도심지의 대형 공사를 그것도 짧은 공기 내에 수행함에 있어 가장 중요한 과제로 부각되는 것은 건설 주요 자원의 효율적인 관리이다. 즉 자재, 인원, 장비 등의 적기적소 조달이 주요 관리 항목이 되고 있다. 또한, 자원의 적기적소 조달을 위한 생산 단계별 생산주체간의 효율적인 정보의 교환은 성공적인 공사 수행에 절대적인 영향을 끼치게 된다. 따라서 이러한 정보를 효율적으로 관리하여 주요 자원을 조달, 운반, 양중, 적치, 설치 각 단계별로 관리할 수 있도록 하는 주요 자원 관리 시스템의 개발이 필수적이다 본 연구에서는 자동차 제조 산업 등 타 산업분야에서 성공적으로 사용된 적시생산의 기본적인 원리와 정보전달기법, 즉 간판시스템의 기본개념을 응용하여 건설프로젝트 자원정보관리시스템을 개발하였다. 또한, 이 시스템을 콘크리트 타설 공사에 적용하였다. 현장의 콘크리트 공사 흐름을 분석한 후, 가치흐름맵핑(VSM)을 통해 정보관리 개선 후 개선모델(FSM)을 제시하고, 이를 실제 초고층주상복합 건물현장의 자원정보관리에 적용하였다. 또한 현장 적용 시 도출된 적용성 등 문제점을 보완하여, 시스템의 추후 사용성을 제고하였다.
도심지의 대형 공사를 그것도 짧은 공기 내에 수행함에 있어 가장 중요한 과제로 부각되는 것은 건설 주요 자원의 효율적인 관리이다. 즉 자재, 인원, 장비 등의 적기적소 조달이 주요 관리 항목이 되고 있다. 또한, 자원의 적기적소 조달을 위한 생산 단계별 생산주체간의 효율적인 정보의 교환은 성공적인 공사 수행에 절대적인 영향을 끼치게 된다. 따라서 이러한 정보를 효율적으로 관리하여 주요 자원을 조달, 운반, 양중, 적치, 설치 각 단계별로 관리할 수 있도록 하는 주요 자원 관리 시스템의 개발이 필수적이다 본 연구에서는 자동차 제조 산업 등 타 산업분야에서 성공적으로 사용된 적시생산의 기본적인 원리와 정보전달기법, 즉 간판시스템의 기본개념을 응용하여 건설프로젝트 자원정보관리시스템을 개발하였다. 또한, 이 시스템을 콘크리트 타설 공사에 적용하였다. 현장의 콘크리트 공사 흐름을 분석한 후, 가치흐름맵핑(VSM)을 통해 정보관리 개선 후 개선모델(FSM)을 제시하고, 이를 실제 초고층주상복합 건물현장의 자원정보관리에 적용하였다. 또한 현장 적용 시 도출된 적용성 등 문제점을 보완하여, 시스템의 추후 사용성을 제고하였다.
The effective management of major construction resources is the key to the success in high-rise residential building construction projects. It is even more important and challenging as well especially in CBD(central business district) area under tight project duration since little leeway in interfac...
The effective management of major construction resources is the key to the success in high-rise residential building construction projects. It is even more important and challenging as well especially in CBD(central business district) area under tight project duration since little leeway in interface between construction trades, severe constraints in staging n and heavy demands for lifting among construction resources. In order to meet high demands among major construction resources, highly effective construction resource management information system is required This research develops and provides a system which selects and disseminates these information from each phase of procurement transportation, lift-up and storage for major construction resources This research applies the Kanban system, well recognized material information system technique in automobile manufacturing industry, in concrete work processes. It develops concrete procurement information system utilizing VSM(Value Stream Mapping) and also applies the model in actual super-high rise residential building construction project in order to analyze the benefit of the research model.
The effective management of major construction resources is the key to the success in high-rise residential building construction projects. It is even more important and challenging as well especially in CBD(central business district) area under tight project duration since little leeway in interface between construction trades, severe constraints in staging n and heavy demands for lifting among construction resources. In order to meet high demands among major construction resources, highly effective construction resource management information system is required This research develops and provides a system which selects and disseminates these information from each phase of procurement transportation, lift-up and storage for major construction resources This research applies the Kanban system, well recognized material information system technique in automobile manufacturing industry, in concrete work processes. It develops concrete procurement information system utilizing VSM(Value Stream Mapping) and also applies the model in actual super-high rise residential building construction project in order to analyze the benefit of the research model.
