공공건축물 실적자료 분석에 따른 중위수를 활용한 총공사비의 적정보정율 추정방법 Presumption Method for Optimum Correction Rate of Total Construction Cost Using the Median based on Historical Data Analysis in Public Office Buildings원문보기
본 연구는 공공건축물의 실적공사비 분석을 통해 총공사비에 대한 적정보정율을 기초자료로 제시하고자 한다. 이에 대해 조달청에서 발주한 2009~2011년에 준공된 53개 프로젝트를 연구 대상으로 하였다. 공사비 분석은 주요 공정인 건축, 기계, 전기, 통신, 부대시설에 대하여 빈도론적 관점에서 중위수를 활용한 절대오차율을 기반으로 총공사비에 대해 비교 분석하였다. 이를 통해 적합회귀모형을 선정하고 보정율을 책정하였다.
본 연구는 공공건축물의 실적공사비 분석을 통해 총공사비에 대한 적정보정율을 기초자료로 제시하고자 한다. 이에 대해 조달청에서 발주한 2009~2011년에 준공된 53개 프로젝트를 연구 대상으로 하였다. 공사비 분석은 주요 공정인 건축, 기계, 전기, 통신, 부대시설에 대하여 빈도론적 관점에서 중위수를 활용한 절대오차율을 기반으로 총공사비에 대해 비교 분석하였다. 이를 통해 적합회귀모형을 선정하고 보정율을 책정하였다.
There is growing difference between a planned value and an actual cost for increasing as an risk of construction cost. A construction cost index is an alternative to redeem a problem, but it is still very difficult to reduce an actual differential as a price fluctuation. Furthermore an existing theo...
There is growing difference between a planned value and an actual cost for increasing as an risk of construction cost. A construction cost index is an alternative to redeem a problem, but it is still very difficult to reduce an actual differential as a price fluctuation. Furthermore an existing theory of a construction cost index is overly complex, and is unsuitable for using in working-level. This study suggests an optimum correction rate in respect of a total construction cost. It is analyzing the actual cost of 53 public buildings that the Public Procurement Service ordered. The objects are main processes that include architectural works, mechanical works, electrical works, telecommunication works, and service facilities. It is compared a total construction cost based on absolute error rate using the median from frequentist principle. For this, it is selected the suitable regression model and set a correction rate.
There is growing difference between a planned value and an actual cost for increasing as an risk of construction cost. A construction cost index is an alternative to redeem a problem, but it is still very difficult to reduce an actual differential as a price fluctuation. Furthermore an existing theory of a construction cost index is overly complex, and is unsuitable for using in working-level. This study suggests an optimum correction rate in respect of a total construction cost. It is analyzing the actual cost of 53 public buildings that the Public Procurement Service ordered. The objects are main processes that include architectural works, mechanical works, electrical works, telecommunication works, and service facilities. It is compared a total construction cost based on absolute error rate using the median from frequentist principle. For this, it is selected the suitable regression model and set a correction rate.
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문제 정의
본 연구는 공공건축물의 실적자료 분석을 기초로 하여, 총공사비의 실손 차이의 손실에 대한 보정 값을 추정하여 현실성 있는 기초자료를 제시하고자 한다. 선행연구의 문제점에서 지적된 복잡하게 표현되거나 지나치게 세분화된 이론적인 항목을 단순화하여 이해하기 쉽도록 한 추정방법을 모색하였다.
본 연구는 총공사비에 적정보정율 책정함으로써, 기업에 적정이윤을 보정할 수 있을 것으로 보며, 체계적이고, 합리적인 산정을 할 수 있도록 기초자료로 제시하였다. 다만, 실적자료 데이터에 따라 예측값이 달라질 수 있으므로, 향후 체계적인 실적자료 축적과 분석에 필요한 신뢰성 있는 영향변수 추가와 더불어 추정방법을 수정해 나가는 연구가 필요하다.
