건설 산업의 가치를 키우다, (주)컨워스

허준 건설환경공학과 교수 설립, 스마트 건설 데이터 플랫폼

소련 최초의 핵 탄도 잠수함의 항해 실화를 다룬 영화 ‘K-19 위도우메이커(The Widowmaker)’나 지진으로 인한 원자력발전소의 폭발을 막을 수 없게 된 가상의 이야기를 다룬 영화 ‘판도라’에서는 모두 원자로 폭발로 인한 큰 피해를 막기 위해 누군가 원자로로 들어가 희생하는 상황이 그려진다. 원전과 같이 극도로 위험한 환경을 비롯해서 고층 빌딩이나 플랜트 건설 현장, 지하철 건설 현장 등 위험한 작업 환경에서 사물 인터넷(IoT)과 스마트 건설 데이터를 활용해 안전 문제를 해결할 뿐만 아니라 시간과 비용 절감, 고품질의 건축물 완성 등 건설 현장의 생산성 향상(Productivity Growth)을 이끌어내는 똑똑한 솔루션이 생긴다면 어떨까?

디지털 전환(DX, Digital Transformation)과 생산성의 상관관계를 분석한 매킨지 보고서에 따르면 건설 산업(Construction Industry)은 전 세계 GDP의 13%를 차지할 만큼 규모가 크지만 디지털화 지수(Digitization Index)는 6% 정도에 그쳐 전 산업 중 최하위에 있고, 지난 20년간 건설 산업의 생산성 향상률은 고작 1%에 머물러 있다. 심지어 농업이나 어업, 임업과 같은 1차 산업 분야의 디지털화 수준이 10%인 것을 감안하면 매우 저조한 수치라 할 수 있다(McKinsey Global Institute 2017). 그만큼 건설 분야의 디지털 전환은 매우 더디게 진행되고 있고, 생산성 향상 또한 어려운 상황이다.

건설환경공학과 허준 교수는 이러한 건설 산업의 문제점을 찾고 연구해 건설 산업의 혁신적인 생산성 향상을 도출할 수 있는 스마트 건설 데이터 플랫폼 기업 ‘(주)컨워스’를 2020년 창업했다. 컨워스는 디지털 전환이 가장 느린 건설업계에서 단지 입소문만으로 화제를 일으키며 국내 유수 건설사들의 파트너사로 프로젝트를 진행하고 있다. 컨워스와 같은 교원 창업 기업이 업계에서 주목받고 성장하는 것이 더욱 반가운 이유는 지식의 상아탑인 대학이 문제를 찾고 해결 방안을 제시함으로써 새로운 사회적 가치를 창출하는, 가장 이상적인 사회 참여(Engagement)가 되기 때문이다. 

연구를 넘어 산업 현장으로

허준 교수는 다양한 공간 데이터(Spatial Data)의 생산, 처리, 관리, 분석은 물론 측정 기술과 매핑 기술을 활용한 지속 가능한 인프라 운영 및 유지 관리에 관한 주제로 연구를 수행하고 있고, 다수의 연구 과제와 논문을 통해 건설 현장의 기술 혁신 방안에 대해 논의해 왔다. 2018년 미국에서 연구년을 보내며 동료 학자, 사업가들과 만나고 세계적인 업계 동향을 체감하면서 창업의 동기를 얻게 됐다.

“미국에서 박사학위를 마치고 동료들과 함께 창업했던 경험이 있어요. 인공위성을 통해 얻은 데이터로 나무의 나이를 측정할 수 있는 지도를 만들었죠. 전 세계 목재의 25%가 미국에서 생산될 만큼 미국의 임업 규모는 막대합니다. 그래서 임업을 타깃으로 한 창업은 생산성 향상에 큰 임팩트를 줄 수 있는 아이디어였습니다. 당시의 경험 덕분에 전공 분야와 관련된 창업 네트워크가 있습니다. 미국 VC들도 알고 있고요. 2018년 연구년을 맞아 미국에서 예전 동료들을 만나고 이런저런 행사들에 참여하다 보니 다시 한번 도전해 보고 싶다는 생각이 들더라고요. 마침 일리노이대학교 건설환경공학과 교수가 창업해 성공적으로 성장하는 것을 보면서 강한 동기부여가 되기도 했지만, 실은 그동안 늘 논문만 쓰면서 현실 문제에 대한 해결 방안을 이론으로 제시하는 데 머물러 있었기 때문에 내가 생각한 가설이 실제로 산업 현장에서 성공적으로 작동한다는 걸 입증하고 싶은 생각이 컸습니다.”

