모든 기술 경제 혁명의 첫 단계는 새로운 기술 패러다임의 도입이다. 이 도입 시기에서의 초점은 주로 기술 자체를 개발하는 기업에 있다. 철도, 철강, 전기, 컴퓨팅 등 모두가 마찬가지다. 그리고 이 단계는 닷컴 붕괴와 마찬가지로, 전환기 위기 또는 터닝 포인트로 끝을 맺게 된다. 이 단계에서 살아남은 이들이 1단계에서 전망했던 기능을 구축하는 데 약 5년에서 15년의 시간을 보낸다.

결국 혁명의 2단계 기간, 성숙해진 역량들이 새로운 기술 패러다임을 사용하여 경제 전체를 재구성하는데, 이를 통해 사회를 위한 진정한 변혁적 가치를 창출하게 된다. 마지막 단계는 이 새로운 기술 패러다임이 기초가 되는 산업들 내 각종 요소들의 비용 효율적 전개를 가능하게 하는 기능성과 경제성을 모두 달성할 때 발생하게 된다.

일례로 현재 진행 중인 디지털 기술 경제 혁명을 보자. 그 첫 단계에서 가장 큰 성공을 거둔 이들은 장치와 칩 제조사, 소프트웨어 기업, 통신 기업, 그리고 결국에는 인터넷 플랫폼 기업들이었다. 이로 인해 미디어, 은행, 보험과 같은 정보 상품을 다루었던 전통 산업들이 크게 변화했고, 전자 상거래 또한 서서히 소매 산업을 재구성했다.

그리고 인구통계학적, 지정학적 요인과 결합된 성숙된 기술들이 이제는 티핑 포인트에 도달하여, 기존 경제 영역들로 하여금 변화와 변혁의 길로 나올 수 있는 문을 열고 있다. 이러한 기존 경제 영역 중 가장 크고, 자동화에 가장 저항하는 영역 중 하나는 다름 아닌 건설 산업이었다.

건설 산업에 있어 생산성은 20세기 초부터 제조, 운송의 그것보다 훨씬 뒤처진 상태에 있다. 맥킨지 앤 컴퍼니(McKinsey & Company)의 지난 2017년 보고서만 봐도 그렇다. 건설 산업의 글로벌 노동 생산성 증가율은 1995년부터 2015년까지 연 평균 1%에 불과했다. 반면 같은 기간 전체 글로벌 경제에서 생산성 증가는 평균 2.8%, 제조업에서는 3.6%였다.

이 추정치에 의거하여, 만약 건설 산업의 생산성이 모든 부문의 글로벌 평균과 보조를 맞추었다면 해당 기간 수행된 건설 작업 시간당 50% 더 많은 가치를 창출했을 것이다. 이러한 부가 가치는 건설 산업에서 더 높은 임금, 더 큰 이익, 더 나은 가치로 이어질 수 있다. 건설업에서 이자와 세금을 차감하기 전 영업이익이 평균 5.5%에 불과하다는 점을 감안하면 이는 대단한 일이다.

전 세계적으로 건설 부문 지출은 연간 10조 달러가 넘는다. 미국에서만 건설 산업 규모는 연간 약 1조 8천억 달러에 달하며, 이 산업은 약 760만 명의 노동자들을 고용하고 있다. 더 중요한 것은 지구상 모든 사람들의 삶의 질이 비용 효율적인 주택, 사무실, 공장, 상점, 사회 인프라의 가용성에 큰 영향을 받는다는 사실이다. 이는 건설 부문의 생산성과 성과 개선이 경제 성장과 삶의 질에 막대한 영향을 미칠 수 있음을 의미한다.

미국의 현재 인구 및 경제 동향에 따르면 건설 부문 지출은 빠르면 2025년에 2조 달러에 이를 수 있고, 이는 총 850만 명의 노동자들이 필요함을 의미한다. 밀레니얼 세대의 주거 수요 증가와 미국 제조업의 리쇼어링, 그리고 도로와 교량에서 공항, 파이프라인, 전력망에 이르기까지 사회 인프라를 새롭게 하려는 지속적인 노력까지 감안하면 건설 산업의 중요성은 그 어느 때보다도 더 높다고 할 수 있다. 이는 비단 미국만의 문제는 아닐 것이다.

