[Special Feature, The Next Builders] VOL2. 멈추지 않는 공장의 비밀: 피지컬 AI가 만드는 '매스 커스터마이제이션'

상상이 현실이 되는 접점, 그곳에 '피지컬 AI'가 있습니다.

안녕하세요, 위드웍스(WITHWORKS)입니다.

지난 이야기에서는 '4족 보행 로봇, 왜 아직 보편화되어 현장에 사용되고 있지 않나?'에 대해 알아보며 건설 산업 내 피지컬 AI(Physical AI)의 현주소를 짚어보았습니다. 하지만 로봇이 수집한 데이터와 모니터 속의 완벽한 3D 모델도 결국 '물리적 실체'가 되지 못하면 그저 가상의 그림에 불과합니다.

"복잡한 곡선의 파사드를 사람이 일일이 손으로 깎고 용접해야 할까요?"

 

 오늘 [The Next Builders] 세 번째 이야기에서는 가상의 데이터를 현실의 정교한 부재로 치환하는 기술, '디지털 패브리케이션(Digital Fabrication)'에 대해 이야기하려 합니다. 상상을 시공하는 기술, 위드웍스의 현장으로 여러분을 초대합니다.

로봇암을 이용한 스텐레스 스틸 루버 자동용접

Challenge: 인간의 손끝, 그 한계를 넘어서야 한다

자하 하디드(Zaha Hadid)나 프랭크 게리(Frank Gehry)의 건축물을 보면 '저걸 도대체 어떻게 지었을까?'라는 의문이 듭니다. 비정형 파사드는 수천, 수만 개의 패널이 모두 다른 곡률과 크기를 가집니다. 이를 전통적인 방식, 즉 현장에서 인부가 줄자로 재고 절단하는 방식으로 시공한다면 어떤 일이 벌어질까요?

• 천문학적인 비용과 공기 지연: 수만 번의 수작업은 필연적으로 오차를 부릅니다.
• 안전 문제: 고소 작업이나 위험한 절단 작업에 작업자가 그대로 노출됩니다.
• 구현 불가능: 3차원 트위스트(Twist)가 들어간 부재는 2차원 도면으로 표현조차 어렵습니다.

우리는 '복잡한 도면이 쉬워지는 곳'을 지향합니다. 그러기 위해서는 인간의 숙련도에 의존하는 것이 아니라, 데이터가 직접 도구를 제어하는 방식이 필요했습니다.

롯데월드타워 포디움의 타공패널은 정밀한 CNC 가공으로 완성(각 패널마다 타공위치와 수량이 다름)

Solution: DfMA와 기계의 협업, 이것이 건설의 '피지컬 AI'

위드웍스는 이 난제를 해결하기 위해 DfMA(Design for Manufacture and Assembly) 프로세스를 도입했습니다. 이는 설계 단계부터 '어떤 기계가, 어떻게 만들고, 어떻게 조립할 것인가'를 미리 계산하는 것입니다.

여기서 피지컬 AI의 개념이 적용됩니다. 단순히 생각하는 AI를 넘어, 물리적 세계와 상호작용하는 지능형 시스템이 건축에 도입되는 것입니다.

1. 공장의 두뇌: AI가 지휘하는 '매스 커스터마이제이션'

일반적인 공장 자동화가 '동일한 물건'을 빠르게 찍어내는 것이라면, 피지컬 AI 기반의 건설 자동화는 '모두 다른 물건'을 멈춤 없이 생산하는 '매스 커스터마이제이션(Mass Customization)' 기술입니다. AI는 수만 개의 각기 다른 3D 형상 데이터를 기계어(G-code)로 실시간 변환하고, 생산 효율을 극대화하는 공정을 스스로 계획하게 될 것입니다.

