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문제 정의
- 그 뿐만 아니라 전문 인력이 부족한 중소규모 사업장의 상황을 고려한다면 사업장 규모가 작다 할지라도 복잡·복합적인 공종이 존재하는 경우 3차원 정보모델을 기반으로 하는 BIM이 더욱 필요하다. 따라서 이 연구에서는 BIM의 도입이 필요한 중소규모 사업장을 대상으로 중소규모 사업장용 맞춤형 BIM 시스템 구축을 위한 연구를 수행하며 중소규모 사업장용 맞춤형 BIM을 Pseudo BIM(이하 의사 BIM)이라 정의한다.
- 이 논문에서는 국내의 BIM 관련 설문조사(Lee et al., 2009; Won et al., 2010; Kwon, 2012)와 BIM에 대한 중소규모 사업장의 현황 및 인식 조사를 참고하여 의사 BIM의 개념과 구성방법을 제시한다. 그리고 제시된 개념과 방법에 따라 의사 BIM의 엔진 구조를 담당하는 데이터 사전의 구축 방법을 제시하고 예비실험을 실시한다.
- 이 연구에서는 3차원 정보모델 기반의 BIM을 지향하는 점진적 단계의 BIM 연구로써 중소규모 사업장 실정을 고려하여 기존 설계도서와 데이터 사전을 활용하는 의사 BIM의 엔진 구조의 체계를 제시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
- , 2010; Kwon, 2012)와 BIM에 대한 중소규모 사업장의 현황 및 인식 조사를 참고하여 의사 BIM의 개념과 구성방법을 제시한다. 그리고 제시된 개념과 방법에 따라 의사 BIM의 엔진 구조를 담당하는 데이터 사전의 구축 방법을 제시하고 예비실험을 실시한다. 의사 BIM의 유효성을 검증하기 위하여 표준 I형 PSC 거더 교량사업을 대상으로 실시설계 단계에서 시공단계로 전달되는 건설정보를 활용한 연구를 수행한다.
- 그리고 제시된 개념과 방법에 따라 의사 BIM의 엔진 구조를 담당하는 데이터 사전의 구축 방법을 제시하고 예비실험을 실시한다. 의사 BIM의 유효성을 검증하기 위하여 표준 I형 PSC 거더 교량사업을 대상으로 실시설계 단계에서 시공단계로 전달되는 건설정보를 활용한 연구를 수행한다.
- 중소규모 사업을 주로 담당하는 지방 설계사, 감리사, 건설사를 대상으로 면담을 진행하였다. 면담은 경영진과 기술자로 분류하여 BIM 도입에 대한 인식 및 현황을 조사하였다. 조사 결과를 요약하면 Table 1과 같다.
- 조사 내용과 BIM 도입 사례를 참고하여 중소규모 사업용 맞춤형 BIM인 의사 BIM의 개념 및 구성방법을 제시하였다. 의사 BIM은 가용자원이 부족한 중소규모 사업장 또한 변화하는 국가정책 및 기술 환경에 능동적으로 대처할 수 있는 중소규모 사업장용 맞춤형 BIM이다.
- PLIB Part 42의 계층 구조 생성 규칙만을 이용하여 설계도서에 대한 분류를 시행하였으며 두 가지의 한계점을 발견할 수 있다. 첫째, Rule 5c에서 명시하고 있는 상속의 원리가 적용되기 힘들다는 것이다(Lee et al.
- 의사 BIM 데이터 사전의 경우 의사 BIM의 개념과 구축 방법에 따라 기존 설계도서를 활용할 수 있는 분류체계가 필요하다. 이러한 분류체계 구축을 위해 건설정보분류체계를 기반으로 PLIB Part 42와 건설정보분류체계의 한계점을 개선하여 의사 BIM 데이터 사전분류체계 구축 방법을 제시한다. 앞서 분석된 PLIB Part 42와 건설정보분류체계의 한계점들을 요약하면 Table 4와 같다.
