[국내논문]에이전트기반 시뮬레이션을 활용한 건설프로젝트 조직 내 협업과정의 이해 Understanding Collaborative Working Processes within Construction Project Teams Using Agent-Based Modeling and Simulation원문보기
건설프로젝트의 성공적인 수행을 위해 의사소통, 협력, 정보공유 등을 포함한 구성원들 간의 협업은 반드시 필요하다. 그러나 프로젝트 조직 내의 협업과정이 성과에 미치는 영향에 대한 분석적인 시도는 부족하였다. 본 연구는 게임이론 기반의 에이전트기반 시뮬레이션을 활용하여 프로젝트 조직 내 협업과정을 보다 명시적으로 이해하는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션의 결과로 구성원수준에서의 관계형성과 조직수준에서의 네트워크 발전양상을 관찰할 수 있었다. 본 연구는 프로젝트조직 내의 협업과정 분석방법 개발을 위한 기초연구이며, 향후 연구를 통해 조직 내 업무수행 프로세스, 생산작업 프로세스, 관리 프로세스 등의 부분과 결합하여 프로젝트 성과를 예측하는 방법으로 발전될 수 있을 것이다.
건설프로젝트의 성공적인 수행을 위해 의사소통, 협력, 정보공유 등을 포함한 구성원들 간의 협업은 반드시 필요하다. 그러나 프로젝트 조직 내의 협업과정이 성과에 미치는 영향에 대한 분석적인 시도는 부족하였다. 본 연구는 게임이론 기반의 에이전트기반 시뮬레이션을 활용하여 프로젝트 조직 내 협업과정을 보다 명시적으로 이해하는 방법을 제시하였다. 시뮬레이션의 결과로 구성원수준에서의 관계형성과 조직수준에서의 네트워크 발전양상을 관찰할 수 있었다. 본 연구는 프로젝트조직 내의 협업과정 분석방법 개발을 위한 기초연구이며, 향후 연구를 통해 조직 내 업무수행 프로세스, 생산작업 프로세스, 관리 프로세스 등의 부분과 결합하여 프로젝트 성과를 예측하는 방법으로 발전될 수 있을 것이다.
Collaborative processes among team members including communication, coordination, and information-handling processes either during pre-construction or project execution are required in order to accomplish the objectives of construction projects. However, current construction management practice does...
Collaborative processes among team members including communication, coordination, and information-handling processes either during pre-construction or project execution are required in order to accomplish the objectives of construction projects. However, current construction management practice does not explicitly take the effect of organizational aspects on project performance into account. This paper introduces a method to understand collaborative processes in an explicit and systematic fashion. An agent-based simulation of collaborative working processes within construction project teams was designed from game theory perspective and implemented. The simulation produced both individual behavior and network dynamics. Individuals represented as agents made efforts to improve performance by communication and coordinating with other members, and overall team network was emerged as a result of interactions among members. Interestingly, it was found that the tendency of forming cohesive subgroups increased when sustaining relations with between-group partners incurs higher cost. The primary contribution of this paper is that it presented an explicit approach to examining collaborative working processes in construction project teams and it extended existing computational organization and network studies by integrating individual behavior models and network models.
Collaborative processes among team members including communication, coordination, and information-handling processes either during pre-construction or project execution are required in order to accomplish the objectives of construction projects. However, current construction management practice does not explicitly take the effect of organizational aspects on project performance into account. This paper introduces a method to understand collaborative processes in an explicit and systematic fashion. An agent-based simulation of collaborative working processes within construction project teams was designed from game theory perspective and implemented. The simulation produced both individual behavior and network dynamics. Individuals represented as agents made efforts to improve performance by communication and coordinating with other members, and overall team network was emerged as a result of interactions among members. Interestingly, it was found that the tendency of forming cohesive subgroups increased when sustaining relations with between-group partners incurs higher cost. The primary contribution of this paper is that it presented an explicit approach to examining collaborative working processes in construction project teams and it extended existing computational organization and network studies by integrating individual behavior models and network models.
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문제 정의
본 연구는 컴퓨터 시뮬레이션 기법 중 하나인 에이전트 기반 시뮬레이션을 활용하여 프로젝트 조직 내 협업과정을 보다 명시적으로 이해하는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 우선 문헌조사를 통하여, 건설프로젝트 수행 이전 단계에서 수행정보를 생성하는 과정에 초점을 맞추어 참여자들 간의 의사소통, 협력, 정보공유 등을 통한 협업적인 작업이 프로젝트 관련정보의 완성도에 영향을 미치는 과정에 대해서 알아본다.