하지만 여기에서 문제는 인구통계학적 요인이다. 건설 산업 부문의 노동자들 25%가 55세 이상의 베이비붐 세대인 점을 감안하면 더욱 그렇다. 설상가상으로, 미국 교육 시스템은 이 산업에 맞게 인력을 준비시키거나 심지어 이 산업을 올바른 방향으로 이끄는 일을 제대로 수행하지 못해왔다. 이러한 결과, 건설 산업 부문에서 충분한 노동력 공급은 고사하고, 현재 필요로 하는 노동력을 유지하는 데도 어려움을 겪고 있다.

건설 산업의 사회 경제적 중요성, 인력 공급과 수요의 불균형, 만성적인 생산성 정체의 문제에 대해 우리는 어떤 개선을 어떻게 이뤄내야 할까? 다행스럽게도 이러한 딜레마를 해결하고 궁극적으로 인구통계학적 제약에도 불구하고 극적으로 빠른 성장을 가능하게 하는 잠재력을 가진 디지털 솔루션들이 등장하고 있다.

이러한 솔루션에는 로봇 공학, 인공 지능, 적층 제조가 포함된다.

이러한 솔루션들이 비용과 가용성에 미치는 영향은 엄청날 수 있다. 예를 들어, 2050년까지 지구에는 20억 명의 인구가 더 늘어날 전망이다. 이 늘어난 인구의 수요를 충족하기 위해 전 세계적으로 2050년까지 매일 1만 3천 개 이상의 각종 구조물들이 건설되어야 한다.

이러한 건축 붐은 건축 방식을 환골탈태시키는 기술 솔루션에 있어 전례 없는 기회를 의미한다. 인공지능, 로봇 공학, 기계 학습 데이터 분석, 프로세스 자동화가 결합된 힘은 건설을 훨씬 더 빠르고, 저렴하고, 낭비를 줄임과 동시에, 인간의 작업을 더 안전하고 육체적으로 덜 힘들게 만들 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

이러한 솔루션이 건설 산업 부문과 더 넓은 경제에 미치는 영향력을 고려할 때, 소비자, 노동자, 투자자를 위해 창출하는 가치는 더욱 크다고 할 수 있다. 이러한 추세를 고려할 때, 우리는 다음과 같은 예측을 내릴 수 있다.

일례로, 공급망 및 건축 자재 소프트웨어 기업인 디지빌드(DigiBuild)는 이미 인공지능을 활용하여 제품을 강화하고 있다. 이 기업은, 5년 이상 영업 중인 공급업체를 선별하여 자재를 검색하고 일정을 설계하는 작업을 자동화했다. 2022년 가을, 디지빌드는 오픈AI(OpenAI) 챗GTP(ChatGPT)를 건설 공급망에 도입한 최초의 기업이 되었다.

이들은 인공지능이 고객사의 효율성 개선 및 비용 절감을 이끌어냈다고 밝혔다. 즉, 인간 노동자들이 엑셀 스프레드시트, 노트북, 수동 전화 통화를 사용하여 수백 시간을 투입하던 기존 작업이 언어 학습 모델의 도움으로 몇 초 만에 단축되었다.

디지빌드의 소프트웨어를 사용하는 건설사는 1분 만에 수많은 공급업체와 소통할 수 있고, 기타 소수의 특수 공급업체로부터는 수 시간 내 응답을 받을 수 있다. 이러한 결과로 조달 및 일정 부문에서 발생하는 잠재적 절감 효과는 엄청나다.

프로젝트 관리와 조정은 그 자체로 충분히 디지털화에 적합하다. 이는 인공지능으로 가능해졌다. 인공지능은 사진, 동영상, 텍스트와 같은 비정형 데이터를 처리, 마이닝하고 이를 통찰과 지능으로 변환하는 데 특히 효과적이다.

또한 프로젝트에서 '무슨 일이 일어났는지' 또는 '무슨 일이 일어나고 있는지'에 초점을 맞추는 기존 보고서, 대시보드와 달리 인공지능은 '무슨 일이 일어날 수 있는지'를 묻는다. 이것이 제대로 달성될 때 이 솔루션은 건설 산업의 게임 체인저가 될 수 있다.

그렇다면 이를 통해 얻게 되는 이익은 무엇일까? 설계 단계부터 인공지능 기반 소프트웨어는 건축가와 엔지니어가 건물 및 기타 구조물의 3D 모델을 보다 효율적이고 신속하게 설계하도록 지원하게 된다. 이를 통해 보다 빠르고 정확한 설계가 가능하여 시간과 비용을 절감할 수 있다.

