[논문]국내 설계사무소의 BIM기반 통합설계프로세스 도입에 따른 비용효과분석에 관한 연구

서지효; 추승연

국내 설계사무소의 BIM기반 통합설계프로세스 도입에 따른 비용효과분석에 관한 연구
A Study on Cost-Benefit Analysis of BIM-based Integrated Design Process in Korean Architectural Offices 원문보기

한국CAD/CAM학회논문집 = Transactions of the Society of CAD/CAM Engineers, v.15 no.4, 2010년, pp.261 - 270

서지효 (경북대학교 건축토목공학부 대학원) , 추승연 (경북대학교 건축토목공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

These days, architectural projects are becoming larger and more complex. And lots of information occurs through each phases and areas. For these reason, it is emphasized that collaboration with other parts. Therefore we need more effective architectural design process. However, it is difficult to collaborate in early stage with existing design process and it causes unnecessary spending of time and cost because of 2D-based working system. For solving these problem, we should introduce BIM-based Integrated Design Process which makes it possible to collaborate with other parts from early stage. Now the AEC industry in Korea has been trying to introduce BIM, and promoting variety of related business. However, for actual application of this system, it is unfortunately necessary to change various system throughout the construction industry. And this will cause lots of effort and expense. It is essential that scientific analysis and evaluation of efficiency and validity about this investment, because estimation of the investment and accompanying effects will provide reasonable standard of judgment for investment decision. Thus, this research conducted Cost-Benefit Analysis about BIM-based Integrated Design Process compared to existing design process. It is expected that this paper can be used for preliminary data in the future BIM market.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이는 각각의 당사자들이 인정하고 설득할 수 있는 사업에 대한 명확한 경제성 분석을 의미한다. 따라서 BIM기반 통합설계프로세스의 도입을 위해 소요되는 비용과 이의 시행에 따른 경제적 효과의 정량적인 결과를 바탕으로 한 규격화된 평가기준에 따른 비용효과분석을 통하여 투자의 효율성과 타당성을 평가하고자 한다.
따라서 서울·경기권을 제외한 타지방의 소규모사무소 중에서 BIM기반 통합설계프로세스를 도입한 사무소를 사례로 선정하여 향후 소규모사무소의 BIM 도입 활성화에 기여하고자 한다.
본 연구에서는 다양한 참여 주체들 중 설계사무소에서 이루어지는 설계프로세스로 범위를 한정하여3) 기존의 설계 프로세스와 BIM기반 통합설계프로세스를 비교·분석을 통해 비용효과를 산출하고자 한다.
본 연구의 목적은 BIM기반 통합설계프로세스의 도입에 따른 비용편익분석을 통해 투자비용에 대한 투자효과를 개량적으로 파악할 수 있도록 하는 데에 있다. 비용편익분석은 하나의 사업을 추진하는데 있어서 투자되는 비용과 그로 인하여 발생하는 편익을 분석하여 그 사업의 경제성을 분석하는 기법으로 비용과 편익을 정확하게 측정하고 화폐단위로 계량화하는 것이 중요하다.
하지만 문제는 이러한 비용과 편익을 구체적이고 금전적인 가치로 측정해야 한다는 데에 있다. 이러한 경제성 평가를 위한 여러 가지 분석방법이 있지만, 본 연구에서는 비용편익분석과 비용효과분석에 대하여 논하기로 한다.

