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과제기본정보

AI 활용 차세대 인프라 설계 자동화 기술 개발 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 20RDPP-C159554-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 설계 정보화기술 적용분야 기타 공공목적
2순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 설계 표준화기술 실용화대상여부 비실용화
3순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 달리 분류되지 않는 시설물 설계 해석기술 과제유형 기초
과제명 AI 활용 차세대 인프라 설계 자동화 기술 개발 기획
주관연구기관 (주)과학기술전략연구소
총괄연구 책임자 성명 원동규
소속 (주)과학기술전략연구소 직위 부대표이사
전화번호 0448688612 FAX 0448688613
총 연구기간 2020-09-28 ~ 2022-05-27
당해연도 연구기간 2020-09-28 ~ 2022-05-27

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 400,000,000 0 0 0 400,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 AI 및 빅데이터 기술을 활용한 설계 자동화 핵심기술 개발 및 예비타당성조사 사업 기획 지원 및 대응
가. 소액 과제
○ 디지털 설계정보 협업 플랫폼 기술
○ 클라우드 기반 엔지니어링 설계 시스템 기술
○ 엔지니어링 설계 시스템 기반 설계업무 지원도구 및 배포 기술
나. 예타 과제
○ 인프라 분야 디지털 엔지니어링 데이터기반 설계지식 플랫폼 기술
○ 지능화(AI)기술을 활용한 디지털 엔지니어링 설계 자동화 및 검증 기술
○ 디지털 데이터 기반 AI활용 선형 최적화 기술 개발
○ 지능화 기반 인프라 엔지니터링 설계 자동화 플랫폼의 테스트베드 검증 기술
최종목표 인프라 시설의 BIM기반 설계를 위해 AI 및 빅데이터 기술 등 지능화 기술을 접목하여 인프라 시설의 설계 생산성 향상 및 품질 확보 등을 위한 차세대 인프라 디지털 설계 자동화 연구개발사업 기획
○ AI 활용 차세대 기반 설계 자동화 연구개발사업의 정의 및 범위 제시
○ 인프라 설계 자동화 관련 기술개발 동향 및 환경 분석
- 대내외 환경분석, R&D 역량 분석
○ AI 활용 차세대 인프라 설계 자동화 연구개발사업의 전략 수립 및 연구내용 설정
- 사업 비전 및 목표 설정, 사업추진 체계 및 소요예산 도출
○ 사업의 타당성 분석
- 기술적, 정책적 및 경제적 타당성 분석
○ 예비타당성 신청 및 대응 지원
○ AI 활용 인프라 설계자동화 관련 기술적 전문성 관점에서 기획내용 보완?검토 수행
- 사업 추진배경 및 필요성 등에 대한 적정성 검토
- 사업범위 정리, 설계자동화 기술 프레임워크 개발, 기술분류 및 연계체계 구축, 소액 및 예타기획 부분 과업 도출 및 기획보고서 작성, 사업추진방향 설정, 세부기획 내용에 대한 검토 및 보완
연구내용 및 범위 ○ (이슈 및 니즈 분석) 인프라 설계자동화 기술 관련 글로벌 트렌드 분석 및 주변 환경변화 분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈해결을 위한 기술적 니즈와 대안 제시
- 국?내외 시장, 정책, 기술, 환경 및 특허 동향 분석
※ 국내?외 BIM 및 디지털 설계?엔지니어링 S/W 관련 개발의 성공 및 실패사례를 조사·분석하여 시사점을 도출하여 성공전략 제시
※ 해외 기술개발 트렌드 및 미래 선도형 기술 분석
- 국내?외 기술개발 현황 및 국내 인프라(기업, 연구소, 대학, 인력 등) 현황 분석
