[논문]초고층 건축공사의 특수성을 고려한 최적 자재 재고 관리 방안에 관한 연구 -철근공사를 중심으로-

김근환; 이수환; 윤정숙; 박경모; 김창덕

doi:10.12813/kieae.2013.13.1.151

초고층 건축공사의 특수성을 고려한 최적 자재 재고 관리 방안에 관한 연구 -철근공사를 중심으로-
An optimal inventory management system for high-rise building -Focused on Re-bar Works- 원문보기

生態環境建築 = Journal of the Korea Institute of Ecological Architecture and Environment, v.13 no.1, 2013년, pp.151 - 157

김근환 (광운대학교 건축공학과) , 이수환 (광운대학교 건축공학과) , 윤정숙 (광운대학교 건축공학과) , 박경모 (광운대학교 건축공학과) , 김창덕 (광운대학교 건축공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

Since high-rise building construction sites are usually located in crowded city areas, sufficient spaces for the inventories of key materials are rarely available. This spatial constraints have been one of the critical challenge that may cause productivity loss and increasing costs of the high-rise building construction projects. The proper material inventory management is certaing a key to the success of high-rise building construction projects as it handles difficulty of securing material stock yards, changes in demands, uncertain delivery time through integrating the construction schedules and actively responding to the key materials attributes. In this light, this research analyzes the latest inventory model, (Q,r) model, in accordance with the high rise building characteristics. This research suggests an optimal inventory management of re-bar considering various demands and lead times. The case study is also presented with regard to the re-bar inventory management.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이후 자재의 리드타임변이와 리드타임동안의 자재의 수요율 변이를 고려하여 자재의 재 주문 시점을 언제로 할 것인지를 결정하고 주문비용 및 재고유지비용, 자재 수요량을 고려하여 주문량을 얼마로 할 것인지를 결정하는 방법을 제시하였다. 본 연구는 제조업에서 소개되어진 재고 모형인 (Q,r)모델을 상대적으로 연속성이 많이 발생하는 초고층 건설현장에서의 재고모델로서 적용 가능한지 그 가능성을 살펴보았으며, 사례연구를 통해 그 사실을 입증하였다. 하지만 본 연구에서 제시하고 있는 주문량 및 주문시점 산정 방법은 공정계획과 사전 물량 산출이 정확하게 이루어지고 있다는 가정에서 시작하며 재고량의 파악을 위하여 입고된 자재와 설치된 자재의 정보파악이 가능해야 한다는 조건이 있다.
본 연구에서는 제조업에서 재고량에 관한 최적치를 구하는데 이용되는 확률적 재고모형을 이용하여 안전 재고수준과 그에 따른 재 주문 시점을 결정하려 한다. 재고모형은 수요율을 확정적으로 보느냐 확률적으로 보느냐의 구분에 따라 확정적 모형과 확률적 모형으로 나뉜다.
이에 본 연구에서는 제조업에서 활발하게 사용되고 있는 재고관리 모델인 (Q, r)모델을 건설업 분야에 적용함으로써 초고층 건설현장의 JIT¹⁾달성을 위해 현장에서 발생할 수 있는 수요의 변화와 공급 소요시간 등의 재고관리 불확실성을 가지는 상황에서의 최적재고 수립에 대한 방법을 제안하고 그에 대한 적용성을 검토하여, 재고관리비용 절감 방안을 제시하였다.

가설 설정

1) 제품들은 독립적이다.
2) 수요는 한 번에 한 번씩 발생한다.
3) 만족치 못한 주문은 미납 주문된다.
4) 보충 리드타임은 고정되어 있다.

