독점 인터뷰:
김동원, 현대엔지니어링, 부장, 대한민국 - 벤틀리시스템즈의 2023 Year in Infrastructure 및 Going Digital Awards 구조 엔지니어링 부문 수상자
공유
부문: 구조 엔지니어링
Sachin R Nalawade가 작성한 이 글은 원래 Publications에 게재되었습니다.
2023년 11월 29일
싱가포르에서 열린 벤틀리시스템즈의 2023 Year in Infrastructure 및 Going Digital Awards에 참석하는 것은 환상적인 경험이었으며 컨퍼런스 마지막 날 시상식에서 구조 엔지니어링 부문 수상자로 선정된 한국 현대엔지니어링(Hyundai Engineering & Construction Co., Ltd.)의 김동원 부장과의 대화는 특히 인사이트를 얻을 수 있는 시간이었습니다.
토론에서 김동원 씨는 STAAD API를 활용한 토목 및 건축 구조물의 자동 설계에 관한 혁신적인 프로젝트의 인사이트를 공유했습니다. 이 프로젝트는 현대엔지니어링이 구조 엔지니어링에 AI 기술을 도입하여 워크플로를 개선한 방법을 잘 보여주는 사례입니다.
인터뷰 전문은 여기에서 확인할 수 있습니다.
현대엔지니어링에 대해 알려주세요.
현대엔지니어링은 풍부한 경험과 첨단 기술을 바탕으로 건설 및 EPC 분야의 리더로 거듭나기 위해 새로운 시대를 향한 여정을 시작하고 있습니다. 우리의 약속은 끊임없이 도전을 수용함으로써 인류의 번영과 국가 발전에 기여하는 것입니다.
1974년 현대기술개발주식회사로 설립된 현대엔지니어링은 국제 무대에서 한국을 대표하는 유수의 글로벌 엔지니어링 회사로 성장했습니다. 오랜 역사를 통해 국내는 물론 전 세계 다양한 영역에서 엔지니어링 솔루션을 제공하며 풍요롭고 행복한 삶의 질 향상을 위해 노력해 왔습니다.
현대엔지니어링은 풍부한 경험, 우수한 기술력, 유능한 인력을 바탕으로 다양한 방법을 통해 고객 가치를 창출하는 데 주력하고 있습니다. 우수성에 대한 확고한 의지, 긍정적인 사고, 혁신에 대한 열정, 지속적인 개선에 대한 확고한 헌신을 바탕으로 더 밝은 미래를 적극적으로 만들어가는 글로벌 엔지니어링 회사로 성장하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
이 AI 애플리케이션을 프로젝트에 통합하기로 결정하게 된 계기는 무엇인가요? AI 기술의 활용은 얼마나 오래 지속되었나요?
AI를 업무에 도입한 것은 비교적 최근의 일로, 약 2년 전부터 시작되었습니다. 인공지능(AI)은 구조 엔지니어링을 비롯한 글로벌 산업에 큰 영향을 미치고 있습니다. 광범위한 데이터 세트를 분석하고 패턴을 인식하며 정보에 입각한 의사 결정을 내릴 수 있는 능력은 구조 엔지니어가 플랜트 구조물의 설계, 분석 및 최적화에 접근하는 방식을 혁신적으로 변화시키고 있습니다.
구조 엔지니어링에서는 고급 알고리즘과 머신러닝 기술을 통해 AI를 적용하여 설계 및 해석 프로세스의 다양한 측면을 간소화하고 개선합니다. 이를 통해 엔지니어는 복잡한 구조 시스템을 신속하고 정확하게 분석하고 설계를 최적화하며 인프라의 구조적 무결성을 평가하는 도구를 사용할 수 있습니다.
규모에 관계없이 모든 프로젝트의 시간에 민감한 특성을 고려할 때, 토목 및 건축 설계에서 마감 기한을 맞추는 것은 항상 어려운 과제입니다. 업계는 시간 제약에 시달리는 경우가 많기 때문에 효율성을 높일 수 있는 솔루션을 찾는 것이 필수적입니다. 자동화는 권장되는 접근 방식으로서 시간, 비용 및 리소스 최적화 측면에서 이점을 제공합니다. 최근 AI는 특히 대규모 프로젝트와 관련된 문제를 해결하는 데 있어 자동화의 중추적인 요소로 부상하고 있습니다.
