건설 프로젝트의 성과 측정 및 관리에 있어 진도관리는 기본적이며 핵심적인 업무기능이다. 오랜 기간 동안 다양한 진도 관리 기법이 연구 개발되고 있음에도 불구하고, 자료수집을 위한 과도한 업무부담은 체계화된 진도관리의 장애요소로 지적되어 왔다. 최근 자료수집기술(Data Acquisition Technology, DAT)의 발전은 자동화된 진도관리의 기회를 제공하고 하고 있다. 그럼에도 불구하고 지금까지의 DAT 연구는 특정 공종 또는 특정 기술에 집중하고 있어, 건설사업 전체의 진도관리 자동화에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 이러한 관점에서, 본 연구는 건설사업 공종별 최적의 DAT를 선정하는 방법론을 제안하였다. DAT 선정방법은 각 공종별 진도측정의 방법, 대상, 범위, 기술 등의 유형을 분류하여, 이를 DAT 특성별로 최적치를 도출하는 알고리즘으로 구성된다. 제안된 방법론의 검증을 위하여 사례 프로젝트를 이용한 기계적 분석을 실시하고 또한 실무자 평가를 수행한 결과, 대부분 공종에서 동일한 결과를 얻었다. 또한 사례현장 평가결과 중의 하나로서, 노무자의 층별 출입정보를 RFID를 활용하여 측정하는 것이 가장 효율적이며 가장 많은 공종에 적용이 가능한 것으로 나타났다.
건설 프로젝트의 성과 측정 및 관리에 있어 진도관리는 기본적이며 핵심적인 업무기능이다. 오랜 기간 동안 다양한 진도 관리 기법이 연구 개발되고 있음에도 불구하고, 자료수집을 위한 과도한 업무부담은 체계화된 진도관리의 장애요소로 지적되어 왔다. 최근 자료수집기술(Data Acquisition Technology, DAT)의 발전은 자동화된 진도관리의 기회를 제공하고 하고 있다. 그럼에도 불구하고 지금까지의 DAT 연구는 특정 공종 또는 특정 기술에 집중하고 있어, 건설사업 전체의 진도관리 자동화에 대한 연구는 이루어지지 않았다. 이러한 관점에서, 본 연구는 건설사업 공종별 최적의 DAT를 선정하는 방법론을 제안하였다. DAT 선정방법은 각 공종별 진도측정의 방법, 대상, 범위, 기술 등의 유형을 분류하여, 이를 DAT 특성별로 최적치를 도출하는 알고리즘으로 구성된다. 제안된 방법론의 검증을 위하여 사례 프로젝트를 이용한 기계적 분석을 실시하고 또한 실무자 평가를 수행한 결과, 대부분 공종에서 동일한 결과를 얻었다. 또한 사례현장 평가결과 중의 하나로서, 노무자의 층별 출입정보를 RFID를 활용하여 측정하는 것이 가장 효율적이며 가장 많은 공종에 적용이 가능한 것으로 나타났다.
Progress measurement provides project participants with valuable information in terms of 'current status', 'corrective countermeasure', and 'forecast of future risks'. However, the managerial effort (or workload) required to acquire and maintain detailed progress data has been the major barrier to p...
Progress measurement provides project participants with valuable information in terms of 'current status', 'corrective countermeasure', and 'forecast of future risks'. However, the managerial effort (or workload) required to acquire and maintain detailed progress data has been the major barrier to practical implementation. Even though recent efforts in utilizing data acquisition technologies (DATs) have actively attempted to automate the progress measurement process, previous DAT research has only been focused on limited construction tasks or selected technologies. This paper proposes a DAT selection algorithm that automatically assign an appropriate DAT for every commodity item for an entire constriction project. Five different criteria were identified and developed in order to comprehend specific requirements for automating the progress measurement of each commodity group. A case-study and also a survey from practitioners were conducted in order to validate the proposed methodology.