처음에는 미국에서의 창업을 생각했지만 학생들을 가르치는 교원의 신분으로 진행하기에는 현실적인 한계가 있기에 국내 창업부터 시작했다. 연구년을 마치고 돌아온 후 2019년 하반기에 제안서를 준비해 몇 달 후 창업 교원에 선정됐고, 2020년 상반기에 창업 준비를 마치고 그해 7월 컨워스를 설립했다.

“컨워스(Conworth)는 ‘construction’과 ‘worth’를 합성해 만든 사명으로 건설을 가치 있게 만든다는 의미예요. ‘worth’라는 단어는 제가 워낙 좋아하는 단어이기도 하고, 우리 비즈니스가 결국은 건설 산업의 생산성 향상을 이루게 만드는 거니까 상당히 가치 있는 일이라고 생각해요. 또 영어로 하면 발음이 착 감기는 느낌이 있어서 어감이 좋기도 합니다.” 

건설 데이터의 특성을 분석한 솔루션 개발

우리가 살고 있는 세상에는 수많은 건설의 결과물이 함께 한다. 학교, 아파트, 빌딩, 공장, 발전소와 같은 건물뿐만 아니라 도로, 교량, 지하철과 같은 기반 시설도 모두 건설의 결과물이다. 시설물의 종류에 따라서 인프라 시설(Civil Works), 건물(Building Works), 공장(Plant Works), 초미세공정 공장(Fab, Fabrication Facility)의 4종류로 나뉘고, 건설 공정에 따라서 기획, 설계, 시공, 유지·관리의 4단계가 필요하다. 이 모든 건설 라이프 사이클에서 발생하는 데이터들은 독특한 특성을 가진다. 허준 교수는 건설 데이터가 가진 특성을 8가지로 설명한다.

“건설 데이터의 첫 번째 특성은 일단 데이터가 굉장히 큽니다. 두 번째는 분석을 하게 되면 엄청난 계산량이 필요하고, 세 번째는 모든 것이 다 3D와 연관돼 있다는 것입니다. 모든 시설물은 다 3차원이기 때문에 모든 섹터의 건설 공정을 3D로 표현할 수 있지요. 네 번째는 공간과 연결돼 있기 때문에 모든 데이터가 위치 기반의 데이터라는 거죠. 다섯 번째로 외부 유출을 꺼리는 보안 데이터이고, 여섯 번째로 작업 참여자가 많기 때문에 모든 솔루션이 웹이나 앱으로 개발돼야 한다는 겁니다. 일곱 번째는 높은 수준의 3D 그래픽 퀄리티를 요구한다는 것이고, 여덟 번째는 흥미롭게도 동시 접속자 수는 많지 않다는 겁니다. 건설 공정의 4x4 매트릭스에서 이뤄지는 동일한 인프라의 시공이라 하더라도 공정마다, 분야마다 약간씩 차이가 있습니다. 90%는 같은데 나머지 10%는 다른 기능을 요구하는 경우가 많지요. 그렇기 때문에 각 프로젝트마다 맞춤화된 솔루션이 필요한 것이죠.” 

건설 데이터의 특성을 오랜 기간 관찰해 온 허 교수는 이 여덟 가지 특성에 맞춤화(Customization) 전략을 더한 솔루션이 갖춰진다면 건설의 생산성 향상을 혁신적으로 끌어올릴 수 있을 것으로 봤다.

“앞서 언급한 조건을 만족하는 솔루션이 있나 찾아봤는데 전 세계 어디에도 없었어요. 4x4 건설 매트릭스 안에서 각각 다른 프로세스들이 진행되는데 그 공통점을 뽑아보니까 8가지 특징이 보였어요. 거기에 맞춤화를 더한 9가지 조건은 제가 세운 일종의 가설입니다. 이걸 만족하는 솔루션이 존재하지 않아서 제 나름대로 수년간 연구하고 논문도 쓰고 시스템을 만들어 보는 등 다양한 시도를 했었고, 오래 고민해 오던 아쉬움을 창업으로 연결하게 된 것이죠.”

