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문제 정의
- 본 논문에서는 공사원가에 가장 큰 영향을 미치는 공동주택 골조공사의 효율적인 공사관리를 위한 거푸집공사의 작업분석을 실시하고 그 결과를 토대로 개선방안을 제시 하였다. 각각의 작업별로 생산성 향상을 위한 여러 가지 대안이 제시되었으며, 그 내용을 요약하면 다음과 같다.
- 본 논문에서는 샘플링에 대해서 관측시간의 임의성을 확보하기 위해 엑셀로 일양분포(uniform distribution)를 따르는 난수를 발생시킨다.
- 본 연구는 공동주택공사의 주요공종 중 거푸집공사의 생산성 향상을 위한 작업분석 연구이다. 그러나 워크샘플링에서 분석된 거푸집공사의 5개 공종을 시뮬레이션을 통하여 모두 검증을 하지는 못하였다.
- 본 연구는 주요공종 중 거푸집공사의 작업량 분석을 통해 생산성 기준을 마련하고, 생산성 향상 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
- 본 절에서는 생산성의 일반적인 개념과 다양한 분석방법에 대해서 살펴본다.
- 최종으로 관측결과를 정리한다. 이러한 일련의 과정으로 도출된 관측결과를 기준으로 문제점 및 개선방안을 제시한다.
제안 방법
- 1일 관측횟수가 40회이기 때문에 1일 중 작업시간에 40회의 관측횟수가 될 때까지 난수를 이용하여 샘플링 하였다.
- 1일 관측횟수는 40회로 하며, 총 관측횟수를 결정하기 위해서는 우선 신뢰도를 결정해야 하는데, 본 연구에서는 95%의 신뢰도를 적용하였다. 신뢰도 95%란 관측 횟수 중 95%는 사실을 나타내며 5%는 사실과 다를 가능성을 인정하는 것이다.
- ③ 오차를 확인한다 : 관측결과가 오차의 범위 내에 들었나를 확인하고 만약 오차 범위 내에 없는 경우에는 필요에 따라 추가 관측을 실시한다.
- 관측 대상의 공종별 관측결과 및 분석은 관측용지에 1일 40회 관측한 결과를 기록하고, 작업율, 여유율, 비작업율을 산출한다. 산출된 실험결과 자료의 유효성 검증을 위하여 관리도를 작성하고 자료의 신뢰성을 검증한다.
- 관측대상은 골조공사가 진행중인 아파트 현장을 대상으로 하였다. 내역서 중심의 원가분석에 의한 주요공종과 표준공정표 중심의 주 공정선에 의한 주요공정을 고려하여 선택된 거푸집공사, 철근공사, 콘크리트 공사의 생산성을 측정하였다. 생산성 측정의 기법으로 골조공사 1층분 cycle 공정에 대해 워크샘플링을 실시하였다.
- 검증결과 6~9번째의 관측자료가 관측자의 오류가 있는 것으로 판단되어 분석한 결과 거푸집 설치를 위한 해체 후 상층으로의 소운반을 관측하여 소운반으로 기재한 것으로 나타났다. 따라서 6~9일의 관측자료를 제거하고 추가관측을 실시하여 2차 검증을 하였다.
- 검증결과 1번째, 7번째의 관측자료가 관측자의 오류가 있는 것으로 판단된다. 따라서 관측자료 가운데 관리한계를 벗어나는 1번째, 7번째의 관측자료를 제거하고 추가관측을 실시하여 2차 검증을 하였다.
- 검증결과 23~24번째의 관측자료가 관측자의 오류가 있는 것으로 판단되어 분석한 결과 거푸집 설치를 위해 거푸집 소운반을 주 작업으로 기재한 것으로 나타났다. 따라서 관측자료 가운데 관리한계를 벗어나는 23~24일의 관측자료를 제거하고 추가관측을 실시하여 2차 검증을 하였다.