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문제 정의
대기차량 및 타설 관리는 현황을 분석하여 현재시간을 기준으로 현재까지의 타설 현황과 앞으로의 예측에 대한 정보를 제공하고자함이 그 목적이다. 운송 중 차량은 운송차량의 현장 도착 시간을 예상함으로 타설 중단을 미연에 방지하는 기능을 수행하고, 대기 중 차량은 대기차량의 타설 개시 시간을 예측함으로 시간지연으로 인한 레미콘 품질저하를 방지하게 된다.
따라서 본 연구는 이러한 건설현장의 특수성을 고려하여 건설 현장에 적합한 적시생산 모델을 개발하고 이를 조달단계에 적용하고자 한다.
따라서 현행 콘크리트 타설 공사의 흐름을 분석하고 이에서 발견한 문제점을 보완한 대안을 제시하였다. 모델 개발 도구로는 가치흐름맵핑 (Value Stream Mapping, 이하 VSM)을 사용하였다.
본 연구에서는 적시생산방식의 개념과 기법을 응용하여 자원조달시스템을 개발하였다. 인풋과 아웃풋의 관계로만 평가되던 종래의 시스템은 적기에 적절한 정보를 가져오기 어렵고 그에 따라 많은 낭비를 발생하게 된다.
여기에 작업흐름 모델의 범위를 레미콘의 계약 및 발주에서부터 콘크리트 품질관리 및 검사까지로 한정하고, 그 작업의 수행 주체별 수행내용을 분석 도식화하고, 각 작업별로는 투입되는 정보와 처리과정, 그리고 산출되는 정보로 분류하여 작업의 흐름을 명확히 하고자 하였다
이러한 불합리한 정보전달에 대해 각 단계별 프로세스를 상세히 분석, 발생되는 정보를 규명하여 효율적인 적시생산에서의 활용을 도모하고자 하였다.
콘크리트 물류관리 시스템 개발에 앞서 시스템의 주된 기능인 레미콘 운송/대기/타설의 시간을 측정함으로써 시스템 요구사항의 구체화 및 적용 시 발생될 문제점을 사전에 제거하고자 하였다. 그림 3.
제안 방법
이를 토대로 콘크리트 물류관리 시스템을 개발하여 적시 생산이라는 개념이 어떤 프로세스와 시스템으로 구현되고 현장에 적용할 수 있는지 시험 적용하게 되었다. 각 단계별 발생 정보를 근거로 모바일(mobile) 시스템 및 네트워크 도구 등을 이용하여 콘크리트 자재에 대한 적시생산을 위한 양중 및 조달 시스템을 구축하여 현장에 적용하였고 이 결과를 바탕으로 모델을 수정하였다.
계약에서부터 양생까지의 각 작업을 계약 및 발주, 배합 및 제조, 운반, 타설 및 양생의 4단계로 나누고, 작업의 주체를 시공사, 골조업자, 운송업자, 배치플랜트의 4개로 구분하여 표현하였고, 정보의 흐름은 점선으로 레미콘의 물리적 흐름은 실선으로 표기하여 정보와 물류의 흐름을 따로 파악, 서로 다른 형태로 관리 운영되고 있는 물류와 정보의 현상을 파악 그 통합방안을 모색하였다.
3은 공장 발차에서 타설 완료까지의 단계를 총 다섯 개의 포인트로 나누고 그 사이를 운반, 현장 외부대기, 현장 내부 대기, 타설의 4단계로 나누었다. 대기의 경우 현장내부에서 일어나는 경우와 밖에서 일어나는 경우가 서로 다른 영향을 미치고 있으므로 게이트를 중심으로 현장내부 대기와 외부대기로 나누었다.
이러한 관점에서 타설 현황에 따른 운송대수의 조정으로 당김 생산을 수행하는 것이 우선되어져야 한다. 따라서 공장의 발차시간 정보공유 및 운송시의 운송정보 수집 그리고 타설 개시/완료 시간의 공장과의 공유 등을 시스템의 요구사항으로 정의 하고 이에 따라 시스템을 개발하였다.