건설 품질과 안전을 모두 해결하는 컨워스만의 차별화된 기술

컨워스는 고객사의 건설 프로젝트에 최적화된 맞춤 솔루션을 제공한다. 건설 데이터의 독특한 특성을 감안해 개발한 엔진, 그래픽, 서버 기술이 컨워스의 차별화된 기술이다. 지금까지 기술 분야별로 ‘C-Eagle’, ‘R-Eagle’, ‘T-Eagle’과 같은 솔루션을 개발했다. C-Eagle은 건설 현장의 시공 및 유지·관리를 위한 솔루션, R-Eagle은 3D 지도 기반의 로봇 솔루션, T-Eagle은 3D 디지털 트윈 솔루션이다. ‘Eagle’은 우리 대학교의 상징물인 독수리에서 차용한 네이밍이다.

“C-Eagle은 건설 시공에 맞춤화된 데이터 솔루션으로 주로 건설회사 쪽에 공급합니다. 얼마 전 유지 보수가 필요한 현장에 보스턴다이내믹스의 사족보행 로봇 개 ‘스팟’을 투입해 고정밀 3D 영상을 확보하는 시연을 했는데, 이렇게 로봇을 비롯한 다양한 사물인터넷(IoT) 기술을 얹어서 작동하게 되는 솔루션이 R-Eagle입니다. 여기서 로봇은 일종의 센서로 작동하게 되는 것이고, 로봇에 현장 내의 온도, 습도, 유해가스나 불꽃 등을 측정하는 라이다, 적외선(IR) 카메라, 가스 탐지기 등을 붙이면 위험한 현장에 사람이 직접 들어가지 않고도 관제 시스템(솔루션)으로 위험을 점검할 수 있어요. 원자력발전소처럼 점검이 필요하지만 사람이 하기에는 위험한 곳에서 활용이 가능합니다.”

(로봇 개 ‘스팟’이 유지 보수가 필요한 시설물의 고정밀 3D 영상을 확보하기 위해 현장을 탐사하고 있다. 사진 제공 : 컨워스)

업계의 반응은 뜨겁다. 실제로 국내 주요 화학공장은 공장 내 유해 화학물질을 감지하기 위해 컨워스의 R-Eagle 솔루션을 도입했고, 디지털 트윈 솔루션인 T-Eagle은 스마트시티 분야와 문화재 분야에서 관심이 이어지고 있다.

“VR로 보여주는 건 일종의 그림 개념이라면 저희 솔루션은 측량 값 그 자체를 3D로 구현해 보여 주기 때문에 자연유산 문화재 같은 대상물의 실재를 볼 수 있다는 차별성이 있어요.”

스마트 건설을 위해서는 고층 빌딩, 넓고 복잡한 공장 현장을 정확하게 온라인상에서 구현한 데이터 플랫폼이 필수적이다. 건설 현장 파악이나 건물의 유지·관리 등을 위해 여러 건설 관계자들이 온라인상에서 설계도면을 확인하고 소통할 수 있어야 한다. 그러나 지금까지 건설 현장에서 생성되는 데이터는 체계적으로 잘 관리되지 못해 왔다. 이는 곧 건설 산업의 디지털 전환이 늦어지는 이유이기도 하다.

"건설 현장과 인프라 자산을 유지·관리하기 위해서 필요한 3D 그래픽 데이터와 설계 도면 등은 잘 갖춰져 있기도 어려울뿐더러 가지고 있다고 해도 용량이 크고 무거워 웹상에서 실시간으로 확인하기가 힘들어요. 일부 초고성능 컴퓨터에서만 확인이 가능했지요. 그렇기 때문에 다양한 건설 관계자들이 원격으로 같은 3D 설계 도면을 보며 협업하고 소통하는 것이 힘든 게 현실이었어요.”

컨워스는 3차원 설계 정보, 드론 촬영 영상, 라이다 정보 등 다양한 위치 기반의 건설 현장 데이터를 통합해 고화질 3D 그래픽을 만들고, 데이터 분산처리 기술 등을 통해 분석하고 이를 웹과 앱 기반으로 제공한다. 디스플레이·반도체 생산 공정 등 초정밀 시공이 필요한 제조 시설인 Fab은 시공 과정에서 설계 도면과 일치하는 작업이 이뤄졌는지를 반드시 확인해야 하는데, 지금까지 대부분의 Fab 건설에서는 이 과정을 일일이 수작업으로 대조해 왔다. 당연히 많은 시간이 소요될 수밖에 없고 이는 제품 수율과 직결된다는 것이 허준 교수의 설명이다.