본 연구에서는 실적공사비 분석을 통한 총공사비의 적정보정율 추정을 위한 기초자료를 제시하고자, 조달청(PPS)에서 발주한 2009년~2011년까지 준공된 예정공사비 53개의 공공건축물을 연구 대상으로 선정하였으며, 선정된 공공건축물의 정산된 공종별 공사비의 합계로 구성된 총공사비를 기반으로 분석하였다. 분석된 범위는 건축물 구성하는 5개 공종별 공사(건축, 기계, 전기, 통신, 부대시설)비를 연구의 범위로 한정하였다.
(Figure 1, Figure 2). 본 연구에서는 총공사비(100%)에 대한 유형별 공사비(14개) 항목을 단순화하여, 공정별공사비를 5개 종류로 구분하여 기초분석을 위한 실적자료 검토로 활용하고자 한다.
본 연구의 목적은 신규공공건축물 총공사비에 대한 적정보정율은 기획단계의 의사결정에 기초자료로 활용함으로서, 적자수주의 기업이윤에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단한다. 따라서 적정회귀모형의 정량화에 근접하기 위해서 축소모형을 비교분석하여, 중위수의 평균에 대한 절대평균오 차율의 검증 결과로 나타난 본 연구의 결론을 정리하면 다음과 같다.
실적자료 수집에 의한 변수들 간의 관계를 수식화 하여, 정량적인 예측모형의 기초자료로 활용하여, 적합성을 검토하고자 한다. 우선, 평균에 대한 중위수의 오차율을 살펴보면, 다음 표와 같다(Table 2).
선행 연구에서는 실적공사비 데이터를 통한 다양한 문제점을 도출하여, 이론적 접근성에 예정가격 제시를 하고 있으나 해결점은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 총공사비(준공된 실적자료 예정공사비)에 대한 중위수를 활용하여 대안을 제시하고자 한다.
제안 방법
셋째. 다중회귀분석을 통해 공종별 총공사비의 비교오차율과 F-검정에 대해 살펴보았다. 넷째.
따라서 본 연구에서 적용하고자 하는 추정 절대평균오차율 결과는 다음과 같다(Table 9). 도출된 오차율 6.86%, 5.63%, 4.89% 의 평균오차율은 5.79% 적정보정율으로 책정하여, 다음 절에서 사례분석에 적용하였다.
넷째. 도출된 추정모형에 적용할 오차율을 비교분석하여, 총공사비에 대한 예측모형을 개발하고, 모형의 구조적 타당성 검증을 실시하였다. 마지막으로, 개발된 적합모형 보정치를 새로운 7개의 프로젝트 자료(총공사비 100~300억 원)를 통하여 검증분석을 실시하였다.
본 연구의 목적은 신규공공건축물 총공사비에 대한 적정보정율은 기획단계의 의사결정에 기초자료로 활용함으로서, 적자수주의 기업이윤에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단한다. 따라서 적정회귀모형의 정량화에 근접하기 위해서 축소모형을 비교분석하여, 중위수의 평균에 대한 절대평균오 차율의 검증 결과로 나타난 본 연구의 결론을 정리하면 다음과 같다.
그 결과 기계공사비와 부대시설공사비는 오차율이 높아 예측정화도가 저하되므로 제외하였으며 나머지 건축공사비, 전기공사비, 통신공사비를 이용한 총공사비 적합회귀모형을 확정하였다. 또한, 추정 절대평균오차율을 분석하여 5.79%를 적정보정율로 책정하였다.
분석 변수선정은 총공사비(Y_total)을 반응변수(종속변수)로 선정하였고, 공종별공사비(X_1~X_5)를 설명변수(독립변수)로 선정하였다.
본 연구는 공공건축물의 실적자료 분석을 기초로 하여, 총공사비의 실손 차이의 손실에 대한 보정 값을 추정하여 현실성 있는 기초자료를 제시하고자 한다. 선행연구의 문제점에서 지적된 복잡하게 표현되거나 지나치게 세분화된 이론적인 항목을 단순화하여 이해하기 쉽도록 한 추정방법을 모색하였다. 이에 중위수에 대한 평균의 오차를 비교분석하여 얻어진 값으로 각 공종별 총공사비의 합계에 의한 순 총공사비의 추정 값으로 회귀분석을 하였다[4].
