건설 프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생성되는 정보를 3차원 모델을 기반으로 관리하는 BIM (Building Information Modeling) 기술은 계획, 설계, 구조해석은 물론 견적 및 3차원시뮬레이션을 통한 시공계획 등 공사관리 업무를 통합하는 방향으로 발전하고 있다. BIM 기반 견적모델은 3차원 모델의 사용 용도에 따라 상세수준의 차이와 모델정보의 차이를 보이는데, 본 연구에서는 교량 구조물을 대상으로 하여 견적을 위한 모델의 LOD 수준을 파악하였다. 또한 건설정보 분류체계에 적용되는 라이브러리의 클래스를 정의하고 Microstation의 API를 이용하여 클래스의 파라메터를 추출하여 파라메터와 연동되는 Resource의 물량정보를 산출한다. 견적 모델과 상이하게 모델링된 모델에서 하위 모델을 계층화 하고 견적수준으로 병합함으로써 BIM 기반 토목 라이브러리를 통한 견적자동화시스템을 검증하였다.
건설 프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생성되는 정보를 3차원 모델을 기반으로 관리하는 BIM (Building Information Modeling) 기술은 계획, 설계, 구조해석은 물론 견적 및 3차원 시뮬레이션을 통한 시공계획 등 공사관리 업무를 통합하는 방향으로 발전하고 있다. BIM 기반 견적모델은 3차원 모델의 사용 용도에 따라 상세수준의 차이와 모델정보의 차이를 보이는데, 본 연구에서는 교량 구조물을 대상으로 하여 견적을 위한 모델의 LOD 수준을 파악하였다. 또한 건설정보 분류체계에 적용되는 라이브러리의 클래스를 정의하고 Microstation의 API를 이용하여 클래스의 파라메터를 추출하여 파라메터와 연동되는 Resource의 물량정보를 산출한다. 견적 모델과 상이하게 모델링된 모델에서 하위 모델을 계층화 하고 견적수준으로 병합함으로써 BIM 기반 토목 라이브러리를 통한 견적자동화시스템을 검증하였다.
The BIM techniques which manages information over the life cycle of construction project based on the 3-dimensional model are developing in the direction of integrated construction management including planning, design, analysis, estimation, 3D simulation and so on. The estimation model based on the...
The BIM techniques which manages information over the life cycle of construction project based on the 3-dimensional model are developing in the direction of integrated construction management including planning, design, analysis, estimation, 3D simulation and so on. The estimation model based on the BIM has different detail level and model information. In this study, the LOD of estimation model is catched for the bridge structures. The library classes are defined with construction information classification system, and the quantities of resources are calculated by class parameter using Microstation API. Finally, the automated estimation system using BIM based library is verified by the integrated model for adjustments of level of detail.
The BIM techniques which manages information over the life cycle of construction project based on the 3-dimensional model are developing in the direction of integrated construction management including planning, design, analysis, estimation, 3D simulation and so on. The estimation model based on the BIM has different detail level and model information. In this study, the LOD of estimation model is catched for the bridge structures. The library classes are defined with construction information classification system, and the quantities of resources are calculated by class parameter using Microstation API. Finally, the automated estimation system using BIM based library is verified by the integrated model for adjustments of level of detail.
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문제 정의
본 연구에서는 3차원 모델에서 물량을 추출하고 견적을 내기 위한 모델링의 LOD(Level of Detail)수준을 파악하고, 부재 수준의 3차원 객체 정의를 위한 라이브러리 구축을 통해 토목분야에서 견적 자동화 방안을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 사업 초기 단계에서 체계적이고 합리적인 예산의 산정 및 사업 타당성 검토와 개략 공사비의 일관성 및 정확도 확보를 위해 BIM 기반 라이브러리를 통한 견적 자동화 모델을 제시하고자 한다.
이에 본 연구에서는 제조분야에서 검증된 PLM(Product Life- cycle Management) 기반 기술을 이용하여 라이브러리 클래스를 정의 하는 클래스 관리자를 개발하였다.
가설 설정
2.3절에서 설명한 라이브러리를 견적을 위한 부재단위별로 일일이 만들거나 추후 생성되는 부재마다 프로그램 업데이트를 하는 일은 쉬운 일이 아닐 것이다. 따라서 라이브러리를 생성하는 주체마다 추가적으로 생성할 수 있고 쉽게 변경할 수 있도록 구성하여야 한다.
제안 방법
또한, 3차원 모델링은 토목분야에서 가장 널리 사용되고 있는 Bentley사의 Microstation을 사용하였고 3차원 객체에서 수량을 추출하기 위해 Microstation의 API를 이용한 VBA(Visual Basic for Applications) 프로그래밍을 사용하였다.
마지막으로 본 연구결과를 적용하기 위해 월드컵대교의 Ramp교 일부를 대상으로 클래스 관리자를 통해 라이브러리를 구축하였고, 이를 통해 3차원 모델을 이용한 BIM 기반 견적자동화 시스템을 구축하였다.
본 연구를 위해 월드컵대교의 Ramp교를 대상 구조물로 하여 2.1절에서 설명한 그림 6의 부위분류에 따른 모델정보를 기준으로 부재단위 모델링을 실시하였다. 그림 14는 대상 구조물의 모델링 형상을 나타낸 것이다.
