근래에 들어 건축공사의 규모가 점차 대형화 고층화 되어 가고 있으며, 건설 작업의 효율성을 증진시키기 위하여 양중장비의 사용이 급진적으로 증가하고, 그 필요성이 높아져가고 있는 실정이다. 이에 많은 연구자들이 타워크레인 관련 연구들을 진행하였다. 하지만 이러한 연구들은 주로 타워크레인 선정, 위치 최적화, 양중시간 등에 집중되어 있으며, 실질적으로 타워크레인의 설치에 관한 연구문헌은 부재하다. 따라서 건설현장에서는 장비업체 작업자들의 경험에 의한 주관적인 판단과 기술보조에 의해 수행되어 왔다. 따라서 본 연구는 시뮬레이션 기법을 이용하여 타워크레인 설치 프로세스의 생산성을 분석하고, 이에 대한 일반화 모델을 제시함으로서 현장 관리자들이 직접 활용할 수 있도록 기초자료를 제공하고자 한다.
근래에 들어 건축공사의 규모가 점차 대형화 고층화 되어 가고 있으며, 건설 작업의 효율성을 증진시키기 위하여 양중장비의 사용이 급진적으로 증가하고, 그 필요성이 높아져가고 있는 실정이다. 이에 많은 연구자들이 타워크레인 관련 연구들을 진행하였다. 하지만 이러한 연구들은 주로 타워크레인 선정, 위치 최적화, 양중시간 등에 집중되어 있으며, 실질적으로 타워크레인의 설치에 관한 연구문헌은 부재하다. 따라서 건설현장에서는 장비업체 작업자들의 경험에 의한 주관적인 판단과 기술보조에 의해 수행되어 왔다. 따라서 본 연구는 시뮬레이션 기법을 이용하여 타워크레인 설치 프로세스의 생산성을 분석하고, 이에 대한 일반화 모델을 제시함으로서 현장 관리자들이 직접 활용할 수 있도록 기초자료를 제공하고자 한다.
Recently, the scale of construction work has been growing, and buildings are becoming higher. To enable greater efficiency of construction work, the use of vertical transportation equipment has been radically increasing. In this context, many studies have been conducted on tower cranes. While these ...
Recently, the scale of construction work has been growing, and buildings are becoming higher. To enable greater efficiency of construction work, the use of vertical transportation equipment has been radically increasing. In this context, many studies have been conducted on tower cranes. While these studies have discussed issues such as the selection of tower cranes, the optimization of locations, and the hoisting time of tower cranes, there has been no research on the installation of tower cranes. As such, the installation of tower cranes on construction sites has been accomplished based on subjective judgment and technical assistance, and the experience of workers in equipment companies. Therefore, this study analyzes the productivity of tower cranes using simulation methodology, and proposes a generalized model of the installation process of tower cranes in order to offer a basic resource that site managers can directly utilize.
Recently, the scale of construction work has been growing, and buildings are becoming higher. To enable greater efficiency of construction work, the use of vertical transportation equipment has been radically increasing. In this context, many studies have been conducted on tower cranes. While these studies have discussed issues such as the selection of tower cranes, the optimization of locations, and the hoisting time of tower cranes, there has been no research on the installation of tower cranes. As such, the installation of tower cranes on construction sites has been accomplished based on subjective judgment and technical assistance, and the experience of workers in equipment companies. Therefore, this study analyzes the productivity of tower cranes using simulation methodology, and proposes a generalized model of the installation process of tower cranes in order to offer a basic resource that site managers can directly utilize.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구는 시뮬레이션 기법을 이용하여 T/C 설치 프로세스의 생산성을 분석하고, 이에 대한 일반화 모델을 제시함으로써 현장 관리자들이 직접 활용할 수 있도록 기초자료를 제공하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 T/C 설치에 초점을 맞추어 연구를 진행하며, 설치과정에서의 생산성을 분석하고 설치프로세스의 일반화 모델을 제시하여, 현장관리자들이 직접 활용할 수 있도록 기초자료를 제시흐]고자 한다.