공사비 예측모형 개발을 위한 실적자료 분석은 제 3장에서 선정된 설명변수를 바탕으로 수행하였다. 이때 다중회귀분석을 위해 축소모형인 후진 단계별 회귀방법을 적용하였고, 각 단계별로 반응변수(총공사비)에 대한 설명력이 낮은 변수를 제거하는 분석 방법을 수행하였다. 그리고 분석은 통계프로그램인 R-package을 활용하였다.
총공사비를 예측하는 것은 매우 어려운 현실이나, 오차를 줄이는 방법으로써, 총공사비에 쉽게 예측할 수 있는 회귀모형을 실적자료에 적용하였고, 기존연구와의 차별성을 갖기 위해, 특히 데이터 구성에 따라 왜곡이 심화되는 경향이 있으므로, 극단치의 영향을 작게 받는 중위수를 실적자료로 활용함이 용이하여 얻어진 평균절대오차율을 총공사비의 보정에 적용하여 상호·비교분석하였다.
대상 데이터
첫째. 공사비의 범위는 총공사비가 100~300억 원에 해당하는 53개 프로젝트의 자료를 수집하여 분석하였다. 총공사비의 변동요인을 통계분석 프로그램인 R_package를 사용하여 회귀분석을 실시하였다.
본 연구에서는 실적공사비 분석을 통한 총공사비의 적정보정율 추정을 위한 기초자료를 제시하고자, 조달청(PPS)에서 발주한 2009년~2011년까지 준공된 예정공사비 53개의 공공건축물을 연구 대상으로 선정하였으며, 선정된 공공건축물의 정산된 공종별 공사비의 합계로 구성된 총공사비를 기반으로 분석하였다. 분석된 범위는 건축물 구성하는 5개 공종별 공사(건축, 기계, 전기, 통신, 부대시설)비를 연구의 범위로 한정하였다. 연구 방법을 살펴보면, 실적공사비 방식의 이윤율(10%) 적용할 때, 원가 계산방식 대비 이윤율 하락으로 인한 총공사비가 감소(2~3%)는 이보다 훨씬 크다.
실적자료공사비를 통한 공사비분석을 위하여 2009년~2011년까지 발주한 공공건축물 실적공사비자료에 의한 총공사비(100%) 100~300억사이의 53개 프로젝트를 대상으로 공공건축물 유형별(14개) 공사비자료와 공정별 총공사비 구성비는 다음과 같다.(Figure 1, Figure 2).
앞장에서 도출된 평균오차율(MER)을 검증하기 위하여, 별도의 7개 자료(100억 이상 4개, 200억 이상 3개)를 통해 검증을 실시하였다(Table 10).
데이터처리
이때 다중회귀분석을 위해 축소모형인 후진 단계별 회귀방법을 적용하였고, 각 단계별로 반응변수(총공사비)에 대한 설명력이 낮은 변수를 제거하는 분석 방법을 수행하였다. 그리고 분석은 통계프로그램인 R-package을 활용하였다. 본 장에서는 총공사비에 대한 공종별공사비(X_1~X_5)간의 적합모형을 제시하였다[10,11].
둘째, 적합모형에 대한 회귀분석의 결과를 다중공선성 및 잔차분석을 통해 적합회귀모형으로 선정하였다. 그 결과 기계공사비와 부대시설공사비는 오차율이 높아 예측정화도가 저하되므로 제외하였으며 나머지 건축공사비, 전기공사비, 통신공사비를 이용한 총공사비 적합회귀모형을 확정하였다.
도출된 추정모형에 적용할 오차율을 비교분석하여, 총공사비에 대한 예측모형을 개발하고, 모형의 구조적 타당성 검증을 실시하였다. 마지막으로, 개발된 적합모형 보정치를 새로운 7개의 프로젝트 자료(총공사비 100~300억 원)를 통하여 검증분석을 실시하였다. 다만, 지금까지 실적공사비에 대해 연구된 기존의 견적방식과 공사의 성격(설계내용 및 현장여건 등)에 따라 분석내용이 달라질 수 있는 부분은 연구범위에서 제외하였으며, 오차율범위는 -5~+15(%) 정도를 제시한, Albert Hamilton[5]의 상세견적 단계를 추정방법으로 적용하였고, 현행 추정방법은 최적의 결과를 위한 방법을 제시하는 게 아니라 단지 적합모형에 대한 입증절차에 불과하다는 것을 알려둔다.