본 연구에서 구현한 BIM 기반 견적자동화 시스템은 3차원 모델의 구조가 견적을 위한 LOD가 아니더라도 부재에 따른 하위 모델을 계층적으로 구분하여 그림 16에 나타낸 바와 같이 견적을 위한 LOD로 자동으로 병합하여 물량을 추출할 수 있도록 개발하였다.
본 연구에서는 3차원 모델을 이용하여 견적을 산출하기 위한 모델링의 LOD(Level of Detail)수준을 파악하고, 부재수준의 3차원 객체 정의를 위한 라이브러리를 통해 토목분야에서 견적자동화 방안에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
이를 위해 본 연구에서는 토목분야에서 가장 많이 사용되고 있는 3D CAD Modeler인 Microstation을 대상으로 하고, 교량을 실제적으로 모델링하여 물량을 산출하는 프로세스를 분석하는 과정을 통해 건축분야에 적용된 공법(Recipe)개념을 적용할 수 있는 부분과 범위를 규명하고, 토목용 견적 자동화 시스템 개발안을 도출하였다.
첫째로 국내외 연구동향을 조사하여 3차원 모델을 통해 물량을 추출하고 자동 견적시스템을 구축하였던 선진 기술의 추세와 국내외 기술 수준을 파악하여 본 연구를 통해 검증하고자하는 시스템의 구현범위를 설정하였다.
대상 데이터
본 연구를 통해 구현될 견적 자동화 시스템은 기본설계 단계 혹은 그 이전의 초기 계획단계에서 적용될 수 있는 수준의 범위로 한정하였으며, 연구 결과를 적용하기 위해 월드컵대교의 Ramp교 일부를 대상 구조물로 선정하였다.
성능/효과
둘째로 토목분야에서 견적을 위해 사용될 3차원 모델링의 수준이 공정관리나 해석 등 다른 단계에서 사용될 때와의 상이점을 파악하였고, 이와 같은 복합모델인 경우 LOD의 상이함을 극복하기 위해 하위모델을 계층적으로 구분하여 견적을 위한 LOD로 자동으로 병합함으로서 견적을 위한 물량을 도출할 수 있음을 검증하였다.
실시설계의 성과물을 기준으로 상세하게 모델링된 3차원 모델에서 추출할 수 있는 견적은 매우 정확한 수준으로 산출할 수 있다.
후속연구
건축분야에서 사용된 공법(Recipe)과 Method의 개념을 토목분야 견적에 적용할 수 있는 부분은 WBS에 해당되며, Resource에 맵핑될 수 있는 부분은 Component가 될 수 있으나 현재 테스트 베드 교량만을 대상으로 한 것이므로 향후 다양한 토목분야 구조물을 대상으로 한 연구를 확대해야 할 것이다.
추후 계속적인 연구를 통해 토목 분야의 다양한 구조물에 대한 라이브러리를 체계적으로 확대 구축할 필요가 있으며, 이를 통해 보다 효율적인 BIM 기술을 활용할 수 있게 될 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
BIM이란?
건설 프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생성되는 정보를 3차원 모델을 기반으로 관리하는 BIM (Building Information Modeling) 기술은 계획, 설계, 구조해석은 물론 견적 및 3차원 시뮬레이션을 통한 시공계획 등 공사관리 업무를 통합하는 방향으로 발전하고 있다. BIM 기반 견적모델은 3차원 모델의 사용 용도에 따라 상세수준의 차이와 모델정보의 차이를 보이는데, 본 연구에서는 교량 구조물을 대상으로 하여 견적을 위한 모델의 LOD 수준을 파악하였다.
Microstation에서 3차원 모델에서 수량을 추출하는데에는 한계가 있는데 예를 들면?
Microstation을 이용한 3차원 모델에서 수량을 추출하는데에는 한계가 있다. 예를 들면 교각의 기둥을 모델링 할 때 하나의 객체로 모델링을 한다면 이에 대한 체적으로 콘크리트 수량을 추출할 수 있으나 거푸집에 대한 수량을 추출할 수는 없다.
BIM 기반 견적모델은 무엇에 따라 상세수준의 차이와 모델정보의 차이를 보이는가?
건설 프로젝트 생애주기 전반에 걸쳐 생성되는 정보를 3차원 모델을 기반으로 관리하는 BIM (Building Information Modeling) 기술은 계획, 설계, 구조해석은 물론 견적 및 3차원 시뮬레이션을 통한 시공계획 등 공사관리 업무를 통합하는 방향으로 발전하고 있다. BIM 기반 견적모델은 3차원 모델의 사용 용도에 따라 상세수준의 차이와 모델정보의 차이를 보이는데, 본 연구에서는 교량 구조물을 대상으로 하여 견적을 위한 모델의 LOD 수준을 파악하였다. 또한 건설정보 분류체계에 적용되는 라이브러리의 클래스를 정의하고 Microstation의 API를 이용하여 클래스의 파라메터를 추출하여 파라메터와 연동되는 Resource의 물량정보를 산출한다.
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