보웬 엔지니어링, 트림블의 혼합 현실 기술로 수준을 높이다

보웬 엔지니어링(Bowen Engineering)은 미국 인디애나주 인디애나폴리스에 본사를 둔 시공사로 상하수도 플랜트, 발전소 등에 주력하고 있습니다. 자체 수행 능력이 뛰어난 종합 건설업체로서 프로젝트 작업의 약 80%를 자체적으로 완료하며, 주요 하도급 범위는 HVAC 및 전기 하도급업체입니다. 보웬 엔지니어링의 총괄 제어 관리자인 자레드 레델만(Jared Redelman)은 회사의 가상 설계 및 시공(VDC) 팀과 협력하며 회사의 성과를 개선할 새로운 기술과 프로세스를 찾고 구현하는 업무를 담당하고 있습니다.

지연, 다운타임 및 재작업 방지

보웬 엔지니어링의 작업 대부분은 이미 인프라가 완비된 기존 시설에서 진행되기 때문에 새로운 유틸리티를 설치할 수 있는 실행 가능한 경로를 찾기가 어렵습니다. 작업은 종종 매우 좁은 공간에 설치되기 때문에 연결 지점을 정확하게 확인하고 시설의 기존 요소와 충돌을 피하는 것이 어려울 수 있습니다. 

사전 계획을 통해 자재 제작을 시작하기 전에 모든 연결 지점과 현장 경로를 확인하기 위해 최선을 다합니다. 제작진은 현장 측정을 수행하고, 작업장 도면/모델 및 기타 사용 가능한 모든 정보를 검토하여 새 작업물을 올바르게 설치하기 위해 노력합니다.
이 프로세스는 대부분의 경우 효과적이지만, 간섭, 연결 지점 누락, 작업 공간이 너무 좁아 작업자가 작품을 설치하기 어려운 경우 등의 문제는 여전히 발생합니다. 이러한 문제가 발생하면 작업자의 다운타임이 늘어나고 프로젝트가 지연될 수 있으며 재작업에 추가 비용이 소요되는 경우가 많습니다.

 
혼합 현실과 건설의 만남

자레드 레델만은 Microsoft HoloLens를 2015년에 건설 업계에 처음 도입되었을 때 부터 눈여겨보았습니다. 그는 2020년 초에 열린 컨퍼런스에서 홀로렌즈용 트림블 커넥트 및 홀로렌즈 2가 탑재된 트림블 XR10을 처음 접하고 홀로그래픽 기술이 어떻게 모델을 화면 밖으로 끌어내고 사용자가 설계 데이터에 보다 직관적으로 참여하고 상호 작용할 수 있는지를 직접 확인할 수 있었습니다. 레델만은 혼합 현실 솔루션이 팀이 현장에서 설계와 도면을 3D로 시각화하는 데 도움이 될 것이라는 사실을 깨달았고, 이 기술이 회사의 사전 계획 프로세스와 워크플로우에 큰 도움이 될 수 있다고 생각했습니다.
 
2020년 한 해 동안 레델만과 그의 동료들은 트림블 총판사인 빌딩포인트 미드웨스트와 협력하여 홀로렌즈 2가 포함된 트림블 XR10을 구입했습니다. 시공을 시작하기도 전에 작업 현장을 둘러보고 실시간으로 모델을 볼 수 있는 기능은 프로젝트 팀에게 획기적인 전환점이 되었습니다.

보웬 엔지니어링은 주로 홀로렌즈 2가 장착된 트림블 XR10을 시각화 도구로 사용하여 작업 현장을 돌아다니며 설계와 도면을 실시간으로 확인하여 간섭이나 시공성 문제를 파악하고 있습니다. 이 기능은 프로젝트 팀이 실제로 작업을 시작하기 전에 현장에 있을 때만 가능한 세부 사항과 관점을 제공하기 때문에 파이프 디테일링에 특히 유용합니다. 결과적으로 보웬의 혼합 현실 기술 사용은 즉각적인 성과를 거두었습니다.
 

간섭 조기 발견

미국의 미주리주에서 진행된 발전소 프로젝트에서 보웬 엔지니어링은 새로운 배관을 설치하고 기존 건물에 구조용 철골 지지대를 추가해야 했습니다. 프로젝트 엔지니어들은 트림블 XR10과 함께 제공되는 트림블 커넥트 소프트웨어를 사용하여 현장을 둘러보던 중 시설의 기존 구조용 강철과 모델에 있는 밸브에 간섭 문제가 있는 것을 발견했습니다. 시공이 시작되기 전에 발견하여 모델을 조정하고 환경이 100% 정확한지 검증할 수 있었으며 시공 중에 수정하는 데 드는 모든 비용과 재 작업을 피할 수 있었습니다.
 