○ (정의 및 개념) 미래이슈와 니즈에 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술 정의 및 기술개발 범위 제시
- 설계자동화의 개념, 정의 및 범위를 기존 및 최신 자료와 동향을 반영하여 검토하고 세분화하여 제시
- 기존 상용 BIM 설계S/W, 해외 설계자동화 전략 등을 분석하고 요구 설계지식의 구현 범위, 설계 지식화 및 자동화 필요성과 기술개발 가능성에 대해 심층 검토
- 국가의 공공적 관점에서 설계 지식화 플랫폼과 이를 기반으로 민간이 다양한 설계분야에 활용 가능하도록 설계 자동화(민간의 자동화 설계 도구 개발 등) 지원을 위한 플랫폼 구축 및 서비스 도구 개발 등에 대한 개발 범위 제시
○ (현황 및 발전전망) 이슈해결 및 기술실현을 통해 변화하게 될 인프라 설계자동화의 미래사회 모습을 제시하고 시사점 도출
○ (사업추진방향 및 타당성) 과학기술부문 상위계획과 국토교통 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석하고, 미래이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성 등을 토대로 이슈 해결을 위한 사업추진방향 및 기술대안의 타당성을 제시
○ (차별화 방안) 타 부처 사업은 물론 민간기업(설계사, BIM S/W벤더사, BIM 전문업체 등)에서 개발하는 기술 조사를 통한 차별성과 연계방안 제시
○ (기술개발 로드맵 제시) 빅데이터, AI 등 데이터 분석, 학습 등 지능화 기술을 통해 인프라의 기존 설계과정을 획기적으로 대체할 수 있도록 하는 예측되는 설계자동화 관련 미래기술 발굴 및 단계별 세부 기술개발로드맵 작성
○ (비전, 목적, 목표의 설정) 기술개발사업을 통해 전략적으로 지향하는 미래상을 제시하고, 전략목표, 성과목표 등 사업의 목표를 제시
○ (중점추진분야 도출) 목적?목표 달성을 위해 반드시 개발 및 확보가 필요한 기술들을 묶어 중점추진분야를 지정할 수 있도록 다양한 분석기법을 통해 도출
- 중점추진분야별 동향 조사?분석 : 국내외 시장?산업, 기술, 논문?특허, 인프라(장비, 연구시설 및 인력 등)에 대한 종합분석
- 기술역량 분석 : 중점추진분야별 대상기술에 대한 상대적(필요시 절대적) 기술역량 분석
○ (사업추진체계 및 연구내용) 사업목표에 부합하는 사업내용, 추진방법, 기대효과 및 파급효과, 연구개발 기간 및 소요예산, 성과목표 도출 및 설계 등 제시
- 중점분야별 목표 달성을 위한 세부과제와 기술개발내용 도출 및 과제별 추진체계(사업단, 연구단 등) 설정
- 인프라 설계 자동화 연구개발사업에 대한 성과목표 및 평가지표 설정
- 세부과제 연차별ㆍ단계별 기술개발 로드맵 및 성과 로드맵 제시
- 과제구성에 따른 인력투입계획, 연구장비 및 재료 등 소요예산 산정
※ 기술적 난이도에 따른 연구기간, 투입인력, S/W 및 장비 등을 분석하여 과제별 연구개발비 소요예산을 산출(산출근거 및 장비구축 계획 제시 포함)
○ (확보전략) 내?외부 역량(인력 및 연구인프라 등), 외부환경에 의한 기회나 위협 등을 분석하여 투자우선순위, 영역간 역할분담 등 핵심기술(추진분야) 확보전략을 도출
- 기존 사업(과제)과의 연계?중복성 검토 포함
○ (테스트베드) 연구개발사업 성과 적용을 위한 테스트베드 확보 방안을 수립
○ (타당성 분석) 기술개발사업에 대한 정책적, 기술적, 경제적 타당성을 분석하고, 그 결과를 제시
- (편익분석) 비용효과분석, 가상가치평가법(CVM: Contingent Valuation Method) 등을 활용하여 직접적?간접적 경제적 편익을 분석
○ 설계사, BIM S/W개발사, BIM 전문업체, 학교 등 수요자협의체를 구성하고 체계적 홍보를 위한 세부계획을 수립