Progress measurement provides project participants with valuable information in terms of 'current status', 'corrective countermeasure', and 'forecast of future risks'. However, the managerial effort (or workload) required to acquire and maintain detailed progress data has been the major barrier to practical implementation. Even though recent efforts in utilizing data acquisition technologies (DATs) have actively attempted to automate the progress measurement process, previous DAT research has only been focused on limited construction tasks or selected technologies. This paper proposes a DAT selection algorithm that automatically assign an appropriate DAT for every commodity item for an entire constriction project. Five different criteria were identified and developed in order to comprehend specific requirements for automating the progress measurement of each commodity group. A case-study and also a survey from practitioners were conducted in order to validate the proposed methodology.
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문제 정의
이러한 맥락에서, 본 연구에서는 포괄적인 진도관리 자동화 연구의 일환으로서, 건설사업 전체 공종에 DAT를 적용하기 위한 공종별 최적의 DAT 선정 방안을 제안하였다. 공종별로 적용할 DAT 선정의 기준은 진도측정의 실무기법 분석을 기반으로 하여 DAT의 특성을 최적화하는 것을 목표로 하였다.
본 연구의 목표인 현장 전체 진도측정 자동화를 위해서는 다양한 DAT가 함께 쓰여야 하며, 동시에 한가지의 DAT가 다수 공종에 활용되어야 한다. 따라서 각기 다른 공종에 어떠한 DAT가 쓰이는 것이 좋은 지를 결정하기 위해서는, 각 공종의 특성을 DAT 관점에서 분석하는 것이 필요하다.
두 번째 단계인 DAT 요건파악에서는 표 2에 소개된 내용으로 각 PMP별 대안들을 평가한다. 이 과정에서 각 PMP별로 192개(표 2의 네 가지 요소 조합 수) 대안을 각각 직접 평가하는 것은 지나치게 많은 노력을 요구하므로, 본 연구에서는 이러한 대안 평가를 자동화하였다.
이러한 관점에서 본 연구에서는 현실성과 효율성을 함께 고려하여, 각 현장 조건에 맞는 모든 공종의 DAT를 동시 평가하고 선정하는 방법론을 개발하였다. DAT의 선정은 각 진도단위의 특성을 기반으로 가장 적합한 대안을 정량적으로 평가하며 (측정대상, 측정범위, 정보유형, 자동화수준, 적용용이성의 다섯 가지 정량 평가), 이러한 평가방법에는 향후 기술발전을 수용할 수 있는 구조로 개발하였다.
이처럼 특정 공종 또는 특정 기술을 대상으로 하는 연구는 활기를 띄고 있으나, 건설 현장 전 공종을 대상으로 하는 연구는 아직까지 이루어지지 않고 있다. 이러한 관점에서, 본 연구는 다수의 DAT 기술을 다수의 공종에 적용하는 것을 목적으로 기술 선정 방법론을 개발한다.
DAT가 건설사업관리 실무에서 적극적으로 활용되기 위해서는, 부분 공종에 대한 실험적 적용보다는 전체 공종에 포괄적 적용이 가능해져야 한다. 이러한 맥락에서, 본 연구에서는 포괄적인 진도관리 자동화 연구의 일환으로서, 건설사업 전체 공종에 DAT를 적용하기 위한 공종별 최적의 DAT 선정 방안을 제안하였다. 공종별로 적용할 DAT 선정의 기준은 진도측정의 실무기법 분석을 기반으로 하여 DAT의 특성을 최적화하는 것을 목표로 하였다.
제안 방법
192개의 대안은 요소별 상관관계와 현실적 구현 가능성을 분석하여 ‘효율적인 대안 38개, 비효율적인 대안 27개, 그리고 불가능한 대안 127개’로 등급 코드를 부여하고 DB화 하였다.
연구목표인, 포괄적 공종에 대한 DAT 적용을 위하여, 1) 우선 진도측정 방법의 유형 및 특성을 분석하고, 2) 다음으로는 자동화된 진도측정을 위한 요소들을 도출하였으며, 3) 이를 바탕으로 한 공종별 DAT 선정방안을 개발하였다.4) 제안된 방법론을 설명하고 검증하기 위한 도구로서 사례 프로젝트 적용과 함께 실무자 인터뷰를 실시하였다.
