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과제기본정보

스마트건설 기술개발사업 기획1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통연구기획사업 과제번호 18RDPP-C149092-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설 환경설비 기술 | 달리 분류되지 않는 건설환경설비기술 적용분야 건설업
2순위 None | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 기초
과제명 스마트건설 기술개발사업 기획
주관연구기관 (주)과학기술전략연구소
총괄연구 책임자 성명 유경만
소속 (주)과학기술전략연구소 직위 대표이사
전화번호 0448688612 FAX 0448688613
총 연구기간 2018-07-31 ~ 2019-08-30
당해연도 연구기간 2018-07-31 ~ 2019-08-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 380,000,000 0 0 0 380,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 □ (추진 필요성) 대내외 환경변화에 따른 스마트건설 기술개발의 추진 필요
○ 인프라 건설에 ICBM 등 첨단기술을 접목함으로써 비양산성, 현장의존성 등 인프라 건설의 낮은 생산성을 혁신적으로 제고할 수 있는 기술개발 필요
- ’15년 국내 인프라 건설 노동생산성은 시간당 13달러로 해외 주요국 평균의 절반, 유럽 선진국의 1/3 수준에 불과함(Mckinsey Global Institute, ’16)
- 건설 산업의 디지털화 수준이 타 산업에 비해 상대적으로 낮으므로(전체 22개 산업 중 21위) 첨단 ICT 기술과의 융합기술 개발 필요
○ 높은 노동강도와 열악한 작업조건으로 인해 산재 발생의 위험성이 높음 상황
- 최근 전체 산업재해율은 계속적으로 감소 추세를 보이고 있으나, 건설업의 재해율은 증가하는 추세를 보이고 있으며, ’16년 사고 사망자 중 건설업의 사고 사망자는 51.5%로 타 산업에 비해 매우 심각한 수준임(안전보건공단)
○ 생산가능 인구의 감소와 고령화에 따른 대체 노동력 확보를 위한 기술개발이 시급
- 우리나라 생산가능인구(15~64세)는 ’17년부터 완만하게 감소하다가 ’20년부터 급격하게 감소함으로써 국가 경제성장을 둔화시키고 활력을 저하하는 요인으로 작용(한국은행)
- 건설산업 근로자 중 55세 이상 장년층의 비율은 ’08년 14.3%에서 ’15년 26.7%로 증가하면서 제조업(10.3% → 15.8%), 서비스업(15.4% → 22.8%) 등 타 산업에 비해 빠른 고령화 속도를 보임
○ 4차 산업혁명에 의한 인프라 건설의 가치사슬(value chain) 변화에 선제적으로 대응하여 건설 전주기를 지원하는 토털솔루션 개발 필요
- BIM, 모듈러 기술 등 첨단 기술에 의한 지원적 활동 강화의 영향으로 가치사슬 간 연계가 강화?통합되는 경향을 보이므로 기획부터 시공에 이르기까지 전 단계에 걸친 토털솔루션 기술의 중요성이 부각
○ 정부 인프라 투자 효율화 정책의 기조 속에서 인프라를 값싸고 빠르게 공급할 수 있도록 생산성 향상을 위한 인프라 기술개발 필요
- 정부의 거시적 재정정책 변화에 따라 인프라 투자는 점차 감소하는 추세에 있으며 국토교통 인프라 예산은 ’17년 19.1조 원에서 ’18년 14.7조 원으로 약 23% 감소
- 도로, 철도의 여객/화물 수송부하지수는 선진국 대비 2-3배로 높은 수준으로 이에 대한 인프라 투자 필요성 증대(한국교통연구원, ’13)

□ (추진 목적) 인프라 건설에 4차 산업혁명 기반의 디지털 및 자동화 기술 등 첨단기술을 접목하여 인프라 건설 생산성 향상 및 안전성 제고 등을 위한 연구개발사업 기획으로 사업의 기술성?투자 타당성 확보 및 예비타당성조사 신청/대응 수행