본 연구에서는 실제 T/C가 설치되는 현장 2곳을 방문한 후 현업에 10년 이상 근무한 전문가 2명과 면담을 실시하여 T/C 설치프로세스와 투입 자원을 알斗보았다. 그 결과, 자재양중을 위한 하이드로 크레인, T/C 구성부재, 노무자 등이 조사되었다.
한다. 본 연구에서는 연구의 범위에서 언급하였듯이, 설치 방법에 따른 분류로 기초바닥에 지지하는 고정식 T/C와 기능에 따른 분류로 고공방해가 없는 현장을 선택하여 자료 수집을 실시하기로 계획하였다. 최종적으로 본 연구에서는 T/C 장비업체 2곳과 실제 T/C 설치 공사 중인 현장 2곳을 방문하여 면담조사 및 실측을 하여 데이터를 수집하였다.
제안 방법
전체 설치 프로세스 중 기초앵커 설치 후 양생과정까지는 작업이 연속적이지 않고, 또한 계절에 따라 양생기간이 차이나기 때문에 본 연구의 CYCLONE 모델 구축에서는 제외하였다. 따라서 지상부분의 부재설치 프로세스에 대해 모델을 구축하며, 설치 높이는 기초 베이직 마스트 위에 8개의 일반 마스트를 설치하는 것으로 한정하였다.
3) 널리 알려진 시뮬레이션기법인 CYCLONE기법을 활용하여, T/C 설치 CYCLONE 모델을 구축한다.
4) 민감도분석기법을 활용하여 T/C 설치 프로세스의 시뮬레이션 결과를 세부적으로 분석한다.
5) 사례적용을 통해 모델의 유효성을 검증한다.
T/C의 설치과정 및 주요부 부재의 명칭과 특징을 알아보기 위하여 T/C설치 전문업체 및 건설현장 방문하였으며, 관련 문헌을 고찰하였다.
모델이 구축되어야 한다. 따라서 앞서 표 9에서 제시한 프로세스와 표 8의 CYCLONE 기본구성요소를 활용하여 T/C 설치 CYCLONE 모델을 구축하였다. 특히, 본 모델의 프로세스 중에는 마스트를 설치하는 반복적인 작업이 수행된다.
것으로 한정하였다. 따라서 이에 대한 생산성 분석하기 위해, 3징에서 제시한 입력요소를 기반으로 CYCLONE 모델을 Web-CYCLONE에서 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션의 반복 횟수는 100회로 설정하였으며, 도출된 결과는 표 11과 같다.
변화할 수 있다. 따라서 투입량의 변화에 따른 생산성의 변화를 알아보기 위하여 민감도 분석 (Sensitivity Analysis)을 실시하였다.
또한 생산성에 직접적으로 영향을 미치는 것은 하이드로크레인의 대수 또는 작업자의 숙련도라고 하였다. 따라서 T/C의 설치과정에 대한 민감도 분석을 하이드로 크레인의 수와 작업조의 수를 변화하는 시나리오로 구성하였다. 민감도 분석결과는 표 12와 같다.
개발된 시뮬레이션 모델의 유효성을 검증하기 위하여, 추가적으로 2차례 현장방문을 실시하여 T/C 설치 각 프로세스상의 시간을 측정하였다. 그리고 측정한 결과를 바탕으로 앞서 구축한 모델(그림 2)에 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다.
측정하였다. 그리고 측정한 결과를 바탕으로 앞서 구축한 모델(그림 2)에 적용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 표 13 과 같이 나타났다.
본 연구에서는 T/C 설치 프로세스의 생산성을 측정하고, 일반화 모델을 제시하고자 시뮬레이션 기법을 활용하였다. 또한, 민감도 분석을 통해 입력요소의 변화에 따른 생산성의 변화를 분석하였다.
제시하고자 시뮬레이션 기법을 활용하였다. 또한, 민감도 분석을 통해 입력요소의 변화에 따른 생산성의 변화를 분석하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
대상 데이터
본 연구는 국내 건설현장에서 주로 사용하고 있는 T자형 고정식 T/C를 연구대상으로 하였다. 전체 설치 프로세스 중 기초앵커 설치 후 양생과정까지는 작업이 연속적이지 않고, 또한 계절에 따라 양생기간이 차이나기 때문에 본 연구의 CYCLONE 모델 구축에서는 제외하였다.
