시미즈건설, 로봇 시공 '완성도 40%'

[能田]

시미즈건설, 로봇 시공 '완성도 40%'

Nikkei Architecture_2018. 12.27  특집 요약 (p22-25)

서울대학교 해동일본기술정보센터 WEEKLY BRIEFING(Vol.135)

등록일 : 2019-02-13 13:29:47 /

‘Shimizu Smart Site’ 본격 가동, 현장 작업에는 과제도

‘Shimizu Smart Site’의 첫 적용 현장이 공개되었다. 시미즈 스마트사이트는 건축 현장을 하나의 공장처럼 조성한 뒤 시공 로봇을 통해 건설을 진행하는 시스템을 말한다. 시스템의 핵심인 로봇의 완성도는 약 40%다. 실제로 본격 가동이 가능한 것은 운반 로봇뿐이다. 남은 2종류의 로봇은 현장에서의 ‘시운전’을 통해 과제를 찾아 개선하며 실용화를 서두른다.

시미즈건설의 건설 현장은 먼 곳에서도 일반적인 신축 현장과 다르다는 것을 알 수 있다. 건물 꼭대기에 지붕이 올려져 있고, 이를 커버로 완전히 덮어 놓았기 때문이다. 상층 부분의 ‘창문’을 통해 크레인 붐이 수평으로 신축하며 자재를 들어올리고 있다.

이곳은 시미즈건설이 중점적으로 개발하고 있는 차세대 건축생산시스템 ‘시미즈 스마트사이트’를 처음으로 적용한 현장이다. 12월 10일에 보도진에 공개. 2019년 8월말 준공을 목표로 공사가 진행되고 있다. 지하 1층, 지상 24층, 연면적 1만 8,450㎡의 건물이다. 설계와 시공을 시미즈건설이 담당한다.

현장에서 가장 눈길을 끄는 것은 스마트사이트의 핵심인, 기후 요인을 차단하는 ‘전천후 커버’다. 기복 동작이 없는 수평 슬라이드 크레인 ‘엑스터(EXTER)’를 이용하여 철강재 및 기타 재료들을 외부에서 커버 안쪽으로 들여와 날씨 등에 좌우되지 않는 공간을 구축한다. 이러한 환경에서 스마트사이트의 핵심인 로봇이 가동하고 있다.

시미즈건설 생산기술본부의 인도(印藤) 부장은 견학회에서 “전천우 커버와 수평 슬라이드 크레인의 범용성은 확인할 수 있었다. 현재 로봇의 완성도는 약 40%로, 로봇 시공에 대한 반응을 느끼고 있다”라고 말했다.

- 3종 로봇과 사람이 협동 –

이번 현장에 도입한 로봇은 3종류다. 운반 로봇 ‘ROBO-CARRIER’ 2대, 용접 로봇 ‘ROBO-WELDER’ 2대, 다능공 로봇 ‘ROBO-BUDDY’ 1대다. 운반 로봇은 도꾜 도내의 현장에서 시험 도입을 거쳐 본격 적용하였다. 밤에 내화(耐火) 보드 등의 자재를 운반해 놓고 다음 날 작업에 대비한다. 2019년 2월까지 약 380개의 팔렛(pallet)을 운반할 계획이다. 용접 로봇과 다능공 로봇이 현장에 등장한 것은 이번이 처음이다. 이 두 로봇은 시험 도입 단계다. 용접 로봇은 2개의 철골기둥 용접, 다능공 로봇은 보드 시공과 행거볼트를 장착하는 ‘시운전’에 그쳤다.

그러나 견학회에서 보도진의 주목을 끈 것이 다능공 로봇이었다. 2개의 로봇 팔이 승강식 자동주행 대차에 설치되어 있다. 자재를 잡고 있는 어시스트 로봇과 짝을 이뤄 작업한다. 견학회 당일은 팔에 장착한 카메라와 레이저센서로 자재의 위치 등을 감지하면서 양팔로 능숙하게 장착하는 모습을 선보였다.

시미즈 건설 실험동에서 개발 중인 로봇을 2018년 3월에 공개하였다. 그때부터 지금까지 가장 많이 진화한 로봇은 용접 로봇이다. 경량화를 실현한 신형 2종을 소개하였다. 3월 시점에서는 사람이 철골기둥 앞까지 로봇을 가져가는 ‘대차(臺車)형’이었다. 그 후에 자석으로 철골기둥에 장착하는 ‘피봇(Pivot)형’과 원형의 레일을 설치한 ‘링(Ring)형’으로 바뀌었다.

원래는 피봇형과 링형도 대차형과 병행하여 개발을 추진항ㅕㅆ지만 현장에 시험 도입된 것을 대차형이 먼저였다. 그 당시 기술자들은 “너무 무거워서 사용하기 어렵다”라며 고충을 토로하였고, 대차형 개발은 중단되었다. 대차형의 중량은 약 400kg이었지만 피봇형과 링형은 가각 150kg, 75kg으로 억제하였다.

현재 로봇에 의한 용접은 사람이 하는 작업의 약 1.2~1.3배의 시간이 소요된다. 그러나 완전자동용접을 실현하고 있기 때문에 사람처럼 휴식싯간을 가질 필요가 없는 것이 강점이다. 시미즈 건설 생산기술본부의 사카모토(坂本) 부본부장은 “한 사람이 6세트 정도의 용접 로봇을 관리할 수 있다면 노동력은 확실히 줄어들 것이다”라고 말한다.

가장 실용화에 가까운 로봇은 운반 로봇이다. 사람이 태블릿형 단말로 자재와 운반할 목적지를 지시하면 시공 층에 있는 다른 한 대의 로봇과 협력하여 작업 장소까지 자재를 운반한다. 현장에서 가동시킨 초기에는 지시대로 운반을 끝낼 확률은 60% 정도였지만 최근에는 거의 확실하게 자재 운반을 담당할 수 있게 되었다. “준공 시점의 누계 성공률은 90%까지 상승할 전망이다”라고 말한다.

시미즈 건설은 앞으로 신오사카에서의 실적을 순차적으로 검증하고, 이를 바탕으로 수도권의 대규모 현장에 로봇을 투입할 생각이다. 동시에 바닥 시공 등 다능공 로봇을 적용할 수 있는 작업 항목을 확대해 나간다. 전천후 커버와 수평 슬라이드 크레인은 2019년 봄에는 새로운 현장에 도입할 예정이다.  –끝-