인풋과 아웃풋의 관계로만 평가되던 종래의 시스템은 적기에 적절한 정보를 가져오기 어렵고 그에 따라 많은 낭비를 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기존의 변환(transformation)의 개념에 흐름(flow)과 가치(value)를 병행하여 고려하였다.
그러나 이미 레미콘 타설 현황 데이터에서도 분석한 바 있듯이 레미콘 타설 공사의 발차에서 타설까지의 전 과정을 관리하기에는 한계가 있었다. 따라서 시스템 보완 시에는 운반, 대기, 타설의 세 단계로 나누고 네 개 포인트(공장출하, 현장도착, 타설 개시, 게이트반출)에서 정보를 수집하기로 한다.
이러한 원인을 현장 도착간격과 타설 간격의 차가 큰데서 찾을 수 있었다. 따라서 시스템의 개발 초점을 배송 및 조달에 대한 시간관리로 설정하고 각 단계별 정보들을 모바일(mobile) 시스템 및 네트워크 도구 등을 이용하여 콘크리트 적시 공급을 위한 조달 시스템을 구축하여 현장에 적용하였다. 이러한 콘크리트 정보관리 시스템의 현장 적용 결과 현장 내 콘크리트 대기 차량이 50%정도 감소하는 효과를 보았고, 이는 현장 가용 공간의 증가와 민원 등의 감소로 나타났다.
레미콘의 계약 및 발주에서부터 타설 · 양생까지의 플로우를 각 단계별 사용자를 중심으로 작업흐름을 도식화하였다. 계약에서부터 양생까지의 각 작업을 계약 및 발주, 배합 및 제조, 운반, 타설 및 양생의 4단계로 나누고, 작업의 주체를 시공사, 골조업자, 운송업자, 배치플랜트의 4개로 구분하여 표현하였고, 정보의 흐름은 점선으로 레미콘의 물리적 흐름은 실선으로 표기하여 정보와 물류의 흐름을 따로 파악, 서로 다른 형태로 관리 운영되고 있는 물류와 정보의 현상을 파악 그 통합방안을 모색하였다.
전과 적용 후로 나누어 조사해 보았다. 먼저 시스템 적용 전 D건설 초고층 공사 현장 A 현장을 대상으로 2002년 1월 7일 B동 매트 콘크리트 타설을 오전시간대에 현장 내 대기차량 및 타설 시간을 각 출입구(Gate)별로 실사하였다. 출입구-1과 출입구-2에 측정 장비를 배치하고 시간대별로 타설 반입 차량, 타설차량, 타설 후 회차 차량을 조사하였다.
모든 자원에 대한 전 과정에서의 관리가 중요하지만, 이중 조달단계는 공장-현장간의 의사소통체계가 단순하고 그 적용효과의 측정이 용이하므로 본 연구에서는 우선 조달단계를 분석하였다. 특히 콘크리트공사는 전체공사의 성패를 좌우하는 골조공사의 주 공정으로 개선시 전체 프로젝트에 미칠 영향은 매우 크다 볼 수 있다.
본 절에서의 물류정보관리 시험적용은 콘크리트 자재를 중심으로 자재의 조달 및 배송부분에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 이는 콘크리트 자재 특성상 현장 내 양중이나 자재적치보다는 조달 부분이 실무적으로 요구되는 주요한 관리 포인트가 되기 때문이었다.
사례현장 B동 골조에 사용되는 레미콘만을 대상으로하여 3월 한달간 총 6회에 걸쳐 레미콘 차량 175대(몰탈 제외)의 반입 및 타설을 측정하였다. 이때 사용된 레미콘은 두개 업체에서 반입되었으나 B사 레미콘의 경우 총 12대로 샘플의 빈도수가 부족하였기 때문에 B사의 레미콘을 제외한 A사의 레미콘 163대에 대해 분석하였다.
시험적용시의 시스템은 레미콘의 시간관리에 초점을 맞추어서 개발하였다. 이러한 시간관리(Time Management)는 현장 내 재고(대기차량)이 50%정도 감소하는 효과를 보았다.