제안 방법

편익의 측정은 우선 앞서 설정한 편익인자에 대하여 예상처리시간 절감률에 대한 설문조사를 실시하였다. BIM기반 통합설계프로세스의 도입 전과 도입 후로 나누어 일 8시간, 월 22일 근무 기준으로 월간 처리시간 절감량을 산정한 후, 절감량에 시간당 평균 인건비와 투입인원 수를 곱하여 연간 총 절감 비용을 산정하였다. 산정 결과에 따르면 처리시간 절감률이 가장 높은 단계는 문서(도서)수정 단계였으며, 이는 오류발생의 감소와 오류수정시간의 감소 때문인 것으로 사료된다.
BIM기반 통합설계프로세스의 도입에 따른 비용의 측정은 일반적인 비용 측정 방법에 따라 본 연구에서는 Table 4와 같이 크게 하드웨어, 소프트웨어, 인적자원, 기타경비로 나누어 각각에 따라 구축비용과 유지관리비용으로 분류하였다.
기존의 설계프로세스에서 BIM기반 통합설계프로세스로 전환하기 위하여 추가적으로 필요한 비용만을 산정하였다. 앞서 설정한 비용인자를 기본으로 각각에 대하여 A건축사사무소에 해당되는 구체적인 항목을 제시하고 그에 따른 비용을 산출하면 Table 7과 같다.
비용과 편익 항목의 설정에 있어서 크게 정량적, 정성적인 항목으로 나누어 보다 객관적인 분석을 위해 정량적 비용을 중심으로 선정하였다. 비용과 편익의 정량화를 위하여 본 연구에서는 일반적인 범주의 활용체계에서 이용할 수 있는 편익의 유형화를 이용하였다.
비용과 편익 항목의 설정에 있어서 크게 정량적, 정성적인 항목으로 나누어 보다 객관적인 분석을 위해 정량적 비용을 중심으로 선정하였다. 비용과 편익의 정량화를 위하여 본 연구에서는 일반적인 범주의 활용체계에서 이용할 수 있는 편익의 유형화를 이용하였다. 비용은 BIM기반 통합설계프로세스의 개발 및 활용을 위한 직접적인 비용, 그리고 편익은 BIM기반 통합설계프로세스를 도입한 조직 내부에서 발생하는 편익으로 업무시간 절감으로 인한 생산성 향상, 업무 처리 정확성 향상, 도면 제작 용역 및 구입비용 절감 등으로 구분하여 산정하였다.
비용과 편익의 정량화를 위하여 본 연구에서는 일반적인 범주의 활용체계에서 이용할 수 있는 편익의 유형화를 이용하였다. 비용은 BIM기반 통합설계프로세스의 개발 및 활용을 위한 직접적인 비용, 그리고 편익은 BIM기반 통합설계프로세스를 도입한 조직 내부에서 발생하는 편익으로 업무시간 절감으로 인한 생산성 향상, 업무 처리 정확성 향상, 도면 제작 용역 및 구입비용 절감 등으로 구분하여 산정하였다. 앞서 선정된 비용과 편익 항목을 바탕으로 편익비용비, 순현재가치, 내부수익률의 세 가지 방법을 이용한 BIM기반 통합설계프로세스 도입에 관한 비용편익분석 방법론을 제시하고, 마지막으로 실제 사무소의 사례에서 10년 동안의 연차별 비용편익분석을 시행하여, 그에 따른 결과를 바탕으로 구체적인 편익을 산정하였다.
