RFID 기반의 물류 관리는 건설 프로젝트의 효과적인 물류 관리를 위해 적용이 모색되는 기술로, 점차 다양한 분야로 기술 적용이 확대되고 있다. 하지만 기존의 연구들에서 지적하고 있는 바와 같이, RFID 기술이 가지는 잠재적 가능성에 비해 기술의 확산이 미흡한 상태에 있고, 이를 위한 적용 효과에 대한 검증이 관리자의 생산성 향상에 치우쳐져 있어, 보다 폭넓은 관점에서의 효과 검증이 필요한 상태에 있다. 따라서 본 연구에서는 RFID 기반의 물류관리 시스템의 보다 정확한 효과 검증을 위해, 실제 프로젝트의 커튼월 공사를 대상으로 시스템을 적용/운영하고, 현장 및 시스템 모니터링을 통해 적용효과 및 시사점을 제시하였다. 그리고 본 연구에서 제시한 RFID 기반 물류 관리 시스템의 적용효과는 기존 연구에서 제시하고 있는 관리자의 업무 시간 단축 및 생산성 향상과 관련된 효과뿐만 아니라, 물류 및 작업 생산성에 영향을 미치는 자원 평준화 측면에서의 효과를 포함하고 있으며, 기존 연구와는 달리 가장 유사한 환경을 가지는 쌍둥이 빌딩을 대상으로 RFID 적용 및 미적용 사례를 분석하여, 보다 정확한 비교 데이터를 제시하였다는데 의의를 가진다.
RFID 기반의 물류 관리는 건설 프로젝트의 효과적인 물류 관리를 위해 적용이 모색되는 기술로, 점차 다양한 분야로 기술 적용이 확대되고 있다. 하지만 기존의 연구들에서 지적하고 있는 바와 같이, RFID 기술이 가지는 잠재적 가능성에 비해 기술의 확산이 미흡한 상태에 있고, 이를 위한 적용 효과에 대한 검증이 관리자의 생산성 향상에 치우쳐져 있어, 보다 폭넓은 관점에서의 효과 검증이 필요한 상태에 있다. 따라서 본 연구에서는 RFID 기반의 물류관리 시스템의 보다 정확한 효과 검증을 위해, 실제 프로젝트의 커튼월 공사를 대상으로 시스템을 적용/운영하고, 현장 및 시스템 모니터링을 통해 적용효과 및 시사점을 제시하였다. 그리고 본 연구에서 제시한 RFID 기반 물류 관리 시스템의 적용효과는 기존 연구에서 제시하고 있는 관리자의 업무 시간 단축 및 생산성 향상과 관련된 효과뿐만 아니라, 물류 및 작업 생산성에 영향을 미치는 자원 평준화 측면에서의 효과를 포함하고 있으며, 기존 연구와는 달리 가장 유사한 환경을 가지는 쌍둥이 빌딩을 대상으로 RFID 적용 및 미적용 사례를 분석하여, 보다 정확한 비교 데이터를 제시하였다는데 의의를 가진다.
RFID-based logistics is increasingly adopted in various areas of the construction industry as a technology that can improve effectiveness and efficiency of construction logistics. However, the technology is not widely adopted yet compared to the potential of RFID applications in the construction ind...
RFID-based logistics is increasingly adopted in various areas of the construction industry as a technology that can improve effectiveness and efficiency of construction logistics. However, the technology is not widely adopted yet compared to the potential of RFID applications in the construction industry that the existing research has shown. Since the validation and verification of the benefit from RFID applications were biased toward the productivity of managers, more wide aspect of validation and verification is necessary. Therefore, the objective of this paper is to show how much impact the RFID-based logistics management system can have on resource leveling and allocation that have a direct impact on a construction project as well as the managers' productivity improvement that was shown by the existing research. This paper also discusses issues arisen during the test process.