스마트노드 제작용 3D 프린팅 샌드몰드

 

 

가공완료

 

오차 없는 시공을 위한 위드웍스의 Smart Node 기술

2. Smart Node & T-BAR: AI 설계와 숙련공을 넘어서는 로봇 용접

Smart Node의 핵심은 AI 알고리즘을 통한 '몰드 설계 자동화'에 있습니다. 노드(Node)의 모양이 바뀔 때마다 사람이 일일이 거푸집을 설계하는 것은 불가능합니다. 위드웍스의 AI 시스템은 파사드의 형상 데이터가 입력되는 즉시, 주조에 최적화된 샌드 몰드(Sand Mold) 디자인을 자동으로 생성하여 3D 프린터로 전송할 것입니다.

특히 T-BAR 제작 공정에서는 학습된 AI 로봇이 진가를 발휘합니다. 기존에는 고숙련 용접사가 복잡한 비정형 부재를 일일이 작업해야 해 인건비 상승의 주원인이 되었습니다. 하지만 지능형 로봇은 다양한 용접 케이스와 열변형 데이터를 스스로 학습하여, 사람을 대신해 고난이도 용접을 수행할 것입니다. 이는 제조 원가와 인건비를 획기적으로 낮추는 동시에, 인력난에 구애받지 않는 안정적인 생산 라인을 구축하게 해줄 것입니다.

3. UHPC와 디지털 몰드: AI가 찾은 최적의 가공 경로

복잡한 이중 곡면을 가진 UHPC 패널을 제작할 때, AI는 **로봇 팔의 움직임(Toolpath)**을 제어합니다. 로봇이 스티로폼(EPS)을 밀링할 때 가장 빠르고 정확하게, 그리고 충돌 없이 깎아내는 경로를 AI가 시뮬레이션을 통해 찾아낼 것입니다. 3D 프린팅 몰드 제작 시에도 AI는 소재의 경화 속도와 온도 변화를 실시간으로 모니터링하며 출력 속도를 조절해, 사람이 제어할 때보다 훨씬 정밀하고 균일한 품질의 형틀을 완성할 것입니다.

Evolution: 위드웍스의 노하우, AI를 만나 진화하다

위드웍스는 이미 수많은 프로젝트를 통해 디지털 패브리케이션의 가능성을 증명해 왔습니다. 하지만 우리는 여기에 만족하지 않고 피지컬 AI라는 새로운 엔진을 장착했습니다. 이 만남은 단순한 '생산 자동화'를 넘어 '제조의 지능화'를 의미합니다.

"기존의 기계가 입력된 좌표대로만 움직였다면,
피지컬 AI를 만난 위드웍스의 시스템은 스스로 학습하고 진화합니다."

 

오랜 기간 축적된 위드웍스의 가공 데이터가 AI와 만나면 다음과 같은 혁신적인 가치를 만들어낼 것입니다.

• 초정밀의 일상화 (Reliability): 작업자의 컨디션이나 숙련도에 의존하지 않고, 365일 균일한 초정밀 품질을 보장할 것입니다.
• 데이터의 자산화 (Learning): 프로젝트가 거듭될수록 AI는 소재의 물성과 가공 오차를 학습합니다. 공장은 점점 더 똑똑해지고, 난해한 디자인을 해결하는 솔루션은 더욱 정교해질 것입니다.
• 불가능의 삭제 (Possibility): "너무 비싸서", "기술적으로 어려워서" 포기했던 디자인을 현실적인 비용과 공기로 구현해낼 것입니다.

위드웍스에게 기술은 과시의 대상이 아닙니다. 난해해 보이는 건축가의 비전을 안전하고 경제적으로 실현하기 위한 도구입니다. 'Beyond Structure, Toward Value'. 우리는 뼈대를 세우는 것을 넘어, 건축물의 가치를 세웁니다.

다음 [The Next Builders] 마지막 편에서는 '[결론] 현장에 로봇을 다 깔지 마라'라는 주제로, 공장(제조)의 정밀함과 현장(조립)의 효율성이 어떻게 완벽한 역할 분담을 이루어야 하는지, 위드웍스가 생각하는 스마트 건설의 진정한 해법을 전해드리겠습니다.

 

 

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"복잡한 비정형 건축, 위드웍스의 기술로 해답을 찾으세요."

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