그림에서 텍스트 부분이 현재 상황을 표현한다면, 그래프 부분은 오늘의 타설 개시 시간부터의 현재까지의 현황을 표시하게 된다. 여기에는 현재의 상황, 누적평균치, 목표 대기차량(버퍼, 2대(18분)예상) 표기되어 각 값들을 동시에 비교할 수 있게 한다. 대기시간은 레미콘의 품질 및 타설 중단과 관련있는 항목으로 차량대수에 따른 대기시간의 변화로 표기된다.
우선적으로 콘크리트 타설공사의 각각의 프로세스에서 발생될 수 있는 문제점을 해결하기 위해서 레미콘 펌프 타설 시의 작업흐름 및 계약 및 발주에서 타설 및 양생까지의 작업 흐름을 모델링 하였으며, 단계별 프로세스와 발생 정보를 정리하였다. 이를 토대로 콘크리트 물류관리 시스템을 개발하여 적시 생산이라는 개념이 어떤 프로세스와 시스템으로 구현되고 현장에 적용할 수 있는지 시험 적용하게 되었다.
측정하였다. 이때 사용된 레미콘은 두개 업체에서 반입되었으나 B사 레미콘의 경우 총 12대로 샘플의 빈도수가 부족하였기 때문에 B사의 레미콘을 제외한 A사의 레미콘 163대에 대해 분석하였다.
그러나 무재고라는 적시생산의 개념에 좀 더 다가가기 위해서는 이러한 물량관리 외에 관리적인 측면의 개선이 요구된다. 이러한 관리적인 측면의 개선을 합리적 의사결정 지원 수단으로 생산성 지표의 활용, 예측 및 진단기능 강화, 당김 생산 시스템으로의 변환 등 총 세 가지 부분으로 정의하였다.
이러한 모델을 바탕으로 물류정보관리 시험적용을 통한 효과를 알아보기 위해 현장 타설을 위한 레미콘 대기 차량을 시스템 적용 전과 적용 후로 나누어 조사해 보았다. 먼저 시스템 적용 전 D건설 초고층 공사 현장 A 현장을 대상으로 2002년 1월 7일 B동 매트 콘크리트 타설을 오전시간대에 현장 내 대기차량 및 타설 시간을 각 출입구(Gate)별로 실사하였다.
이를 토대로 콘크리트 물류관리 시스템을 개발하여 적시 생산이라는 개념이 어떤 프로세스와 시스템으로 구현되고 현장에 적용할 수 있는지 시험 적용하게 되었다. 각 단계별 발생 정보를 근거로 모바일(mobile) 시스템 및 네트워크 도구 등을 이용하여 콘크리트 자재에 대한 적시생산을 위한 양중 및 조달 시스템을 구축하여 현장에 적용하였고 이 결과를 바탕으로 모델을 수정하였다.
먼저 시스템 적용 전 D건설 초고층 공사 현장 A 현장을 대상으로 2002년 1월 7일 B동 매트 콘크리트 타설을 오전시간대에 현장 내 대기차량 및 타설 시간을 각 출입구(Gate)별로 실사하였다. 출입구-1과 출입구-2에 측정 장비를 배치하고 시간대별로 타설 반입 차량, 타설차량, 타설 후 회차 차량을 조사하였다. 조사결과 오전시간대의 현장 내 대기차량은 총 6.
4는 측정 당시의 사례현장 타설 현황이다. 측정시간은 1분 단위로 기록하였고, 기록된 시간은 운반, 대기, 타설의 작업시간과 대수로 각각 나누어 변환하여 분석하였다. 분석항목은 운송시간, 현장 외부 대기시간, 현장 내부 대기시간, 타설 기간에 대해 그 평균과 편차를 구하였고, 시간대별 변화추이를 평균과 비교하여 변이차를 확인하였다.
콘크리트 공사는 전체 공기에 미치는 영향이 매우 크고, 공사에 소요되는 주요 자재의 수가 한정되어 있어 본 연구에서 개발한 정보관리 시스템의 적용 효과를 분석하기에 적절할 것으로 판단되어 콘크리트 정보관리 시스템을 우선 개발하여 적용하였다.
