최근 건설 프로젝트는 대형화, 복잡화, 고층화 그리고 발주방식의 다앙화에 따라 사업 초기단계부터 설계, 입찰, 계약, 시공 유지관리의 모든 과정을 연계하는 업무의 통합관리가 중요시되고 있다. 특히, 설계와 시공단계의 시공성 분석은 프로젝트의 목표와 성능의 극대화에 필수적인 주요 업무로 인식되고 있다. 하지만, 국내 건설실무에서의 현행 시공성 분석 업무는 2D 도면과 문서를 기반으로 수행되고 있으며, 프로젝트 단계별로 분석되어야 할 업무수행 범위, 방법과 절차가 체계적이지 못하고 또한 실무자의 경험적 지식에 의존하여 생성되는 분석정보의 일관성의 유지와 축적 및 활용이 어렵고, 효율적인 업무 수행을 위한 적절한 기술이나 기법의 활용이 미비한 실정이다. 이에 븐 연구는 현재 국내 건설 산업에서 수행되고 있는 시공성 분석의 업무내용을 규명하고, 그 실무적 한계를 파악하여, 최근 전 세계적으로 건설프로젝트에 활발히 도입 및 활용되고 있는 BIM의 개념과 기술의 시공성 업무에의 적용성을 분석하였고, 현행 시공성 분석 실무에의 적용 기대효과를 제시하였다.
최근 건설 프로젝트는 대형화, 복잡화, 고층화 그리고 발주방식의 다앙화에 따라 사업 초기단계부터 설계, 입찰, 계약, 시공 유지관리의 모든 과정을 연계하는 업무의 통합관리가 중요시되고 있다. 특히, 설계와 시공단계의 시공성 분석은 프로젝트의 목표와 성능의 극대화에 필수적인 주요 업무로 인식되고 있다. 하지만, 국내 건설실무에서의 현행 시공성 분석 업무는 2D 도면과 문서를 기반으로 수행되고 있으며, 프로젝트 단계별로 분석되어야 할 업무수행 범위, 방법과 절차가 체계적이지 못하고 또한 실무자의 경험적 지식에 의존하여 생성되는 분석정보의 일관성의 유지와 축적 및 활용이 어렵고, 효율적인 업무 수행을 위한 적절한 기술이나 기법의 활용이 미비한 실정이다. 이에 븐 연구는 현재 국내 건설 산업에서 수행되고 있는 시공성 분석의 업무내용을 규명하고, 그 실무적 한계를 파악하여, 최근 전 세계적으로 건설프로젝트에 활발히 도입 및 활용되고 있는 BIM의 개념과 기술의 시공성 업무에의 적용성을 분석하였고, 현행 시공성 분석 실무에의 적용 기대효과를 제시하였다.
Becoming construction projects larger and more complicated, and utilizing more varied and complex contracting and delivery systems in the industry, integrating information and managing constructability from project inception to completion became the most critical tasks for the successful project man...
Becoming construction projects larger and more complicated, and utilizing more varied and complex contracting and delivery systems in the industry, integrating information and managing constructability from project inception to completion became the most critical tasks for the successful project management. However, current industry practices of constructability analysis which are too much dependent on field engineers and managers' experiences, are not performed efficiently and also not managed effectively. Then the scope, method, and procedure in performing analysis tasks are not certain as well as not systematic, In addition, due to using 2D based drawings and documents, information required at project phases for the analysis is inconsistent and inaccurate. This study aims to suggest the use of BIM technology and functions for solving various problems of current constructability practices. In particular, constructability analysis tasks performed at design and construction stages are identified and their adaptability, applicability, and benefits of BIM are investigated through interviews on constructability and BIM professionals in the industry.
Becoming construction projects larger and more complicated, and utilizing more varied and complex contracting and delivery systems in the industry, integrating information and managing constructability from project inception to completion became the most critical tasks for the successful project management. However, current industry practices of constructability analysis which are too much dependent on field engineers and managers' experiences, are not performed efficiently and also not managed effectively. Then the scope, method, and procedure in performing analysis tasks are not certain as well as not systematic, In addition, due to using 2D based drawings and documents, information required at project phases for the analysis is inconsistent and inaccurate. This study aims to suggest the use of BIM technology and functions for solving various problems of current constructability practices. In particular, constructability analysis tasks performed at design and construction stages are identified and their adaptability, applicability, and benefits of BIM are investigated through interviews on constructability and BIM professionals in the industry.