AI 기반 프로그램은 정보에 기반한 의사결정을 내리고 프로젝트 일정과 예산을 최적화하며 궁극적으로 전반적인 프로젝트 성과를 향상시킬 수 있는 귀중한 자산으로 작용합니다.
BIM을 활용한다고 가정했을 때, 이러한 프로젝트에 AI를 도입하면 얻을 수 있는 고유한 장점과 뚜렷한 이점에 대해 자세히 설명해 주시겠어요?
현대엔지니어링은 플랜트 및 건축 사업 프로젝트에 참여하고 있으며, 유일하게 건축 사업 프로젝트에서 6D까지 구현할 수 있는 BIM을 적극적으로 개발하고 있습니다.
이 자동화된 프로그램 개발의 일부인 플랜트 프로젝트에서는 STAAD, S3D 및 Tekla와 같은 3D 모델링 기반의 별도 솔루션을 사용합니다. 그래서 빌딩 프로젝트와 달리 플랜트 프로젝트에서는 아직까지 BIM을 활용하지 않았습니다. 이 개발의 초점은 BIM이 아니라 AI 기술을 활용하여 엔지니어링 프로세스를 자동화하는 데 있습니다.
그러나 개발 프로그램에는 S3D라는 3D CAD의 설계 정보를 통합하고 이를 STAAD와 자동으로 연결하는 작업이 포함됩니다.
설계 및 해석 정보가 통합되어 있다는 점에서 BIM의 개념과 일부 유사점이 있을 수 있습니다.
설계 프로세스 자동화를 위해 개발된 AI 애플리케이션에 대해 자세히 설명해 주시겠어요? 이 애플리케이션은 벤틀리시스템즈의 STAAD 또는 관련 소프트웨어를 위해 특별히 개발된 애드온입니까?
우리가 개발한 프로그램의 주요 목표는 벤틀리의 STAAD 구조 해석 모델을 신속하게 생성하는 것입니다. 다행히 STAAD는 멤버 생성 및 입력 로드와 같은 어려운 모델링 작업을 자동화할 수 있는 OpenSTAAD라는 훌륭한 API를 제공합니다. 이 자동화된 모델링이 완료되면 수많은 설계 결과를 데이터베이스에 축적하여 AI 학습에 사용할 수 있습니다. 그 결과 별도의 모델링 작업 없이도 AI를 통해 설계 결과를 예측하거나 최적화된 구조 시스템을 추천할 수 있는 프로그램을 만들 수 있었습니다.
그러면 귀사의 엔지니어들은 1680개의 시나리오와 2700만 개의 예측 모델을 탐색하여 필요에 가장 적합한 모델 또는 특정 시나리오를 선택하려면 어떻게 해야 할까요?
너비, 높이, 기둥 수, 지붕 유형 등의 변수를 입력하면 됩니다. 엔지니어는 완전한 구조 모델을 자동으로 생성할 수 있습니다. 이 자동화된 모델링을 사용하면 1680개의 모델을 빠르게 만들 수 있습니다. 이러한 1680개의 모델링 결과와 변수 간의 상관관계에 대해 머신 러닝을 학습하면 2700만 개의 예측 모델을 생성할 수 있습니다.
이를 통해 수동 모델링 없이도 최적의 구조 시스템과 수량을 자동으로 예측할 수 있습니다.
데이터를 활용하는 세 가지 순차적인 방법이 있습니다. 먼저 데이터 시각화를 위한 설명적 모델을 만들어 인사이트를 얻습니다.
둘째, 머신러닝을 사용하여 입력값과 출력값 간의 관계를 학습함으로써 특정 입력값에 대한 결과를 예측하는 모델을 만들 수 있습니다.
마지막으로 세 번째 단계에서는 최적의 결과를 얻기 위해 어떤 입력값을 실행해야 하는지 결정하여 솔루션을 제공합니다. 이미 3단계까지 최적의 구조 시스템을 추천하는 프로그램을 개발했으며, 엔지니어가 최상의 설계를 달성할 수 있도록 이 접근 방식을 더욱 정교화할 계획입니다.
AI 애플리케이션을 개발하려면 어떤 기술이 필요하나요? 이 솔루션은 회사 내부에서 개발되었으며, 개발에 필수적인 특정 소프트웨어 또는 코딩 전문 지식은 무엇인가요?
