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문제 정의
- BIM 기반 하수처리시설 유지관리 필요성을 제시하기 위해 현행유지관리 업무의 한계점을 알아보았다. 인터뷰는 총4회에 걸쳐 실시하였다.
- 본 연구에서는 COBie 2.4 스프레드시트의 워크시트별 데이터 항목을 공공하수도 운영·관리 지침과 실제 하수처리장에서 사용되고 있는 유지관리시스템 상에서의 관리 항목과 비교 설명하고자 한다.
- 이러한 관점에서 본 연구의 목적은 공공 인프라 분야 중 공공하수처리시설에 대한 BIM 기반 유지관리시스템 개발을 위한 기초연구로 COBie 정보가 현행 공공하수도시설 운영·관리 업무지침(2013) 및 실제 유지관리시스템에 활용 가능 여부, 즉 부합 수준을 평가하는 것이다.
제안 방법
- BIM 기반 유지관리를 위한 요구정보 수집체계로 사용되는 COBie 정보가 국내의 하수처리시설 유지관리에 필요한 요구정보와 부합하는 정도를 평가하기 위해 ‘공공하수도시설 운영·관리 업무지침’과 하수처리시설 유지관리시스템을 분석하였다.
- 인터뷰는 총4회에 걸쳐 실시하였다. OO 하수처리시설 유지관리 실무자 1인과 총 2회, 부산환경공단 유지관리시스템 운영자 2인과 총 2회에 대해 진행하였다. 여러 인터뷰 결과 중, 현재의 준공 후 운영 및 유지관리 데이터 인수인계상의 문제점에 따른 BIM 기반 운영 및 유지관리 데이터 구축의 필요성을 다음과 같이 정리할 수 있다.
- 그러나 ⑤ 사례는 BIM 설계를 통한 모델 작업 없이 Lidar 장비를 통한 3D 형상모델과 사내 데이터베이스에 저장되어 있는 자산관리 데이터를 ArcGis 엔진을 활용하여 연계함으로써 시설물의 3D 정보와 속성 정보를 분리하여 볼 수 있도록 하였다. 본 사례는 이미 구축되어 있는 다수의 수처리 시설을 통합적으로 관리하고자 할 경우 유용한 방법이라 할 수 있다.
- 세 번째로 유지관리를 위한 요구정보 항목을 도출하기 위해 환경부에서 매년 발간하는 (3) ‘공공하수도시설 운영·관리지침’과 실무에서 사용되고 있는 하수처리시설 운영 및 유지관리를 위한 제반 시스템을 분석하였다. 다음으로 (4) 도출된 요구정보 항목을 COBie와 비교, 분석하여 COBie 방법의 부합성을 평가하였으며, 이로부터 COBie의 한계성과 활용도를 제고하기 위한 방안과 추가적인 연구방향을 제시하였다. Fig.
- 다음으로 현행 공공하수도시설 운영·관리 업무지침 및 실제 유지관리시스템을 분석하고 BIM 기반 유지관리를 위한 요구정보 수집체계로 사용되는 COBie 정보의 부합 수준을 평가하였다.
- 총 5건의 해외 사례를 조사하였으며, 사례별 BIM 적용 목적 및 중점 수혜 내용에 대한 조사를 실시하였다. 두 번째로(2) 현행 시설 운영 및 유지관리 측면에서의 개선점을 BIM 적용성 관점에서 ○○시 1개 하수처리시설 사업장 담당자와 부산환경공단의 위탁 하수처리장 시스템 운영 담당자와 인터뷰를 실시하였다. 세 번째로 유지관리를 위한 요구정보 항목을 도출하기 위해 환경부에서 매년 발간하는 (3) ‘공공하수도시설 운영·관리지침’과 실무에서 사용되고 있는 하수처리시설 운영 및 유지관리를 위한 제반 시스템을 분석하였다.
- 따라서 본 연구에서는 시설물관리와 자산관리 항목만을 한정지어 COBie와의 부합성 평가를 실시하였고 결과는 Tables 4∼7과 같다.