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문제 정의
업무내용을 조사 . 규명하고, 개선의 필요성을 제시한다.
본 연구는 BIM 기술이 국내 프로젝트 설계와 시공업무에 산발적 적용되고 있는 상황에서, 다양한 BIM 기술들의 시공성 분석업무에의 적용 가능성을 타진한 개념적 수준의 연구이다. 프로젝트 제 단계에서의 세부적인 시공성 분석 업무들에 BIM 기술의 구체적인 활용방법과 실질적인 적용성과를 분석 제시하지 못하는 연구의 한계를 가진다.
본 장에서는 문헌고찰과 선행연구를 통해 파악된 기존 시공성분 석 업무에 대하여 전문가 면담조사를 통해 BIM의 기능이 적용 가능한 업무를 도출하여 BIM을 활용한 시공성 분석 업무의 수행방안 및 효과를 제시하고자 한다.
이는 다분히 시공성 분석업무의 복잡성과 도면 및 문서기반의 분석에 활용되는 기술정보의 효과적인 운용의 어려움에 기인한다. 이에 본 연구는 최근 세계 건설 산업의 제 분야에서 도입하여 프로젝트 업무와 정보의 통합관리기술로 활용되고 있는 Building Information Modeling(BIM)* 1 2^ 개념과 기술이 적용 가능한 시공성 분석업무를 도출하고 그 기대효과를 제시하고자 한다.
이에 본 연구는 현행 시공성 분석 실무의 한계를 분석하고, 건설프로젝트의 핵심 단계로 시공성 분석이 가장 활발하게 이루어지는 설계와 시공단계의 시공성 분석 업무내용을 파악하였다. 또한, 국내·외 BIM 적용 프로젝트 사례를 분석하여 핵심적인 BIM 의 주요 기능을 추출하였다.
제안 방법
전문가 면담조사는 소프트웨어 업체, 설계업체, 시공업체, 건설 관련 연구원에서 BIM과 관련된 실무경험을 가진 10명의 실무자와 연구자를 대상으로 직접 방문하여 면담을 실시하였다";. 또한, 면담지는 BIM이 적용 가능한 업무를 도출하기 위해 시공성 분석업무 내용 및 BIM의 기능에 대해 설명하고, 각각에 대한 업무 항목에 체크할 수 있도록 구성하였다 询 특히, 2장에서 제시한 시공성 분석 업무는 기존 국외에서 수행되고 있는 것으로서 본 장에서 도출 및 제시한 국내 실무의 시공성 분석의 업무의 명칭과는 다소 차이가 있다.
(1) 현장 실무 경험지식을 중심으로 수행되고 있는 국내 시공성분 석 실무의 실태를 파악하였고, 업무의 범위와 내용을 프로젝트 수행 단계별로 구체화하였고 체계적으로 제시하였다.
(2) 국내·외 BIM 프로젝트 사례에서 분석 추출된 시공성 분석업무에 적용 가능한 주요 BIM 기술과 기능을 총 9가지로 구분 제시하였다: [1]: 3D 변환설계, [2]: 시각화(Visualization), (3): 객체기반 파라메트릭을 통한 연계, [4]: 간섭체크(Clash Detection)를 통한 설계정확성, [5]: 2D 도면 생성, [6]: 물량 및 견적정보(Estimating), [7]: 공정정보(4D Simulation), [8]: 가설 및 시공 관리, [9]: 각종 분석과 연계의 적용.
(3) 전문가면담조사를 통하여, BIM의 9가지 기능과 규명된 설계-시공단계의 시공성 분석 업무에의 적용성을 분석하였고, 설계와 시공단계 각각에 한정적용 가능한 업무와 연계적용 가능한 업무로 구분하였고, 즉시 적용가능 및 향후 적용 가능 업무로 분류하여 제시하였다.
