BIM (Building Information Modeling)은 토목 구조물의 3차원 객체모델을 기반으로 기획 단계부터 설계, 시공 및 유지보수 단계에 이르기까지 대상 구조물에 관련된 모든 정보를 통합적으로 생성, 관리하는 기술이다. 현재 국내외의 다양한 건설 산업 분야에서는 건설 생산성 향상을 위하여 BIM 기술을 도입하여 활용하고 있다. 그러나 이러한 BIM 기술을 적용하여 효율적인 엔지니어링 업무를 수행하기 위해서는 무엇보다 참여 주체간의 협업 시스템이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 토목 프로젝트 참여 주체의 요구사항을 분석하여 건설 프로젝트 관리를 위한 BIM 기반의 CPLM (Construction Project Lifecycle Management) 시스템을 설계, 개발하였다. CPLM 시스템은 건설 프로세스 단계에 따른 정보의 관리와 공유가 가능한 환경을 제공한다. 향후 CPLM 시스템을 실무에 도입함으로써 기존의 업무 프로세스를 개선하고 데이터를 효율적으로 관리할 수 있게 되어 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
BIM (Building Information Modeling)은 토목 구조물의 3차원 객체모델을 기반으로 기획 단계부터 설계, 시공 및 유지보수 단계에 이르기까지 대상 구조물에 관련된 모든 정보를 통합적으로 생성, 관리하는 기술이다. 현재 국내외의 다양한 건설 산업 분야에서는 건설 생산성 향상을 위하여 BIM 기술을 도입하여 활용하고 있다. 그러나 이러한 BIM 기술을 적용하여 효율적인 엔지니어링 업무를 수행하기 위해서는 무엇보다 참여 주체간의 협업 시스템이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 토목 프로젝트 참여 주체의 요구사항을 분석하여 건설 프로젝트 관리를 위한 BIM 기반의 CPLM (Construction Project Lifecycle Management) 시스템을 설계, 개발하였다. CPLM 시스템은 건설 프로세스 단계에 따른 정보의 관리와 공유가 가능한 환경을 제공한다. 향후 CPLM 시스템을 실무에 도입함으로써 기존의 업무 프로세스를 개선하고 데이터를 효율적으로 관리할 수 있게 되어 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
BIM technology, based on 3D model of civil engineering structures, creates and manages information of the structures throughout four stages: Planning, design, construction, and maintenance. BIM is now used around the globe for improvement of the construction productivity. However, in order to expect...
BIM technology, based on 3D model of civil engineering structures, creates and manages information of the structures throughout four stages: Planning, design, construction, and maintenance. BIM is now used around the globe for improvement of the construction productivity. However, in order to expect the efficient engineering work, collaboration system between participants in a construction project is necessary. Therefore, in this paper BIM based CPLM (Construction project lifecycle management) system was designed and developed by analyzing the requirements of participants of a construction project. CPLM system offers an environment which enables the sharing and management of information according to the each stage of construction. CPLM is expected to aid cooperative decision-making during the overall construction process through the process innovation and the efficient data management.
BIM technology, based on 3D model of civil engineering structures, creates and manages information of the structures throughout four stages: Planning, design, construction, and maintenance. BIM is now used around the globe for improvement of the construction productivity. However, in order to expect the efficient engineering work, collaboration system between participants in a construction project is necessary. Therefore, in this paper BIM based CPLM (Construction project lifecycle management) system was designed and developed by analyzing the requirements of participants of a construction project. CPLM system offers an environment which enables the sharing and management of information according to the each stage of construction. CPLM is expected to aid cooperative decision-making during the overall construction process through the process innovation and the efficient data management.
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문제 정의
BIM 기술을 기반으로 CPLM 시스템을 개발하는 것은 위 연구의 한계점 들을 보완하여 건설 분야의 생산성을 높이는데 목적이 있다. 기본적으로 CPLM 시스템의 기능은 설계도면, 구조계산서, 견적서 등 각종 데이터를 네트워크 환경을 기반으로 체계적으로 관리하여 업무 효율성을 향상 시키는 시스템을 통하여 공간의 제약이 없는 협업을 가능하게 하는 것이다.
하지만, 개발된 C/S CPLM 시스템은 상용 PDM 시스템과 유사한 관리자 위주의 시스템이 되어 일반 사용자들이 단순한 교육을 통해 시스템을 활용하기에는 시스템 사용성이 높지 않은 것으로 시험운영 결과 확인되었고, 또 C/S라는 폐쇄된 네트워크 구조를 사용하다보니 사용가능한 장소와 장비가 한정되어 시스템이 제한적이라는 문제점이 제기되었다. 따라서 이를 개선하기 위하여 C/S와 연계 가능하며 사용자 편의성 향상에 중점을 둔 Web Portal 시스템을 개발하였다.