에이전트들의 성과는 사회성에 의해 크게 좌우되었다. 사회성이 높은 에이전트는 그렇지 않은 에이전트에 비해 빈번하게 잠재적 동료에이전트를 만나 성과를 높이고자 했다. 따라서 사회성이 높은 에이전트는 짧은 시간 안에 최대성 과를 이룬데 반해, 반대의 경우에는 최대성과를 이루는 데 상대적으로 오랜 시간이 걸렸다.
그러나 조직 내에서의 협업과정과 이것이 성과에 미치는 영향에 대한 분석적인 연구는 미비하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 본 연구에서는 에이전트기반 시뮬레이션을 활용하여 프로젝트 조직 내 협업과정을 보다 명시적으로 이해하는 방법을 제시하였다. 게임이론, 경영학이론, 사회학이론 등을 바탕으로 프로젝트 조직 내의 협업과정을 모델링하였고, 이를 에이전트 시뮬레이션으로 구현하였다.
구성원들이 가지는 특성에 따라 상이한 과정을 거쳐 관계를 형성했으며, 이를 시각적으로 관찰하고 분석할 수 있었다. 또한 구성원들의 개별특성이 성과에 미치는 영향을 분석해 보았다. 나아가 구성원들 간 상호작용의 결과로 창발 되는 조직 전체네트워크의 모습을 관찰할 수 있었다.
본 연구는 건설프로젝트의 성과달성에 있어 조직 내의 협업과정이 중요한 부분을 차지함에도 불구하고, 현재의 프로젝트계획 및 관리 측면에서 간과되어 왔다는 점에서 착안 했다. 프로젝트 초기의 협업과정이 수행과정의 효율성 및 성과에 영향을 미친다는 점을 고려해 볼 때, 명시적이고 체계화된 협업과정의 분석은 향후 수행될 프로젝트의 성과를 예측하는데 크게 기여할 것이라고 생각된다.
가설 설정
여기서 비용은 금전적인 가치뿐만 아니라 시간, 노력 등의 관계를 유지하기 위한 모든 희생을 포함하는 개념으로 정의되었다(Jackson and Wolinsky 1996). 외부동료와의 관계를 유지하기 위한 비용 (외부유지비용)은 내부동료와의 비용(내부유지비용)보다 크다고 가정되었다.
시뮬레이션의 변수들은 Table 2에 제시되었다. 서로 다른 두 유형의 에이전트들이 프로젝트 조직을 형성하고 있다고 가정하였으며, 전체 에이전트 수는 100으로 설정하였다. 사회성은 정규분포를 이용하여 설정하였다.
제안 방법
본 연구는 컴퓨터 시뮬레이션 기법 중 하나인 에이전트 기반 시뮬레이션을 활용하여 프로젝트 조직 내 협업과정을 보다 명시적으로 이해하는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 우선 문헌조사를 통하여, 건설프로젝트 수행 이전 단계에서 수행정보를 생성하는 과정에 초점을 맞추어 참여자들 간의 의사소통, 협력, 정보공유 등을 통한 협업적인 작업이 프로젝트 관련정보의 완성도에 영향을 미치는 과정에 대해서 알아본다. 이를 바탕으로 프로젝트 조직 내에서 참여자들 간의 협업적인 관계형성이 이루어지는 과정의 이론적 모델을 개발한다.
이를 위해 우선 문헌조사를 통하여, 건설프로젝트 수행 이전 단계에서 수행정보를 생성하는 과정에 초점을 맞추어 참여자들 간의 의사소통, 협력, 정보공유 등을 통한 협업적인 작업이 프로젝트 관련정보의 완성도에 영향을 미치는 과정에 대해서 알아본다. 이를 바탕으로 프로젝트 조직 내에서 참여자들 간의 협업적인 관계형성이 이루어지는 과정의 이론적 모델을 개발한다. 모델은 에이전트 시뮬레이션 기법을 사용하여 구현되며, 다양한 시나리오 하에서 테스트된다.
본 연구에서는 Jackson and Watts(2002)의 수식적 게임이론 모델을 기반으로 다양한 사회학과 경영학 분야의 이론을 접목하여 에이전트의 특성과 행동의 모델을 수립하였다. 에이전트로 정의된 프로젝트 참가자들은 개별특성과 네트 워크적 특성을 가진 객체로 정의된다.
시뮬레이션이 진행됨에 따라 각 에이전트는 성과를 높이기 위해 동료에이전트를 찾기 시작했다. 처음 몇 주기에 서는 대부분의 에이전트가 동료에이전트를 가지고 있지 못했지만 시간이 지남에 따라 잠재적 동료에이전트를 만나고 동료에이전트로 만들기 시작했다.