비용은 BIM기반 통합설계프로세스의 개발 및 활용을 위한 직접적인 비용, 그리고 편익은 BIM기반 통합설계프로세스를 도입한 조직 내부에서 발생하는 편익으로 업무시간 절감으로 인한 생산성 향상, 업무 처리 정확성 향상, 도면 제작 용역 및 구입비용 절감 등으로 구분하여 산정하였다. 앞서 선정된 비용과 편익 항목을 바탕으로 편익비용비, 순현재가치, 내부수익률의 세 가지 방법을 이용한 BIM기반 통합설계프로세스 도입에 관한 비용편익분석 방법론을 제시하고, 마지막으로 실제 사무소의 사례에서 10년 동안의 연차별 비용편익분석을 시행하여, 그에 따른 결과를 바탕으로 구체적인 편익을 산정하였다.
앞서 측정된 비용과 편익에 할인계수(1/(1+r)ⁿ , r=0.065)를 곱하여 각 연도별 할인된 비용, 할인된 편익을 산정한 후 누적비용, 누적편익을 산정하였다. 그리고 각각에 따라 편익비용비, 순현재가치, 내부수익률을 도출할 수 있었다.
편익은 크게 신속성이나 비용절감과 같이 화폐적 단위로 측정 가능한 정량적 기능성과 그렇지 않은 정성적 기능성으로 분류하였다. 정량적 기능성은 업무처리 시간의 절감, 자료검색 및 조회능력의 향상, 의사결정시간의 단축 등으로 발생하는 간접적인 편익과 인력비용이나 문서비용, 외부용역 비용의 절감으로 인한 직접적 편익으로 분류하였으며, 정성적 기능성은 업무처리 내용과 자료 관리, 부처간 정보공유의 정확성과 업무처리나 부처간 정보활용의 편의성, 그리고 마지막으로 업무변화에 대한 대처능력이나 다양한 정보의 활용능력과 같은 적응성으로 분류하였다. 이 중 화폐의 가치로 변환 가능한 편익은 Table 6과 같으며, 각각의 항목에 대하여 구체적인 측정지표를 설정하였다.
편익은 크게 신속성이나 비용절감과 같이 화폐적 단위로 측정 가능한 정량적 기능성과 그렇지 않은 정성적 기능성으로 분류하였다. 정량적 기능성은 업무처리 시간의 절감, 자료검색 및 조회능력의 향상, 의사결정시간의 단축 등으로 발생하는 간접적인 편익과 인력비용이나 문서비용, 외부용역 비용의 절감으로 인한 직접적 편익으로 분류하였으며, 정성적 기능성은 업무처리 내용과 자료 관리, 부처간 정보공유의 정확성과 업무처리나 부처간 정보활용의 편의성, 그리고 마지막으로 업무변화에 대한 대처능력이나 다양한 정보의 활용능력과 같은 적응성으로 분류하였다.
편익의 측정은 우선 앞서 설정한 편익인자에 대하여 예상처리시간 절감률에 대한 설문조사를 실시하였다. BIM기반 통합설계프로세스의 도입 전과 도입 후로 나누어 일 8시간, 월 22일 근무 기준으로 월간 처리시간 절감량을 산정한 후, 절감량에 시간당 평균 인건비와 투입인원 수를 곱하여 연간 총 절감 비용을 산정하였다.

