Leica BLK ARC와 BLK2GO, 자율 리얼리티 캡처를 Turner Construction의 일상 도구로 만들다

20세기 초 일반 건물에 철근 콘크리트 사용을 개척한 것부터 21세기 초 건설 프로젝트에 건축 정보 모델링(BIM)을 활용하는 업계 선두주자가 되기까지 Turner Construction Company는 많은 이들이 견실하지만 보수적이라고 여기는 건설 분야에서 늘 혁신에 주목해 왔습니다.

따라서 이 회사가 두 가지 최첨단 스캐닝 솔루션을 가장 먼저 도입해 3D 매핑 포트폴리오를 확장한 기업 중 하나라는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 바이럴 영상으로 유명한 Boston Dynamics의 모바일 "로봇 개" Spot에 탑재된 Leica BLK ARC 자율 레이저 스캐닝 모듈, 그리고 Leica Geosystems의 동종 최초 휴대용 이미징 레이저 스캐너인 Leica BLK2GO입니다.

이 회사는 레이저 스캐닝이 낯설지 않습니다. 이미 BIM(빌딩 정보 모델링) 툴킷의 일부로 Leica RTC360 3D 레이저 스캐너 같은 제품을 사용하는 전담 전문가 팀을 보유하고 있습니다.

RTC360이 더 뛰어난 정밀도와 디테일을 제공하는 반면, BLK2GO는 작고 민첩하여 접근하기 어려운 공간에 적합하며 삼각대 같은 무거운 장비를 쓰기엔 과한 상황에서도 레이저 스캐닝을 활용할 수 있게 해 줍니다.

Turner의 혁신 프로젝트 관리자인 Kris Wahl은 "이전에는 없었던 유연성을 제공합니다."라고 설명합니다. "스캐닝에 드는 시간과 노력을 줄이고, 중요한 데이터를 현장 팀에 더 빨리 전달해 근거 있는 의사 결정을 내릴 수 있습니다."

Turner는 작업 프로세스에서 낭비를 제거하고 지속적인 개선을 통해 효율성을 높이는 린 건설 분야의 선두주자입니다. 그 방법 가운데 하나는 시공 전과 시공 중에 프로젝트의 상세한 3D 모델을 구축하고, 여기에 실시간 스캐닝 데이터를 더해 보강하는 것입니다.

Wahl은 "기존의 레이저 스캐닝은 노동 집약적이고 시간 소모적일 수 있습니다."라고 말했습니다. "게다가 복잡한 리얼리티 캡처 장비를 다룰 줄 아는 사람은 VDC(가상 설계 및 시공) 담당자들뿐이라 이들에게 크게 의존할 수밖에 없습니다."

바로 이럴 때 BLK2GO의 기동성이 빛을 발합니다.

"BLK2GO를 사용하면 그런 수준의 기술 전문 지식이 필요하지 않습니다."라고 Wahl은 말했습니다. "현장 감독관이나 엔지니어라면 누구나 정확한 데이터를 빠르고 쉽게 캡처할 수 있으므로 훨씬 더 자주 스캔할 수 있습니다."

달리는 Spot을 보라

빠른 자율화에 대한 수요는 이미 현실이 되었으며 Turner 같은 혁신 기업은 그것이 얼마나 큰 성과를 낼 수 있는지 보여 주고 있습니다.

용도에 따라 다른 스캐너가 필요한 것은 변함없겠지만, Turner는 BLK2GO를 Spot과 결합하고 이후 Spot에 완전히 통합된 BLK ARC를 도입해 워크플로에 자율 스캔을 더했고, 그 결과 수백 시간의 작업 시간을 절약할 수 있었습니다.

Wahl은 "프로세스를 자동화하면 현장에서 무슨 일이 벌어지든 그 작업이 꾸준히, 정기적으로 이뤄지도록 할 수 있기 때문에 건설에서는 자율화가 정말 중요합니다."라고 말했습니다. "스캐닝을 통해 캡처하는 데이터는 정말 중요하지만 현장을 걸어 다니며 스캔하는 일 자체는 직원들의 시간과 역량을 쓰기에 가장 좋은 일은 아닙니다."라고 Wahl은 계속 말했습니다. "Spot이 스캐닝 업무를 처리함으로써 우리 직원들은 프로젝트의 일정, 품질, 안전을 이끄는 더 높은 가치의 작업에 집중할 수 있습니다."