RFID-based logistics is increasingly adopted in various areas of the construction industry as a technology that can improve effectiveness and efficiency of construction logistics. However, the technology is not widely adopted yet compared to the potential of RFID applications in the construction industry that the existing research has shown. Since the validation and verification of the benefit from RFID applications were biased toward the productivity of managers, more wide aspect of validation and verification is necessary. Therefore, the objective of this paper is to show how much impact the RFID-based logistics management system can have on resource leveling and allocation that have a direct impact on a construction project as well as the managers' productivity improvement that was shown by the existing research. This paper also discusses issues arisen during the test process.
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문제 정의
하지만 이러한 결과는 시스템의 적용 효과 및 관리자의 업무 효율성의 측면에서 RFID 기반 물류 관리가 어떠한 효과가 있는지를 설명하는 데는 유효하나, 실제 공사 수행에 있어 물류 또는 공기에 미치는 영향을 제시하기 어려운 한계를 가지고 있으며, 또한 S사의 사례의 경우 초기 계획 대비 효과를 분석하였기 때문에 공사 중의 변동 요인을 반영하기 어려운 한계를 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 연구에서 제시된 업무 사이클 분석을 통한 관리자의 업무 생산성 분석뿐만 아니라, RFID 기반의 물류 관리가 자원의 평준화 측면에서 어떠한 영향을 미치는지를 동일한 조건을 가진 쌍둥이 빌딩 사례를 통해 분석하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 기존 연구의 사례를 대상으로 RFID 기반의 물류 관리에서 제시된 효과가 무엇인 지를 [표 2]와 같이 분석하였다.
따라서 본 연구에서는 동일한 조건을 가지는 쌍둥이 빌딩에서 RFID 기반 커튼월 물류 관리 적용 사례를 분석하여, 물류 관리 자동화 시스템이 실제 프로젝트에 어떠한 영향을 미치는 지를 자원 평준화 측면과 싸이클 타임 측면에서 분석하고, 이를 바탕으로 효과 제시 및 시사점을 제공하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 실제 커튼월 공사에서 이루어지고 있는 물류 관리의 현황 및 앞서 정순오(2005)에서 제기된 문제점이 실제로 발생되는지를 알아보기 위하여, [표 3]과 같이 기존에 수행된 4개의 현장 데이터를 수집하여 입고량 및 현장 설치의 변이량을 살펴보았다.
본 연구는 최근 건설 산업의 효과적인 물류 관리를 위해 도입되고 있는 RFID 기술의 확산을 위해, 시스템의 적용 효과 및 테스트를 통해 도출된 시사점을 제시하였다.
본 연구에서는 기존 연구에서 RFID 기반 물류 관리의 효과로 제시하고 있는 관리자의 생산성 향상과 관련된 효과뿐만 아니라, 시스템의 적용이 자원 평준화 측면에서 도움을 줄 수 있다는 사실을 테스트를 통해 제시하였다.
본 연구에서는 기존에 수행된 커튼월 공사의 RFID 기반 물류 관리의 효과 검증을 위한 방안 도출을 위해 커튼월 공사의 프로세스 분석, 기존 연구 고찰을 통한 물류 관리 효율화 방향, 그리고 기 수행된 건설 현장의 데이터 등을 분석하였다.
본 연구에서는 앞서 설명한 자원 평준화에 미치는 영향분석뿐만 아니라, 시스템 적용을 통해 개선되는 업무 프로세스, 업무 시간, 데이터 처리 시간 등의 대한 자료를 타임 스터디를 통해 조사∙분석하여 업무의 개선 효과를 제시하였다.
제안 방법
그리고 다양한 RFID 물류 관리 시스템 중, 해당 쌍둥이 빌딩에서 적용된 유닛 타입 커튼월 공사를 대상으로 시스템의 적용 효과를 분석하였으며, 기존 연구 중 커튼월 공사(강현구 2008)의 연구 결과에서 제시된 업무 싸이클 타임 분석 결과와의 비교를 추가하였다.
그리고 시스템을 적용하지 않은 A현장의 경우는 [그림 8]과같이 현장의 커튼월 설치 담당자가 관리하는 평면도 타입의 설치 관리 문서와 excel로 관리되는 유닛 타입별 입고 관리 문서를 수집하고, 이를 B현장과 마찬가지로 날짜별로 취합하는 방법으로 데이터 수집을 하였다.
