최근 플랜트 프로젝트에 기존의 현장 시공 방식 (현장에서 모든 작업이 이루어지는 공사 방식)과는 다른 새로운 공법인 모듈러 공법 (현장에서 이루어지는 작업의 일부를 현장이 아닌 제작장에서 사전 제작하고, 이를 현장으로 운반하고 설치하는 방식)의 도입이 눈에 띄게 증가하고 있는 추세이다. 모듈러 공법의 경우 현장의 작업 일부가 제작장에서 이루어지기 때문에 환경적 요인으로부터 비교적 자유롭고, 현장과 제작장에서의 동시 작업이 가능하다는 등 많은 이점을 가지고 있다. 그러나 모듈러 공법의 도입이 프로젝트 실패로 이어지는 경우도 빈번하게 발생하고 있는데, 이는 ...
최근 플랜트 프로젝트에 기존의 현장 시공 방식 (현장에서 모든 작업이 이루어지는 공사 방식)과는 다른 새로운 공법인 모듈러 공법 (현장에서 이루어지는 작업의 일부를 현장이 아닌 제작장에서 사전 제작하고, 이를 현장으로 운반하고 설치하는 방식)의 도입이 눈에 띄게 증가하고 있는 추세이다. 모듈러 공법의 경우 현장의 작업 일부가 제작장에서 이루어지기 때문에 환경적 요인으로부터 비교적 자유롭고, 현장과 제작장에서의 동시 작업이 가능하다는 등 많은 이점을 가지고 있다. 그러나 모듈러 공법의 도입이 프로젝트 실패로 이어지는 경우도 빈번하게 발생하고 있는데, 이는 모듈 운송의 어려움에 기인하며, 특히 대형 모듈러 플랜트 프로젝트에서 두드러지게 나타난다. 대형 모듈러 플랜트 프로젝트의 경우 제작장과 현장의 위치가 멀어 모듈 운송 거리가 긴 경우가 많고, 많은 제작장의 수, 제작장과 현장 사이에 위치한 중간 거점 (임시 야적장) 때문에 공급망이 복잡해지는 경우가 많다. 복잡한 공급망으로 인하여 모듈 제작장으로부터 현장까지의 운송에 있어 수많은 리스크가 내제되어 있다. 대형 모듈러 플랜트 프로젝트의 복잡한 공급망을 효율적이고 성공적으로 관리하기 위해서는 제작장과 현장의 상황을 동시에 고려하는 것이 필수적이다. 그러나 기존의 연구는 모듈러 공법의 도입 여부를 결정하는 기준 체계에 관한 연구, 모듈러 프로젝트 전체 공급망이 아닌 현장 위주의 연구 등에 초점이 맞춰져 있었다. 최근에 들어, 현장과 제작장 등 전체 공급망에 걸친 연구가 증가하고 있으나 주로 프로젝트 공기 관점의 연구가 주를 이루고 있다. 건설 프로젝트에 모듈러 공법을 적용함에 있어 얻을 수 있는 이점으로는 프로젝트 공기 단축, 공사비 절감, 품질 관리의 용이함, 안전 사고 감소 등이 있다. 본 연구는 모듈러 공법 적용 시 얻을 수 있는 프로젝트 관점에서의 이점을 고려한 모듈러 플랜트 프로젝트의 공급망을 최적화하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 모듈 제작장을 선정하고, 모듈 제작 물량의 배분, 제작장으로부터 현장까지의 운송 경로를 프로젝트의 공기, 공사비, 품질 관점에서 최적화하여 달성하고자 하였다. 이를 위해, 먼저, 모듈러 플랜트 프로젝트에서 반드시 고려해야하는 공기, 공사비, 품질 항목들을 도출하고, 각 항목을 최적화하기 위해 항목 별 목적 함수를 정의하였다. 공기, 공사비, 품질의 목적 함수가 서로 상충 관계에 있기 때문에, 다목적 유전 알고리즘을 적용하였다. 프로젝트 공기, 공사비, 품질 측면에서 최적화 결과를 확인한 결과, 프로젝트 특성에 따라 공기, 공사비, 품질 중 어느 항목에 가중치를 주는지에 따라 모듈 제작장 별 제작 물량이 달라짐을 알 수 있었다. 프로젝트 특성에 따라 전략적으로 제작장을 선정하고, 각 제작장 별 모듈 제작 물량을 산정하는데 가이드라인 역할을 기대할 수 있다.