□ (추진 내용) 스마트건설 기술개발사업 기획, 예비타당성조사 신청 및 대응, 스마트 건설기술 중장기 기술개발 로드맵 마련 및 홍보자료 마련
○ 스마트건설 기술개발사업 기획
○ 스마트 건설기술 중장기 기술개발 로드맵 마련
○ 홍보자료 마련
○ 예비타당성조사 신청 및 대응
최종목표 □ 스마트건설 기술개발 사업 기획을 통해 아래 내용을 담은 기획보고서 작성
○ 스마트 건설의 정의 및 범위 제시
- 스마트 건설의 개념, 정의 및 범위를 기존 및 최신 자료와 동향을 반영하여 재검토하고 세분화하여 제시
○ 스마트 건설 관련 기술개발 동향 및 환경 분석
- 국?내외 시장, 정책, 기술, 환경 및 특허 동향 분석
- 국내외 기술개발 현황 및 국내 인프라(기업, 연구소, 대학, 인력 등) 현황 분석
- 동향 및 환경 분석을 통한 사업 추진방향 정립
○ 스마트건설 기술개발사업 전략 수립 및 연구내용 설정
- 대상 시설물 선정의 타당성 확보를 위한 근거와 논리 제시
- 설정된 비전 및 목표 달성을 위한 사업추진 및 기술개발전략 등 사업목표의 성공적 달성을 위한 체게적 전략 수립
- 중점분야별 목표 달성을 위한 세부과제와 기술개발내용 도출 및 과제별 추진체계(사업단, 연구단, 일반과제 등) 설정
- 세부과제 연차별?단계별 기술개발 로드맵 및 성과 로드맵 제시
- 과제구성에 따른 인력투입계획 및 소요예산 산정

□ 스마트 건설기술 중장기 기술개발 로드맵 제시
○ 인공지능, 사물인터넷 등 4차 산업혁명 견인기술이 기존 건설과정에 생애주기별로 수요가 예측되는 미래기술 발굴 및 단계별 세부 기술개발로드맵 작성

□ 사업의 개념, 개발기술, 개발의 효과 등에 관한 이해를 높이기 위한 시나리오 및 카툰, 동영상 등 홍보자료 제시
- 미래 사회 예측, 기술개발 시나리오, 청사진 등을 제시
- 카툰, 홍보 동영상 등 제작으로 기획 연구결과의 이해도 제고

□ 최종성과물
○ 예비타당성조사 신청용 기획연구보고서
○ 예비타당성조사 신청서
○ 예비타당성 조사 대응 관련 작성자료
○ 스마트 건설기술 중장기 기술개발 로드맵
○ 카툰, 동영상 등 홍보자료
연구내용 및 범위 □ 사업개요 및 기획내용

○ 이슈 및 니즈 분석 : 주변 환경변화 분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈해결을 위한 기술적 니즈와 대안을 제시
※ 대내외적 환경변화와 우리나라 R&D 추진방향, 국토교통R&D 현황 등을 바탕으로 기본적인 사업의 방향과 체계 등을 설계
- 국토교통R&D 관련 산업별 환경 분석
- 국내외 국토교통기술분야 트렌드 분석
- 유망 국토교통 기술분야별 시장규모 현황 분석 및 예측
- 타 부처 유사사업 사례조사 및 운영방식 비교?분석

○ 정의 및 개념 : 미래이슈와 니즈에 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술개발 범위를 정의

○ 현황 및 발전전망 : 이슈해결 및 기술실현을 통해 변화하게 될 미래사회모습을 제시하고 시사점 도출

○ 기존 및 관련 사업기획 보고서 분석
- 기존 사업기획 보고서 분석 및 문제점 도출을 통한 본 사업기획 개선방안 제시(기술성평가 지적사항에 대한 분석 및 보완)
- 정부지원 당위성에 대한 논리를 추가적으로 보강
- 타 부처 사업은 물론 민간기업(설계사, 시공사, 전문건설업체)에서 개발하는 기술도 조사하여 차별성과 연계방안을 구체적으로 제시
- 단계별, 연차별 소요예산 및 중점분야별 소요인력의 산정은 산출근거를 구체적으로 제시하고 장비구축계획서 작성
- 핵심 및 구성기술별 목표 달성을 위한 구체적인 사업추진 전략 제시
- 대형 건설사, 장비관련 업체 등 수요자협의체를 구성하고 체계적 홍보를 위한 세부계획을 수립
- 연구개발사업 성과 적용을 위한 테스트베드 확보 방안을 수립하고 기획보고서에 내용 추가

□ 정책적 타당성

○ 정부정책과의 부합성 : 과학기술부문 상위계획과 국토교통 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석

○ 사업추진 타당성 : 미래이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성을 토대로 이슈 해결을 위한 기술대안의 타당성을 제시

□ 기술적 타당성

○ 비전 및 목표 설정 : 기술개발사업을 통해 전략적으로 지향하는 미래상을 제시함으로써 중점추진분야를 설정하고, 전략목표, 성과목표 등 사업의 목표를 제시

○ 사업추진(운영)체계 도출
- 사업목표에 부합하는 사업내용, 추진방법, 기대효과 및 파급효과, 연구개발 기간 및 소요예산, 성과목표 도출 및 설계 등