먼저, 외부유지비용이 낮아 외부동료와의 관계생성·유지가 수월한 경우, 에이전트는 외부동료와의 관계를 형성해 성과를 높이고자 하였으며 이 상태가 지속하였다.
·창발구조검증: 민감도분석을 통해서 실현가능한 범위의 변수에 대해서 모델을 검증하였다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 본 연구에서는 에이전트기반 시뮬레이션을 활용하여 프로젝트 조직 내 협업과정을 보다 명시적으로 이해하는 방법을 제시하였다. 게임이론, 경영학이론, 사회학이론 등을 바탕으로 프로젝트 조직 내의 협업과정을 모델링하였고, 이를 에이전트 시뮬레이션으로 구현하였다.
조직구성원 개인수준에서 협력관계가 어떻게 발전되는지 볼 수 있었다. 구성원들이 가지는 특성에 따라 상이한 과정을 거쳐 관계를 형성했으며, 이를 시각적으로 관찰하고 분석할 수 있었다. 또한 구성원들의 개별특성이 성과에 미치는 영향을 분석해 보았다.
대상 데이터
0등의 값이 설정되었다. 시뮬레이션은 전체 시스템행태가 안정상태에 이를 때까지 실행되었으며, 다른 조건에 대하여 100회 실행되었다.
데이터처리
org)를사용하여 Java프로그래밍언어로 구현되었다. 여러 다른 조건하에서 시뮬레이션을 통한 실험이 이루어졌으며, 결과는 통계분석언어인 R과 statnet패키지를 이용하여 분석하였다.
6). 네트워크의 분절된 응집집단의 발생정도를 측정하기 위해 각각의 결과에 대해 군집계수(Wasserman and Faust 1994) 를 계산하였다. 결과는 외부유지비용이 높을수록 군집계수가 높아 강한 응집집단 발생형태를 보였다.
이론/모형
이를 바탕으로 프로젝트 조직 내에서 참여자들 간의 협업적인 관계형성이 이루어지는 과정의 이론적 모델을 개발한다. 모델은 에이전트 시뮬레이션 기법을 사용하여 구현되며, 다양한 시나리오 하에서 테스트된다. 위에서 설명된 연구의 수행방법론이 Fig.
프로젝트 조직 내 협업과정을 에이전트기반 시뮬레이션 기법을 활용하여 구현하였다. 전체적인 시뮬레이션의 개발 과정은 Macal and North(2005)과 Banks et al.
전체적인 시뮬레이션의 개발 과정은 Macal and North(2005)과 Banks et al.(2004)등의 방법 등을 참조하여 계획되었다 (Fig. 3).
모델은 통합개발환경인 Eclipse(http://www.eclipse.org)를사용하여 Java프로그래밍언어로 구현되었다. 여러 다른 조건하에서 시뮬레이션을 통한 실험이 이루어졌으며, 결과는 통계분석언어인 R과 statnet패키지를 이용하여 분석하였다.
에이전트 모델의 유효성은 North and Macal(2007)에서 제시된 에이전트 행동검증, 상호작용검증, 창발구조(emergent structure)검증의 방법을 사용하여 검증하였다.
성능/효과
먼저, 외부유지비용이 낮아 외부동료와의 관계생성·유지가 수월한 경우, 에이전트는 외부동료와의 관계를 형성해 성과를 높이고자 하였으며 이 상태가 지속하였다. 시뮬레이션 결과를 살펴보면, 외부유지비용이 0.2로 낮고 내부친밀도가 50, 100, 150일 경우 모든 에이전트들이 평균적으로 주기 69, 93, 100에서 최대성과를 이루게 되었다 (Fig. 5). 외부유지비용이 1.
네트워크의 분절된 응집집단의 발생정도를 측정하기 위해 각각의 결과에 대해 군집계수(Wasserman and Faust 1994) 를 계산하였다. 결과는 외부유지비용이 높을수록 군집계수가 높아 강한 응집집단 발생형태를 보였다. 또한 외부유지 비용이 높은 경우 네트워크의 크기와 평균거리도 증가하였다.
시뮬레이션 결과에서 구성원들 간의 친밀도가 낮을수록 조직이 안정상태3)에 이르는 시간이 오래 걸린다는 사실을 확인할 수 있었다. 건설프로젝트에서는 단시간에 조직문화와 협업관계를 발전시켜 조직의 성과를 높일 필요가 있다.