○ 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 개념도 등을 제작하여 기획 연구결과의 이해도 제고
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 인프라 시설의 BIM기반 설계를 위해 AI 및 빅데이터 기술 등 지능화 기술을 접목하여 인프라 시설의 설계 생산성 향상 및 품질 확보 등을 위한 차세대 인프라 디지털 설계 자동화 연구개발사업 기획
○ AI 활용 차세대 기반 설계 자동화 연구개발사업의 정의 및 범위 제시
○ 인프라 설계 자동화 관련 기술개발 동향 및 환경 분석
- 대내외 환경분석, R&D 역량 분석
○ AI 활용 차세대 인프라 설계 자동화 연구개발사업의 전략 수립 및 연구내용 설정
- 사업 비전 및 목표 설정, 사업추진 체계 및 소요예산 도출
○ 사업의 타당성 분석
- 기술적, 정책적 및 경제적 타당성 분석
○ 예비타당성 신청 및 대응 지원
○ AI 활용 인프라 설계자동화 관련 기술적 전문성 관점에서 기획내용 보완?검토 수행
- 사업 추진배경 및 필요성 등에 대한 적정성 검토
- 사업범위 정리, 설계자동화 기술 프레임워크 개발, 기술분류 및 연계체계 구축, 소액 및 예타기획 부분 과업 도출 및 기획보고서 작성, 사업추진방향 설정, 세부기획 내용에 대한 검토 및 보완
○ (이슈 및 니즈 분석) 인프라 설계자동화 기술 관련 글로벌 트렌드 분석 및 주변 환경변화 분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈해결을 위한 기술적 니즈와 대안 제시
- 국?내외 시장, 정책, 기술, 환경 및 특허 동향 분석
※ 국내?외 BIM 및 디지털 설계?엔지니어링 S/W 관련 개발의 성공 및 실패사례를 조사·분석하여 시사점을 도출하여 성공전략 제시
※ 해외 기술개발 트렌드 및 미래 선도형 기술 분석
- 국내?외 기술개발 현황 및 국내 인프라(기업, 연구소, 대학, 인력 등) 현황 분석
○ (정의 및 개념) 미래이슈와 니즈에 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술 정의 및 기술개발 범위 제시
- 설계자동화의 개념, 정의 및 범위를 기존 및 최신 자료와 동향을 반영하여 검토하고 세분화하여 제시
- 기존 상용 BIM 설계S/W, 해외 설계자동화 전략 등을 분석하고 요구 설계지식의 구현 범위, 설계 지식화 및 자동화 필요성과 기술개발 가능성에 대해 심층 검토
- 국가의 공공적 관점에서 설계 지식화 플랫폼과 이를 기반으로 민간이 다양한 설계분야에 활용 가능하도록 설계 자동화(민간의 자동화 설계 도구 개발 등) 지원을 위한 플랫폼 구축 및 서비스 도구 개발 등에 대한 개발 범위 제시
○ (현황 및 발전전망) 이슈해결 및 기술실현을 통해 변화하게 될 인프라 설계자동화의 미래사회 모습을 제시하고 시사점 도출
○ (사업추진방향 및 타당성) 과학기술부문 상위계획과 국토교통 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석하고, 미래이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성 등을 토대로 이슈 해결을 위한 사업추진방향 및 기술대안의 타당성을 제시
○ (차별화 방안) 타 부처 사업은 물론 민간기업(설계사, BIM S/W벤더사, BIM 전문업체 등)에서 개발하는 기술 조사를 통한 차별성과 연계방안 제시
○ (기술개발 로드맵 제시) 빅데이터, AI 등 데이터 분석, 학습 등 지능화 기술을 통해 인프라의 기존 설계과정을 획기적으로 대체할 수 있도록 하는 예측되는 설계자동화 관련 미래기술 발굴 및 단계별 세부 기술개발로드맵 작성
○ (비전, 목적, 목표의 설정) 기술개발사업을 통해 전략적으로 지향하는 미래상을 제시하고, 전략목표, 성과목표 등 사업의 목표를 제시