할 사항이 남아 있는 것으로 조사되었다. 합리적 의사결정지원 수단으로 생산성 지표의 활용, 예측 및 진단기능 강화, 당김 생산 시스템으로의 변환 등을 본 연구에서 제시한 콘크리트 정보관리 시스템의 추후 보완 방향으로 설정하였다. 향후 이러한 면에서 보완된 시스템을 현업에 지속적으로 적용하여 그 활용성을 높이기 위한 방안을 도출시킬 것이며, 향후 주상복합뿐만이 아니라 전반적인 현장의 조달 및 양중시스템으로서 활용될 수 있는 일반화, 범용화를 높일 수 있도록 활용할 계획이다.
현장에서 도착시간, 게이트 반입시간, 타설 개시시간, 타설 완료시간을 측정하였고 공장 발차시간은 송장을 통하여 수집하였다. 그림 3.
대상 데이터
9대로 나타났다. 시스템 적용전과 비교하기 위해서 시스템 적용 후, 2002년 6월1일 같은 위치에서의 매트 콘크리트 타설을 대상으로 시스템 적용전과 같은 시간대에 현장 내 대기차량 대수를 측정하였다. 그 결과 레미콘 차량의 위치추적에 의한 현장 내 도착시간을 인터넷을 이용해 조회할 수 있음으로 해서 현장 내 대기차량이 3.
데이터처리
측정시간은 1분 단위로 기록하였고, 기록된 시간은 운반, 대기, 타설의 작업시간과 대수로 각각 나누어 변환하여 분석하였다. 분석항목은 운송시간, 현장 외부 대기시간, 현장 내부 대기시간, 타설 기간에 대해 그 평균과 편차를 구하였고, 시간대별 변화추이를 평균과 비교하여 변이차를 확인하였다. 표 3.
이론/모형
따라서 현행 콘크리트 타설 공사의 흐름을 분석하고 이에서 발견한 문제점을 보완한 대안을 제시하였다. 모델 개발 도구로는 가치흐름맵핑 (Value Stream Mapping, 이하 VSM)을 사용하였다.
성능/효과
시스템 적용전과 비교하기 위해서 시스템 적용 후, 2002년 6월1일 같은 위치에서의 매트 콘크리트 타설을 대상으로 시스템 적용전과 같은 시간대에 현장 내 대기차량 대수를 측정하였다. 그 결과 레미콘 차량의 위치추적에 의한 현장 내 도착시간을 인터넷을 이용해 조회할 수 있음으로 해서 현장 내 대기차량이 3.2대로 현저히 줄어드는 것을 볼 수 있다.
이러한 콘크리트 정보관리 시스템의 현장 적용 결과 현장 내 콘크리트 대기 차량이 50%정도 감소하는 효과를 보았고, 이는 현장 가용 공간의 증가와 민원 등의 감소로 나타났다. 또한 기존의 현장관리자 일인에 의해 관리되어지던 업무가 다자간의 의사소통을 통해 줄어드는 효과도 얻을 수 있었다. 무엇보다 적시생산이라는 측면에서 볼 때 계획의 신뢰도 증가는 건설생산시스템의 변화를 가져올 수 있을 것으로 기대되고 있다.
이는 콘크리트 자재 특성상 현장 내 양중이나 자재적치보다는 조달 부분이 실무적으로 요구되는 주요한 관리 포인트가 되기 때문이었다. 또한 자재의 생애주기에 따른 각 부분별 정보들을 시스템과 연동, 연계시키는 모델을 제시함으로써 경험이나, 관례에 의존하는 물류정보들을 네트워크 도구와 이동식(Mobile) 도구 등을 이용하여 정보화시킴으로서 자료 활용 및 유사 공종의 적시생산에 대한 발생정보들에 대한 예측을 원활하게 할 수 있었다.
모델의 현장 적용에 있어 대기차량 감소라는 효과를 얻기는 했지만, 기대했던 값보다는 약간 못 미치는 결과를 가져왔다. 그러한 원인으로 물량관리에 초점을 맞추어 개발했기 때문에 물량 외적인 측면에 대한 관리부족과 시스템의 하드웨어적인 결함 등이 원인인 것으로 분석되었다.
시스템 개발에 앞선 타설 현황의 분석 결과 현재 콘크리트 관리의 가장 큰 문제는 대기 차량 대수와 대기시간의 과도한 증가로 인한 콘크리트 자체의 품질저하 우려 및 콘크리트 공사 전체 프로세스의 효율저하, 그리고 조달지연으로 인한 타설 중단 등으로 나타났다. 이러한 원인을 현장 도착간격과 타설 간격의 차가 큰데서 찾을 수 있었다.