- 예비관측 결과에서 기술한 바와 같이 먹매김 작업의 95%의 신뢰도를 확보하기 위해서 1,892회의 관측횟수가 필요하다. 따라서 본 관측일수는 총 24일이고, 1일 관측횟수 40회, 1일 2조로 구성하였다. 이를 곱한 총 관측횟수 1,920회를 실시하였다.
- 장선 설치작업의 95%의 신뢰도를 확보하기 위해서 2,093회의 관측횟수가 필요하다. 따라서 본 관측일수는 총 27일이고, 1일 관측횟수 40회, 1일 2조로 구성하였다. 이를 곱한 총 관측횟수 2,120회를 실시하였다.
- 예비관측 결과에서 기술한 바와 같이 작업의 95%의 신뢰도를 확보하기 위해서 1,266회의 관측횟수가 필요하다. 따라서 본 관측일수는 총 32일이고, 1일 관측횟수 40회, 1일 1조로 구성하였다. 이를 곱한 총 관측횟수 1,280회를 실시하였다.
- 관측 대상의 공종별 관측결과 및 분석은 관측용지에 1일 40회 관측한 결과를 기록하고, 작업율, 여유율, 비작업율을 산출한다. 산출된 실험결과 자료의 유효성 검증을 위하여 관리도를 작성하고 자료의 신뢰성을 검증한다. 최종으로 관측결과를 정리한다.
- 내역서 중심의 원가분석에 의한 주요공종과 표준공정표 중심의 주 공정선에 의한 주요공정을 고려하여 선택된 거푸집공사, 철근공사, 콘크리트 공사의 생산성을 측정하였다. 생산성 측정의 기법으로 골조공사 1층분 cycle 공정에 대해 워크샘플링을 실시하였다.
- 생산성 측정을 위해서 2008년 기준 1군 건설회사가 시공 중인 아파트 건설현장을 선정하여 조사한다. 연구대상 공종을 선정하여 생산성을 극대화하기 위해 최적성, 경제성, 범용성, 효용성, 효율성, 실현가능성, 긴급성을 고려하였고, 대상공종은 내역서 중심의 원가 분석에 의한 주요공종과 표준공정표(standard critical path method diagram) 중심의 주공정선(critical path)에 의한 주요공정을 고려하여 선택하였다. 생산성분석은 생산성 분석기법으로 많이 사용하고 있는 워크샘플링 기법을 사용하였다.
- 예비관측은 총 관측횟수 120회를 기준으로 4.2절에서 제시된 상대오차와 절대오차와의 관계식에 의해 총 관측횟수를 구하고 관측일수를 결정하였다.
대상 데이터
- 관측 항목은 아파트 세대의 먹매김에서 콘크리트 타설 작업까지의 골조공사 중 거푸집공사를를 대상으로 하였고, 세부관측항목은 다음과 같다.
- 관측대상은 골조공사가 진행중인 아파트 현장을 대상으로 하였다. 내역서 중심의 원가분석에 의한 주요공종과 표준공정표 중심의 주 공정선에 의한 주요공정을 고려하여 선택된 거푸집공사, 철근공사, 콘크리트 공사의 생산성을 측정하였다.
- 예비관측 결과에서 기술한 바와 같이 슬래브 합판거푸집 설치작업의 95%의 신뢰도를 확보하기 위해서 995회의 관측횟수가 필요하다. 따라서 본 관측일수는 총 25일이고, 1일 관측횟수 40회를 곱하여 총 관측횟수는 1,000회를 실시하였다.
- 따라서 본 연구는 공동주택을 대상으로 한정하였고, 공동주택 공사의 생산성 향상에 영향을 미치는 주요공종 중 거푸집공종을 연구의 범위로 한정하였다.
- 본 연구에서 대상공종의 관측시각은 오전 7시부터 오후 6시까지 총 11시간이다. 난수의 발생범위는 11시간을 초로 환산하여 1~39600으로 하였다.