이러한 관점에서 본 연구에서는 현실성과 효율성을 함께 고려하여, 각 현장 조건에 맞는 모든 공종의 DAT를 동시 평가하고 선정하는 방법론을 개발하였다. DAT의 선정은 각 진도단위의 특성을 기반으로 가장 적합한 대안을 정량적으로 평가하며 (측정대상, 측정범위, 정보유형, 자동화수준, 적용용이성의 다섯 가지 정량 평가), 이러한 평가방법에는 향후 기술발전을 수용할 수 있는 구조로 개발하였다.
이러한 절차를 거쳐 최적안으로 선정된 대안의 DAT를 해당 공종에 선정한다. 각 대안별로 적합한 DAT 또한 전문가 판정에 의하여 미리 DB로 구축하였다. 예로서, 콘크리트 타설의 경우에는 38개 대안 중에서 유형 2번이 가장 높은 점수를 받았으며, 유형 2에 가장 적합한 DAT는 RFID로 정의되어 있다.
마지막으로 ‘자동화 수준’으로서 DAT 수집 자료가 직접 또는 자동화된 알고리즘을 통해 진도로서 산정이 가능한 경우 (자동), 수집 자료를 상당부분 인력에 의존하여 분석하여야 다시 분석하는 경우 (반자동), 그리고 인력에 의한 결과를 스마트폰 또는 PDA 등을 이용하여 입력만 하는 경우 (수동)로 나누었다.
마지막으로 233개의 PMP 액티비티에 분개된 총 내역항목의 수는 총 1,290개이다. 본 연구에서, 같은 공종의 액티비티는 측정방법이 같기 때문에 (예: 1층, 2층, 3층의 콘크리트 진도측정) 61개의 공종 PMP를 기준으로 분석하였다. 첫 번째 단계는 앞서 소개한 바와 같이, 사례 프로젝트의 61개 PMP가 과거의 경험 자료로부터 자동으로 선정되었다.
표 1에서 정의한 진도측정 요소와 특성을 체계화하고 정량화하면 진도단위(즉, 액티비티 또는 PMP)의 표준화 기반이 구축되며, 여기에 지식축적의 알고리즘을 적용함으로써 표준화된 진도단위(Standard PMP, SPMP)의 작성이 가능해진다 (Jung & Kang 2007). 본 연구에서는 이러한 표준화된 개념을 적용하여 사례분석을 수행하였다.
본 연구에서는 표 2와같이, 진도측정을 위한 DAT 활용에 있어 기계적인 ‘측정대상’(Object), ‘측정범위’(Range), ‘정보유형’(Information), 그리고 ‘자동화 수준’(Automation)의 네 가지 독립적 요소와 이를 종합한 ‘적용 용이성’(Viability)를 포함한 다섯 가지 요소를 도출하였다.
세 번째 고려요소는 DAT를 통하여 측정된 ‘정보유형’으로서 좌표 또는 경로로서의 위치정보, 단순 입출에 대한 기록, 이미지와 사진 정보, 그리고 구체적인 진도 물량 정보의 네 가지로 구분하였다.
제안된 방법론을 검증하기 위하여, 사례현장 DAT 분석결과와 현장 실무자 인터뷰를 통한 DAT 선정결과를 비교하였다. 실무자 인터뷰는 현장 공무담당자 6명(평균 경력 11년)에게 DAT를 활용을 통한 진도측정의 유형을 10가지로 나누어 간단한 개념을 설명한 후, 61개 각 PMP 공종별로 어떠한 방법이 가장 적합한지 만을 단순하게 질문하는 방법으로 진행되었다. 단순화된 10가지의 유형은 ‘1) 장비입출 정보, 2) 장비 이동 및 작업시간, 3) 양중장비의 후크 위치 이동,4) 자재의 입출 및 물량정보, 5) 개별 자재 위치 정보, 6) 개별 자재의 설치 좌표 정보, 7) 노무자 입 출정보, 8) 노무자 이동 및 작업시간 정보, 9) 송장 또는 작업일보 정보, 10) 설치 또는 작업 이미지 정보’로 사례분석에서 도출 된 조합들을 요약 정리한 것이다.
