트의 물리적 요소와 시간을 조정할 수 있다.  이는 사람의 실수 위험을 최소화하면서 직접 프로젝트를 방문해야 하는 시간을 절약해 준다."

 

 

 

보다 효율적인 인프라를 위한 정부의 첫걸음

이것은 도전이 없는 것이 아니다.  Will Cavendish Arup의 글로벌 디지털 서비스 리더는 "영국의 구축 인프라에 대한 가장 중요한 장벽 중 하나는 아직 디지털화와는 거리가 멀다는 것이다.  데이터는 크게 단편화되고 품질이 낮아 채굴, 분석 및 통찰력 생성에 적합한 상태가 아니다."

이러한 이해는 2016년 영국 정부의 2단계 건물 정보 관리(BIM) 명령으로 이어졌고, BIM을 통해 모든 정부 보안 건물을 BIM을 사용하여 만들어야 했다.  그 과정은 초기 공급망 참여를 용이하게 하는 협업적인 작업 방식이다.  3D 모델을 사용하여 인프라 자산을 설계, 생성 및 유지 관리하는 보다 효율적인 방법을 도출할 수 있다.

센서, 사물인터넷(IoT), 머신러닝, 드론 등 신기술과 툴의 적용을 필두로 한 인프라 분야의 근본적인 변혁을 초래했다.  앤드루 와츠 뉴텍닉 CEO는 "더 이상 디자이너와 엔지니어가 2D 사진을 제작하는 것이 아니라 제작으로 이어지는 과정이 되고 있다"라고 말했다.

 

일렉소프트의 최고 운영책임자인 조나단 헌터는 인구가 증가함에 따라 인프라에 대한 수요가 증가하게 되고 그 후 살아남기 위해서는 디지티(digitation)가 필요하다고 지적한다.  건설 프로젝트는 점점 더 복잡해지고 있고, 완성되면, 정확히 무슨 일이 일어났는지, 언제 일어났는지 평가하는 것이 종종 어렵다.  이로 인해 비용이 증가하여 관리자가 비용, 일정 및 효율성을 개선해야 하는 부담이 커질 수 있다.

지난 2년 동안 카릴리온의 마지막 피해자는 실패였다. 헌터 씨는 "건축물과 프로젝트 전반의 가시성을 통해 투자 수익률을 확인할 수 있다"라고 덧붙였다.  비용과 시간이 확실한 설계에 관한 겁니다."

모트 맥도날드의 디지털 비즈니스 개발 책임자인 리처드 셴난(Richard Shennan) : "스마트 인프라는 주인들에게 그것의 상태와 변화하는 사용 패턴을 알려주면서 말대꾸하는 인프라다.  이 데이터는 라이브 자산 정보 모델 또는 디지털 트윈과 함께 변화하는 수요를 충족하고 라이프 사이 자산 가치를 최적화하는 예측 유지보수, 시나리오 계획 및 투자 결정을 가능하게 한다."

빌딩은 소프트웨어에 가깝고, 모든 다른 요소들이 함께 작동하며, 디자인을 발전시키고, 기능을 변화시킬 것이다.

Tames Teightway는 디지털로 전환된 인프라의 초기 모습을 보여준다.
템즈 워즈 웨이 하수도는 디지털 방식으로 변형된 프로젝트로, 통합된 모델 기반의 설계와 시공 방식을 사용해 유지 보수 작업을 위한 가상현실뿐만 아니라 시간과 비용 절감 효과를 가져왔다.

Bentley Systems의 디자인 모델링 담당 수석 부사장인 Santanu Das는 "연결된 데이터 환경은 관련된 모든 사람이 협업하고 자신과 관련된 데이터에 액세스 할 수 있게 해 준다"라고 말한다.  디지털 트윈은 설계, 시공 또는 운영 중에 프로젝트의 실시간 피드백을 제공한다. 데이터를 노출시켜 사용 가능하도록 만드는 겁니다."