본 연구의 RFID 기반 물류 관리 시스템의 효과 분석을 위한 프로젝트는 아래 [표 5]에 나타난 바와 같이 동일 현장에서 두 개의 건물이 쌍둥이 형태로 건설되는 D사의 주상복합 건물을 대상으로 하였다. 그리고 시스템의 적용은 효과 분석을 위해 두 개 건물 중 B동만을 대상으로 실시하였으며, A동은 시스템을 적용하지 않은 상태로 진행하여 상호 비교가 가능하도록 테스트를 진행하였다.
그리고 적용 시스템은 [그림 4]와 같이, 진상윤(2005)이 제시한 RFID 적용 프로세스 모델에 의거하여, 시스템을 개발하고 이를 적용하는 형태로 진행하였다.
둘째, 커튼월 공사의 물류 프로세스 및 자원 평준화 현황을 기존 프로젝트를 중심으로 파악하였다.
또한 강현구(2008)의 연구에서 제시된 단계 및 방법을 이용하여, 본 연구에서 실시한 테스트에서 사이클 타임을 분석하여, 기존 연구 데이터와의 비교 및 분석을 실시하였다. (표 8 참조)
본 연구에서 실시한 효과 검증은 기존 문헌에서 제시된 관리자의 업무 생산성 향상 외에, 3장에서 살펴본 공장 생산과 현장 설치간의 불일치로 인한 문제점 해결에 RFID 기반 물류 관리 시스템이 얼마나 효과가 있는 지를 분석하기 위하여, 테스트 현장과 관련된 시스템을 구축하고 분석을 위한 정보를 수집하는 방식으로 진행되었다.
업무 개선 효과를 위한 데이터의 수집은 약 4주간(26일) 동안, D사의 주상복합 프로젝트의 A동 (시스템 미적용)과 B동 (시스템 적용)의 공장 및 현장을 대상으로 업무 수행 단계별 수행 시간을 측정하여 분석하였다. (표 7의 단계 참조)
첫째, 기존의 RFID 기반의 물류 관리 사례와 적용효과에 대한 사례 고찰을 통해 기술 현황을 파악하였다.
커튼월 공사의 입고 및 설치의 변이량 분석은 [그림 2]와 같이, 해당 현장에서 excel로 관리되고 있는 입고 및 설치 현황 문서를 수집하여 분석하였다.
타임 스터디를 통한 업무 효율성 분석은 앞 서 설명한 조사 방법을 토대로 시스템의 미적용 프로세스와 적용 프로세스의 세부 단계를 [표 7]과 같이 구분하고, 각 단계별로 소요되는 시간을 측정하여, 측정된 시간의 평균값을 분석하는 순서로 결과를 도출 하였다.
대상 데이터
그리고 자원 평준화 분석을 위한 데이터 수집은 시스템을 적용한 B현장의 경우는 [그림 7]과 같이 커튼월 통합관리 시스템의 집계 기능(status관리)에서 수집된 6~24층의 입고일자와 설치일 정보를 날짜별 입고량과 설치량으로 변환하여, excel에서 취합하는 방법으로 데이터를 수집하였다.
따라서 본 연구에서는 이러한 데이터의 왜곡을 방지하기 위해 초기 커튼월이 설치되기 시작하는 6층에서 24층의 기준층 모두를 대상으로 테스트를 실시하였다.
본 연구에서는 이러한 단계 중, [그림 3]에 하이라이트 된 건설 현장의 시공과 직접적인 관계를 가지는 생산~설치에 이르는 단계를 대상으로 테스트를 실시하였다.
본 연구의 RFID 기반 물류 관리 시스템의 효과 분석을 위한 프로젝트는 아래 [표 5]에 나타난 바와 같이 동일 현장에서 두 개의 건물이 쌍둥이 형태로 건설되는 D사의 주상복합 건물을 대상으로 하였다. 그리고 시스템의 적용은 효과 분석을 위해 두 개 건물 중 B동만을 대상으로 실시하였으며, A동은 시스템을 적용하지 않은 상태로 진행하여 상호 비교가 가능하도록 테스트를 진행하였다.