제안 방법

따라서 효율적인 자재재고에 관한 관리의 필요성이 높은 현장이라 할 수 있다. 본 연구에서 자재의 주문시점과 주문량을 구하는 방법은 주문이 필요한 자재의 안전재고량과 리드타임동안의 수요량을 구한 후, 이를 현재 재고량과 비교하여 주문량 및 작업이 지연되지 않고 수행될 수 있는 최적의 주문시기를 결정하게 된다.
철근 원자재가 투입되어 설치되는 과정을 간단히 나타내면 그림 4와 같다. 본 연구에서 제시한 자재의 주문 시기와 주문량의 산정 방법에 적용성 검토를 위하여 현장을 선정하고 시범 적용 하였다. 현장에서 수행하는 자재관리업무에 추가작업 없이 자재관리 하는 것을 목표로 하여 현장에서 작성되는 자재관리 데이터의 수집과 이를 통하여 제시하는 산정법을 검증한다.
본 연구에서는 먼저 일반적인 재고의 개념과 재고관리시스템에 대하여 살펴보고 건설업과 일반 제조업과 다른 건설현장에서의 자재관리 특수성 및 실무에서의 자원조달 업무를 분석하고 초고층 공사의 특성에 맞는 (Q,r)모형 검토를 통하여 철근자재를 대상으로 재고관리 현황을 살펴보고 철근 가공·조립과정의 적용성 여부를 판단하였다.
이에 본 연구에서는 먼저 일반 제조업 분야의 조달관리와 다른 건설산업의 자재관리의 특수성을 알아보았으며, 실무에서의 자원조달 업무를 파악한 후 초고층공사의 특성에 맞는 (Q,r)모형 검토를 통하여 철근자재를 대상으로 재고관리 현황을 살펴보고 철근 가공·조립과정의 적용성 여부를 판단하였다.
본 연구에서는 먼저 일반적인 재고의 개념과 재고관리시스템에 대하여 살펴보고 건설업과 일반 제조업과 다른 건설현장에서의 자재관리 특수성 및 실무에서의 자원조달 업무를 분석하고 초고층 공사의 특성에 맞는 (Q,r)모형 검토를 통하여 철근자재를 대상으로 재고관리 현황을 살펴보고 철근 가공·조립과정의 적용성 여부를 판단하였다. 이후 자재의 리드타임 변이와 리드타임 동안의 자재 수요율 변이를 고려하여 자재의 재 주문 시점을 언제로 할 것인지를 결정하고 주문비용 및 재고유지비용, 자재 수요량을 고려한 주문량 산정을 통하여 기존 재고관리 시스템에서 개선된 최적 재고 관리 방안을 제시한다.
이에 본 연구에서는 먼저 일반 제조업 분야의 조달관리와 다른 건설산업의 자재관리의 특수성을 알아보았으며, 실무에서의 자원조달 업무를 파악한 후 초고층공사의 특성에 맞는 (Q,r)모형 검토를 통하여 철근자재를 대상으로 재고관리 현황을 살펴보고 철근 가공·조립과정의 적용성 여부를 판단하였다. 이후 자재의 리드타임변이와 리드타임동안의 자재의 수요율 변이를 고려하여 자재의 재 주문 시점을 언제로 할 것인지를 결정하고 주문비용 및 재고유지비용, 자재 수요량을 고려하여 주문량을 얼마로 할 것인지를 결정하는 방법을 제시하였다. 본 연구는 제조업에서 소개되어진 재고 모형인 (Q,r)모델을 상대적으로 연속성이 많이 발생하는 초고층 건설현장에서의 재고모델로서 적용 가능한지 그 가능성을 살펴보았으며, 사례연구를 통해 그 사실을 입증하였다.
본 연구에서 제시한 자재의 주문 시기와 주문량의 산정 방법에 적용성 검토를 위하여 현장을 선정하고 시범 적용 하였다. 현장에서 수행하는 자재관리업무에 추가작업 없이 자재관리 하는 것을 목표로 하여 현장에서 작성되는 자재관리 데이터의 수집과 이를 통하여 제시하는 산정법을 검증한다. 표 5는 조사대상 현장 개요를 정리한 것이다.

대상 데이터

본 연구에서 분석하고자 하는 사례는 도심지에 위치한 주상복합 신축현장에서의 철근 재고관리 현황이다. 사례현장의 총 소요기간은 38개월, 철근의 총 투입량은 6,420TON이며, 시내중심부 및 주거지역을 통과하는 도심지 공사로써 민원발생 등으로 인한 공정계획 변동의 위험성이 높고 자재야적 및 관리를 위한 간접비 비율이 높은 것으로 조사되었다.
현장자료 수집결과 주문된 일반 철근자재는 1회에 걸쳐 124 TON이 입고되었다. 주문량과 입고량은 일치하며, 현장내의 소요변경에 의해 재고가 발생 할 수 있다.