2) 현장 방문 및 전문가 면담을 통해 T/C의 설치프로세스를 정리하고 실적데이터를 수집한다.
최종적으로 본 연구에서는 T/C 장비업체 2곳과 실제 T/C 설치 공사 중인 현장 2곳을 방문하여 면담조사 및 실측을 하여 데이터를 수집하였다. 데이터 측정을 위한 방문조사는 2009년 4월 28일에서 2009년 6월 15일까지 4차례에 걸쳐 실시하였다.
본 연구에서는 연구의 범위에서 언급하였듯이, 설치 방법에 따른 분류로 기초바닥에 지지하는 고정식 T/C와 기능에 따른 분류로 고공방해가 없는 현장을 선택하여 자료 수집을 실시하기로 계획하였다. 최종적으로 본 연구에서는 T/C 장비업체 2곳과 실제 T/C 설치 공사 중인 현장 2곳을 방문하여 면담조사 및 실측을 하여 데이터를 수집하였다. 데이터 측정을 위한 방문조사는 2009년 4월 28일에서 2009년 6월 15일까지 4차례에 걸쳐 실시하였다.
앞서 연구의 범위에서 설명하였듯이, 본 연구에서 분석된 사례의 T/C는 기초 베이직 마스트 위에 8개의 일반 마스트가 설치되는 것으로 한정하였다. 따라서 이에 대한 생산성 분석하기 위해, 3징에서 제시한 입력요소를 기반으로 CYCLONE 모델을 Web-CYCLONE에서 시뮬레이션을 수행하였다.
이론/모형
CYCLONE 모델의 시뮬레이션을 실행하기 위해 각 작업에 대한 작업시간 설정이 필요하다. 따라서 앞서 면담조사 및 현장방문을 통해 수집한 Data를 기반으로 결정론적인(deterministic) 방법과 확률론적인(Stochastic)방법으로 CYCLONE 모델에 적용하였다. 이를 정리하면 표 10과 같다.
이러한 입력요소로는 전체 작업 프로세스를 바탕으로 하며장비, 노동력, 자재 그리고 각 작업에 소요되는 시간 등이 있다. 작업에 필요한 장비로는 트럭과 하이드로크레인이 있고, 자재는 기본적으로 T/C의 구성 부재로 이루어지며, 작업조는 상부 3인1조, 지상 2인1조로 구성되었다, 각 작업에 소요되는 시간은 표 10의 내용을 바탕으로 CYCLONE 모델에 적용하였다. 구체적인 T/C 설치 프로세스 CYCLONE 모델은 그림 2에 제시한 바와 같다.
성능/효과
CYCLONE 시뮬레이션 기법을 사용할 경우, 대상 공종의 프로세스 모델링을 통해 건설관리자는 프로세스 내에 발생되고 있는 문제점을 쉽게 분석 및 평가할 수 있으며, 개선방안을 도출하여보다 효율적인 작업 프로세스를 제안할 수 있다.4)
결과적으로, 장비하역과 베이직 마스트 설치로부터 카운터 웨이트 설치까지의 1일 평균 작업시간은 약 12시간 소요되는 것으로 조사되었다.
시뮬레이션 결과를 살펴보면, 총 100회의 시뮬레이션을 수행하는데 소요되는 시간은 100211.6분이고, 1분당 생산성은 0.00099788(Cycles per time unit) 임을 알 수 있다. 하역작업에서 베이직 마스트 설치, 텔레스코핑 작업까지 T/C 한 대를 설치하는데 소요되는 작업시간은 1002.
즉 시나리오 3~6번에서 크레인 1대와 작업조 1팀이 더 투입됨에도 불구하고 생산성은 동일하였다. 따라서 본 민감도 분석을 통해 생산성과 하이드로크레인의 임대비용 및 작업조의 노무비를 동시에 고려했을 때 가장 적절한 결과는 시나리오 3 번 (하이드로크레인 2대, 작업조 1팀)임을 알 수 있다.