- 따라서 설계ㆍ시공단계에서 축적된 정보를 운영단계에 사용하고자 하는 COBie와의 목적에는 적합하지 않으므로 부합성 평가에서 제외시켰으며 평가의 척도는 만족(S), 제한(L), 연계(C) 세 가지로 구분해 평가를 진행하였다. 부합성 평가 이외에도 책임할당 매트릭스(Responsibility Assignment Matrix)를 통해 각 단계별 COBie 프레임워크를 입력하고 입력된 데이터의 책임을 판단할 주체를 알 수 있다.
- 따라서 운영단계 이전에 축적되는 COBie 정보와는 성격이 달라 부합성 평가에서 제외시켰다. 마찬가지로 하수처리시설 유지관리시스템의 OMTS 요구정보 항목이 업무지침 내 운영관리 분야와 성격이 비슷해 이 또한 부합성 평가에서 제외시켰으며 KMS 내 시설물관리와 자산관리만 선택해 부합성 평가를 진행하였다. 즉, COBie 프레임워크와의 부합성 평가를 위한 요구정보 항목은 ‘공공하수도시설 운영·관리 업무지침’과 KMS 내의 유지관리와 관련된 항목에 대해서만 COBie와의 부합성 평가를 하였다.
- 부합성 척도는 세 가지로 구분해 만족(S, Satisfactory), 제한(L, Limited), 연계(C, Connection)를 사용하였다. 만일 지침 내 해당 정보가 COBie 2.
- 세 번째로 유지관리를 위한 요구정보 항목을 도출하기 위해 환경부에서 매년 발간하는 (3) ‘공공하수도시설 운영·관리지침’과 실무에서 사용되고 있는 하수처리시설 운영 및 유지관리를 위한 제반 시스템을 분석하였다.
- 또한 하수처리와 연계된 주요 공종 별 관련 기자재에 대한 유지관리 업무 외에 처리공정의 품질관리와 연계된 프로세스 운영관리 업무를 포함하고 있어 일반적인 시설물 유지관리와 비교하여 생산설비와 프로세스 관리와 연계된 업무가 있다는 점에서 차별화된다. 이와 같은 이유로 국내 공공하수처리시설에 적합한 BIM 기반 유지관리시스템 개발을 위해 먼저 하수처리시설 BIM 적용 해외 사례를 분석하고 BIM 기반 하수처리 시설 유지관리의 필요성을 실무자와의 인터뷰를 통해 조사하였다. 다음으로 현행 공공하수도시설 운영·관리 업무지침 및 실제 유지관리시스템을 분석하고 BIM 기반 유지관리를 위한 요구정보 수집체계로 사용되는 COBie 정보의 부합 수준을 평가하였다.
- BIM 기반 하수처리시설 유지관리 필요성을 제시하기 위해 현행유지관리 업무의 한계점을 알아보았다. 인터뷰는 총4회에 걸쳐 실시하였다. OO 하수처리시설 유지관리 실무자 1인과 총 2회, 부산환경공단 유지관리시스템 운영자 2인과 총 2회에 대해 진행하였다.
- 즉, COBie 프레임워크와의 부합성 평가를 위한 요구정보 항목은 ‘공공하수도시설 운영·관리 업무지침’과 KMS 내의 유지관리와 관련된 항목에 대해서만 COBie와의 부합성 평가를 하였다.
- 하수처리시설 유지관리에 BIM의 적용성을 조사하기 위하여 첫 번째로 (1) 국내외 연구동향 및 사례분석, 실무자와의 인터뷰를 수행 하였다. 총 5건의 해외 사례를 조사하였으며, 사례별 BIM 적용 목적 및 중점 수혜 내용에 대한 조사를 실시하였다. 두 번째로(2) 현행 시설 운영 및 유지관리 측면에서의 개선점을 BIM 적용성 관점에서 ○○시 1개 하수처리시설 사업장 담당자와 부산환경공단의 위탁 하수처리장 시스템 운영 담당자와 인터뷰를 실시하였다.