계획 및 실행 단계에서, 인공지능은 건설 관리자가 프로젝트를 보다 효과적으로 계획하고 관리하는 것을 돕는다. 인공지능 기반 소프트웨어는 관리자가 진행 상황을 추적하고 잠재적 문제를 식별하며 리소스를 최적화하는 데 도움을 준다. 이를 통해 건설 프로젝트가 제시간에 지정된 예산 내에서 완료되게 한다.

공장이 제조 분야에서 장인을 대체한 것과 같이, 모듈식 건축은 주택 부문에서 대부분의 현장 건축을 대체할 것이고 이미 그 준비가 되어 있다. 주택 구매자가 ‘모듈식 건축’을 선택하면, 일반적으로 10~20% 낮은 비용으로 원래의 목적을 이룰 것으로 예상된다.

이러한 절감은 주로 대량 구매, 노동 비용, 건축 자재라는 세 가지 주요 영역에서 발견된다. 

우선 모듈식 제조업체는 매달 여러 채의 집을 만들 것이고, 필요한 품목을 대량으로 주문할 수 있어 품목당 비용을 절감할 수 있을 것이다.

노동 비용 측면에서, 모듈 방식의 주택 건설은 건설에 필요한 총 노동 시간, 즉 인시(man-hours)를 더 낮출 수 있고, 제조 단계 기간의 인시당 비용은 훨씬 더 낮출 수 있다.

예를 들어, 현장 건설 주택의 일반 노동자는 여러 가지 책임을 동시에 수반하지만, 모듈식 제조 공장의 작업자는 특정 부문에 훨씬 더 전문화되어 있다. 노동자, 공장의 규모, 필요한 업무량에 따라, 모듈식 작업자는 매일 하루 종일 한 가지 유형의 작업만 수행할 수도 있다. 즉, 노동자들이 캐비닛 설치와 같은 주택 건설의 한 측면에서 전문가가 될 것이고, 이로 인해 해당 업무에 있어 훨씬 빠르고 효율적인 작업을 수행할 수 있을 것이다.

마지막으로 건축 자재의 측면을 보자. 현장 건축 주택에서는 폐기물 수순을 밟게 될 잔여 건축 자재는 동일한 시설에서 건설될 수백 채의 다른 주택 중 하나에 재사용될 수 있다. 이로 인해 그 절감된 혜택이 최종 구매자에게도 전달될 수 있다.

이제 ERP 시스템으로 무장함으로써, 건설 전체 프로세스는 현장 건축 주택에서는 불가능했던 방식을 통해 최적화에 도달할 수 있게 되었다. 디지털화와 기술 부문에 있어 부족했던 요소들이 동시에 해결되면서, 마침내 이 70년 된 비즈니스 모델이 분명한 경쟁 우위를 제공받을 수 있게 된 것이다.

고해상도 카메라가 장착된 드론은 이미 건설 전문가들이 모든 방향과 고도에서 심층적인 작업 현장 이미지를 캡처할 수 있도록 돕고 있다.

드론에 설치되는, 인공지능으로 강화된 소프트웨어를 통해 건설 전문가들은 프로젝트 진행 상황을 측정, 모니터링하고 작업장 안전을 평가하며 잠재적인 문제를 표기할 수 있다.

또한 드론은 기존 방법으로는 불가능했던, 작업 현장을 자세히 볼 수 있는 3D 모델을 제공할 수 있고, 인간에게 너무 위험한 경우에는 건설 인력이 진행 상황을 신속하게 검사할 수 있도록 돕는다.

더욱이 드론을 활용하면 건설 전문가들이 프로젝트 진행 상황을 더 잘 이해하고 결함을 검사하고 완료된 작업을 검토할 수 있다.

드론이 유비쿼터스화됨에 따라 비용은 감소하는 반면 사용자 기술과 시스템 기능은 증가하여 비용-편익 한계선은 한층 더 명확해질 것이다. 결과적으로 드론은 건설 전문가들이 더 쉽게 위험을 줄이면서 더 적은 시간에 더 많은 일을 할 수 있도록 돕게 될 것이다.

증강 현실은 건축업자와 계약자가 프로젝트를 시각화하고 설계, 구성하는 방식을 이미 변화시키고 있다. 다양한 시장 참여자들이 건설 프로젝트의 디지털 표현을 보고 상호 작용할 수 있도록 함으로써 증강 현실은 보다 빠르고 효율적인 계획을 용이하게 한다.