이러한 차이는 T/C를 설치하는 20시간 안에는 이틀 동안의 중간 휴식시간(대략 2시간)이 포함되어 있으며, 또한 텔레스코핑 작업 전에 소요되는 준비작업(대략 1시간)이 포함되었기 때문으로 분석되었斗. 결과적으로, 순수작업 시간 및 불가피한 대기시간만으로 분석했을 때, 본 연구에서 제시한 시뮬레이션 모델은 일반적으로 실무에서 활용되고 있는 T/C 설치 프로세스를 설명할 수 있다고 판단되었다.
1) T/C 설치 프로세스의 시뮬레이션 모델을 제시하였으며, 시뮬레이션 결과로 단위유닛 시간당 생산성은 0.00099788이며, 8개의 마스트가 포함된 타워크레인을 설치하는데 소요되는 평균작업시간은 1002.11분으로 분석되었다.
2) 민감도 분석 결과에 따르면, 작업조의 변화는 생산성에 크게 영향을 미치지 않으며, 하이드로크레인의 대수의 변화는 생산성에 영향을 미치는 것으로 분석되었다.
3) 실제사례 데이터를 적용해본 결과, 시뮬레이션 결과 값이 실측값과 거의 유사하여 모델이 유효함을 확인할 수 있었다.
시뮬레이션 분석결과를 살펴보면, T/C 설치에 소요되는 시간은 총 980.0분(16.33시간)이며, 단위유닛 시간당 생산성은 0.001020(cycles/hours)으로 나타났다,
후속연구
따라서 본 연구는 건설현장 관리자들이 T/C의 설치를 위한 기초자료로 활용이 가능 할 것으로 기대되며, 또한 본 연구에서 제시하는 CYCLONE 모델을 현장조건에 맞게 적절히 활용한다면, 본 연구에서 분석된 T/C 사례와 규모 및 공법 등이 다를 경우에도 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
생산성을 나타낸 결과이다. 그러나 보다 실용적인 연구를 위해서는 투입자원에 대한 비용측면도 고려해 주는 것이 필요하다고 생각된다. 따라서 향후 작업시간과 비용을 동시에 고려한 연구가 수행될 필요가 있다고 생각된다.
그러나 보다 실용적인 연구를 위해서는 투입자원에 대한 비용측면도 고려해 주는 것이 필요하다고 생각된다. 따라서 향후 작업시간과 비용을 동시에 고려한 연구가 수행될 필요가 있다고 생각된다.
참고문헌 (20)
건설기계관리법시행령, 별표 1, 2007.11
김걸회, 효율적인 양중작업을 위한 타워크레인의 배치에 관한 연구, 건국대학교 석사학위논문, 1998.8
김훈, 고층건축공사의 리프트 선정 의사결정 모델에 대한 연구, 한양대학교 석사학위논문, 2000
남시대, 양중작업의 효율화 방안에 관한 연구, 고려대학교 석사학위논문, 2006
박동근 외 4, 건설 시뮬레이션을 활용한 커튼월 적층공법의 생산성 분석방안, 한국건설관리학회 학술발표대회 논문집, pp.263-268,2008.11
Furusaka, Shuzo & Gray, Colin, A Model for The Selection of The Optimum Crane for Construction Sites, Construction Management and Economics, Vol.2, No.2, pp.157-176, 1984
Leung, Arthur W. T. & Tam, C. M., "Models for Assessing Hoisting Times of Tower Cranes", ASCE J. of Construction Engineering and Management, Vol. 125, No. 6, pp.385-391, 1999
Han, S. W. and Halpin, D. W., The Use of Simulation for Productivity Estimatiions based Multiple Regression Analysis, Winter Simulation Conference, pp. 1492-1493, 2005
Halpin, D. W. and Riggs, L. S., Planning and analysis of construction operations, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1992.
Rodriguez Ramos, W. E., Quatitative Techniques for Construction Site Layout Planning, Ph, D, The University of Florida, 1982.
Warszawski, A, Analysis of Transportation Methods in Construction, Journal of the Construction Division, ASCE, No. 99, Vol. 1, pp.191-202, 1973
이 논문을 인용한 문헌
저자의 다른 논문 :
연구과제 타임라인
LOADING...
LOADING...
LOADING...
LOADING...
LOADING...
활용도 분석정보
상세보기
다운로드
내보내기
활용도 Top5 논문
해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다. 더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.