대상 데이터

실제 국내 설계사무소의 BIM기반 통합설계프로세스 도입에 따른 비용효과분석을 위한 사례로 선정된 A건축사사무소는 ○○광역시에 위치하고 있으며 소장 1명, 실장 1명, 직원 4명으로 총 6명으로 구성된 소규모 설계사무소이다. A건축사사무소는 1997년에 개설되어 약 8년간 기존의 설계프로세스를 이용하여 건축 프로젝트를 진행해 왔으나 2005년부터 BIM기반 통합설계프로세스를 도입하여 현재까지 약 6년간 운영하고 있다.

성능/효과

065)를 곱하여 각 연도별 할인된 비용, 할인된 편익을 산정한 후 누적비용, 누적편익을 산정하였다. 그리고 각각에 따라 편익비용비, 순현재가치, 내부수익률을 도출할 수 있었다.
그 중 첫 번째 단계인 Conceptualization 단계는 무엇을, 누가, 어떻게 지을 것인가에 대한 내용으로 기존의 기획설계에 해당하며 3차원 디자인 도구의 결정과 건물의 규모와 공기, 지속가능성이나 친환경성을 고려하고 목표를 세우는 단계이다. 두 번째인 Criteria Design 단계는 형태를 잡아가는 단계로써 계획설계에 해당하며, 건축분야에서는 BIM모델을 구축하고, 엔지니어링 분야에서는 BIM모델을 시뮬레이션 함으로써 보다 여러가지 분석 결과를 기존의 프로세스보다 빠른 단계에서 얻을 수 있다. 세 번째인 Detailed Design 단계에서는 모든 분야의 전문가들이 참여하여 협업을 통해 주요 디자인이 모두 결정되는 기본설계에 해당한다.
121로 나타났다. 둘째, 순현재가치는 (+) 값일 경우 사업성이 있는 것으로 판단할 수 있는데, 편익비용비와 마찬가지로 4년 차에서 처음으로 (+)값인 2,772,805원으로 나타났다. 셋째, 내부수익률은 사회적할인율인 6.
인력교육은 ArchiCAD프로그램에 대한 직원들의 숙련도를 높이기 위한 교육으로 3개월 교육 후 실무에 투입이 가능하였으며, 별도의 전문인력을 고용하지 않았다. 따라서 A건축사사무소의 총 비용 산정 결과 구축비용은 약 17,205,000원이고, 연간 유지관리(업그레이드) 비용은 약 1,640,500원으로 나타났다.
따라서 편익비용비, 순현재가치, 내부수익률의 세가지 방법을 비교해 보았을 때, 구축 후 4-7년 후부터 비용에 비해 편익이 더 커짐을 알 수 있었고, 향후 해가 거듭할수록 그 편익은 점점 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 A건축사사무소의 경우 BIM기반 통합설계프로세스의 도입은 경제적으로 타당하다고 볼 수 있다.
또한 BIM의 도입·적용 여부 및 활용 업무에 관한 조사에서는 대규모 사무소에서 상대적으로 높게 조사된 것으로 나타났다.
비용편익분석은 하나의 사업을 추진하는데 있어서 투자되는 비용과 그로 인하여 발생하는 편익을 분석하여 그 사업의 경제성을 분석하는 기법으로 비용과 편익을 정확하게 측정하고 화폐단위로 계량화하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 향후 소규모사무소의 정확한 경제성 평가를 통하여 BIM기반 통합설계프로세스의 도입 여부를 효율적으로 판단할 수 있도록 하기 위하여 편익비용비, 순현재가치, 내부수익률의 세가지 방법을 이용한 방법론을 제시하였으며 실제 국내 소규모 설계사무소를 대상으로 분석을 실시한 결과 BIM기반 통합설계프로세스의 도입 후 4-7년 이후부터 편익이 발생하며 그 편익은 시간이 지날수록 점차 더 증가하는 것을 알 수 있었다.
분석결과에 따르면, 첫째, 편익비용비는 1보다 큰 값이면 사업성이 있는 것으로 판단할 수 있는데, 4년 차에서 처음으로 1보다 큰 값인 1.121로 나타났다. 둘째, 순현재가치는 (+) 값일 경우 사업성이 있는 것으로 판단할 수 있는데, 편익비용비와 마찬가지로 4년 차에서 처음으로 (+)값인 2,772,805원으로 나타났다.
둘째, 순현재가치는 (+) 값일 경우 사업성이 있는 것으로 판단할 수 있는데, 편익비용비와 마찬가지로 4년 차에서 처음으로 (+)값인 2,772,805원으로 나타났다. 셋째, 내부수익률은 사회적할인율인 6.5%보다 큰 값일 경우 사업성이 있는 것으로 판단할 수 있는데, 7년 차에서 처음으로 6.5%보다 큰 13.50%가 처음으로 나타났다.
우리나라의 경우 건축 및 조경설계 서비스업 종사자 규모별 사업체 수는 직원 규모 10인 미만인 소규모 사무소가 전체 사업체 수의 87%를 차지하고 있으며 특히 전체의 1.3%에 불과한 대규모 사무소 중에서 72.2%는 서울·경기권에 밀집되어 있는 것으로 나타났다.
측정 결과에 따르면, A건축사사무소의 경우 PC의 주변 기기(모니터 등)는 기존의 물품을 그대로 사용하였고 사양의 업그레이드에만 추가 비용이 발생하였으며, 소프트웨어는 다양한 BIM 소프트웨어 가운데 GraphiSoft사의 ArchiCAD를 주요 프로그램으로 이용하고 있었다. 인력교육은 ArchiCAD프로그램에 대한 직원들의 숙련도를 높이기 위한 교육으로 3개월 교육 후 실무에 투입이 가능하였으며, 별도의 전문인력을 고용하지 않았다.