응답자 의견을 반영하여 12개 PMP의 측정시설 (표 1의 Locator) 선택을 작은 단위로 변경한 후, 제안된 방법론에 다시 적용하였다. 변경 후 결과 비교는 4명 이상 일치가 93%로 증가하였다.
기성금액 관점의 진도를 보면, 조직 간의 계약적 의미를 가진 기성고(예; 발주자와 계약자 간의 기성기준)와 조직 내부의 성과관리를 위한 기성고(예; 내부 실행예산 기준 기성고)로 나누어 생각할 수 있다. 진도측정방법에 있어 큰 차이는 없으나, 혼동을 방지하기 위하여 본고에서는 후자인 조직내부의 성과 관리용 기성고(이하, 실행기성고)를 중심으로 고찰하였다.
평가과정의 평가기준과 점수는 표준화 및 DB화하여 DAT 선정작업 자체의 자동화를 꾀하였으며, 요소별 점수는 기술발전 상황 또는 프로젝트 특성에 따라 조정하여 입력이 가능하도록 함으로써, 방법론틀 안에서 다양하며 지속적인 현장활용이 가능하도록 개발하였다.
표 2에 서술된 네 가지 평가요소 (MO, MR, MI, MA)에 의한 점수부여 후에는, 이러한 네 가지 조합에 의한 각 대안의 현실적 구현 용이성을 평가하는 다섯 번째 요소(MV, Measure for Viability)를 평가한다. 예로서, 표 4에서 콘크리트 타설 공종(PMP)의 경우, 가장 높은 점수를 얻은 대안유형 2번의 평가요소 조합은 ‘장비-현장게이트-자동-입출정보’이며 적은 노력으로 효율적 자동화가 가능하여 MV값은 가장 높은 1.
두 번째는 ‘측정범위’로서 측정대상을 어떠한 물리적인 범위안에서 측정하여야 하는 가에 대한 고려사항이다. 표준 범위는 현장게이트, 측정시설 (Locator), 작업반경 (Envelope), 그리고 미지정의 네 가지로 분류하였다. 즉, 측정대상이 노무자인 경우, 현장 출입만으로 진도측정이 가능한 경우가 있으며, 반대로 특정 건물에 있는 노무자의 위치를 파악하야여 하는 경우도 있다.
대상 데이터
사례적용에서는 공통가설, 전기, 설비 분야를 제외한 건축의 모든 공종을 포함하였으며, 실행예산 내역은 총 433개이고 이 내역들은 공종별 (Commodity) 진도측정 단위인 61개의 PMP에 분할되어 있다. PMP를 측정시설 (Locator) 별로 분할한 PMP 액티비티는 총 233개이다. 마지막으로 233개의 PMP 액티비티에 분개된 총 내역항목의 수는 총 1,290개이다.
PMP를 측정시설 (Locator) 별로 분할한 PMP 액티비티는 총 233개이다. 마지막으로 233개의 PMP 액티비티에 분개된 총 내역항목의 수는 총 1,290개이다. 본 연구에서, 같은 공종의 액티비티는 측정방법이 같기 때문에 (예: 1층, 2층, 3층의 콘크리트 진도측정) 61개의 공종 PMP를 기준으로 분석하였다.
사례 현장은 표 3에 소개된 바와 같이, 연구실과 실험실을 갖춘 빌딩으로서 연면적은 17,087 제곱미터이며 지하 2층 지상 9층 규모이다.
사례적용에서는 공통가설, 전기, 설비 분야를 제외한 건축의 모든 공종을 포함하였으며, 실행예산 내역은 총 433개이고 이 내역들은 공종별 (Commodity) 진도측정 단위인 61개의 PMP에 분할되어 있다. PMP를 측정시설 (Locator) 별로 분할한 PMP 액티비티는 총 233개이다.