본 논문에서는 BIM기반 시스템을 통해 토목 프로젝트의 생애주기 동안에 발생하는 방대한 양의 기술정보와 프로세스를 통합관리하고 다양한 참여 주체 간의 협업을 지원할 수 있는 CPLM 시스템을 구축하였다.
본 연구에서는 토목 프로젝트 라이프사이클 전반에 걸쳐 협업을 위한 효율적인 환경을 제공하도록 CPLM 시스템을 설계하였다. 협업을 위하여 CPLM 시스템은 2개의 인터페이스를 사용자에게 제공한다.
제안 방법
CPLM 시스템을 설계하기 위하여, ooCBD(Object Oriented Component Based Design) 방법론을 적용하여 CPLM 시스템의 사용자 요구사항을 도출하고 요구기능(Usecase)를 작성하였다. 그림 2의 요구 사항 도출 프로세스에 따라 CPLM 시스템의 구현 기능에 대한 요구사항을 분석하여 핵심기능 요구사항(CFR: Critical Functional Requirement) 과 사용자 기능 요구사항(UFR: User Functional Requirement)으로부터 표 1과 같은 총 43개의 요구 사양(Usecase Package)을 도출하였다.
건설 프로젝트 수행 주체들의 요구사항을 기본으로 CPLM 시스템을 설계/개발하였으며, 사용성과 편의성을 위하여 1개의 DB를 사용하여 정보가 실시간으로 동기화되는 C/S와 Web Portal의 2가지 Interface로 구현하였다. CPLM 시스템의 안정성과 활용성을 검증하기 위하여 건설 사업중 가장 많은 데이터의 생성과 업무 주체의 협업이 가장 요구되는 기획/ 설계단계에 시스템을 적용하여 보완사항을 도출하여 기능을 수정, 보완 하였다. 또한, 현장에 적용을 통해 건설 프로젝트 수행을 위한에 업무 프로세스의 축적하였고 효율적인 BIM 데이터의 관리를 위한 PBS, WBS를 개선하였다.
건설 프로젝트 수행 주체들의 요구사항을 기본으로 CPLM 시스템을 설계/개발하였으며, 사용성과 편의성을 위하여 1개의 DB를 사용하여 정보가 실시간으로 동기화되는 C/S와 Web Portal의 2가지 Interface로 구현하였다. CPLM 시스템의 안정성과 활용성을 검증하기 위하여 건설 사업중 가장 많은 데이터의 생성과 업무 주체의 협업이 가장 요구되는 기획/ 설계단계에 시스템을 적용하여 보완사항을 도출하여 기능을 수정, 보완 하였다.
CPLM 시스템을 설계하기 위하여, ooCBD(Object Oriented Component Based Design) 방법론을 적용하여 CPLM 시스템의 사용자 요구사항을 도출하고 요구기능(Usecase)를 작성하였다. 그림 2의 요구 사항 도출 프로세스에 따라 CPLM 시스템의 구현 기능에 대한 요구사항을 분석하여 핵심기능 요구사항(CFR: Critical Functional Requirement) 과 사용자 기능 요구사항(UFR: User Functional Requirement)으로부터 표 1과 같은 총 43개의 요구 사양(Usecase Package)을 도출하였다.
CPLM 시스템의 안정성과 활용성을 검증하기 위하여 건설 사업중 가장 많은 데이터의 생성과 업무 주체의 협업이 가장 요구되는 기획/ 설계단계에 시스템을 적용하여 보완사항을 도출하여 기능을 수정, 보완 하였다. 또한, 현장에 적용을 통해 건설 프로젝트 수행을 위한에 업무 프로세스의 축적하였고 효율적인 BIM 데이터의 관리를 위한 PBS, WBS를 개선하였다.
따라서 BIM 기술을 효과적으로 활용하기 위한 체계와 시스템이 마련되면, 건설 분야에서 발생되는 다양한 정보들을 좀 더 효율적으로 활용할 수 있으며, 효과적인 협업이 가능해 질 것이다(Succar, 2009). 본 연구에서는 제조업에서 활용하고 있는 PLM(Product Lifecycle Management)을 기반으로 토목 프로젝트 관리 시스템인 CPLM(Construction Project Lifecycle Management) 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 토목 프로젝트를 대상으로 참여 주체 및 사용자의 요구사항을 분석적용하여, 어플리케이션 간의 정보 교환을 위한 중립모델과 Web 기반의 사용 환경을 제공한다.