○ 중점추진분야 도출 : 목적ㆍ목표 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

○ 확보전략 : 내ㆍ외부 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

□ 경제적 타당성

○ 소요예산 : 기술적 난이도에 따른 연구기간, 투입인력 및 장비 등을 분석하여 과제별 연구개발비 소요예산을 산출

○ 편익분석 : 비용효과분석, 가상가치평가법(CVM: Contingent Valuation Method) 등을 활용하여 직접적ㆍ간접적 경제적 편익을 분석
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ○ 인프라 건설에 4차 산업혁명 기반의 디지털 및 자동화 기술 등 첨단기술을 접목하여 인프라 건설 생산성 향상 및 안전성 제고 등을 위한 연구개발사업 기획 ○ 사업개요 및 기획내용
- 이슈 및 니즈 분석 : 주변 환경변화 분석을 통해 미래이슈를 도출하고, 이슈해결을 위한 기술적 니즈와 대안을 제시
- 정의 및 개념 : 미래이슈와 니즈에 기반하여 사업의 목적 및 개념, 기술개발 범위를 정의
- 현황 및 발전전망 : 이슈해결 및 기술실현을 통해 변화하게 될 미래사회모습을 제시하고 시사점 도출
- 기존 및 관련 사업기획 보고서 분석
· 기존 사업기획 보고서 분석 및 문제점 도출을 통한 본 사업기획 개선방안 제시
· 정부지원 당위성에 대한 논리를 추가적으로 보강
· 타 부처 사업은 물론 민간기업에서 개발하는 기술도 조사하여 차별성과 연계방안을 구체적으로 제시
· 단계별, 연차별 소요예산 및 중점분야별 소요인력의 산정은 산출근거를 구체적으로 제시하고 장비구축계획서 작성
· 핵심 및 구성기술별 목표 달성을 위한 구체적인 사업추진 전략 제시
· 대형 건설사, 장비관련 업체 등 수요자협의체를 구성하고 체계적 홍보를 위한 세부계획을 수립
· 연구개발사업 성과 적용을 위한 테스트베드 확보 방안을 수립하고 기획보고서에 내용 추가
○ 정책적 타당성
- 정부정책과의 부합성 : 과학기술부문 상위계획과 국토교통 관련 정부 정책과의 관련성 및 연계성을 분석
- 사업추진 타당성 : 미래이슈 및 니즈, 정부정책과의 부합성을 토대로 이슈 해결을 위한 기술대안의 타당성을 제시
○ 기술적 타당성
- 비전 및 목표 설정 : 기술개발사업을 통해 전략적으로 지향하는 미래상을 제시함으로써 중점추진분야를 설정하고, 전략목표, 성과목표 등 사업의 목표를 제시
- 중점추진분야 도출 : 목적ㆍ목표 달성을 위해 반드시 개발 및 확보가 필요한 기술들을 묶어 중점추진분야를 지정할 수 있도록 다양한 분석기법을 통해 도출
- 확보전략 : 내ㆍ외부 역량, 외부환경에 의한 기회나 위협 등을 분석하여 투자우선순위, 영역간 역할분담 등 핵심기술 확보전략을 도출
○ 경제적 타당성
- 소요예산 : 기술적 난이도에 따른 연구기간, 투입인력 및 장비 등을 분석하여 과제별 연구개발비 소요예산을 산출
- 편익분석 : 비용효과분석, 가상가치평가법(CVM: Contingent Valuation Method) 등을 활용하여 직접적ㆍ간접적 경제적 편익을 분석
연구성과 기술적 기대성과 사업기획을 통하여 본사업 추진 시 다음과 같은 과학기술적 파급효과를 얻을 수 있음

□ 인프라 건설의 혁신을 통해 국가 건설경쟁력 강화
○ 가상설계, 모듈제작 등의 건설 혁신기술과 국가 표준?기준 등을 건설산업 전반에 이전?파급시킴으로써 건설기술경쟁력 강화 가능
- 건설산업은 공공성이 높아 신기술 적용, 새로운 공법·시스템 적용에 보수적인 성격이 강하기 때문에 기술파급을 위한 기준, 지침이 필요
- 건설산업의 특징을 고려한 표준 재정비, 기술 가이드라인, 국가 건설기준 등 정립 시 민간에서의 기술개발 및 기술적용 확산 기대
○ 스마트 인프라건설시스템 기술개발을 통해 건설산업에서 공정 및 원가에서 발생하는 불확실성을 줄일 수 있는 공장생산 기반 운영시스템 구현 가능
- 건설프로젝트는 자재가격 변동, 인력수급 문제, 정책변경 등의 불확실성이 높은 산업구조의 문제 해소로 건설생산성의 혁신적 향상 및 국가 건설경쟁력 강화에 직접적 기여
· (기술) 시간단축, 공정의 일관성 유지, 공장환경으로 변화하여 품질 및 신뢰성 확보
· (인력) 타 산업의 기술자도 이전 가능하여 기존 인력풀 확대 가능
· (정보) BIM과 ICT기술을 활용하여 프로젝트 전반적인 정보 공유가 가능
· (구조) 현장조건의 의존성 감소, 공급업체 일정 정확성 향상으로 신뢰성 회복