둘째. 수집된 공공건축물 실적공사비를 분석할 공종별공사비의 구성현황과 선행연구를 통해 확인된 공사비의 문제점 등을 살펴보고, 이를 기반으로 신뢰도 및 상관관계분석을 수행하였다. 셋째.
선행연구의 문제점에서 지적된 복잡하게 표현되거나 지나치게 세분화된 이론적인 항목을 단순화하여 이해하기 쉽도록 한 추정방법을 모색하였다. 이에 중위수에 대한 평균의 오차를 비교분석하여 얻어진 값으로 각 공종별 총공사비의 합계에 의한 순 총공사비의 추정 값으로 회귀분석을 하였다[4].
공사비의 범위는 총공사비가 100~300억 원에 해당하는 53개 프로젝트의 자료를 수집하여 분석하였다. 총공사비의 변동요인을 통계분석 프로그램인 R_package를 사용하여 회귀분석을 실시하였다. 둘째.
통계적으로 유의한 영향을 미치는 변수에 대한 설명력을 알아보기 위하여 회귀분석을 실시하였고, 다음과 같은 검증절차를 통하여 유효성을 검증하였다.
이론/모형
마지막으로, 개발된 적합모형 보정치를 새로운 7개의 프로젝트 자료(총공사비 100~300억 원)를 통하여 검증분석을 실시하였다. 다만, 지금까지 실적공사비에 대해 연구된 기존의 견적방식과 공사의 성격(설계내용 및 현장여건 등)에 따라 분석내용이 달라질 수 있는 부분은 연구범위에서 제외하였으며, 오차율범위는 -5~+15(%) 정도를 제시한, Albert Hamilton[5]의 상세견적 단계를 추정방법으로 적용하였고, 현행 추정방법은 최적의 결과를 위한 방법을 제시하는 게 아니라 단지 적합모형에 대한 입증절차에 불과하다는 것을 알려둔다.
데이터 분석의 첫 단계는 이상점을 제거하는 것이다. 이에 회귀식의 정확성을 높이기 위해, 축소모형인 후진 단계별 회귀방법을 적용하였다[11]. 따라서 이상점을 제외한 회귀분석 결과를 적합회귀모형으로 선정하였다(Table 8).
성능/효과
상기 모형 진단 결과로부터 적합회귀모형으로 선정하여, 각 공종별 총공사비 비교분석한 결과의 절대오차율에서 기계공사비(X_2)와 부대시설공사비(X_5)는 각각 평균절대오차율이 14.40%와 18.15%으로 나타났다. 이를 적정보정율에 적용하는 것은, 제시된 오차범위에서 다소 높아 예측정확도가 떨어지므로 제외하였다[5].
분석된 범위는 건축물 구성하는 5개 공종별 공사(건축, 기계, 전기, 통신, 부대시설)비를 연구의 범위로 한정하였다. 연구 방법을 살펴보면, 실적공사비 방식의 이윤율(10%) 적용할 때, 원가 계산방식 대비 이윤율 하락으로 인한 총공사비가 감소(2~3%)는 이보다 훨씬 크다. 총공사비를 예측하는 것은 매우 어려운 현실이나, 오차를 줄이는 방법으로써, 총공사비에 쉽게 예측할 수 있는 회귀모형을 실적자료에 적용하였고, 기존연구와의 차별성을 갖기 위해, 특히 데이터 구성에 따라 왜곡이 심화되는 경향이 있으므로, 극단치의 영향을 작게 받는 중위수를 실적자료로 활용함이 용이하여 얻어진 평균절대오차율을 총공사비의 보정에 적용하여 상호·비교분석하였다.