BLK ARC는 RTC360과 동일한 수준의 미세한 디테일을 제공하지는 않지만 덩치 큰 RTC360보다 더 민첩합니다. 덕분에 BLK ARC는 Turner의 스캐닝 장비 구성에서 독자적인 자리를 차지하게 되었습니다.

Turner의 Reality Capture 관리자인 Chris McKee는 "재미있는 점은, 처음에는 대부분의 경우 RTC360 수준의 데이터가 필요할 거라고 생각했다는 것입니다. 이는 정말 훌륭하고 깨끗하며 정확한 데이터입니다."라고 말했습니다. “그런데 Spot에 ARC를 얹어 돌려 보니 '이걸로도 다 보이고, 어디든 치수를 잴 수 있네' 싶었습니다. 그래서 망치와 메스를 나눠 쓰는 방식이 됐습니다. ARC가 망치입니다. 먼저 들어가서 큰 작업을 처리하죠. 정확도와 품질은 조금 떨어져도 거리는 충분히 잴 수 있습니다. 그리고 좀 더 정확한 것이 필요하면 RTC360을 사용합니다.”

BLK ARC, Turner 팀의 비용·시간 절감 주역이 되다

이제 Turner는 소모적인 단순 작업을 최소화하고, 작업 현장을 보다 안전하게 만들고, 사람이 머리를 써야 할 일에 집중할 수 있도록 이 레이저 스캐너·로봇 콤비를 상시 운용하는 체제로 전환하고 있으며, 스캐닝 장비 라인업에 상시 편입하기 위해 BLK ARC를 구입했습니다.

Wahl은 "덕분에 준공 상태를 캡처하고 공정 진행과 시공 품질을 꾸준히 모니터링하는 일이 훨씬 수월해졌습니다."라고 말했습니다. "Spot이 정기적으로 스캔 데이터를 자동 캡처하면, VDC 팀이 이를 조율된 BIM 모델과 대조해 계획대로 설치되고 있는지 확인합니다."

Turner의 오하이오 사업부가 바로 그렇게 하고 있습니다. Spot에 탑재한 BLK ARC로 매일 임무를 수행하며 현장의 설비와 부재를 꼼꼼히 점검하고, 스캔 시간도 대폭 줄였습니다. 이전에는 이 작업에 RTC360을 썼고, 이 고성능 스캐너는 여전히 Turner 리얼리티 캡처 장비의 핵심이지만, 이 작업에는 이동성이 뛰어나고 자율 캡처가 가능한 BLK ARC가 자연스러운 선택이었습니다.

"한 가지 예로, 350피트 x 250피트 크기의 공간이 있는데 RTC360으로는 4~5시간이 걸립니다."라고 오하이오 지역에서 Reality Capture 작업을 관리하는 McKee가 말했습니다. "ARC로는 15분 만에 끝냈습니다."

또한 Spot에 탑재한 BLK ARC로 모델과 대조하는 중요한 점검을 수행해 크고 작은 오류를 잡아내고 있습니다. 덕분에 예상치 못한 문제가 줄고 프로젝트 전반이 더 순조롭게 진행됩니다.

"예를 들어 모델은 시공되어야 할 모습 그대로 설계되어 있으므로, 스캔을 모델과 비교하면 불필요한 배관이 추가로 설치됐는지, 반대로 있어야 할 것이 빠졌는지 확인할 수 있습니다."라고 그는 말했습니다. "이 워크플로를 사용하면 모든 것을 쉽게 추적할 수 있습니다."

그 노력은 이미 성과를 거두고 있습니다. Spot에서 BLK ARC를 사용한 정기 임무에서는 잘못 배치된 소화전함, 계획에 없는 전기 장치, 화재 발생 시 효과적인 살수 범위 확보를 방해할 수 있는 화재 진압 시스템 내 정렬 불량까지 밝혀냈습니다.