인디애나주의 또 다른 지자체 프로젝트에서 보웬 엔지니어링 팀은 수직 강철 기둥을 따라 흐르도록 설계된 HVAC 덕트가 포함된 사전 엔지니어링된 금속 건물을 작업하고 있었습니다. 건물 건립이 시작되자 Bowen Engineering VDC 팀은 설계가 실제로 적합한지 확인하기 위해 XR10을 가지고 현장을 방문했습니다. 건물을 둘러본 후 덕트와 구조용 강철 사이에 여러 가지 충돌이 있음을 발견했습니다. 한 가지 예로, 건물 외벽의 수직 철골 기둥 바로 옆으로 지나가도록 설계된 덕트가 있었습니다. 건물의 철골 요소를 모델링할 때 수직 기둥에서 외벽으로 45도 각도로 이어지는 여러 개의 작은 철골 지지대가 모델에 반영되지 않았습니다. XR10을 사용하면 설계대로 덕트가 각진 지지대를 직접 통과하는 것이 분명했습니다. 이 문제를 조기에 발견한 보웬 엔지니어링은 HVAC 하청업체와 협력하여 덕트가 제작되기도 전에 설계의 간섭을 제거할 수 있었습니다.

 
혼합 현실 솔루션은 현장에서 탁월한 가치를 제공하지만, 사무실에 있는 사람들과 프로젝트 정보를 공유하는 과정도 간소화합니다. Trimble XR10은 협업용 Trimble Connect 클라우드 플랫폼의 일부인 홀로렌즈용 Trimble Connect 소프트웨어와 통합되어 프로젝트의 모든 이해 관계자가 서로 다른 유형의 설계 파일을 공통 위치에서 함께 조정할 수 있도록 지원합니다.
 

판도를 바꾸는 기술

과거 보웬 엔지니어링은 일반적으로 모델 정보를 참조용으로만 사용했습니다. 이제 XR10은 모델에 대한 액세스와 가치를 완전히 새로운 차원으로 끌어올려 계약업체가 BIM의 진정한 투자 가치를 실현할 수 있도록 지원합니다. 이 회사의 프로젝트 팀은 XR10을 사용한 지 불과 몇 주 만에 XR10의 가치를 직접 확인하고 ROI를 인정할 수 있었습니다. 일정 지연과 재작업으로 인한 비용 증가가 너무 흔한 건설 업계의 고객에게 혼합 현실 기술의 가격대는 충분히 저렴하여 비용을 회수하는 데 오랜 시간이 걸리지 않습니다.
 
보웬 엔지니어링은 미주리 발전소에서 발견된 배관 문제로 인해 지연과 재작업 사이에 16~24시간의 추가 작업 시간이 발생하여 프로젝트에 영향을 미쳤을 것으로 추정합니다. 이로 인해 인건비만 4,000달러 이상이 발생했을 것입니다. 인디애나 프로젝트의 경우, 덕트 작업의 지연과 재작업 사이에 20시간이 넘는 시간이 소요되었고, 이로 인해 4,500달러 이상의 추가 인건비 및 자재 비용이 발생했을 것입니다.

보웬 엔지니어링과 혼합 현실의 미래는 어떻게 될까요?

다음 단계에 대해 레델만은 앞으로 몇 달 동안 모듈러 제작에 XR10과 트림블 커넥트의 사용을 확대할 계획입니다. 이 회사는 이미 많은 사전 제작 작업을 수행하고 있으며, 현장 작업자가 혼합 현실 오버레이를 활용하여 작업 현장 안팎에서 효율적이고 품질이 우수하며 안전한 제작 작업을 수행할 수 있는 방법을 안내하는 데모를 본 적이 있습니다. 3D 기술을 사용하면 2D 청사진을 검토하여 설계 의도를 잘못 해석하여 발생하는 제작상의 결함을 제거하고, 정확하게 오버레이되고 순서화된 지침을 제공함으로써 공정에서 해석의 여지를 없앨 수 있습니다. 그는 이 기술을 사용하여 파이프 랙과 철근 케이지와 같은 다양한 구성 요소를 사전 제작하고, 혼합 현실을 사용하여 XR10에 로드된 모델을 통해 실제 크기의 어셈블리를 제작할 계획을 구상하고 있습니다.
 
또한 보웬 엔지니어링은 사전 계획 과정에서 혼합 현실 기술을 사용하고 현장 밖에서 다른 사람들과 시공성 검토 회의를 주최하는 데 더 많은 현장 직원을 참여시킬 계획입니다. 설계/건설 시나리오의 경우, 설계 검토 회의를 위해 고객이 플랜트 현장을 '걸어서' 둘러볼 수 있는 기능을 제공할 계획입니다.