최근 플랜트 프로젝트에 기존의 현장 시공 방식 (현장에서 모든 작업이 이루어지는 공사 방식)과는 다른 새로운 공법인 모듈러 공법 (현장에서 이루어지는 작업의 일부를 현장이 아닌 제작장에서 사전 제작하고, 이를 현장으로 운반하고 설치하는 방식)의 도입이 눈에 띄게 증가하고 있는 추세이다. 모듈러 공법의 경우 현장의 작업 일부가 제작장에서 이루어지기 때문에 환경적 요인으로부터 비교적 자유롭고, 현장과 제작장에서의 동시 작업이 가능하다는 등 많은 이점을 가지고 있다. 그러나 모듈러 공법의 도입이 프로젝트 실패로 이어지는 경우도 빈번하게 발생하고 있는데, 이는 모듈 운송의 어려움에 기인하며, 특히 대형 모듈러 플랜트 프로젝트에서 두드러지게 나타난다. 대형 모듈러 플랜트 프로젝트의 경우 제작장과 현장의 위치가 멀어 모듈 운송 거리가 긴 경우가 많고, 많은 제작장의 수, 제작장과 현장 사이에 위치한 중간 거점 (임시 야적장) 때문에 공급망이 복잡해지는 경우가 많다. 복잡한 공급망으로 인하여 모듈 제작장으로부터 현장까지의 운송에 있어 수많은 리스크가 내제되어 있다. 대형 모듈러 플랜트 프로젝트의 복잡한 공급망을 효율적이고 성공적으로 관리하기 위해서는 제작장과 현장의 상황을 동시에 고려하는 것이 필수적이다. 그러나 기존의 연구는 모듈러 공법의 도입 여부를 결정하는 기준 체계에 관한 연구, 모듈러 프로젝트 전체 공급망이 아닌 현장 위주의 연구 등에 초점이 맞춰져 있었다. 최근에 들어, 현장과 제작장 등 전체 공급망에 걸친 연구가 증가하고 있으나 주로 프로젝트 공기 관점의 연구가 주를 이루고 있다. 건설 프로젝트에 모듈러 공법을 적용함에 있어 얻을 수 있는 이점으로는 프로젝트 공기 단축, 공사비 절감, 품질 관리의 용이함, 안전 사고 감소 등이 있다. 본 연구는 모듈러 공법 적용 시 얻을 수 있는 프로젝트 관점에서의 이점을 고려한 모듈러 플랜트 프로젝트의 공급망을 최적화하는 것을 목적으로 한다. 이 목적은 모듈 제작장을 선정하고, 모듈 제작 물량의 배분, 제작장으로부터 현장까지의 운송 경로를 프로젝트의 공기, 공사비, 품질 관점에서 최적화하여 달성하고자 하였다. 이를 위해, 먼저, 모듈러 플랜트 프로젝트에서 반드시 고려해야하는 공기, 공사비, 품질 항목들을 도출하고, 각 항목을 최적화하기 위해 항목 별 목적 함수를 정의하였다. 공기, 공사비, 품질의 목적 함수가 서로 상충 관계에 있기 때문에, 다목적 유전 알고리즘을 적용하였다. 프로젝트 공기, 공사비, 품질 측면에서 최적화 결과를 확인한 결과, 프로젝트 특성에 따라 공기, 공사비, 품질 중 어느 항목에 가중치를 주는지에 따라 모듈 제작장 별 제작 물량이 달라짐을 알 수 있었다. 프로젝트 특성에 따라 전략적으로 제작장을 선정하고, 각 제작장 별 모듈 제작 물량을 산정하는데 가이드라인 역할을 기대할 수 있다.
Through significant increase in application of modularization to industrial construction project, the failures such as cost overrun also have been increased. Those failures have been observed especially in large scale industrial modular construction projects. Most of failures resulted from the logis...