- 따라서 본 연구는 공동주택을 대상으로 한정하였고, 공동주택 공사의 생산성 향상에 영향을 미치는 주요공종 중 거푸집공종을 연구의 범위로 한정하였다. 생산성 측정을 위해서 2008년 기준 1군 건설회사가 시공 중인 아파트 건설현장을 선정하여 조사한다. 연구대상 공종을 선정하여 생산성을 극대화하기 위해 최적성, 경제성, 범용성, 효용성, 효율성, 실현가능성, 긴급성을 고려하였고, 대상공종은 내역서 중심의 원가 분석에 의한 주요공종과 표준공정표(standard critical path method diagram) 중심의 주공정선(critical path)에 의한 주요공정을 고려하여 선택하였다.
- 20%의 공종을 집중 관리함으로서 생산성면에서 보다 효과적이라 할 수 있다. 이에 도급금액이 높은 상위 20개 공종을 추출하였다.
데이터처리
- 슬래브 합판거푸집 설치작업의 P관리도를 이용한 신뢰도 검증결과는 관리평균(#), 관리상한(UCL : Upper Control Limit), 관리하한(LCL : Lower Control Limit)을 아래와 같이 계산하여 검증하였다.
이론/모형
- 연구대상 공종을 선정하여 생산성을 극대화하기 위해 최적성, 경제성, 범용성, 효용성, 효율성, 실현가능성, 긴급성을 고려하였고, 대상공종은 내역서 중심의 원가 분석에 의한 주요공종과 표준공정표(standard critical path method diagram) 중심의 주공정선(critical path)에 의한 주요공정을 고려하여 선택하였다. 생산성분석은 생산성 분석기법으로 많이 사용하고 있는 워크샘플링 기법을 사용하였다.
성능/효과
- 3차까지의 최종 관측결과를 검토한 결과 모든 관측자료가 관리한계 내에 분포함을 확인하였다. 총 관측수 1,160회 가운데 주 작업수는 692회, 인정하는 지연 수 273회, 인정하지 않는 지연 수는 195회가 각각 관측되었다.
- 검증결과 23~24번째의 관측자료가 관측자의 오류가 있는 것으로 판단되어 분석한 결과 거푸집 설치를 위해 거푸집 소운반을 주 작업으로 기재한 것으로 나타났다. 따라서 관측자료 가운데 관리한계를 벗어나는 23~24일의 관측자료를 제거하고 추가관측을 실시하여 2차 검증을 하였다.
- 검증결과 6~9번째의 관측자료가 관측자의 오류가 있는 것으로 판단되어 분석한 결과 거푸집 설치를 위한 해체 후 상층으로의 소운반을 관측하여 소운반으로 기재한 것으로 나타났다. 따라서 6~9일의 관측자료를 제거하고 추가관측을 실시하여 2차 검증을 하였다.
- 이는 골조공사 1사이클(cycle) 기준에서 2일의 공기절감 및 인건비절감 효과가 있다. 또한 바닥 콘크리트 타설높이를 설정하는 레벨마커(level marker)의 역할을 하므로 바닥 평활도를 유지할 수 있고, 시공정밀도, 생산성, 시공성이 향상되고 콘크리트 이음부(시공줄눈)의 청소를 확실하게 하여 종합적으로 시공품질을 향상시킬 수 있다. 따라서 정확한 시공계획을 바탕으로 콘크리트 키커(kicker)설치작업이 이루어져야한다.
- 먹매김 작업에서 비 작업요소 가운데 관측빈도가 높은 순으로 정리한 결과 인정하는 지연에서는 소운반 13.1%, 공구준비 6.6%, 장비점검 3.8%, 현장가공 2.2%등의 순으로 분석되었고, 인정하지 않는 지연에서는 휴식 4.6%, 부재 1.6%, 잡담 0.1%로 분석되었다.