□ 건설정보의 활용도 제고
○ 건설 단계에 생성되는 데이터 추적을 통한 빅데이터의 활용 가능
- 다양한 건설프로젝트, 사업 수행 주체별 데이터 커뮤니케이션 기술을 개발하여 분산된 데이터를 통합하고 분석할 수 있는 기회를 제공함으로써 건설 정보가 공유되며 지식으로서 가치를 보유
- 수집되고 저장된 건설 정보를 활용하여 신규사업의 기획 및 EPC 단계에서 데이터 기반의 의사결정으로 신뢰도를 향상 가능
- 경험지식을 데이터화하여 건설산업에서 축적된 노하우를 공유·유지함으로써 국가의 건설 경쟁력 향상이 가능

□ 능동적인 인프라 건설현장 안전관리와 위험한 현장작업을 최소화
○ CPS기반 인프라 건설현장 안전관리 기술을 개발함으로써 규제 위주의 안전관리에서 능동적 안전관리로 근본적인 기술적 대책 마련이 가능
- 인프라 구조물, 작업자, 건설장비 등 주체별 안전관리 가이드라인은 건설 현장에서 발생할 수 있는 안전사고를 예방
○ 공장생산 기반 인프라 건설기술은 현장에서의 작업을 줄여주어 근무조건 개선 및 안전성 향상으로 건설산업 일자리 체질 개선
- 건설현장의 위험성을 근본적으로 줄여줄 수 있는 스마트 인프라건설시스템 개발을 통하여 건설산업 사망만인율 감소
사회 경제적 파급효과 사업기획을 통하여 본사업 추진 시 다음과 같은 사회경제적 파급효과를 얻을 수 있음

□ 공공 건설인프라 건설산업 견인을 통한 경제성장 및 일자리 창출
○ 전통적으로 경기부양을 위한 수단인 인프라에 대한 투자 확충을 유도하여 일자리 창출 및 경제성장을 도모
- 인프라는 경기부양과 일자리 창출에 큰 효과를 미치는 산업분야로 ’17년 6월 기준 국내 전체 취업인구 중 7.1%가 건설업에 종사하고 있어 국내 일자리 창출과 소득 향상에 핵심적인 역할 수행

□ 건설인프라시스템의 혁신을 통한 생산성 향상으로 공사기간 단축 및 공사비용 절감 가능
○ 동 사업의 연구개발 성과물의 적용으로 인해 약 10%의 공기단축이 가능할 수 있을 것으로 예상
- 사례연구*에 따르면 공장생산 기반 모듈러 설계·제작·시공이 가능해 질 경우 기존 건설 프로세스에 비해 약 10%의 공사기간 단축이 가능한 것으로 분석
* 영국의 Leadenhall Office Building 건설 프로젝트의 경우 Off-site 시공으로 5년 예정 프로젝트의 기간을 약 6개월 가량 단축
○ 스마트 건설인프라시스템 핵심기술개발 사업으로 인해 향후 연간 평균 신규공사기간이 단축될 것으로 예상
○ 10%의 공사기간을 단축할 경우 총 4,260일의 공사기간이 단축되며, 연평균 426일의 공사기간이 감소
­ 최근 10년 간 신규 고속도로 착공사업의 평균값을 적용하여 환산시 예상 공사소요기간은 42,620일
활용방안 ○ 건설분야 스마트 건설 기술개발사업의 연속성 확보 및 투자 확대를 위한 근거자료로 활용
- 스마트건설 기술개발사업의 신규 추진을 통해 생산성 향상 및 고부가가치 창출
○ 건설분야에 대한 미래 ‘스마트건설 기술개발사업’ 에 대한 정부투자의 당위성과 사업계획의 타당성 확보
○ 스마트건설 분야 연구사업의 기획, 기술성평가 및 예비타당성 검토의 선제적 대응자료로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 인프라 생산성 스마트건설 건설분야 -
영문 infra productivity Smart Construction Construction field -
최종보고서
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