- 표현의 용이성과 분류의 명확성을 추구하기 위하여 실시설계 단계의 정보 중 설계도면과 구조계산서를 형상정보로 공사시방서와 설계예산서를 형상제작정보로 분류한다. 그리고 형상정보를 부품클래스로 설정하여 분류하고, 형상제작정보를 속성클래스로 정의한다.
- 그리고 형상정보를 부품클래스로 설정하여 분류하고, 형상제작정보를 속성클래스로 정의한다. 형상정보를 이용하여 분류체계를 구축할 시 한계점 ①, ②, ③을 보완하기 위하여 건설정보분류체계의 부위분류를 상위분류로 설정하였다. 그리고 부위분류 중 세분류에 대한 하위분류를 PLIB Part 42의 계층 구조 생성 규칙을 이용하여 보완함으로써 두 분류체계를 병행하는 방법을 고안하였다.
- 형상정보를 이용하여 분류체계를 구축할 시 한계점 ①, ②, ③을 보완하기 위하여 건설정보분류체계의 부위분류를 상위분류로 설정하였다. 그리고 부위분류 중 세분류에 대한 하위분류를 PLIB Part 42의 계층 구조 생성 규칙을 이용하여 보완함으로써 두 분류체계를 병행하는 방법을 고안하였다. 이와 같은 방법을 적용한 이유는 첫째, 트리구조로 제작된 건설정보분류체계의 부위분류를 상위분류로 설정하여 부위별 포함관계를 정의할 수 있기 때문이다.
- 설계예산서의 경우 현재 적절한 분류체계가 제시되어 있지 않다. 따라서 일반적으로 이용되는 표준품셈과 단가산출기준에 근거하여 각 부위를 제작하기 위한 공종별로 분류하였다. 그리고 공종별 정보에 대한 최하위계층은 공종을 위해 소요되는 자원(자재, 인력, 장비)이 되도록 설정하였다.
- 따라서 일반적으로 이용되는 표준품셈과 단가산출기준에 근거하여 각 부위를 제작하기 위한 공종별로 분류하였다. 그리고 공종별 정보에 대한 최하위계층은 공종을 위해 소요되는 자원(자재, 인력, 장비)이 되도록 설정하였다. 각 자원의 표현은 내역, 단가, 수량으로 설정하여 각 공종에 대해 공통으로 표현 가능하게 구축하였다.
- 그리고 공종별 정보에 대한 최하위계층은 공종을 위해 소요되는 자원(자재, 인력, 장비)이 되도록 설정하였다. 각 자원의 표현은 내역, 단가, 수량으로 설정하여 각 공종에 대해 공통으로 표현 가능하게 구축하였다. 그리고 자원은 건설정보 분류체계의 자원분류에 제시된 내용을 중 교량사업에 필요한 자원만을 발췌하여 라이브러리 형식으로 제시하여 선택적으로 정보를 입력하도록 하였다.
- 각 자원의 표현은 내역, 단가, 수량으로 설정하여 각 공종에 대해 공통으로 표현 가능하게 구축하였다. 그리고 자원은 건설정보 분류체계의 자원분류에 제시된 내용을 중 교량사업에 필요한 자원만을 발췌하여 라이브러리 형식으로 제시하여 선택적으로 정보를 입력하도록 하였다. 그 이유는 자원분류 또한 공종별로 중복되는 항목이 다수가 존재하였기 때문이다.
- 공사시방서의 경우 활용도가 높은 공사시방서 작성요령의 공종분류체계를 이용한다. 그리고 공사시방서 작성요령에서 필요 부분을 발췌하여 데이터 사전과는 별도로 관리하는 방법을 고안했다. 그 이유는 지반과 관련된 공종을 제외하고 대부분의 공종이 부위별로 중복되기 때문이다.