- 멍에․장선 설치작업에서 비 작업요소 가운데 관측빈도가 높은 순으로 정리한 결과 인정하는 지연에서는 소운반 25.9%, 현장가공 8.1% 공구준비와 통신 0.8%등의 순으로 분석되었고, 인정하지 않는 지연에서는 휴식 6.4%, 부재 2.4%, 자재미착 0.6%, 잡담 0.2%로 분석되었다.
- 벽체 유로폼 설치작업에서 비 작업요소 가운데 관측빈도가 높은 순으로 정리한 결과 표 15와 같이 인정하는 지연에서는 소운반 17.6%, 현장가공 4.3%, 도면검토 1.1% 등의 순으로 분석되었고, 인정하지 않는 지연에서는 휴식 9.8%, 부재 6.2%, 자재미착 0.8%로 분석되었다.
- 슬래브 합판거푸집 설치작업에서 비 작업요소 가운데 관측빈도가 높은 순으로 정리한 결과 인정하는 지연에서는 소운반 15.6%, 현장가공 8.2%, 공구준비 3% 등의 순으로 분석되었고, 인정하지 않는 지연에서는 부재 8.6%, 휴식 8.1%, 잡담 0.5%로 분석되었다.
- 이는 골조공사 1사이클(cycle) 기준에서 2일의 공기절감 및 인건비절감 효과가 있다. 또한 바닥 콘크리트 타설높이를 설정하는 레벨마커(level marker)의 역할을 하므로 바닥 평활도를 유지할 수 있고, 시공정밀도, 생산성, 시공성이 향상되고 콘크리트 이음부(시공줄눈)의 청소를 확실하게 하여 종합적으로 시공품질을 향상시킬 수 있다. 따라서 정확한 시공계획을 바탕으로 콘크리트 키커(kicker)설치작업이 이루어져야한다.
- 원가 분석에 의한 주요공종은 6개 현장 도급내역서를 기준으로 내역항목의 가격분포를 분석한 결과, 전체 내역항목 중 각각의 20개 항목들이 전체 공사비의 약 30%를 차지하는 것으로 나타났다. 이것은 전체 내역항목 중 20%의 항목이 전체 공사비의 80%를 차지한다는 파레토법칙을 대표한다고 할 수 있다.
- 재검증 결과 모든 관측자료가 관리한계 내에 분포함을 확인하였다.
- 총 관측수 1,280회 가운데 주 작업수는 700회, 인정하는 지연 수 494회, 인정하지 않는 지연 수는 86회가 각각 관측되었다.
- 현장가공은 4.3%로 관측되었고, 유로폼에서 발생하는 현장가공은 유로폼 설치 이후 최종 마무리를 위한 합판거푸집의 가공이고, 이러한 거푸집 또한 현장에서 가공하여 사용하는 것보다는 현장개설 시점에 거푸집 설치계획에 의해 공장에서 제작하여 현장에서는 설치작업만 실시할 경우 현장가공이 개선될 것이다.
- 휴식은 6.4%로 관측되었는데 하루작업시간 중 약 15%의 정도의 휴식시간은 외국의 관련문헌5)을 통해 볼 때, 국내 여건상 인력에 크게 의존하는 건설현장의 작업여건 비춰 조금은 모자라지만 적절한 휴식은 필요하기 때문에 문제가 없는 것으로 판단된다.
후속연구
- 거푸집공사 5개 공종에 대하여 모두 검증할 경우 거푸집공사에 대한 생산성 향상 효과가 나타날 것이다. 따라서 향후에는 개선방안을 보완하고 시뮬레이션을 모두 실시하여 공동주택의 골조공사 생산성 향상을 위한 분석모델을 완벽하게 구현해야 할 것이다.
- 생산성의 향상은 기존의 생산체계 또는 생산 활동의 문제점과 개선점을 발견하고 이를 해결함으로써 이룩할 수 있다. 이때 개선 전과 개선 후의 생산성을 각각 측정하여 비교 분석할 수 있다면 과연 생산성이 얼마나 향상되었는가를 객관적으로 평가할 수 있을 것이다.3)
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