“인프라 시설에 비해서 건물, 공장, Fab으로 갈수록 더 정밀한 건설이 필요합니다. 도로 위치가 3cm 정도 오차가 발생했다고 큰 문제가 발생하진 않지만, 아파트 시공을 하는데 창문 위치가 3cm 틀어진다면 문제가 되겠죠. 플랜트 건설에서는 정밀함이 더 중요합니다. 예를 들면 직진으로 설계된 가스 파이프가 중간에 꺾여 시공된다면 유체 속도와 압력, 밀도까지도 바뀌고 말겠죠. 저희는 자체 엔진을 활용해 Fab의 설계도면과 시공 현장의 오차 정도를 한 화면에서 확인할 수 있는 솔루션을 제공해요. 고품질 그래픽이 구동되는 것은 상당히 무겁지만, 저희가 갖고 있는 그래픽 기술로 현장 사용자는 자신이 가지고 있는 스마트폰이나 PC를 통해서 편리하게 오차를 확인할 수 있지요.”

설계 도면과 일치하는 시공은 화면에 파란색으로 표시되지만 오차 범위가 커질수록 붉은색으로 표시된다. 이러한 솔루션은 특히 Fab, 플랜트 시공과 유지·관리에서 진가를 발휘할 것으로 기대된다. 현재 국내 한 반도체 기업의 Fab 시공과 유지 관리에 컨워스의 솔루션이 실제로 활용되고 있다. 

“컨워스의 솔루션은 아무래도 초정밀 건설 분야의 유지·관리에서부터 수요가 많이 발생할 걸로 봅니다. 건설 산업의 디지털 전환도 4x4 스펙트럼 중 최상단부터 아래 방향으로 이뤄질 것이고, 시장 수요도 더불어 확장되리라 생각합니다.”

(플랜트 설계와 시공의 이격 오차를 붉은색으로 보여 준다. 자료 제공 : 컨워스)

지속 가능 성장을 위한 도전

허준 교수는 컨워스에서 개발한 스마트 건설 데이터 솔루션을 통해 건설 산업 분야의 혁신에 기여할 수 있기를 소망한다.

“컨워스의 솔루션이 건설 산업 전반의 디지털 전환과 생산성 향상을 통해서 선순환적 가치를 제공할 수 있었으면 합니다. 창업을 했으니까 당연히 회사의 성장과 이익을 바라는 마음도 있지만 무엇보다 학교가 산업 현장보다 잘할 수 있다는 걸 보여 주고 싶은 마음이 있어요. 과거에는 측량이 그다지 존중받는 분야가 아니었지만 디지털 전환 시대와 더불어 측량 분야가 건설 산업의 핵심이 될 수 있다는 걸 증명하고 싶습니다.”

컨워스는 창업 2년 만에 삼성물산, 코오롱글로벌, 한국전력, 현대건설, 현대엔지니어링, LG화학 등 여러 건설사 및 관련 기업들과 협업하면서 건설 산업의 혁신 스타트업으로 인정받고 있다. 허 교수는 컨워스의 차별화된 기술을 바탕으로 해외에서 한번 승부를 걸어 보고 싶다. 펀딩이 성공적으로 진행되면 내년에는 미국 시장에 진출해 볼 계획이다.

“미국 시장은 우리나라 기업들과도 관계가 있어요. 특히 초정밀 건설의 진행이 많이 되고 있지요. 최근에 인텔이 오하이오주에 200억 달러를 투자해서 두 개의 Fab을 시공할 계획입니다. 전 세계적으로 Fab 시공 및 유지·관리 프로젝트가 약 1,000개 정도 있습니다. 그중에서 일단 미국에 있는 회사들부터 도전해 볼 생각입니다.”

자신만의 새로운 가치를 만들어가는 좋은 인재

현재 컨워스 직원 17명 중 연구개발 인력이 15명일 정도로 대부분의 직원이 프로젝트에 직접적으로 참여하고 있다. 개발자의 반은 건설환경공학 전공자들이고, 반은 컴퓨터과학 전공자들이다. 허준 교수는 대표이자 기술개발 총괄, 운영 총괄까지 모두 책임지고 있다. 사람을 뽑는 일에 신중을 기하는 터라 혼자서 감당해야 할 일이 너무 많은 상황이다.