McKee는 “그게 가장 큰 발견이었습니다.”라고 말했습니다. "이제 소화 배관이 모델과 비교해 어디에 있는지 볼 수 있었는데, 일부 구간에서는 6인치에서 1피트까지 벗어나 있었습니다. 따라서 화재 진압용 파이프를 기반으로 스프링클러 헤드를 설치하면 1피트나 어긋나 필요한 살수 범위를 확보하지 못하게 됩니다."

사람을 위험한 작업에서 해방하다

Turner는 사명 선언문에서 “가장 중요한 자산은 사람”이라고 밝히며, Leica의 자율 로봇 솔루션은 이 가치를 두 가지 방식으로 실현하도록 돕습니다. 그중 하나는 잠재적으로 위험한 환경으로부터 사람들을 보호하는 것입니다.

Wahl은 "우리는 사람을 보내고 싶지 않은 좁거나 위험한 공간에 Spot을 보낼 수 있습니다."라고 말했습니다. Wahl은 "스캐닝의 가장 일반적인 용도 중 하나는 개조 또는 철거 프로젝트를 시작하기 전에 준공 상태를 캡처하는 것입니다."라고 설명했습니다.

우리는 석면이나 다른 위험 요소가 있는 오래된 건물을 개보수하는 경우가 많습니다. 로봇 스캐닝을 사용하면 데이터 수집 작업 중에 사람들을 안전하게 보호할 수 있으며, 확보한 데이터로 작업 계획을 더 잘 세울 수 있어 안전성도 높아집니다.

다른 하나는 Turner 직원들이 본래 잘하는 일, 즉 직관과 창의성으로 복잡한 문제를 풀어 가는 일에 다시 집중하게 하는 것입니다.

Wahl은 "혁신이 Turner와 건설 업계에 무엇을 가져다주기를 바라는지 이야기할 때면, 우리는 늘 같은 목표로 돌아갑니다. 지루하고 비효율적인 일을 없애 사람들이 의미 있고 보람 있는 일에서 최고의 역량을 발휘하도록 하는 것입니다"라고 말했습니다. "로봇공학과 자동화는 이를 달성하는 한 가지 방법일 뿐입니다. 반복적이고 시간이 많이 드는 수작업을 없애면 사람들은 자신의 기술과 창의력을 중요한 일에 쓸 수 있습니다."

McKee도 동의했습니다. 그리고 새로운 자율 스캐너를 포함해 Leica Geosystems 센서 보유 대수가 늘어나면서, Turner는 각 스캐너에 적합한 전문 분야를 찾아 생산성을 극대화할 수 있습니다.

“확보하는 데이터의 양과 절약되는 시간 덕분에, 지금은 Spot에 탑재한 BLK ARC를 핵심 워크플로에 완전히 통합한 상태입니다.”라고 그는 말했습니다. "어떤 구역을 스캔해야 한다고 해 봅시다. Spot에 ARC를 싣고 건물까지 차로 가서 아주 넓은 구역을 걷게 한 뒤 데이터를 내려받아 처리하는 편이, 사람을 RTC360과 함께 보내는 것보다 빠릅니다. 시간이 3분의 1에서 4분의 1 정도밖에 안 걸리죠."라고 그는 계속했습니다. "이제는 정말 없어서는 안 될 장비가 됐습니다."

큰 그림

Turner가 더 자주 스캔해 더 상세하고 포괄적인 준공 모델을 만들 수 있게 되면서, 고객은 준공 이후에도 오랫동안 그 혜택을 누립니다. Turner의 고객들은 비상 대응 계획 등에 모델을 활용하는 혁신적인 방법도 찾고 있지만, 가장 흔한 용도는 건물 유지 관리와 개보수입니다.

"준공 모델을 사용하여 벽 뒤와 천장 위를 볼 수 있기 때문에 기존 설비와 향후 설비를 어디서 연결해야 할지 정확히 알 수 있어 이후의 모든 작업이 훨씬 쉬워집니다."라고 McKee는 설명합니다. "ARC 덕분에 건물주가 시설을 전 생애주기에 걸쳐 관리·유지하는 데 실질적으로 도움이 되는 결과물을 훨씬 수월하게 만들어 낼 수 있습니다."