셋째, 효과 검증을 위해 쌍둥이 형태의 프로젝트의 1개 동에 RFID 기반 물류 관리 시스템을 적용하고, 미적용 사례와의 분석을 위해 2개 동의 입고, 설치 및 관리 단계의 사이클 타임에 대한 데이터를 수집하였다.
데이터처리
넷째, 수집된 데이터를 이용한 통계 분석을 통해 자원 평준화에 대한 영향 분석과 기존 연구에서 제시된 사이클 타임에 대한 비교를 실시하고, 효과 및 시사점을 제시하였다.
이론/모형
RFID 기반 물류관리 시스템이 자원 평준화에 미치는 영향을 도출하기 위한 데이터의 분석은 기술 통계 중 어떤 사건이 일어나거나 증상이 나타나는 정도를 빈도분포로 종합적으로 분석할 수 있는 빈도분석 방법론을 이용하였다. (백순근 2004) 또한 분석의 도구로는 통계 분석에 가장 많이 활용되는 통계 전문 프로그램인 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences)를 이용하여 분석을 실시하였다.
RFID 기반 물류관리 시스템이 자원 평준화에 미치는 영향을 도출하기 위한 데이터의 분석은 기술 통계 중 어떤 사건이 일어나거나 증상이 나타나는 정도를 빈도분포로 종합적으로 분석할 수 있는 빈도분석 방법론을 이용하였다. (백순근 2004) 또한 분석의 도구로는 통계 분석에 가장 많이 활용되는 통계 전문 프로그램인 SPSS (Statistical Package for the Social Sciences)를 이용하여 분석을 실시하였다.
성능/효과
1) RFID 기반의 물류 관리 시스템의 적용을 단순한 정보 수집의 자동화 측면에서 접근할 경우, 관리자의 관리 생산성 향상에 그치나, 수집된 정보의 실시간 공유 및 이를 이용한 협업을 수행할 경우, 보다 효과적인 물류 프로세스 운영에 도움을 줄 수 있다.
3) [표 6]과 [그림 8]에 나타난 바와 같이, RFID를 이용한 실시간 물류 정보의 트래킹이 자원 평준화 및 프로세스 개선에 도움을 주나, 당초 계획을 준수하는 것과는 다른 형태로 진행됨을알 수 있었다. 따라서 초기 계획을 준수하기 위한 별도의 관리 기법에 대한 고려 및 현장에 발생 가능한 리스크 등을 고려한 합리적인 공사 계획 수립이 필요할 것으로 판단된다.
4) 타임 스터디를 통한 업무 효율성 향상 결과에서 나타난 바와같이, 새로운 시스템의 적용은 일반적으로 정보의 수집, 조회, 활용 등에 있어 업무 단계와 시간을 감소시키는 것으로 나타났다. 하지만 본 테스트의 경우 연구를 위해 기존 문서 및 프로세스와 시스템의 적용을 병행함으로써 실제 현장의 실무자들의 이중 관리 문제가 발생하였다.
그리고 이러한 효과를 극대화하기 위해서는 본 연구의 시사점에서 제시한 바와 같이, 단순한 기술의 접목이 아닌 시스템을 적용하고자 하는 프로세스에 대한 전반적 이해와 적용 목표를 명확하게 하는 것이 보다 효과적이다는 사실을 알 수 있었다.
따라서 [그림 8]에 나타난 바와 같이, 시스템을 적용한 B동이 A동에 비해 평균 입고 수량이 약 7개(A동 : 36.47, B동 29.05) 정도 적고, 설치량 또한 약 5개(A동 : 35.71, B동 30.34) 정도 적으며, 표준 편차 또한 각각 약 7 (입고량)과 3(설치량) 만큼 적은 것으로 볼 때, 시스템의 적용이 시스템을 적용하지 않은 경우보다 작업의 평준화에 기여한다는 점을 알 수 있다.