“일이 너무 많아서 잠을 잘 못 자고 있어요. 잠을 못 잔다는 게 창업 후 가장 힘든 점이고요, (웃음) 그동안 연구를 통해 제 나름대로 세웠던 가설들이 맞는 것으로 검증될 때 가장 큰 희열을 느낍니다. 연구와 창업이 결을 같이 하는 게 있어요. 아직 해결되지 않은 문제를 찾아 내고, 그 문제를 해결하는 솔루션을 만들어 내는 점입니다. 연구는 그 결과를 논문이라는 형식으로 검증받고, 창업은 매출과 같은 시장의 반응으로 검증받는다는 차이가 있기는 하지요. 또 어려운 건 사람에 대한 부분인데 좋은 인재를 계속 모셔와야죠.”

오랜 기간 우리 대학교 OSE(Open Smart Education) 센터장을 비롯해 창업지원단에서 학교 행정에 참여해 왔고, 교육부 K-MOOC 기획위원, 미래교육 실무 자문단, 국가평생교육진흥원 이사 등을 거치며 고등교육의 미래에 대해 숙고하고 논의해 온 허준 교수는 대학이 해야 할 일과 미래 교육 방향에 대한 나름의 통찰과 철학을 가지고 있다. 그러기에 ‘좋은 인재’란 어떤 사람인지에 대해서도 단단한 견해를 밝힌다.

“제가 생각하는 좋은 인재는, 주도적이고 커뮤니케이션에 능한 사람입니다. 주도적인 인재라는 건 어떤 상황에도 대처할 수 있는 리질리언트한 사람이고, 커뮤니케이션에 능하다는 건 연결 능력으로 표현할 수도 있는데, 아는 것을 전해 주고 또 모르는 걸 배울 줄 아는 사람이라고 생각해요. 단지 컨워스에서 원하는 인재에 한정된 얘기가 아니라, 대학에서 키워 줘야 할 미래 역량이라고 생각합니다.”

대학은 학생들에게 기회를 열어 주는 게 핵심이고, 학생들은 자신이 무엇을 좋아하는지 알아내기 위해 자신을 다양한 상황에 던져 보는 기회를 가져야 한다. 

“우리 학교가 제공해 주는 훌륭한 과정 중 하나가 교환학생 프로그램이라고 생각해요. 면담하러 온 학생들에게 저는 이런 기회를 다 경험해 보라고 말합니다. 전 세계 어느 곳 새로운 환경에서 새로운 관계를 맺고 새로운 무언가를 해 볼 수 있는 경험은 미래 인재가 가져야 할 역량 - 리질리언스와 연결 능력을 키울 수 있는 좋은 기회가 됩니다. 대학 4년의 기간 동안 최대한 많이 부딪히고 느끼고 생각해 봤으면 좋겠어요. 동아리 활동도 너무 중요하죠. 나를 새로운 데 던져 보고 내가 언제 가장 즐겁고 재밌고 성취감을 느끼는지, 나를 찾아가는 게 대학 생활이 돼야 해요.”

자신이 좋아하는 일을 찾으면, 일하면서 재미를 느끼고, 그러다 보니 더 잘하게 되고, 좋은 대접을 받게 되고, 결국 그 일을 더 좋아하게 되는 선순환이 이뤄진다는 게 허 교수의 설명이다. 창업도 자신을 새로운 환경에 던져 보는 과정 중 하나다. 창업을 하게 되면 처음부터 끝까지 뭔가를 해 보는 경험을 하게 된다. 어디에서도 가르쳐 주지 않는 것들을 스스로 배울 수 있고, 설령 실패하더라도 그 과정에서 얻은 경험은 스스로를 성장시키는 커다란 힘으로 남는다.

“단순히 창업을 위한 창업보다는 연구 과정처럼 자신만의 가설을 가지고 시장에서 어떤 결과가 나오는지 접근해 보는 것도 좋을 것 같아요. 가설을 세워서 연구를 진행하듯 창업을 하면 훨씬 더 성공 확률이 높아질 거라 생각합니다. 그런 측면에서 학생들이 인턴으로라도 대학원 생활을 경험해 보면 좋겠어요.”

열심히 하는 사람이 잘하는 사람을 이기지 못하고, 잘하는 사람이 좋아하는 사람을 이기지 못하는 법. 이는 학생들에게만 해당하는 말이 아니다. 오랫동안 열정을 가지고 연구해 온 건설 환경 데이터를 바탕으로 독창적인 솔루션을 개발해 건설 산업의 생산성 향상에 기여하고 새로운 가치를 창출하고자 하는 허준 교수의 ‘빅 픽처’가 글로벌 건설 시장에서 ‘T’로 검증되기를 기대해 본다.

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