실험을 통해서 프로젝트 조직 내에서 발생할 수 있는 다양한 네트워크의 발전양상을 살펴볼 수 있었다. 조직구성원 개인수준에서 협력관계가 어떻게 발전되는지 볼 수 있었다.
마지막으로, 조직연구 분야에서 많이 관찰되는 응집집단의 형성도 발생했다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 현실에서 관찰되는 응집집단의 발생을 구현했다는 점에서 모델의 타당성과 향후 확장가능성을 확인할 수 있었다.
사회성이 높은 에이전트는 그렇지 않은 에이전트에 비해 빈번하게 잠재적 동료에이전트를 만나 성과를 높이고자 했다. 따라서 사회성이 높은 에이전트는 짧은 시간 안에 최대성 과를 이룬데 반해, 반대의 경우에는 최대성과를 이루는 데 상대적으로 오랜 시간이 걸렸다. 가장 짧은 시간 내에 최대 성과를 이룬 에이전트17의 경우 처음의 세 주기에서 세 동료에이전트를 만들어 1.
후속연구
본 연구는 건설프로젝트의 성과달성에 있어 조직 내의 협업과정이 중요한 부분을 차지함에도 불구하고, 현재의 프로젝트계획 및 관리 측면에서 간과되어 왔다는 점에서 착안 했다. 프로젝트 초기의 협업과정이 수행과정의 효율성 및 성과에 영향을 미친다는 점을 고려해 볼 때, 명시적이고 체계화된 협업과정의 분석은 향후 수행될 프로젝트의 성과를 예측하는데 크게 기여할 것이라고 생각된다. 본 연구는 협업과정의 분석방법을 개발하기 위한 기초연구이며, 향후 연구를 통해 조직 내 업무수행 프로세스, 생산작업 프로세스, 관리 프로세스 등의 부분과 결합하여 발전할 수 있을 것이다.
프로젝트 초기의 협업과정이 수행과정의 효율성 및 성과에 영향을 미친다는 점을 고려해 볼 때, 명시적이고 체계화된 협업과정의 분석은 향후 수행될 프로젝트의 성과를 예측하는데 크게 기여할 것이라고 생각된다. 본 연구는 협업과정의 분석방법을 개발하기 위한 기초연구이며, 향후 연구를 통해 조직 내 업무수행 프로세스, 생산작업 프로세스, 관리 프로세스 등의 부분과 결합하여 발전할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
건설프로젝트의 성공적인 수행을 위해 필요한 것은?
건설프로젝트의 성공적인 수행을 위해 의사소통, 협력, 정보공유 등을 포함한 구성원들 간의 협업은 반드시 필요하다. 확정된 생산정보, 공장작업, 반복조립생산, 분명한 달성 지표로 대표되는 일반적인 공장제조업과는 달리, 건설프로젝트는 일회성 제품생산을 위해 동태적으로 변화하는 작업 환경 속에서 진행되게 된다.
건설프로젝트가 공장제조업과 다른 점은?
건설프로젝트의 성공적인 수행을 위해 의사소통, 협력, 정보공유 등을 포함한 구성원들 간의 협업은 반드시 필요하다. 확정된 생산정보, 공장작업, 반복조립생산, 분명한 달성 지표로 대표되는 일반적인 공장제조업과는 달리, 건설프로젝트는 일회성 제품생산을 위해 동태적으로 변화하는 작업 환경 속에서 진행되게 된다. 초기에는 프로젝트 수행에 필요한 도면과 시방서 등의 정보를 생성하기 위해 여러 하위 조직들이 모여 임시조직(temporary organization)을 구성하게 되며, 기능적·기술적·사업상 요구사항들이 만족될 때까지 정보를 재생산하게 된다.
어떤 여건들로 인해 프로젝트 참여자들 간의 협업이 제약을 받고 있는가?
그러나 프로젝트 참여자들 간의 협업은 프로젝트 제반 여건들로 인해 제약을 받고 있다. 기획·설계·시공 등으로 이어지는 수직·체계적인 전통적인 업무방식에서 참여자들은 대가와 책임소재 등으로 인하여 적극적으로 협업에 참가할 동기를 찾기 어렵다. 건설산업 전반에 퍼져있는 기존의 생산방식을 고수하려는 문화 또한 참여자들 간의 협업을 어렵게 하고 있다. 최근 BIM(Building Information Model)등의 기술발전과 더불어 참여자들 간의 협업이 용이해졌으나, 여전히 많은 경우에 있어서 제도적·문화적인 이유로 본격적인 활용이 어렵다.
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