본 연구에서, 같은 공종의 액티비티는 측정방법이 같기 때문에 (예: 1층, 2층, 3층의 콘크리트 진도측정) 61개의 공종 PMP를 기준으로 분석하였다. 첫 번째 단계는 앞서 소개한 바와 같이, 사례 프로젝트의 61개 PMP가 과거의 경험 자료로부터 자동으로 선정되었다.
데이터처리
연구목표인, 포괄적 공종에 대한 DAT 적용을 위하여, 1) 우선 진도측정 방법의 유형 및 특성을 분석하고, 2) 다음으로는 자동화된 진도측정을 위한 요소들을 도출하였으며, 3) 이를 바탕으로 한 공종별 DAT 선정방안을 개발하였다.4) 제안된 방법론을 설명하고 검증하기 위한 도구로서 사례 프로젝트 적용과 함께 실무자 인터뷰를 실시하였다.
본 연구에서 제안된 DAT 선정 방법론을 사례 프로젝트의 모든 공종에 적용하여 결과를 도출하고, 이를 현장 전문가 면담조사에 의한 결과와 비교함으로써 방법론의 검증을 실시하였다.
제안된 방법론을 검증하기 위하여, 사례현장 DAT 분석결과와 현장 실무자 인터뷰를 통한 DAT 선정결과를 비교하였다. 실무자 인터뷰는 현장 공무담당자 6명(평균 경력 11년)에게 DAT를 활용을 통한 진도측정의 유형을 10가지로 나누어 간단한 개념을 설명한 후, 61개 각 PMP 공종별로 어떠한 방법이 가장 적합한지 만을 단순하게 질문하는 방법으로 진행되었다.
제안된 평가모델을 이용하여 사례현장의 공종(PMP)별 DAT 선정을 수행하였으며, 실무자 검증을 통하여 유효성을 확인하였다. 동시에 진도관리 요건의 변경이 DAT 선정의 주요 결정 요소임도 재확인 되었다.
이론/모형
첫 번째인 개별 PMP 특성 파악은 본 연구진의 선행연구인 Jung & Kang (2007)에서 분석한 사례 프로젝트를 이용하였으며 본 연구에 필요한 관련사항만을 표 5의 7개열(순번, PMP_ID, PMP 명, 내역개수, 측정시설, 복잡성, 작업기간)에 요약하여 표기하였다.
성능/효과
본 연구에서 진도관리 단위인 PMP별 DAT 선정절차는 1) 개별 PMP 진도특성 파악, 2) PMP 별 대안들의 DAT 특성 평가(표 2의 다섯 가지 요소), 3) 다섯 가지 특성 평가 값의 합산을 통한 DAT 대안 유형의 우선순위와 DAT 결정 순서로 이루어진다. 첫 번째인 개별 PMP 특성 파악은 본 연구진의 선행연구인 Jung & Kang (2007)에서 분석한 사례 프로젝트를 이용하였으며 본 연구에 필요한 관련사항만을 표 5의 7개열(순번, PMP_ID, PMP 명, 내역개수, 측정시설, 복잡성, 작업기간)에 요약하여 표기하였다.
이러한 PMP별 평가표 작성은 매우 많은 노력이 소요되는 작업이다. 그러나 앞서 소개한 바와 같이 PMP 작성 자체가 자동화 되어 생성되며, 본 연구에서 개발한 다섯가지 평가기준 또한 DB화 되어 있어 평가과정에서 초안 작성은 자동화가 가능하다 (그림 2 RDB 참조). 자동 생성된 초안을 바탕으로 사용자 직접 판단이 요구되는 부분(MO 및 MV)만을 재검토하면서 현장여건을 반영하여 필요한 부분만을 수정하는 절차를 통해 단순화된다.