1) 시공성 분석과 관련한 문헌 및 선행연구의 고찰을 통해 시공성분 석 업무내용을 조사 . 규명하고, 개선의 필요성을 제시한다.
3) 전문가 방문면담조사를 통하여 BIM의 기술과 기능이 활용 가능한 시공성 분석 업무를 도출하고, 그 적용성을 분석한다.
다음과 같다. BIM 기반의 시각화 된 3D 모델링은 설계 및 시공단계의 설계대안검토, 도면검토, 공종간 간섭체크, 설계 . 시공오류의 추출, 견적, 설계변경 등 시공성 분석의 주요한 업무들에 소요되는 시간과 노력을 크게 줄일 수 있고, 특히 공정정보와 견적정보가 연계된 4D와 5D의 가상시공 시뮬레이션을 통해 참여주체 간 협업을 유도하여 프로젝트 의사결정을 용이하게 할 것이다.
또한, BIM이 적용된 프로젝트 사례 분석과 전문가 면담조사를 통하여 BIM 기술의 적용이 가능하고 그 효과가 큰 시공성 분석 업무들을 도출한다. 그리고 BIM 기반의 개선된 시공성 분석 방안을 제시한다. 본 연구의 구체적인 내용과 절차는 다음과 같다.
또한, 국내·외 BIM 적용 프로젝트 사례를 분석하여 핵심적인 BIM 의 주요 기능을 추출하였다. 그리고 전문가 면담조사를 통해 BIM 기술의 적용이 가능한 시공성 분석 업무를 도출하여, BIM 기술과 기능의 적용 시 기대효과를 제시하였다.
사업수행 단계별로 규명한다. 또한, BIM이 적용된 프로젝트 사례 분석과 전문가 면담조사를 통하여 BIM 기술의 적용이 가능하고 그 효과가 큰 시공성 분석 업무들을 도출한다. 그리고 BIM 기반의 개선된 시공성 분석 방안을 제시한다.
또한, 국내·외 BIM 적용 프로젝트 사례를 분석하여 핵심적인 BIM 의 주요 기능을 추출하였다. 그리고 전문가 면담조사를 통해 BIM 기술의 적용이 가능한 시공성 분석 업무를 도출하여, BIM 기술과 기능의 적용 시 기대효과를 제시하였다.
외의 BIM 적용사례와 활용기능을 조사 . 분석하여 시공성 분석 업무에 BIM의 적용 가능성과 활용기능을 구분하여 제시한다.
대상 데이터
본 연구는 시공성 분석이 가장 활발히 이루어지고 있는 설계단계와 시공단계로 연구범위를 한정한다.
성능/효과
그리고 설계, 시공 단계에 연계되는 시공성 분석업무는 주로 일정, 비용, 견적, 공정, 도면관리 등에 관련된 내용으로 나타났다. 또한, BIM 모델만으로 활용가능한 부분과 추가적인 정보의 입력이 요구되는 업무가 있음을 알 수 있다.
둘째, 생성된 정보의 관리적 측면으로는 프로젝트 수행과정에서 생성되는물량, 비용, 자재목록등의 정보와구조분석, 에너지 분석 등의 데이터를 통합 . 관리할 수 있다.
먼저, 설계단계의 시공성 분석 업무는 건물배치검토, 사용자용프리젠테이션, 설계디자인 대안검토, 설계도면 적정성 검토 등의 BIM이 적용 가능한 업무로 도출되었다. 이는 BIM 모델링이 제공하는 시각화 기능을 통해 참여자간 효율적인 업무조율과 정보교환이 가능하기 때문인 것으로 사료된다.
셋째, 업무 수행 프로세스 측면에서 살펴보면, 각 단계별로 생성되는 객체정보를 중심으로 각 프로젝트의 해당업무와 관련된 다양한 정보를 통합하여 유기적으로 연계시킬 수 있고, 또한, 단절된 업무수행에서의 정보의 부정확성으로 인해 발생되는 오류와 누락을 방지하고, 신속 및 정확하게 변경, 수정, 처리할 수 있다. 궁극적으로는 각 단계별 정보의 원활한 흐름을 유도하여 업무 프로세스의 향상을 도모하는 3D 객체정보 기반의 건설사업정보관리시스템의 역할을 할 수 있다.