- 5는 의사 BIM 데이터 사전 구축을 위한 개념도를 나타내고 있다. 기존 설계도서의 정보들 중 구조계산서를 각 부위에 따라 분류한 후 설계도면을 건설정보분류체계의 부위 분류와 PLIB Part 42의 계층구조 생성 규칙을 이용하여 분류체계를 형성한다. 이때, 부위분류 중 세분류에 대해 상속의 원리가 지켜질 수 있도록 분류하여 분류체계를 형상한다.
- 이렇게 분류된 분류체계의 각 부위에 따라 표준품셈과 단가산출기준을 근거하여 최하위 계층을 내역, 단가, 수량의 공통 속성이 오도록 분류하여 각 부위에 대하여 속성정보를 정의한다. 마지막으로 구축된 부품클래스와 속성클래스를 데이터 사전 요소를 이용해 정의하여 의사 BIM 데이터 사전을 구축한다. 단, 공사시방서의 경우 데이터 사전과 별도 관리한다.
- 개념도를 따라 분류체계를 구축해 보면 건설정보분류체계 부위분류 중 토목시설부위의 교량시설부위를 이용하여 상위계층을 형성한다. 그리고 각각의 세분류에 대하여 동일 기능을 수행하는 부재들을 하위계층으로 보완한다. 단, 각 부위를 재료적으로 분리하지 않고 세분류에 제시되는 부위를 하나의 부품으로 생각하여 하위계층을 형성한다.
- 표준품셈과 단가산출기준을 참고하여 PSC_beam_ girder에 대한 공종들 간에 트리구조를 형성한 후 계층의 최하위 계층을 공통 하위 속성으로 정의한 내역, 단가, 수량이 오도록 정의하고 건설정보분류체계의 자원분류에서 교량사업과 관련된 자원들을 라이브러리에서 소요되는 자원들을 적용하여 각 부위에 대한 속성 정보를 정의한다.
- 부품클래스를 기술하기 위해 PLIB Part 42의 데이터 사전 요소 21가지 중 8가지를 이용하여 부품클래스를 정의하였다. Table 5는 주형보에 대해 부품클래스를 정의한 예를 보여주고 있다.
- 부품 속성클래스의 정의를 위해서 PLIB Part 42에서 제시하고 있는 부품 속성클래스의 데이터 사전 요소 22가지 중 6가지를 이용하여 정의하였다.
- 1) 이 연구에서는 BIM 도입이 필요하지만 가용자원이 부족한 중소규모 사업장을 위한 데이터 사전 기반의 중소규모 사업장용 맞춤형 BIM을 의사 BIM이라 정의하였다. 제시한 의사 BIM의 엔진 구조는 BIM 개념을 기반으로 부분 3차원 모델링, 데이터 사전 그리고 점진적 진화체계로 구성된다.
- 2) PLIB Part 42와 건설정보 분류체계를 분석하여 의사 BIM 시스템 구축 방법을 제시한 후 의사 BIM 시스템의 유효성을 검증하기 위해 표준 I형 PSC 거더 교량 사업을 대상으로 예비실험을 실시하였다. 이를 통하여 건설정보들의 통합적 운용이 가능한 것을 확인하였다.
- 이를 통하여 건설정보들의 통합적 운용이 가능한 것을 확인하였다. 또한 소규모의 투자로 실현된 예비실험을 통하여 일부 BIM의 효과를 얻음으로써 의사 BIM의 유효성을 검증하였다.
대상 데이터
- 중소규모 사업을 주로 담당하는 지방 설계사, 감리사, 건설사를 대상으로 면담을 진행하였다. 면담은 경영진과 기술자로 분류하여 BIM 도입에 대한 인식 및 현황을 조사하였다.
성능/효과
- 설계도서를 건설정보분류체계에 따라 분류한 결과 두 가지의 한계점을 발견할 수 있다. 첫째, 부위분류를 이용하여 설계도면과 구조계산서를 분류할 경우 분류의 최하위 계층인 세분류에서 복합적인 부위가 이용될 경우 분류체계의 모호성을 야기할 수 있다. 예를 들어 Fig.