- 하수처리시설 유지관리에 BIM의 적용성을 조사하기 위하여 첫 번째로 (1) 국내외 연구동향 및 사례분석, 실무자와의 인터뷰를 수행 하였다. 총 5건의 해외 사례를 조사하였으며, 사례별 BIM 적용 목적 및 중점 수혜 내용에 대한 조사를 실시하였다.
대상 데이터
- 본 절에서는 하수처리장 신규 건설, 개선 사업, 중수도 시설 등 수처리시설 프로젝트에 BIM 기술이 적용된 사례의 분석 결과를 설명한다. 문헌을 통해 Table 1에서 보는 바와 같이 총 5건의 사례를 발굴하였으며, 이중 4건은 미국, 1건은 영국 사례이고, 개별 사례별 BIM의 주요 적용 목적과 성과 발생 단계를 보여준다. ①∼④ 사례는 모두 설계 및 시공단계의 일반적 BIM 활용 목적 - 간섭제거, VE 적용, 3D 설계 기반 시공성 및 설계 검토 등 - 과 같은 용도로 BIM 기술이 적용되었으며, 마지막 사례 ⑤은 지리적으로 분산된 하수처리장을 Lidar, BIM과 GIS 기술을 연계하여 효율적 운영 및 시설관리를 꾀하기 위하여 운영단계에 구축된 기술이라 할 수 있다(Richardson, 2012).
- 본 논문에 사용된 현행 유지관리시스템은 부산환경공단 사례를 사용하였다. 부산시 내의 하수처리시설은 총 11개이며 2개 시설을 제외한 9개 시설은 부산환경공단에서 관리하고 있다.
성능/효과
- 그러나 ⑤ 사례는 BIM 설계를 통한 모델 작업 없이 Lidar 장비를 통한 3D 형상모델과 사내 데이터베이스에 저장되어 있는 자산관리 데이터를 ArcGis 엔진을 활용하여 연계함으로써 시설물의 3D 정보와 속성 정보를 분리하여 볼 수 있도록 하였다. 본 사례는 이미 구축되어 있는 다수의 수처리 시설을 통합적으로 관리하고자 할 경우 유용한 방법이라 할 수 있다.
- 따라서 설계ㆍ시공단계에서 축적된 정보를 운영단계에 사용하고자 하는 COBie와의 목적에는 적합하지 않으므로 부합성 평가에서 제외시켰으며 평가의 척도는 만족(S), 제한(L), 연계(C) 세 가지로 구분해 평가를 진행하였다. 부합성 평가 이외에도 책임할당 매트릭스(Responsibility Assignment Matrix)를 통해 각 단계별 COBie 프레임워크를 입력하고 입력된 데이터의 책임을 판단할 주체를 알 수 있다.
- 이러한 일련의 부합성 평가 결과, 지침에서 요구하는 데이터의 상당부분이 시공 이후의 커미셔닝 단계에서 기입될 필요가 있는데 자산모델링의 성과품이라 할 수 있는 COBie의 특성상 이러한 커미셔닝 단계에서 입력할 데이터 항목이 부족함을 알 수 있었다. 또한 하수처리장과 연관된 주요 단위시설 및 기자재에 대한 패밀리 확충과 추가적인 IFC 개발, 그리고 유지관리시스템과 연계하여 활용도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.
- 평가 결과 S로 판정된 항목은 현재 BIM 모델링을 통하여 유지관리 관련 데이터의 입력 및 운영단계 활용에 문제가 없다는 것을 의미한다. 예를 들면, 기본사항에 처리구역 내 하수계통도, 처리시설 시설평면도는 Facility, Document 워크시트의 해당 필드에 도면 링크 방식을 사용하여 유지관리시스템으로 맵핑 또는 이관시켜주면 된다.