또한 증강 현실을 활용하여 프로젝트 진행 상황을 실시간으로 평가할 수도 있다. 이를 통해 이해 관계자들 간의 실시간 커뮤니케이션이 가능하여 변경이 필요할 때 신속하게 대응하고 조치를 취할 수 있다. 증강 현실은 또한 3D 환경에서 프로젝트 및 해당 구성 요소의 시각화를 가능하게 하여 건설 계획 및 설계를 개선할 수 있다. 이를 통해 프로젝트와 해당 구성 요소를 더 잘 이해할 수 있으므로 더 나은 의사 결정을 내릴 수 있다.

증강 현실은 또한 건설 구성 요소들에 대한 향상된 측정 및 스케일링을 가능하게 하고, 설치 및 유지 관리에 대한 실시간 정보와 변경 사항 문서화 및 안전 조치 추적을 제공하여 프로젝트 관리를 도울 수 있다.

또한 증강 현실은 문제를 평가하고 솔루션을 빠르고 쉽게 제공하는 데 사용할 수 있는 데이터를 캡처, 저장, 추적 및 통합하는 데 중요한 역할을 수행할 수 있다. 이를 통해 전체 수명 주기 동안 프로젝트를 더 잘 이해하고 관리할 수 있다. 또한 잠재적 오류를 줄이고 프로젝트가 예산 범위 내에서 일정대로 진행되도록 돕는다.

3D 프린팅은 디자인이 복잡하거나 고유한 경우 기존 건축 방법에 비해 특히 비용 효율적이고 효율적이다. 여러 스타트업에서 입증된 것처럼 3D 프린팅을 사용하면 기존 주택을 짓는 데 걸리는 시간의 일부만으로 저렴하고 에너지 효율적이며 지속 가능한 주택 및 기타 건물을 제작할 수 있다. 이 기술은 일반적으로 콘크리트 및 플라스틱 수지를 인쇄 ‘잉크’로 사용한다.

그 외에도 3D 프린팅은 건설 기업들이 건물 구성 요소들을 만들고, 사용자 요구에 맞추고, 변형하는 방식에 혁명을 가져올 것이다. 3D 프린팅을 사용하면 복잡한 모양의 부품을 그 어느 때보다 정확하고 빠르게 설계하고 프로토타입을 제작, 테스트할 수 있다. 현재 여러 회사들이 최소한의 노력으로 현장에서 빠르게 조립할 수 있는 구조용 빔, 기둥과 같은 조립식 건물 구성 요소들을 만드는 데 3D 프린팅을 이미 사용하고 있다.

또한 3D 프린팅을 통해 건설 작업자는 기존 구조물을 빠르고 정확하게 스캔하고 모델링하여 수리 또는 개선이 필요한 부분을 식별할 수 있다. 그런 다음 작업자가 수리 또는 교체를 위해 맞춤형 부품 및 구성 요소를 만들 수 있다.

이러한 방식으로 3D 프린팅은 비용과 시간이 많이 소요되는 철거 및 재건 없이 기존 구조를 수리하거나 개선할 수 있는 효율적이고 비용 효율적인 수단을 제공한다. 앞으로 이 기술은 오늘날의 넘치는 도시 사무실과 상업 공간을 주택 단위로 변환하는 데 비용 효율적인 방식을 제공할 수 있을 것이다.

100년이 넘도록 건설 노동자들은 못총과 전동 톱에서 불도저, 백호, 크레인에 이르기까지 다양한 종류의 전동 공구를 사용해 왔다. 대부분의 경우 이러한 도구는 인간의 노력을 줄이고 더 큰 힘을 제공하며 위험한 작업을 대신한다.

하지만 이제 인공지능, 비전 시스템, 정확한 내비게이션 기능을 결합한, 인간이 감독하는 로봇들이 건설 프로세스를 능률화하고, 육체노동의 필요성을 줄이고, 건물, 교량, 도로 및 기타 인프라 프로젝트 건설에 있어 업무 정확성을 더 높여줄 것이다.