또한 작업 불능일의 경우도 시스템을 적용한 B동이 A동에 비해 적은 것(입고 비작업일: -21, 설치 비작업일 : -15)을 알 수 있으며, 이러한 결과는 시스템의 적용이 공장과 현장의 프로세스를 통합 관리할 수 있게 함으로써, 현장 일정에 맞는 커튼월의 조달과 필요한 커튼월의 부재로 인한 작업 중단이 그만큼 적었다는 사실을 알 수 있다.
또한 작업과 관련된 팔렛, 트럭, 지게차, 호이스트, 타워 크레인, 윈치(Winch) 등의 효율성 저하와 작업 집중 시 장비 수배 문제를 발생시키고, 호이스트와 같은 양중 장비를 사용하는 타 공종과의 작업 간섭 및 양중을 위해 필요한 야적 공간의 충돌로 인해 현장의 혼란을 발생시키는 것으로 나타났다.
본 연구에서 제시한 적용 효과는 기존 연구에서 제시하고 있는 관리자의 업무 시간 단축 및 생산성 향상과 관련된 효과뿐만 아니라, 물류 및 작업 생산성에 영향을 미치는 자원 평준화 측면에서 시스템의 적용이 효과적이라는 사실을 포함하고 있다.
분석 결과는 [표 7]에 나타난 바와 같이, 커튼월 통합 시스템의 적용은 커튼월의 생산에서 설치에 이르는 관리 단계에서 각 단계별 관리 절차를 단순화(8단계 감소) 시키고, 업무 처리 시간을 단축(약 3시간 20분)시킴으로서 커튼월 관리 업무의 효율성을 높이는 것으로 나타났다.
이러한 결과는 RFID를 적용한 B동의 경우, 작업 불능일의 감소, 일일 작업량의 평준화, 그리고 최대 설치 물량의 감소(1일 최대 설치량 14개 적음)으로 인해 작업 지연으로 인한 돌괄 공사 방지 및 돌괄 공사로 인해 야기되는 노무자의 수급문제를 방지하는데 기여하였다는 것을 보여준다. 또한 당초 계획된 작업자의 지속적인 작업 및 공기 지연으로 인한 급속한 작업 진행을 방지함으로써 작업의 품질향상을 도모할 수 있고, 입고량 증가에 따른 운송장비 및 팔렛 등의 집중 현상 방지, 호이스트 또는 타워크레인 등의 양중 장비의 사용 과다 방지를 통한 타 작업과의 작업 간섭 문제 감소, 그리고 자재 집중으로 인한 야적 및 적치 공간 증가 방지에 효과가 있을 것으로 기대된다.
이러한 결과는 RFID와 같은 기술의 도입이 단순히 정보 수집 자동화를 통한 업무 효율화에만 영향을 미치는 것이 아니라, 실시간으로 정확한 데이터가 수집되고, 이를 활용한 협업이 이루어질 경우 보다 합리적이고 효과적인 공사 진행이 가능하다는 사실을 보여준다.
자원의 평준화 정도는 자원의 투입량이 얼마나 균등하게 배분되어 진행 되었는가의 정도로 파악 가능하며, 본 연구에서의 검증의 경우와 같이 동일한 물량을 대상으로 동일한 기간 동안 진행할 경우 비작업일이 적고, 표준편차가 적을수록 평준화가 더 잘된 상태로 작업이 진행되었다고 할 수 있다.
그리고 [표 6]은 프로젝트 시공 계획 단계에서, 건설사와 커튼월 협력업체간에 합의된 시공 계획을 정리한 것이다. 표에서 나타난 바와 같이, 각 동별로 생산 공장의 생산 능력과 현장의 공정을 고려하여 1일 최대 입고 물량과 입고 물량에 따른 운송장비 및 팔렛 개수를 계획하고 있음을 알 수 있다.
후속연구
2) RFID 기반의 물류 관리 시스템의 효과 향상을 위해서는 본 연구에서 정순오(2005)의 연구를 기반으로 시스템을 적용한 바와 같이, 프로세스 개선을 위한 목표 설정 및 이에 적합한 시스템 구축과 운영이 필요하다.