시스템 적용 후 레미콘 대기 차량의 대수와 대기시간이 줄어들기는 했으나, 무재고(zero inventory)와 무낭비(zero waste)를 성취하기 위해서는 콘크리트 공사 프로세스 전반에 개선되어야 할 사항이 남아 있는 것으로 조사되었다. 합리적 의사결정지원 수단으로 생산성 지표의 활용, 예측 및 진단기능 강화, 당김 생산 시스템으로의 변환 등을 본 연구에서 제시한 콘크리트 정보관리 시스템의 추후 보완 방향으로 설정하였다.
따라서 시스템의 개발 초점을 배송 및 조달에 대한 시간관리로 설정하고 각 단계별 정보들을 모바일(mobile) 시스템 및 네트워크 도구 등을 이용하여 콘크리트 적시 공급을 위한 조달 시스템을 구축하여 현장에 적용하였다. 이러한 콘크리트 정보관리 시스템의 현장 적용 결과 현장 내 콘크리트 대기 차량이 50%정도 감소하는 효과를 보았고, 이는 현장 가용 공간의 증가와 민원 등의 감소로 나타났다. 또한 기존의 현장관리자 일인에 의해 관리되어지던 업무가 다자간의 의사소통을 통해 줄어드는 효과도 얻을 수 있었다.
이러한 현장타설을 위한 대기차량수의 감소는 현장외곽도로변의 대기차량으로 인한 민원문제, 장시간 타설대기로 인한 레미콘 품질저하, 현장 타설장비의 고장 및 돌발상황에 대한 공장으로의 실시간 통보 및 시간대별 교통상황의 변화에 따른 일정한 이동중인(on-load) 차량의 적정대수를 유지할 수 있는 장점을 가져왔다.
발차시각의 신뢰도가 많은 문제점이 발생하였다. 이에 본 모델에서는 업체에서 운영중인 출하 프로그램과 실시간 출하시각을 연동할 수 있도록 하여 자체 프로그램에 출하시각을 입력하면 별도로 본 시스템에 입력할 필요가 없도록 하였으며, 출하정보에 대한 신뢰도가 많이 향상시킨 장점이 있다고 할 수 있다.
출입구-1과 출입구-2에 측정 장비를 배치하고 시간대별로 타설 반입 차량, 타설차량, 타설 후 회차 차량을 조사하였다. 조사결과 오전시간대의 현장 내 대기차량은 총 6.9대로 나타났다. 시스템 적용전과 비교하기 위해서 시스템 적용 후, 2002년 6월1일 같은 위치에서의 매트 콘크리트 타설을 대상으로 시스템 적용전과 같은 시간대에 현장 내 대기차량 대수를 측정하였다.
후속연구
합리적 의사결정지원 수단으로 생산성 지표의 활용, 예측 및 진단기능 강화, 당김 생산 시스템으로의 변환 등을 본 연구에서 제시한 콘크리트 정보관리 시스템의 추후 보완 방향으로 설정하였다. 향후 이러한 면에서 보완된 시스템을 현업에 지속적으로 적용하여 그 활용성을 높이기 위한 방안을 도출시킬 것이며, 향후 주상복합뿐만이 아니라 전반적인 현장의 조달 및 양중시스템으로서 활용될 수 있는 일반화, 범용화를 높일 수 있도록 활용할 계획이다.
참고문헌 (15)
건설공사의 공정 및 생산성 개선모델 개발, 한국과학기술재단 목적기초연구 개발사업, 2002. 8
인텔리전트 작업일보시스템 (S-SMART system) 개발, 삼성물산 건설부문, 2003. 6
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프리마 시스템, 인터넷을 이용한 현장 자원 및 정보 관리 기술, 삼성물산 건설부문, 2000.12
한국레미콘공업협회, 레미콘 핸드북, 1993. 11
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Iris D. Tommelein & Markus Weissenberger, 'More Just-In-Time: Location of Buffers in Structural Steel Supply Construction Processes', Proceedings 7th Conference of the International Group for Lean Construction, 26-28 July 1999
Roberto J. Arbulu and Iris D. Tommelein, 'Vale Stream Analysis of Construction Supply Chains', Proceedings IGLC-lO, Aug, 2002
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