Through significant increase in application of modularization to industrial construction project, the failures such as cost overrun also have been increased. Those failures have been observed especially in large scale industrial modular construction projects. Most of failures resulted from the logistics challenges and transportation issues because of complex supply chain occupying long distance between module manufacturing shops and construction site. Integrated approach need to operate complex supply chain efficiently and successfully. Previous research about modularization have mainly focused on managing the project in perspective of in-project (on-site only). In-project management has limitations of difficulty to consider the entire supply chain related with project. Especially, in the most of industrial modular construction, the dual work process at module manufacturing shop and construction site is common. The larger the size of project is, the more work process will happen at the same time at several module manufacturing shops and construction site. The proper supply chain management for industrial modular construction can consider the overall inherent risks in the both on-site and off-sites. This research was conducted to suggest the optimization algorithm of supply chain for large scale industrial modular construction project considering time, cost, and quality tradeoff. These three indicators (time, cost, and quality) are the most critical drivers to apply modularization. In this research, representative basic supply chain that comprises module manufacturing shop, prefabrication yard, and construction site is used. Within this supply chain, the allocation of modules for each shop, and transportation route are optimized. To do this, the following steps are conducted. First, the critical performance indicators of time, cost, and quality are derived from literature review and depth interviews with experts in modular construction. Second, the objective functions about time, cost, and quality is developed using the indicators with plausible assumptions to reflect real projects. Third, to solve the multi-objective optimization problems, MATLAB 2017a was applied to multi-objective genetic algorithm. The multi-objective optimization results show that the time-prominent, cost-prominent, and quality prominent pareto solution set. Each set has the different quantity of modules manufactured at shops, and different project duration, cost, and quality performance. Through this optimization solution, a decision-maker can make proper decision by the project characteristics.
Through significant increase in application of modularization to industrial construction project, the failures such as cost overrun also have been increased. Those failures have been observed especially in large scale industrial modular construction projects. Most of failures resulted from the logistics challenges and transportation issues because of complex supply chain occupying long distance between module manufacturing shops and construction site. Integrated approach need to operate complex supply chain efficiently and successfully. Previous research about modularization have mainly focused on managing the project in perspective of in-project (on-site only). In-project management has limitations of difficulty to consider the entire supply chain related with project. Especially, in the most of industrial modular construction, the dual work process at module manufacturing shop and construction site is common. The larger the size of project is, the more work process will happen at the same time at several module manufacturing shops and construction site. The proper supply chain management for industrial modular construction can consider the overall inherent risks in the both on-site and off-sites. This research was conducted to suggest the optimization algorithm of supply chain for large scale industrial modular construction project considering time, cost, and quality tradeoff. These three indicators (time, cost, and quality) are the most critical drivers to apply modularization. In this research, representative basic supply chain that comprises module manufacturing shop, prefabrication yard, and construction site is used. Within this supply chain, the allocation of modules for each shop, and transportation route are optimized. To do this, the following steps are conducted. First, the critical performance indicators of time, cost, and quality are derived from literature review and depth interviews with experts in modular construction. Second, the objective functions about time, cost, and quality is developed using the indicators with plausible assumptions to reflect real projects. Third, to solve the multi-objective optimization problems, MATLAB 2017a was applied to multi-objective genetic algorithm. The multi-objective optimization results show that the time-prominent, cost-prominent, and quality prominent pareto solution set. Each set has the different quantity of modules manufactured at shops, and different project duration, cost, and quality performance. Through this optimization solution, a decision-maker can make proper decision by the project characteristics.
주제어
#다목적 유전 알고리즘 모듈러 플랜트 프로젝트 공급망 관리 시간-비용-품질 상관관계 modular industrial construction supply chain management multi-objective optimization time-cost-quality tradeoff
학위논문 정보
저자
김연수
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내석사
학과
Department of Civil and Environmental Engineering
지도교수
Seung Heon Han
발행연도
2017
총페이지
vii, 89장
키워드
다목적 유전 알고리즘 모듈러 플랜트 프로젝트 공급망 관리 시간-비용-품질 상관관계 modular industrial construction supply chain management multi-objective optimization time-cost-quality tradeoff
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