- 이와 같은 방법을 적용한 이유는 첫째, 트리구조로 제작된 건설정보분류체계의 부위분류를 상위분류로 설정하여 부위별 포함관계를 정의할 수 있기 때문이다. 둘째, 세분류의 하위분류에 PLIB Part 42의 계층 구조 생성 규칙을 적용하여 건설정보분류체계의 모호성을 없애고, 전체적으로 상속의 원리를 적용할 수 없더라도 하위분류에서는 적용 가능하게 하여 사용자의 편리성을 높이기 위해서이다. 셋째, 복합적인 부위를 표현할 수 있고, 여러 종류의 구조물에 대한 적용성이 높아지기 때문이다.
- 둘째, 세분류의 하위분류에 PLIB Part 42의 계층 구조 생성 규칙을 적용하여 건설정보분류체계의 모호성을 없애고, 전체적으로 상속의 원리를 적용할 수 없더라도 하위분류에서는 적용 가능하게 하여 사용자의 편리성을 높이기 위해서이다. 셋째, 복합적인 부위를 표현할 수 있고, 여러 종류의 구조물에 대한 적용성이 높아지기 때문이다.
- 이러한 의사 BIM 시스템을 활용하여 현재 분할된 설계도서를 각 구조부위에 따라 정보를 시스템화함으로써 사용자가 필요로 하는 정보를 효율적으로 관리하고 검색할 수 있었다. 그리고 2차원 설계 도면을 바탕으로 기존 기술자원을 이용해 부분 3차원 모델을 제시함으로써 복잡하거나 복합적인 구조 부위에 대해 사용자의 이해도를 높일 수 있었다.
- 이러한 의사 BIM 시스템을 활용하여 현재 분할된 설계도서를 각 구조부위에 따라 정보를 시스템화함으로써 사용자가 필요로 하는 정보를 효율적으로 관리하고 검색할 수 있었다. 그리고 2차원 설계 도면을 바탕으로 기존 기술자원을 이용해 부분 3차원 모델을 제시함으로써 복잡하거나 복합적인 구조 부위에 대해 사용자의 이해도를 높일 수 있었다. 무엇보다도 소규모의 투자로 실현된 예비실험을 통하여 과도한 자원 투자 없이 일부 BIM의 효과를 얻을 수 있었다.
- 2) PLIB Part 42와 건설정보 분류체계를 분석하여 의사 BIM 시스템 구축 방법을 제시한 후 의사 BIM 시스템의 유효성을 검증하기 위해 표준 I형 PSC 거더 교량 사업을 대상으로 예비실험을 실시하였다. 이를 통하여 건설정보들의 통합적 운용이 가능한 것을 확인하였다. 또한 소규모의 투자로 실현된 예비실험을 통하여 일부 BIM의 효과를 얻음으로써 의사 BIM의 유효성을 검증하였다.
- 3) 예비실험을 위해 구축된 시스템은 일방향으로 정보를 제공하는 방법으로써 상호간에 정보의 수정이 불가능한 문제점이 있다. 또한, 객체 간에 관계의 설정이 분명하지 않아 시스템 상호 호환성의 문제점이 발견되었다.
후속연구
- 또한, 전체 정보 중 일부분을 시스템화하여 객체 간에 관계의 설정이 분명하지 않아 시스템 상호호환성의 문제점이 발견되었다. 앞으로 시스템의 보완을 통하여 양방향성으로 정보를 공유함과 동시에 각 객체 간에 호환될 수 있도록 추가연구가 필요하다.
- 또한, 객체 간에 관계의 설정이 분명하지 않아 시스템 상호 호환성의 문제점이 발견되었다. 따라서, 협업기능 강화를 위해 양방향성 시스템 구축에 관한 추가 연구가 필요하다.
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