다스 씨에 따르면, 이것이 인프라 개발 내에서 프로세스가 관리되는 방식이 되고 있다고 한다.  중국 동북부 톈진(天津)에서는 1000km가 넘는 파이프의 누출 지도를 모델링해 파이프가 파손될 가능성이 있는 곳을 예측했다. 말레이시아의 고속철도 시스템인 KVRMT를 위한 제2철도를 건설할 때, 벤틀리 시스템즈와 마이크로소프트는 프로젝트 정보를 자산 데이터와 연결함으로써 첫 번째 프로젝트에서 35%의 효율성 이득을 얻었다.

 

 

시공에서 라이프사이클 관리로 이동

Hunter 씨의 말처럼 "인프라가 발전하고 있다.  자산 전달에 관한 것이다." 그것은 특히 모든 요소와 영향을 모델링할 수 있을 때 더 많은 오프사이트 건물 제품의 증가를 볼 수 있게 한다.  사물이 모듈화 되면, 사전 건설 시 디지트 레이션에 대한 수요가 증가하고 현장 위험, 폐기물 및 저장소의 감소가 발생한다.

그는 "우리는 건설에서 라이프사이클 관리로 옮겨가고, 이를 통해 보다 효율적이고 지속 가능한 건축을 할 수 있다"라고 덧붙였다.  예를 들어, Elecosoft의 Power Project는 샤드를 건설할 때 사용되었는데, 그곳에서 큰 구간을 오프사이트로 건설하고 제자리에 기동 하였다.

또한 이러한 표준화의 접근방식은 원형 경제 원칙을 설계와 건설에 보다 쉽게 통합할 수 있도록 한다. 뉴텍닉의 와츠 씨는 다음과 같이 말한다: "르네상스 시대까지 생각과 만들기는 같은 과정의 일부였다. 여행에서 단계적 변화가 있을 때 설계와 실행 사이에 노동의 분업이 문제 - 전체론적 사고가 필요하다."

 

 

Tames Traiseway는 유지 보수 작업에 가상현실 사용

전기와 배관이 모두 어디에 있고 어떤 벽이 나올 수 있는지 알면 인프라 요소를 어떻게 재사용하고 재활용할 수 있을지 고민할 수 있다.  2022년 카타르 월드컵을 위한 경기장은 설계되고 모듈식으로 건설되고 있어 축구 결승전이 끝난 뒤 구조물을 분해해 다른 곳에 다시 짓거나 요소들을 이용해 건축물을 신축하거나 지역의 개발 등에 활용할 수 있다.

Watts 씨는 다음과 같이 말한다. "구축은 소프트웨어에 가깝고, 모든 다른 요소들이 함께 작동하며, 디자인을 발전시키고, 기능을 변화시킬 것이다.  모든 건물의 모든 부분이 설명되어야 하기 때문에, 그것은 제거되고 재사용될 수 있다. 결국 모든 것을 돌려줘야 할 것이다."

 

 

디지털 방식으로 변화된 인프라를 통해 도시를 더욱 스마트하게 만들 수 있음

다스 씨는 "혼잡과 사고, 오염을 최소한으로 유지하기 위해 양식이 바뀌는 스마트 시티, 스마트 빌딩, 스마트 교통 관리가 있을 것"이라고 덧붙였다. 인프라의 디지털 전환은 과거의 짐을 뛰어넘을 수 있는 변화를 제공한다.

하지만, 사업 관행도 바뀌어야 하기 때문에, 건설과 운영만이 바뀌게 되어 있는 것은 아니다.  다스 사장은 "전통적으로 산업은 매우 달랐고, 시간 단위로 청구했으며, 변경 주문을 통해 과다 청구로 소요된 시간을 추정했다"라고 말했다. 이제 모델은 자신이 하는 일이 아니라 얼마나 절약했는가에 대한 보수에서 벗어나고 있다. 즉 소유주들은 결과에 훨씬 더 초점을 맞추고 있다."

영국의 차터드 엔지니어 연구소는 프로젝트 13이라고 불리는 새로운 계획을 가지고 있다.  그것은 소유주와 계약자가 최상의 결과를 공유하여 지불 방식의 변화를 가져오는 새로운 방법론을 수용하고 적응시키려 하는 것이다. 다스는 "책임과 투명성에 관한 것"이라고 결론짓는다. 기업들은 모델을 조정하고 재무 모델을 재구성해야 할 것이다." 업계에 가장 큰 장기적 영향을 미치는 것은 이것일 수 있다.