본 연구에서는 제조업에서 활용하고 있는 PLM(Product Lifecycle Management)을 기반으로 토목 프로젝트 관리 시스템인 CPLM(Construction Project Lifecycle Management) 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 토목 프로젝트를 대상으로 참여 주체 및 사용자의 요구사항을 분석적용하여, 어플리케이션 간의 정보 교환을 위한 중립모델과 Web 기반의 사용 환경을 제공한다. 또한 개발한 CPLM 시스템의 시험 운영을 통해 시스템의 효용성을 입증하였다.
하지만 건설 프로젝트는 수십 년에 걸쳐 진행되므로 전 수명주기에 대해 적용하기보다는 각종 데이터가 가장 많이 생성되며, 협업 또한 가장 활발하게 수행되는 기획/설계단계에서 CPLM 시스템을 적용하여 시험 운영하였다. 적용 대상은 기획/설계과정이 이미 수행된 OO교량의 일부구간으로 한정하여 수행함으로써 CPLM 시스템을 통한 업무수행과 기존 업무수행을 비교하였다.
CPLM 시스템은 건설 프로젝트 수명주기 전체에 대한 의사결정을 지원하는 시스템이다. 하지만 건설 프로젝트는 수십 년에 걸쳐 진행되므로 전 수명주기에 대해 적용하기보다는 각종 데이터가 가장 많이 생성되며, 협업 또한 가장 활발하게 수행되는 기획/설계단계에서 CPLM 시스템을 적용하여 시험 운영하였다. 적용 대상은 기획/설계과정이 이미 수행된 OO교량의 일부구간으로 한정하여 수행함으로써 CPLM 시스템을 통한 업무수행과 기존 업무수행을 비교하였다.
성능/효과
PLM 시스템을 업무에 적용하였을 때 기존 방식과의 가장 큰 차이점은 데이터의 관리로 인한 업무 효율의 향상이었다. 토목프로젝트의 기획/설계단계는 여러 업무주체에 의해 동일한 데이터를 활용하거나 수정하는 작업이 빈번하게 진행된다.
이 시스템은 토목 프로젝트를 대상으로 참여 주체 및 사용자의 요구사항을 분석적용하여, 어플리케이션 간의 정보 교환을 위한 중립모델과 Web 기반의 사용 환경을 제공한다. 또한 개발한 CPLM 시스템의 시험 운영을 통해 시스템의 효용성을 입증하였다. 본 연구를 통해 개발된 CPLM 시스템은 엔지니어링 정보를 효과적으로 관리할 뿐만 아니라, 조직의 업무 프로세스를 유기적으로 지원함으로써 건설 프로젝트 수행을 위한 동시 공학과 협업의 달성에 있어 매우 중요한 역할을 담당하게 될 것이다.
이러한 시험운영을 통해 CPLM 시스템을 수정/보완 하였으며, 실제 업무에 적용할 경우 활용 가능한 WBS와 PBS의 Templete과 업무수행을 위한 Workflow 등의 데이터 축적이 가능하였다.
C/S CPLM 시스템은 기본적으로 자료 관리와 협업을 위한 기능을 제공하므로 사용자들이 간단한 교육을 거쳐 시스템을 활용할 수 있을 것으로 분석되었기 때문에 CPLM 시스템 구축 초기단계에서는 Web Portal 시스템의 개발이 요구되지 않았다. 하지만, 개발된 C/S CPLM 시스템은 상용 PDM 시스템과 유사한 관리자 위주의 시스템이 되어 일반 사용자들이 단순한 교육을 통해 시스템을 활용하기에는 시스템 사용성이 높지 않은 것으로 시험운영 결과 확인되었고, 또 C/S라는 폐쇄된 네트워크 구조를 사용하다보니 사용가능한 장소와 장비가 한정되어 시스템이 제한적이라는 문제점이 제기되었다. 따라서 이를 개선하기 위하여 C/S와 연계 가능하며 사용자 편의성 향상에 중점을 둔 Web Portal 시스템을 개발하였다.
후속연구
BIM은 3D 객체기반의 모델, 생애주기 간 프로젝트 관련 모든 정보 및 프로세스, 그리고 호환 및 공유를 포함하는 개념으로 각 단계별 혹은 건설 생애주기인 초기 기획에서 유지관리 단계까지 구조물의 모든 정보를 생산하고 관리하는 기술이다(조현 등, 2011). 따라서 BIM 기술을 효과적으로 활용하기 위한 체계와 시스템이 마련되면, 건설 분야에서 발생되는 다양한 정보들을 좀 더 효율적으로 활용할 수 있으며, 효과적인 협업이 가능해 질 것이다(Succar, 2009). 본 연구에서는 제조업에서 활용하고 있는 PLM(Product Lifecycle Management)을 기반으로 토목 프로젝트 관리 시스템인 CPLM(Construction Project Lifecycle Management) 시스템을 구축하였다.