성능/효과

둘째, 자재조달계획은 보통 1주 단위로 계획공정표 업데이트에 맞추어 이루어지므로 최소 1주 이상의 기간을 고려한 자재계획을 세울 수 있으나 긴 리드타임을 요하는 자재의 경우는 현장 공정에 맞게끔 자재 반입이 안 이루어 질 수 있는 확률로 인하여, 불필요한 시기의 자재반입이 발생 할 수 있다. 특히 야적장이 부족한 도심지의 초고층 현장일 경우 많은 재고비용이 발생 할 수 있으며, 늦게 자재가 도착할 경우에는 전체 공기의 큰 영향을 줄 수 있다.
본 연구에서 분석하고자 하는 사례는 도심지에 위치한 주상복합 신축현장에서의 철근 재고관리 현황이다. 사례현장의 총 소요기간은 38개월, 철근의 총 투입량은 6,420TON이며, 시내중심부 및 주거지역을 통과하는 도심지 공사로써 민원발생 등으로 인한 공정계획 변동의 위험성이 높고 자재야적 및 관리를 위한 간접비 비율이 높은 것으로 조사되었다. 따라서 효율적인 자재재고에 관한 관리의 필요성이 높은 현장이라 할 수 있다.
셋째, 초고층 현장과 같은 특수한 현장의 경우 자원 조달계획의 기초 자료가 부족하여 주로 경험과 직관에 의존하는 경향이 있다. 현장의 자원조달계획은 초기의 계획공정표를 기준으로 이를 업데이트 하면서 진행하게 되는데 이를 반영한 조달계획이 잘못된 경험과 직관에 이루어짐으로 해서 현장 개설 후 자원조달업무는 잘못 작성된 자원조달계획서와 계획공정표를 수정 보완하는데 많은 시간이 소요되어 효율적인 업무의 수행에 어려움을 가져온다.
이 떄 현장의 재고량에 대한 정보가 필요하다. 재고량은 입고량에서 설치량을 뺀 값으로 결정되며, 현장의 데이터 분석결과 주문전일까지의 입고량이 124TON이었고 현장내의 재고량의 확인결과 98.1TON을 사용했음을 확인하였다. 이를 활용하여 재고량을 산정하면 다음과 같다.