공공 도로를 달리는 자율 주행 자동차와 운송 트럭과 달리, 현장 건설 로봇과 관련된 유책 사항들은 효과적으로 관리될 수 있다. 다만 건설 산업 특성 상 제한된 기능과 높은 비용으로 인해, 건설 로봇들은 그 목표 대상에만 한정된 영향을 끼치고, 향후 더 넓은 범위로 그 역할을 늘려갈 것이다. 즉, 시간이 지남에 따라 로봇은 굴착 및 땅고름에서 콘크리트 붓기, 용접, 벽 설치에 이르기까지 건설 작업을 자동화할 것이다. 또한 작업 현장에서 자재를 신속하고 정확하게 측정하고 이동하여 비용을 절감하고 생산성을 높일 것이다.

로봇 3D 프린팅을 사용하면 기존 건축 방식에 비해 훨씬 더 짧은 시간에 대형 부품을 제작할 수 있고, 철근 설치와 콘크리트 붓기는 로봇에 특히 더 적합한 기능이다.

마찬가지로 로봇 중장비는 토양을 파내거나 제거하고 철거를 돕는 데 매우 적합하다. 이렇게 자동화된 굴착은 계획, 감독, 장비 유지 관리에 투입되는 인력의 필요성을 줄여줄 것이다.

사람들을 건설 산업으로 끌어들이는 데 있어 핵심 문제는 ‘건설 산업이 필요로 하는 인간으로의 체력’, 그리고 ‘널리 알려진 사고의 위험’이다. 이러한 두 가지 요소들 중 어느 것도 완전히 제거할 수는 없을 것이다. 하지만 디지털화는 이 두 가지를 모두 극적으로 감소시켜 21세기의 건설 산업을 더욱 매력적으로 만들 것이다.

1. ABC.org. February 9, 2023. Associated Builders and Contractors. Construction Workforce Shortage Tops Half a Million in 2023, Says ABC.

2. Becker Friedman Institute. January 19, 2023. Austan Goolsbee & Chad Syverson. Labor Productivity Trends in U.S. Construction.

3. NPR.org. April 6, 2023. Mary Yang. Where did the workers go? Construction jobs are plentiful, but workers are scarce.

4. Think.ING.com. James Knightley. U.S. Home Sales Hit By Affordability And Supply Constraints.

5. FoxBusiness.com. April 26, 2023. Breck Dumas. AI set to transform construction industry.

6. Market Intelligence. March 28, 2023. Michael Urie. How Construction Companies Can Overcome Barriers to Adopt AI & Robotics.

7. Contractor Magazine. June 17, 2022. Melanie Johnson. AI is Transforming the Construction Industry.

8. Forbes.com. September 29, 2021. Tom Taulli. Artificial Intelligence: Poised To Transform The Massive Construction Industry.

9. Modular Home Source. May 23, 2023. Gary Fleisher. How AI Is Transforming The Construction Industry.

The first stage of every techno-economic revolution involves the introduction of a new technological paradigm. At that point, the focus is primarily on the companies creating the technology itself.

That’s true whether we’re talking about railroads, steel, electricity, or computing. That stage ends with a “transitional crisis,” or turning point, like the Dot-Com Crash; then, the survivors spend 5-to-15 years building-out the capabilities promised during stage one.

Finally, during the second phase of each revolution, mature capabilities create truly transformative value for society by reshaping the entire economy using the new technological paradigm.

This last step happens when the technological paradigm achieves the capability and affordability which enables its cost-effective deployment in foundational industries.

During the first stage of the digital techno-economic revolution, the big winners were device & chip makers, software companies, telecom companies, and eventually, internet platform companies. Traditional industries that dealt with information products like media, banking and insurance have largely been transformed, while ecommerce is slowly reshaping retailing.

However, maturing technologies coupled with demographic and geo-political forces have only now reached a tipping point beyond which the remaining foundational and ubiquitous economic sectors will be truly transformed.

One of the largest and most automation resistant of these foundational sectors is construction. Since the beginning of the 20th century, its productivity growth has lagged far behind sectors like manufacturing, transportation, and business services.

According to a 2017 report from McKinsey & Company, Global labor-productivity growth in construction averaged only 1 percent a year from 1995 to 2015; meanwhile productivity growth averaged 2.8 percent for the total world economy and 3.6 percent for manufacturing.

According to this estimate, if construction productivity had kept pace with the global average for all sectors, we’d be getting 50 percent more value for each hour of construction work performed.

This added value could translate into higher pay, greater profits and better value for end-users. This is a big deal when you consider that construction earnings before interest and taxes account for only 5.5 percent of revenue, on average.