끝으로, 본 연구에서 제시된 결과는 ROI(Return of Investment) 분석 등을 위해 요구되는 비용 등의 효과를 제시하지 못한 한계를 가지고 있다. 이는 현재 시공사와 커튼월 회사 간의 계약 구조가 총액 계약 방식을 채택함으로써, 공사 지연에 따른 돌괄 공사 등에 대한 비용 산출에 한계가 있고, 또한 타 공종 등에 미치는 영향 요인을 분석하기 위한 데이터 수집의 한계를 가지고 있기 때문이다.
따라서 본 연구에서 나타난 바와 같이, RFID 기반의 물류 관리 시스템의 적용은 건설 현장에서 발생 가능한 리스크를 감소시킴으로써 당초에 예측하지 못한 추가 비용 및 공기 지연을 예방할 수 있는 효과가 있다고 볼 수 있다.
이는 현재 시공사와 커튼월 회사 간의 계약 구조가 총액 계약 방식을 채택함으로써, 공사 지연에 따른 돌괄 공사 등에 대한 비용 산출에 한계가 있고, 또한 타 공종 등에 미치는 영향 요인을 분석하기 위한 데이터 수집의 한계를 가지고 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서 다루고 있는 RFID 기반 물류 관리 시스템 등의 적용을 고려하는 의사결정권자의 판단을 보다 효과적으로 지원하기 위해서는 비용적 측면에서의 효과를 검증하는 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.
이러한 결과는 RFID를 적용한 B동의 경우, 작업 불능일의 감소, 일일 작업량의 평준화, 그리고 최대 설치 물량의 감소(1일 최대 설치량 14개 적음)으로 인해 작업 지연으로 인한 돌괄 공사 방지 및 돌괄 공사로 인해 야기되는 노무자의 수급문제를 방지하는데 기여하였다는 것을 보여준다. 또한 당초 계획된 작업자의 지속적인 작업 및 공기 지연으로 인한 급속한 작업 진행을 방지함으로써 작업의 품질향상을 도모할 수 있고, 입고량 증가에 따른 운송장비 및 팔렛 등의 집중 현상 방지, 호이스트 또는 타워크레인 등의 양중 장비의 사용 과다 방지를 통한 타 작업과의 작업 간섭 문제 감소, 그리고 자재 집중으로 인한 야적 및 적치 공간 증가 방지에 효과가 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건설 산업에서의 RFID 기반 물류 기반 관리의 도입 이유는?
건설 산업에서의 RFID(Radio Frequency IDentification) 기반 물류 관리는 이러한 최근의 건설 프로젝트의 대형화∙복잡화로 인해 요구되는 효율적 자재 관리 위해 기존의 문서 또는 바코드를 통해 관리되던 자재 정보를 Auto ID 기술의 일환인 RFID를 자재에 부착시켜 비접촉 방식으로 자재의 이동 및 상태를 트래킹하기 위해 도입되기 시작하였다.
RFID 기반 물류 관리 기술의 적용 범위는 어떻게 변했는가?
RFID 기반 물류 관리 기술의 적용은 초기 레미콘(Jaselskis 1995), 토사(최철호 2004), 폐기물(Chin 2007) 등과 같은 현장의 반∙출입 관리를 시작으로, 마감자재(한재구 2006) 뿐만 아니라 철골(Chin 2008), PC(Yin 2009), 커튼월(Chin 2005), Pipe spool (Song 2005)과 같이 공장 주문형 부재에 이르기까지 적용의 범위가 확대되고 있다.
RFID 기반 물류 관리 기술의 적용이 늘어나는 이유는?
또한 이러한 시도들은 물류의 정확한 확인, 이동 시점, 이동 장소 등(Yagi 2005)에 대한 수집 정보의 정확성 확보와 자동 인식으로 인한 관리 시간의 단축 등의 효과가 제시되어 대형 현장을 중심으로 활용이 증가되고 있는 추세에 있다.
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