- 예를 들면, 기본사항에 처리구역 내 하수계통도, 처리시설 시설평면도는 Facility, Document 워크시트의 해당 필드에 도면 링크 방식을 사용하여 유지관리시스템으로 맵핑 또는 이관시켜주면 된다. 평과 결과 L로 판정된 항목은 요구정보와 관련된 필드가 없거나 패밀리가 부족한 항목을 의미함으로 이에 대해 대처가 필요하며, 필요시 운영관리시스템 상에서 별도의 데이터 입력을 통해 이러한 문제를 해결할 수 있다. 예를 들면, 수처리/슬러지 처리시설 항목의 “장치의 상세한 사양과 기능설명” 요구정보에 대한 부합성 판정이 L로 된 이유는 다양한 기자재 장치에 대한 패밀리가 부족하고 COBie 맵핑에 필요한 IFC가 제한적이기 때문이다.
- 따라서 본 연구에서는 시설물관리와 자산관리 항목만을 한정지어 COBie와의 부합성 평가를 실시하였고 결과는 Tables 4∼7과 같다. 표를 살펴보면 현재 실무에서 사용되는 시스템상의 데이터 항목인 Heading과 이에 해당하는 COBie 워크시트 및 필드, 해당 항목이 없을 경우 COBie에 추가할 필요가 있는 User Defined, 관련 IFC를 보여준다. KMS와 COBie, IFC와의 비교결과를 분석하면 현재 IFC 4.
후속연구
- KMS에서 자산으로 정의하여 관리하고 있는 부지, 구축물, 기계장치의 유지관리 항목은 Tables 4∼7에서 제시하는 맵핑 방법과 속성 추가를 통해 COBie 자산모델을 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
- 반면 수처리 시설, 슬러지처리 시설, 전기/계장 설비, 하수관거시설 등은 BIM 라이브러리만 구축된다면 유지관리 분야 요구정보를 설계·시공단계에서 입력할 수 있다. 따라서 수질관리와 안전관리 및 환경보전관리를 제외한 유지관리 분야에 대한 요구정보는 하수처리시설 BIM 모델 구축 시 운영단계에 직접 인도할 수 있는 데이터이며 COBie 스프레드시트로 이용 가능할 것으로 판단된다. 수질관리와 안전 및 환경보전관리 유지관리 분야에 대한 내용은 4장 요구정보 부합성 평가에서 설명한다.
- 이는 현재의 COBie로는 하수처리시설과 같은 프로세스 기반 시설물의 유지관리를 함에 있어 어느 정도 제약이 따를 것으로 보여 지고 운영자의 추가적인 요구정보 항목이 필요하다는 것을 알 수 있다. 또한 하수처리시설과 관련된 각종 기계 및 시설 등의 라이브러리 구축과 구체적인 IFC 개발이 선행되어야 할 것으로 판단된다.
- 이러한 일련의 부합성 평가 결과, 지침에서 요구하는 데이터의 상당부분이 시공 이후의 커미셔닝 단계에서 기입될 필요가 있는데 자산모델링의 성과품이라 할 수 있는 COBie의 특성상 이러한 커미셔닝 단계에서 입력할 데이터 항목이 부족함을 알 수 있었다. 또한 하수처리장과 연관된 주요 단위시설 및 기자재에 대한 패밀리 확충과 추가적인 IFC 개발, 그리고 유지관리시스템과 연계하여 활용도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.
- 즉, 현재 COBie에서 제시하고 있는 항목(Column) 이외에 Tables 4∼7에서 제시하고 있는 User Defined, IFC를 이용해 COBie를 보완하거나 기존 유지관리시스템과의 맵핑에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
- 또한 하수처리시설을 포함한 플랜트 산업에 적합한 패밀리가 구축되어 있지 않고 COBie를 건축분야 외의 산업에서 사용하기에는 부족한 점이 많다. 추후 연구방향으로는 하수처리시설에 이용되는 다양한 구축물, 기계장치 등의 패밀리를 구축하고 구축된 패밀리와 IFC 연계, 유지관리시스템과의 맵핑에 대한 연구를 진행할 계획이다.
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