앞서 모델링 목적으로 설명한 것처럼, 저희는 뛰어난 유연성 때문에 STAAD.Pro 을 활용하고 있습니다. 내부적으로 모델링 작업을 자동화하는 프로그램을 개발했습니다. 벤틀리시스템즈는 수많은 API를 제공하지만 API만으로 모든 측면을 자동화할 수 있는 것은 아닙니다. 특정 구성 요소에는 추가 코딩이 필요합니다. 벤틀리의 조언을 구해 API와 코딩을 통한 작업 최적화에 대한 지침을 받았습니다.
AI 정확도를 높이려면 방대한 데이터베이스가 중요합니다. 우리는 자동화를 통해 수천 개의 모델을 생성하여 수량과 구조 유형과 같은 필수 설계 결과를 추출했습니다. 이 방대한 데이터베이스는 머신 러닝을 용이하게 하여 입력 매개변수와 디자인 결과의 상관관계를 파악할 수 있게 했습니다. 따라서 이제 모델링 없이도 설계 결과 예측이 간소화되어 AI 기술의 근본적인 영향력을 보여줄 수 있습니다.
앞으로 AI는 엔지니어가 구조 구성과 재료를 최적화할 수 있는 역량을 강화할 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 생각합니다. 여기에는 환경적 요인을 고려하고, 국제 규정을 준수하며, 안전 표준을 준수하여 궁극적으로 견고하고 회복탄력적인 구조를 만드는 것이 포함됩니다.
이 AI 솔루션을 다른 프로젝트에도 적용할 수 있나요?
물론 이 솔루션은 앞으로 출시될 수많은 프로젝트에 적용할 수 있습니다. 공통점이 많은 플랜트 프로젝트에서는 보일러 비용의 신속한 계산, 구조물 크기 조정, 신속한 고객 정보 제출이 매우 중요합니다. 우리의 AI 프로그램은 이러한 문제를 효과적으로 해결하여 프로젝트 유형에 관계없이 적절한 입력을 통해 빠른 설계 결과 계산을 제공합니다. 이를 통해 신속한 프로젝트 입찰과 성공이 가능합니다.
프로젝트의 변화와 관계없이 구조와 디자인의 기본 원칙은 일관되게 유지되기 때문에 유니티 AI 프로그램의 다양성은 분명합니다. 따라서 이 AI 프로그램은 다양한 프로젝트에 원활하게 적용될 수 있다고 자신 있게 말할 수 있습니다.
설계에서 AI의 역할은 더욱 확대되어 효율성을 우선시할 뿐만 아니라 지속가능성을 포용하는 구조를 만드는 데 기여할 것입니다. 여기에는 구조 설계 프로세스에 혁신적인 재료와 건설 기술을 통합하는 것이 포함됩니다.
AI 활용과 관련하여 구조 엔지니어에게 어떤 지침을 제공하시겠습니까?
토목 및 건축 프로젝트의 핵심은 효율성이며, 자동화는 중추적인 역할을 합니다. 이 프로세스는 자동화로 시작하여 광범위한 데이터 축적과 후속 AI 예측으로 이어집니다. 구조 엔지니어링 분야의 동료 전문가들에게 AI의 힘을 활용하려면 먼저 자동화를 통해 상당한 양의 데이터 세트를 확보해야 한다고 조언합니다.
AI를 도입하면 구조 엔지니어는 전문성을 높이고 프로젝트 결과를 개선하며 보다 안전하고 지속 가능한 건축 환경을 구축하는 데 적극적으로 참여할 수 있습니다. AI가 이 분야를 지능적이고 적응력이 뛰어나며 회복탄력적인 구조로 정의되는 시대로 이끌고 있는 만큼 구조 엔지니어링의 미래는 큰 가능성을 지니고 있습니다. 저는 전 세계 엔지니어들이 프로젝트에 AI를 통합할 준비를 하고 벤틀리의 도움을 구하며 향후 AI 애플리케이션이 확산될 것을 예상해야 한다고 생각합니다.
인사이트 넘치는 토론을 해주신 김동원님께 감사의 말씀을 전합니다. 김동원님이나 DailyCADCAM에 대해 궁금한 점이 있으면 아래에 댓글을 남기거나 이메일(sachin@dailycadcam.com)로 문의해 주세요. 기꺼이 답변과 추가 정보를 제공해 드리겠습니다.
감사합니다.
Sachin Nalawade, DailyCADCAM 편집자