후속연구

리드타임은 프로젝트 진행과정에서 수급되어지는 자재의 리드타임을 통하여 파악이 가능하나 여러 가지 조달과정의 변수를 고려한 자재의 리드타임에 대한 고려가 필요하며 주문량 결정에 있어서 주문비용과 재고유지비용 외에 다른 요소들을 고려하지 못하였다. 또한 다종의 자재가 투입되어지는 초고층현장에 따른 자재별 관리 대상이 될 수 있는 자재에 대한 연구와 이러한 산정방법을 실제 현장의 자재관리 방법으로 적용하여 사용성에 대한 연구가 이루어져야 할 필요가 있다.
하지만 위의 연구들은 건설현장의 자재 수요량에 대한 변동성을 반영하지 못하였으며, 재고 부족으로 인하여 발생할 수 있는 비용에 대한 부분의 분석이 미흡한 상태이다. 또한 적정 재고량을 고려하여 자재 주문시점과 자재 재고량을 결정하는 구체적인 알고리즘을 제시하지 못하였다는 한계점이 있다.
본 연구는 건설업에서 (Q,r)모델의 적용가능성을 살펴보았다는 점에서 그 의의가 있다고 할 수 있으며, 다종의 자재에 대한 적용 및 더 많은 사례 연구를 통해 적용 가능성을 확대시켜 나가야 할 것이다.
도심지의 대형 공사를 짧은 공기 내에 수행함에 있어 가장 큰 문제로 부각된 것은 건설자원의 전반적인 관리이다. 이에 프로젝트 진행 사전에 공사 전반에 걸친 계획과 준비가 필요하게 되었으며 현장 내 자재의 적시생산에 대한 중요도 또한 높아지면서 초고층 현장의 특성에 능동적으로 대처할 수 있는 자재조달 관리 시스템의 개발이 요구된다. 다음 표 3은 초고층 현장 조달관리의 고려사항이다.
건설현장에서 사용하는 철근의 경우 수요율 및 리드타임이 일정하지 않고 자재의 수요량이 기간에 따라 변이가 발생하지만 자재의 주문이 고정 주문 간격에 의해 이루어지지 않고 앞서 유도한 재 주문점에 의하여 이우어질 경우 수요량이 불규칙하더라도 변동성에 의한 영향을 완충시키는 것이 가능 할 것으로 판단된다. 즉, 수요량이 많아질 경우 높은 재고수준에서 주문을 하게 되고 주문 간격이 좁아져 주문횟수가 늘어나면서 미래의 높은 수요에 미리 대비하는 두 가지 아이디어를 하나로 통합한 연속검토모형 (Q,r)모델에 기본 원리인 재주주문점이 r에도달하면 Q만큼 주문한다는 개념에 적용 가능한 주문시점과 주문량의 산정을 통해 건설현장에 자재관리에 있어 수요율의 변화와 공급소요 시간 등의 불확실성에 의한 영향을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	건설현장에서 필요이상의 재고는 어떤 요소인가?	건설현장에서 필요이상의 재고는 재고 유지비용을 크게 증가시키고 자재 적치를 위한 넓은 야적장을 필요로 하게 되며, 수행동선에도 영향을 미쳐 현장의 생산성 또한 저하시키는 부정적 요소이다. 반면 현장의 재고가 적정 재고량에 못 미칠 경우 예상치 못했던 수요 발생 시 자재수급이 어려워져 공기 지연을 야기 시킬 수 있고, 잦은 주문으로 인한 주문비용의 증가라는 결과를 초래할 수 있다.
	현장의 재고가 적정 재고량에 못 미칠 경우 어떤 문제를 초래하는가?	건설현장에서 필요이상의 재고는 재고 유지비용을 크게 증가시키고 자재 적치를 위한 넓은 야적장을 필요로 하게 되며, 수행동선에도 영향을 미쳐 현장의 생산성 또한 저하시키는 부정적 요소이다. 반면 현장의 재고가 적정 재고량에 못 미칠 경우 예상치 못했던 수요 발생 시 자재수급이 어려워져 공기 지연을 야기 시킬 수 있고, 잦은 주문으로 인한 주문비용의 증가라는 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 현장에서의 적정재고 보유는 공기와 비용 모두의 측면에서 중요한 요소라 할 수 있다.
	초고층 건물과 같은 현재의 도심지 건설현장에서 충분한 크기의 야적장을 확보하지 못할 경우 어떤 문제가 발생하는가?	하지만 초고층 건물과 같은 현재의 도심지 건설현장에서는 충분한 크기의 야적장을 확보하기 어렵고 심한 경우 야적장이 없는 공사 현장도 상당수 있다. 이는 재고관리의 어려움을 가져 오면서 동시에 적정재고량 보유에 실패함으로서 공기나 비용에 심각한 영향을 줄 수 있다. 따라서 자재가 현장에 투입되어 조립, 설치되기 까지 지속적인 모니터링을 통하여 재고량이 일정수준에 다다를 경우 자재의 재 주문을 통하여 재고의 수준을 올려 주고 재고가 남을 경우 주문을 보류하여 재고수준에 따른 유동적인 주문이 이루어져야 한다.

참고문헌 (20)

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이재명 외 4인, 건설 현장 자재수요 변동을 고려한 주문시점 산정 방법, 2008, 대한건축학회 논문집(구조계), v.24, n.10
이재명 외 2인, 야적장 크기를 고려한 철근의 경제적 주문량(EOQ) 산정, 2007, 한국건설관리학회 학술발표대회 논문집
임건순 외 4인, 원자재 조립/가공 과정을 갖는 건설공사 프로세스의 적정 재고관리 방안에 관한 연구, 2008, 한국건설관리학회 논문집, v.9, n.1
정도영 외 4인, 건설현장 철근작업 프로세스상의 적정 자재재고 관리 방안에 관한 연구, 2006, 한국건설관리학회 학술발표대회 논문집
김문환 외 17인 공저, 건설영공학, 1999, 기문당
송도헌, 초고층건축 시공, 2004, 기문당
현병언 외 3인 공저, 신 물류관리, 2003, 율곡출판사
Alessandro Persona 외 3인, Optial safety stock level of subassembles and manufacturing components, 2007, International Journal of Production Economics, v.110, Issues 1-2
F. Rovert Jacobs, Operations and Supply Management, 2007
Wallace J. Hopp, Factory foundation of manufacturing management, 2005
William J. Stevenson, Operation Management, 2009

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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