후속연구

따라서 향후 다양한 분야에 다양한 목적과 기능을 가지는 BIM기반 통합설계프로세스에 알맞은 개량화된 분석 틀의 개발과 실제 업무에서 원활히 적용될 때를 대상으로 분석할 것이 필요하다. 또한 본 논문에서는 소규모 사무소로 그 범위를 한정지었으나 향후 BIM기반 통합설계프로세스의 적극적인 도입을 위해서는 중규모, 대규모 사무소에 대한 분석에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
따라서 향후 다양한 분야에 다양한 목적과 기능을 가지는 BIM기반 통합설계프로세스에 알맞은 개량화된 분석 틀의 개발과 실제 업무에서 원활히 적용될 때를 대상으로 분석할 것이 필요하다. 또한 본 논문에서는 소규모 사무소로 그 범위를 한정지었으나 향후 BIM기반 통합설계프로세스의 적극적인 도입을 위해서는 중규모, 대규모 사무소에 대한 분석에 관한 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.
하지만 편익의 측정에 있어서 시간과 비용의 절감이라는 측면에서만 접근을 해서 정확하고 신속한 의사결정 유도 등의 정성적인 편익을 다루지 못하였다는 점과 사례로 선정된 사무소가 짧은 경험에 기반하고 있어 앞으로의 분석내용이나 적용방식에 차이가 있을 수 있다는 한계점을 가지고 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	통합설계프로세스의 설계 단계는 어떻게 이루어져 있는가?	통합설계프로세스는 기존설계프로세스와 다르게 3차원의 BIM모델링을 기본으로 하고 있기 때문에, 업무의 범위와 그 내용이 달라지므로 그 용어가 달라졌다고 할 수 있다. 통합설계프로세스의 설계 단계는 Conceptualization, Criteria Design, Detailed Design, Implementation Documents의 4단계로 이루어져 있다. 그 중 첫 번째 단계인 Conceptualization 단계는 무엇을, 누가, 어떻게 지을 것인가에 대한 내용으로 기존의 기획설계에 해당하며 3차원 디자인 도구의 결정과 건물의 규모와 공기, 지속가능성이나 친환경성을 고려하고 목표를 세우는 단계이다.
	비용편익분석은 무엇인가?	비용편익분석(CBA, Cost-Benefit Analysis)이란 국가적인 차원에서 정해진 공공목표를 달성하기 위하여 예상되는 여러 대안들(alternatives) 각각의 비용과 편익을 측정하고 비교·평가하여 최선의 대안을 도출하는 기술적 방법이라고 규정할 수 있다11). 비용편익분석에서는 효과를 금액과 같은 화폐적, 또는 재무적 가치로 측정하여 분석한다. 따라서 좁은 의미로는 시스템 도입에 따른 평가라고 할 수 있으며, 넓은 의미로는 사업 전반에 대한 평가라고 할 수 있다.
	통합설계프로세스의 설계 단계 중 Conceptualization 단계는 무엇인가?	통합설계프로세스의 설계 단계는 Conceptualization, Criteria Design, Detailed Design, Implementation Documents의 4단계로 이루어져 있다. 그 중 첫 번째 단계인 Conceptualization 단계는 무엇을, 누가, 어떻게 지을 것인가에 대한 내용으로 기존의 기획설계에 해당하며 3차원 디자인 도구의 결정과 건물의 규모와 공기, 지속가능성이나 친환경성을 고려하고 목표를 세우는 단계이다. 두 번째인 Criteria Design 단계는 형태를 잡아가는 단계로써 계획설계에 해당하며, 건축분야에서는 BIM모델을 구축하고, 엔지니어링 분야에서는 BIM모델을 시뮬레이션 함으로써 보다 여러가지 분석 결과를 기존의 프로세스보다 빠른 단계에서 얻을 수 있다.

참고문헌 (18)

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원문보기 상세보기
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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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