Worldwide, construction spending totals over $10 trillion a year. In the United States, it totals roughly $1.8 trillion annually and the industry employs roughly 7.6 million people. More importantly, the quality-of-life of every person on earth is influenced by the availability of cost-effective homes, offices, factories, stores and infrastructure.

This means improving the performance of the construction sector can have an outsized impact on economic growth and our quality-of-life.

In the United States, current demographic and economic trends indicate that construction spending could approach $2 trillion as soon as 2025, implying the need for as many as 8.5 million total workers.

That makes sense when you couple growing residential demand from maturing Millennials with the reshoring of American manufacturing as well as on-going efforts to renew infrastructure ranging from roads & bridges to airports, pipelines and power grids.

This challenge is exacerbated by demographic factors. Specifically, 25 percent of workers in the construction sector are Baby Boomers, 55 and older. Worse yet, the American educational system has done a poor job of equipping people for this industry or even funneling them in that direction.

As a result, the sector is having difficulty retaining the current workforce, let alone growing it at several times the rate of the overall workforce.

Fortunately, a whole suite of digital solutions is finally emerging which have the potential to resolve this dilemma and eventually enable dramatically faster growth, despite demographic constraints. These solutions include robotics, artificial intelligence, and additive manufacturing.

The implications for cost and availability could be enormous. For instance, there are expected to be an additional 2 billion people on Earth by 2050. To meet their needs, humanity will need to build over 13,000 structures every day from now until 2050.

Such a building boom means unprecedented opportunities for technology to transform construction methods. The combined power of AI, robotics, machine learning data analysis and process automation has the potential to make construction much faster, less expensive, and less wasteful, while making human jobs safer and less physically demanding.

And with fewer than 31 percent of projects coming in within 10 percent of budget and schedule, the impact on the industry and the wider economy could be substantial.

Meanwhile, the value created for consumers, workers, and investors will be enormous.

Given this trend, we offer the following forecasts for your consideration.

For example, supply chain and building material software company DigiBuild is already using AI to bolster its offerings. The company has been around for five years and has automated the job of sifting through suppliers to find materials and working out scheduling.

Last fall, DigiBuild became the first company to introduce OpenAI’s ChatGPT into the construction supply chain. It claims that AI has improved efficiency and slashed costs for the firm’s clients. What used to take a team of humans hundreds of labor hours using Excel spreadsheets, notebooks and manual phone calls has been reduced to a matter of seconds with the help of language learning models.

That means a construction firm using Digibuild software can talk to 100 suppliers in one minute versus just a handful in a couple of hours. The potential savings in terms of procurement and planning are enormous.

Project oversite and coordination readily lends itself to digitalization, enabled by Artificial Intelligence. AI is especially effective for processing and mining unstructured data such as photos, videos, and text and converting them to insights and intelligence.

Furthermore, unlike conventional reports and dashboards which focus on ‘what has happened’ or ‘what is happening’ on projects, AI can ask ‘what might happen?’ This can be a total game-changer when done right.

What are the benefits? At the design stage, AI-powered software is helping architects and engineers design more efficiently and quickly generate 3D models of buildings and other structures. This allows for faster and more accurate design, saving time and money.

At the planning and execution stages, AI is also being used to help construction managers plan and manage projects more effectively. AI-powered software helps managers to track progress, identify potential problems and optimize resources. This helps ensure that construction projects are completed on time and within budget.

Just as factories replaced craftsmen in manufacturing, modular construction is poised to replace most on-site construction in the housing sector. A buyer can generally expect to spend anywhere from 10 to 20 percent less on their home if he or she chooses to “build modular.”

These savings are found mostly in three major areas: bulk purchasing, labor costs, and building materials.

First, modular manufacturers create multiple homes every month, and so are able to order items they need in bulk, reducing the cost per item.

Second, it requires fewer man-hours total to construct a home by modular means and the cost per man-hour during the manufacturing stage is much lower.

The average workman on a site-built home will have multiple responsibilities; a worker in a modular manufacturing factory is much more specialized. Depending on the worker, the size of the factory, and the volume needed, a modular worker may need to do only one type of task all day, every day. The worker will become an expert in just that one aspect of home-building (such as installing cabinets) and will be able to do that one task much faster and more efficiently.

And third, extra material that would be “scrap” in the case of the site-built home can be reused by one of the hundreds of other homes that will be constructed in the same facility, and the resulting savings can be passed on to buyers.