응답자 의견을 반영하여 12개 PMP의 측정시설 (표 1의 Locator) 선택을 작은 단위로 변경한 후, 제안된 방법론에 다시 적용하였다. 변경 후 결과 비교는 4명 이상 일치가 93%로 증가하였다. 이러한 결과는 DAT 요건이 아닌, 진도관리 요건(Locator 변경)에 따라 모델의 정확도가 증가함을 보여줌으로써 본 연구 목표에 부합하는 결과를 검증한다.
사례 프로젝트의 결과이기는 하나, “노무자의 층별 출입정보를 RFID를 활용하여 측정하는 것”이 가장 효율적이며 다수 공종에 활용될 수 있는 방법으로 나타났다. 이러한 결과에 따라 본 연구진은 현재 단일 센서에 의한 다수 공종의 진도관리 자동화 방안을 개발을 진행하고 있다.
사례적용을 통한 결과요약(표 5)을 보면, 전체 61개 PMP 중 측정대상(MO)은 노무자가 35개로 (57%) 가장 많으며, 측정범위 (MR)은 구분자(Locator)로서 층별 측정이 32개 (53%), 정보유형(MI)은 입출정보가 39개 (64%), 자동화수준은 44개가 (72%)가 자동화로 나타났다. 선택된 DAT로는 RFID가 39개로서 64%를 차지한다.
설문결과, 표 6과 같이 49개 PMP 공종(전체의 80%)의 DAT 선택에 있어 제안된 모델에 의한 결과와 실무자 설문응답에 의한 결과가 일치하였다 (4명 이상 일치). 3명 이하가 같은 선택을 하여 불일치로 판정된 12개 PMP는 대부분 마감공사로서 잡철, 천정, 창호, 도장, 바닥 공사들을 포함하며, 이들 공종은 당초 큰 측정시설(MR) 단위(예: 현장 전체)로 되어 있던 사항들이나 실무자의 요구는 보다 작은 단위(예; 층별, 실별 등)로 분할하기를 원했다.
변경 후 결과 비교는 4명 이상 일치가 93%로 증가하였다. 이러한 결과는 DAT 요건이 아닌, 진도관리 요건(Locator 변경)에 따라 모델의 정확도가 증가함을 보여줌으로써 본 연구 목표에 부합하는 결과를 검증한다.
후속연구
사례 프로젝트의 결과이기는 하나, “노무자의 층별 출입정보를 RFID를 활용하여 측정하는 것”이 가장 효율적이며 다수 공종에 활용될 수 있는 방법으로 나타났다. 이러한 결과에 따라 본 연구진은 현재 단일 센서에 의한 다수 공종의 진도관리 자동화 방안을 개발을 진행하고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
일반적으로 건설사업의 진도는 무엇을 의미합니까?
일반적으로 건설사업의 진도(Progress)는 “노무량 또는 공사 금액을 측정단위로 한 작업의 진척정도”를 의미한다 (Stokes 1978; Thomas and Mathews 1986). 우리나라에서는 공사금액을 측정단위로 한 진도율이 주로 활용되며 여기에는“직접비용, 간접비용, 그리고 이윤”을 포함하여 전체비용에 대한 완성분의 비율로서 산정한다.
진도측정 방법 및 단위 결정을 위한 고려요소로는 무엇이 있습니까?
앞서 서술한 진도측정 방법 및 단위 결정은 각 현장특성에 따라 결정하는 진도관리 상세도 및 정확도와 밀접한 관계를 가진다. 이러한 ‘방법 및 단위’결정을 위한 고려요소로서 각 진도측정 단위작업(PMP)의 “비중, 기간, 그리고 복잡성”을 들 수 있다(Jung & Kang 2007).
건설 프로젝트에 있어 가장 대표적인 성과측정 요소는 무엇입니까?
건설 프로젝트에 있어 가장 대표적인 성과측정 요소는 일정, 비용, 그리고 품질이다 (Alarcon and Ashely 1996; Jung & Kang 2007). 이러한 요소를 측정하고 분석하는 공통요소로서 ‘진도관리’는 건설 프로젝트 진행과정의 현황파악과 만회대책, 그리고 문제예측을 위한 정보를 제공함으로써 프로젝트 수행을 위한 핵심업무이다.
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