건설 로봇 사례 분석을 통한 도입 전략에 관한 연구 -SWOT 분석과 TOWS 매트릭스를 활용하여-
A Study on the Introduction Strategy through Construction Robot Case Analysis -Using SWOT Analysis and TOWS Matrix-
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초록
(연구배경 및 목적) 국내 건설 산업은 고령화와 인력난 심화로 생산성과 효율성이 저하되고 있으며, 산업재해 발생률도 높은수준을 유지하고 있다. 2024년 한국건설산업연구원에 따르면, 건설 기술인의 평균 연령이 20년간 약 13년 증가하는 등 고령화가 빠르게 진행되고 있다. 이에 따라 건설 로봇 도입이 주목받고 있으며, 2025년 CES에서 인공지능, 사물인터넷 기반 건설 로봇이 미래 핵심 기술로 평가받았다. 건설 로봇은 작업 효율성과 안전성을 높이고 정밀한 시공을 가능하게 한다. 본 연구는 건설 로봇 기술 동향을 분석하고, 사례 연구를 통해 도입 필요성과 적용 방안을 제시하며, SWOT 분석과 TOWS 매트릭스를 활용해 효과적인 도입 전략을 모색하고자 한다. (연구방법) 첫째, 선행연구 검토를 위해 ‘건설 로봇’, ‘건설 자동화’를 중심어로 설정하고, 2020~2024년 발표된 학술 논문 중 관련성이 높은 6편을 선정하여 기술 발전 과정, 국내외 동향, 정책 지원 현황을 분석하였다. 둘째, 2018~2024년의 12개 사례를 분석하여 건설 공정별 적용 방식, 로봇 유형, 장비 기술의 특징을 평가하고 최신 기술 동향을 도출하였다. 셋째, SWOT 분석과 TOWS 매트릭스를 활용하여 건설 로봇의 경쟁력을 평가하고, 전략적 대응 방안을마련한다. 이를 통해 경제적 타당성을 검토하고, 건설 산업에서 로봇 기술의 효율적인 도입 방안을 제시한다. (결과) AI 기반 기술과 센서 융합을 통해 정밀성을 높이며, 다관절·이동식 로봇이 다양한 작업에 적용된다. SWOT 분석을 바탕으로 TOWS 매트릭스를 적용해 도입 및 확산 전략을 도출하였으며, SO·WO·ST·WT 전략을 통해 기술적 강점 활용, 초기 비용 절감, 법·제도적 대응, 지속적 연구개발 방안을 마련하는 것이 중요하다. (결론) 첫째, 생산성 저하, 숙련 인력 감소, 산업재해율 증가 문제해결을 위해 건설 로봇과 자율주행, 클라우드, 센서 기술을 융합해 공정 자동화를 촉진해야 한다. 둘째, 법·제도 정비 및 재정 지원을 강화하고, 표준화·안전 규정 마련, 공공 발주 가산점 부여, 세제 감면 등을 통해 투자수익률(ROI)을 극대화해야 한다. 셋째, 단순 작업 감소 및 전문 인력 수요 증가에 대비해 신기술 교육과 현장 중심 훈련을 확대해야 한다. 넷째, 산·학·연 협력을통해 연구개발(R&D)과 기술 실용화를 촉진하고, 스마트 건설과 연계된 장기 전략을 마련해야 한다. 향후 연구에서는 경제성 분석, 인간-로봇 협업, 실증 적용을 통해 최적의 도입 전략을 마련해야 한다.
Abstract
(Background and Purpose) The domestic construction industry is experiencing a decline in productivity and efficiency due to aging and a deepening labor shortage, and the rate of industrial accidents remains high. According to the Korea Construction Industry Research Institute in 2024, the average age of construction technicians has increased by about 13 years over 20 years, rapidly aging. Accordingly, the introduction of construction robots is attracting attention, and at CES 2025, artificial intelligence and IoT-based construction robots were evaluated as future core technologies. Construction robots improve work efficiency and safety and enable precise construction. This study analyzes trends in construction robot technology, suggests the necessity of introduction and application methods through case studies, and seeks effective introduction strategies using SWOT analysis and TOWS matrix. (Method) First, we set‘construction robots’and ‘construction automation’as keywords to review prior research, and selected six highly relevant academic papers published between 2020 and 2024 to analyze the technological development process, domestic and international trends, and policy support status. Second, we evaluated 12 cases from 2018 to 2024 to assess application methods, robot types, and the technological characteristics of equipment by construction process, thereby identifying the latest technological trends. Lastly, we assessed the competitiveness of construction robots using SWOT analysis and the TOWS matrix, and developed strategic response measures. Through this analysis, we examined economic feasibility and proposed an efficient implementation plan for robot technology in the construction industry. (Results) AI-based technology and sensor integration enhance precision, while articulated and mobile robots are utilized for a variety of tasks. A SWOT analysis was conducted, followed by the application of the TOWS matrix to formulate strategies for adoption and expansion. The SO, WO, ST, and WT strategies focus on leveraging technological strengths, minimizing initial costs, addressing legal and regulatory challenges, and ensuring ongoing research and development. (Conclusions) First, in order to solve the problems of decreased productivity, decreased skilled labor, and increased industrial accident rates, construction robots should be integrated with autonomous driving, cloud, and sensor technologies to promote process automation. Second, the return on investment (ROI) should be maximized by enhancing legal and institutional frameworks, providing financial support, establishing standardization and safety regulations, offering bonus points for public contracts, and reducing taxes. Third, the expansion of technology education and field-centered training is essential to prepare for the decline in simple tasks and the growing demand for specialized labor. Lastly, research and development (R&D) and technology commercialization should be enhanced through collaboration between industry, academia, and research institutions. Additionally, a long-term strategy connected to smart construction should be established. Future research should focus on developing optimal adoption strategies by utilizing economic analysis, enhancing human-robot collaboration, and implementing empirical applications.