Now armed with ERP systems, the whole process can be optimized in ways that would be impossible with site-built homes. - The combination of digitalization and skills shortages finally gives this 70-year-old business model a clear set of competitive advantages.

Drones equipped with high-resolution cameras already allow construction professionals to capture in-depth job site imagery from any direction and altitude. Increasingly,

AI-enhanced software installed on the drone, will let construction professionals measure and monitor the progress of a project, evaluate worksite safety, and flag potential problems.

Moreover, drones can create 3D models allowing for a detailed view of the job site, unavailable through traditional methods. Drones also allow construction personnel to quickly inspect progress, even where it’s too hazardous for human beings.

Furthermore, using drones will let construction professionals better understand the project’s progress, inspect for any deficiencies, and review the work completed.

As drones become ubiquitous, costs will go down while user skills and system capabilities will increase making the cost-benefit tradeoff clear. As a result, drones will make it easier for construction professionals to reduce risks while doing more in less time.

AR is already transforming how builders and contractors visualize, design, and construct projects. By allowing different players to view and interact with digital representations of the construction project, AR facilitates faster and more efficient planning.

Moreover, AR can be used to evaluate the progress of a project in real-time; this allows for up-to-date communication between stakeholders, enabling quick response and action when changes need to be made. AR can also improve construction plans and designs by allowing for the visualization of projects and their components in a 3D environment.

This allows for a better understanding of the project and its components, leading to better decision-making. AR also allows for improved measurement and scaling of components. In addition, AR can help manage the project by providing real-time information on installation and maintenance as well as documentation of changes and tracking of safety measures.

Moreover, AR can play a key role in capturing, storing, tracking, and integrating data which can be used to assess problems and provide solutions quickly and easily. This allows for better understanding and management of the project throughout its lifecycle. And that reduces potential errors, as well as ensuring that the project is running within budget and on schedule.

3D printing is especially cost-effective and efficient relative to traditional construction methods when the designs are complex or unique. As demonstrated by several startups, 3D printing can enable the fabrication of affordable, energy-efficient, and sustainable homes and other buildings, in a fraction of the time it would take to build a traditional home. The technology typically uses concrete and plastic resins as the printing “ink.”

Beyond that, 3D printing will revolutionize how construction companies create, customize, and modify building components. Using 3D printing, components with complex shapes can be designed, prototyped, and tested more accurately and quickly than ever before.

For instance, several firms already use 3D printing to create prefabricated building components such as structural beams and columns, which can be quickly assembled onsite with minimal effort.

Furthermore, 3D printing enables construction workers to quickly and accurately scan and model existing structures to identify areas needing repair or improvement. Then, it enables workers to create customized parts and components for repair or replacement.

In this way, 3D printing offers an efficient and cost-effective means of repairing or improving existing structures without costly and time-consuming demolition and reconstruction. Going forward this could help cost-effectively transform today’s glut of urban office and commercial space into housing units.

For over a century, construction workers have used a widening assortment of power tools, ranging from nail guns and power saws, to bulldozers, backhoes, and cranes. For the most part, these tools reduce human effort, provide greater strength, and take over risky tasks.

Combining AI, vision systems, and precise navigational capabilities, human-supervised robots are increasingly able to streamline the construction process, reduce the need for manual labor and increase accuracy in constructing buildings, bridges, roads, and other infrastructure projects.

And unlike self-driving cars and transport trucks on public streets, the liability associated with job site construction robots can be effectively managed. Because of limited capabilities and high costs, robots will make their first impact in targeted applications and then enter a wider range of roles. Over time, robots will automate construction tasks ranging from excavation and grading to pouring concrete, welding, and wall erection. They will also rapidly and accurately measure and move material on the job site, reducing costs and boosting productivity.

Furthermore, robotic 3D printing will allow for constructing large components in a fraction of the time required by traditional methods. Installing rebar and pouring concrete are two other functions particularly well suited to robots.

Similarly robotic heavy equipment is well-suited to digging trenches, removing soil, and helping with demolition. Such automated excavation will reduce the need for human labor which can be redeployed for planning, oversight and equipment maintenance. And,

A key problem in attracting people to the construction industry is the physical strength required as well as the perceived accident risks. While neither of these factors can be totally eliminated, digitalization will reduce both, making the industry more attractive to 21st century Americans.