그러나 “분류체계 관리, 업무 흐름 및 설계변경 관리“와 같은 요구 기능은 CPLM 시스템에서 활용할 수 있는 데이터 체계(Option Data Template)가 축적되어 감에 따라 효율이 증대되는 증강 기능(Buildup Function)이다. 따라서 데이터 체계가 축적될수록 CPLM 시스템을 채용한 토목 프로젝트 수행 효율도 향상될 것으로 판단된다.
또한 개발한 CPLM 시스템의 시험 운영을 통해 시스템의 효용성을 입증하였다. 본 연구를 통해 개발된 CPLM 시스템은 엔지니어링 정보를 효과적으로 관리할 뿐만 아니라, 조직의 업무 프로세스를 유기적으로 지원함으로써 건설 프로젝트 수행을 위한 동시 공학과 협업의 달성에 있어 매우 중요한 역할을 담당하게 될 것이다.
본 연구를 통해 축적된 BIM 시스템의 관리 노하우와 기반 정보는 CPLM 시스템 또는 별도의 BIM 정보를 기반으로 관리하는 시스템을 이용하여 건설 프로젝트를 수행할 경우 보다 효율적으로 BIM 정보와 업무 프로세스를 관리할 수 있는 환경과 인프라를 제공할 것으로 기대된다.
아울러 PBS(Product Breakdown Structure)와 WBS(Work Breakdown Structure)의 세분화된 구성 항목별로 각각 메타 데이터를 관리함으로써, 공종과 부재의 데이터를 효율적으로 활용할 수 있을 뿐만 아니라 CPLM 시스템과 정보교환이 가능한 어플리케이션에서도 활용할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
토목 프로젝트의 업무 프로세스는 어떻게 이루어지는가?
토목 프로젝트의 업무 프로세스는 건설 사업을 구상하여 실현될 수 있도록 프로젝트를 기획하는 기획단계, 시공이 가능하도록 설계 도서를 작성 하는 설계단계, 시공계획을 수립하여 공사 및 공사 관리를 수행하는 시공단계, 시설물의 유지보수 및 해체를 위한 유지관리단계 등으로 이루어진다(한국건설기술연구원, 1998). 이때 토목 프로젝트는 정부 부처, 지방 자치단체, 민간업체, 건설관련 협회나 기관 등의 다양한 조직에 소속된 발주자, 감리자, 설계자, 시공자, 유지관리자, 운영자 등 다양한 참여 주체에 의해 업무 프로세스가 진행되므로 각각의 업무 주체에게 광범위한 연관관계와 복잡한 인과관계가 부여된다.
BIM은 무엇인가?
따라서 효과적인 데이터 공유 및 관리를 위한 토목 프로젝트 통합관리 시스템이 필요하며, 이를 위하며 현재 주목받고 있는 BIM 기술을 도입할 필요성이 있다. BIM은 3D 객체기반의 모델, 생애주기 간 프로젝트 관련 모든 정보 및 프로세스, 그리고 호환 및 공유를 포함 하는 개념으로 각 단계별 혹은 건설 생애주기인 초기 기획에서 유지관리 단계까지 구조물의 모든 정보를 생산하고 관리하는 기술이다(조현 등, 2011). 따라서 BIM 기술을 효과적으로 활용하기 위한 체계와 시스템이 마련되면, 건설 분야에서 발생되는 다양한 정보들을 좀 더 효율적으로 활용할 수 있으며, 효과적인 협업이 가능해 질 것이다(Succar, 2009).
Building Information Modeling 기술을 적용하여 효율적인 엔지니어링 업무를 수행하기 위해서는 무엇이 필요한가?
현재 국내외의 다양한 건설 산업 분야에서는 건설 생산성 향상을 위하여 BIM 기술을 도입하여 활용하고 있다. 그러나 이러한 BIM 기술을 적용하여 효율적인 엔지니어링 업무를 수행하기 위해서는 무엇보다 참여 주체간의 협업 시스템이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 토목 프로젝트 참여 주체의 요구사항을 분석하여 건설 프로젝트 관리를 위한 BIM 기반의 CPLM (Construction Project Lifecycle Management) 시스템을 설계, 개발하였다.
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