BIM 기반의 시각화 된 3D 모델링은 설계 및 시공단계의 설계대안검토, 도면검토, 공종간 간섭체크, 설계 . 시공오류의 추출, 견적, 설계변경 등 시공성 분석의 주요한 업무들에 소요되는 시간과 노력을 크게 줄일 수 있고, 특히 공정정보와 견적정보가 연계된 4D와 5D의 가상시공 시뮬레이션을 통해 참여주체 간 협업을 유도하여 프로젝트 의사결정을 용이하게 할 것이다. 이를 통하여 설계 .
이와 같이, 설계단계와 시공단계에서 수행하고 있는 시공성 분석 업무는 BIM의 기능을 활용하여 효율적으로 활용될 수 있으며, 설계와 시공단계에 연계되어 정보의 연속적인 활용이 가능한 업무도 상당부분 있는 것으로 나타났다.
첫째, 기능적 정보생성 측면에서는 3D CAD 시스템의 객체정보를 활용하여 투시도, 조감도, 상세도, 렌더링 등을 위한 모델을 생성할 수 있다. 또한, 프로젝트의 일정과 연계된 4D 모델링을 통하여 구체적인 시공과정의 가상현실 시뮬레이션이 가능하다.
후속연구
3D BIM 전환설계와 시각화의 기능은 설계와 시공단계의 VE 업무수행방식의 효율성을 증대할 수 있을 것이다. 다양한 주체의 의견 수립 용이성을 바탕으로 설계 진행중에 VE 제안이 훨씬 용이하게 될 것으로 판단된다.
4) 마지막으로, BIM 기술과 기능을 활용한 시공성 분석 업무 의기 대효과를 제안한다.
또한, 3D 모델링을 통한 4D, 5D 시뮬레이션과 데이터 속성정보의 연계는 설계 및 도면의 부정확성 해소, 효율적인 공 종간 간섭체크 및 인터페이스 관리, 공정 및 시공순서의 체계적 관리, 신속한 설계변경 처리 등을 기대할 수 있다. 그리고 시공성분 석과 정에서 생성되는 다양한 정보와 결과가 통합 관리되고, 축적 및 재사용이 가능하여 후속 프로젝트에 효과적으로 반영할 수 있을 것으로 판단된다.
이는 BIM 모델링이 제공하는 시각화 기능을 통해 참여자간 효율적인 업무조율과 정보교환이 가능하기 때문인 것으로 사료된다. 또한, 설계단계에 향후 적용가능업무는 구조해석, 에너지, 환경 분석의 업무로서 BIM 모델과 통합하여 분석업무를 수행하기 위한 BIM 활용 환경구축에 관련한 연구개발이 필요하다.
본 연구에서 조사 파악된 시공성 분석 업무에 BIM 기술을 적용 시, 기존 시공성 분석 업무에서 필연적으로 발생되는 재작업에 소요되는 시간을 최소화할 수 있고, 프로젝트 참여 주체 간의 효율적인 의사결정을 지원할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것이다. 또한, 3D 모델링을 통한 4D, 5D 시뮬레이션과 데이터 속성정보의 연계는 설계 및 도면의 부정확성 해소, 효율적인 공 종간 간섭체크 및 인터페이스 관리, 공정 및 시공순서의 체계적 관리, 신속한 설계변경 처리 등을 기대할 수 있다.
프로젝트 제 단계에서의 세부적인 시공성 분석 업무들에 BIM 기술의 구체적인 활용방법과 실질적인 적용성과를 분석 제시하지 못하는 연구의 한계를 가진다. 향후 국내 건설실무에서 BINK] 적용이 일반화되고 활성화 되면, 사업 전 단계에 걸쳐서 BIM 기술을 적용한 시공성 분석 업무성과의 측정, 장단점 분석, 기술적 한계 등에 관한 후속 연구가 심도 있게 수행될 필요가 있을 것이다.
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