○ (중점추진분야 도출) 목적?목표 달성을 위해 반드시 개발 및 확보가 필요한 기술들을 묶어 중점추진분야를 지정할 수 있도록 다양한 분석기법을 통해 도출
- 중점추진분야별 동향 조사?분석 : 국내외 시장?산업, 기술, 논문?특허, 인프라(장비, 연구시설 및 인력 등)에 대한 종합분석
- 기술역량 분석 : 중점추진분야별 대상기술에 대한 상대적(필요시 절대적) 기술역량 분석
○ (사업추진체계 및 연구내용) 사업목표에 부합하는 사업내용, 추진방법, 기대효과 및 파급효과, 연구개발 기간 및 소요예산, 성과목표 도출 및 설계 등 제시
- 중점분야별 목표 달성을 위한 세부과제와 기술개발내용 도출 및 과제별 추진체계(사업단, 연구단 등) 설정
- 인프라 설계 자동화 연구개발사업에 대한 성과목표 및 평가지표 설정
- 세부과제 연차별ㆍ단계별 기술개발 로드맵 및 성과 로드맵 제시
- 과제구성에 따른 인력투입계획, 연구장비 및 재료 등 소요예산 산정
※ 기술적 난이도에 따른 연구기간, 투입인력, S/W 및 장비 등을 분석하여 과제별 연구개발비 소요예산을 산출(산출근거 및 장비구축 계획 제시 포함)
○ (확보전략) 내?외부 역량(인력 및 연구인프라 등), 외부환경에 의한 기회나 위협 등을 분석하여 투자우선순위, 영역간 역할분담 등 핵심기술(추진분야) 확보전략을 도출
- 기존 사업(과제)과의 연계?중복성 검토 포함
○ (테스트베드) 연구개발사업 성과 적용을 위한 테스트베드 확보 방안을 수립
○ (타당성 분석) 기술개발사업에 대한 정책적, 기술적, 경제적 타당성을 분석하고, 그 결과를 제시
- (편익분석) 비용효과분석, 가상가치평가법(CVM: Contingent Valuation Method) 등을 활용하여 직접적?간접적 경제적 편익을 분석
○ 설계사, BIM S/W개발사, BIM 전문업체, 학교 등 수요자협의체를 구성하고 체계적 홍보를 위한 세부계획을 수립
○ 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 개념도 등을 제작하여 기획 연구결과의 이해도 제고
연구성과 기술적 기대성과 □ AI기반의 디지털 엔지니어링 혁신을 통한 국가경쟁력, 설계지식 플랫폼 구축 및 지식 확산과, 설계 생산성 제고
ㅇ 디지털 설계, AI지식 학습, 가상 설계, DfMA지원 설계 자동화 등 건설기술의 디지털 엔지니어링 체계 개발 및 건설 지식 활용도 제고를 통해 설계 경쟁력 강화에 기여
ㅇ 높은 학습수준의 AI기반 설계지식을 활용하므로 설계성과물의 높은 품질 확보
사회 경제적 파급효과 □ 공공 인프라 건설 산업을 통해 경제 성장, 일자리 창출 등의 공공의 이익과 설계 비용 절감을 통한 설계 생산성 향상
ㅇ 동 사업을 통해 고품질의 설계 인력 일자리 확보와 생산성 증대로 수많은 설계 프로젝트 참여와 투자가 늘어나서 약 3,000개 이상의 신규 고용창출 효과가 발생할 것으로 기대
ㅇ 디지털 엔지니어링 혁신을 통해서 설계 생산성이 향상되어 설계기간 단축될 것으로 기대되고 이를 통한 설계비용 절감 가능
활용방안 ○ 인프라 설계 자동화를 위한 핵심 장치?부품 개발, 실증 연구 기반 확보 및 투자 확대를 위한 근거자료로 활용
○ 국토교통분야 ‘인프라 설계 자동화’에 대한 정부투자의 당위성과 사업계획의 타당성 검토
○ 인프라 설계 자동화를 위한 핵심 장치?부품 개발, 실증 연구 기획, 기술성평가 및 예비타당성 검토의 선제적 대응자료로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 건축설계 디지털화 인공지능 플랫폼 테스트베드
영문 Architectural Design Digitalization Artificial Intelligence Platform Test-bed
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