첫째, 총공사비 실적자료를 분석한 결과 각 공정별 공사비와 총공사비는 양의 상관관계에 있는 것으로 나타났으며, 오차율에 대한 신뢰도 분석결과 .770으로서 내적 일관성이 확보된 것으로 나타났다.
특히, 기각역은 R : F ≥ F(5, 47, .05 ) = 2.37 이므로, ‘기울기가 0이다’라는 귀무가설(H0)을 기각하기에 충분히 크다는 것으로, 통계적으로 유의할 수 있으나, 또한 5종류(X_1~X_5)의 u1 = u2 = u3 = u4 = u5 VS. H1 : u1들이 모두 같지 않으므로, 분석의 결과를 종합해 보면 총공사비(Y_total)를 설명하는데 유의한 모형이라 할 수 있다.
후속연구
본 연구는 총공사비에 적정보정율 책정함으로써, 기업에 적정이윤을 보정할 수 있을 것으로 보며, 체계적이고, 합리적인 산정을 할 수 있도록 기초자료로 제시하였다. 다만, 실적자료 데이터에 따라 예측값이 달라질 수 있으므로, 향후 체계적인 실적자료 축적과 분석에 필요한 신뢰성 있는 영향변수 추가와 더불어 추정방법을 수정해 나가는 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
공사 수익성 및 이윤율의 급격한 악화의 요인은 무엇인가?
최근 신기술․공법으로 다양한 규모의 복잡한 구조적 변화와 국내외 경기 침체로 인한 예정공사비의 불확실성 증가는 공사 수익성 및 이윤율의 급격한 악화의 요인으로 공사 완료시 실제 수행된 공사비의 차이에서 예산초과 문제점이 발생되고 있다[1]. 기존 실적공사비 예정가격은 목적물 수량에 보정된 실적단가를 곱한 산정방식으로는 사실상 경쟁 시장에서의 공사비 상승률 반영에 대비하면, 이는 물가변동에 의한 공사비지수 조정만으로 예정가격과 실행가격의 격차를 해소할 수 없는 문제점을 보이고 있으며, 이에 합리적인 적정한 보정이 필요하다[2].
실적공사비 분석을 위한 연구의 순서는?
본 연구는 다음과 같은 순서로 진행하였다. 첫째. 공사비의 범위는 총공사비가 100~300억 원에 해당하는 53개 프로젝트의 자료를 수집하여 분석하였다. 총공사비의 변동요인을 통계분석 프로그램인 R_package를 사용하여 회귀분석을 실시하였다. 둘째. 수집된 공공건축물 실적공사비를 분석할 공종별공사비의 구성현황과 선행연구를 통해 확인된 공사비의 문제점 등을 살펴보고, 이를 기반으로 신뢰도 및 상관관계분석을 수행하였다. 셋째. 다중회귀분석을 통해 공종별 총공사비의 비교오차율과 F-검정에 대해 살펴보았다. 넷째. 도출된 추정모형에 적용할 오차율을 비교분석하여, 총공사비에 대한 예측모형을 개발하고, 모형의 구조적 타당성 검증을 실시하였다. 마지막으로, 개발된 적합모형 보정치를 새로운 7개의 프로젝트 자료(총공사비 100~300억 원)를 통하여 검증분석을 실시하였다. 다만, 지금까지 실적공사비에 대해 연구된 기존의 견적방식과 공사의 성격(설계내용 및 현장여건 등)에 따라 분석내용이 달라질 수 있는 부분은 연구범위에서 제외하였으며, 오차율범위는 -5~+15(%) 정도를 제시한, Albert Hamilton[5]의 상세견적 단계를 추정방법으로 적용하였고, 현행 추정방법은 최적의 결과를 위한 방법을 제시하는 게 아니라 단지 적합모형에 대한 입증절차에 불과하다는 것을 알려둔다.
기존 실적공사비 예정가격 방식이 가진 문제점은?
최근 신기술․공법으로 다양한 규모의 복잡한 구조적 변화와 국내외 경기 침체로 인한 예정공사비의 불확실성 증가는 공사 수익성 및 이윤율의 급격한 악화의 요인으로 공사 완료시 실제 수행된 공사비의 차이에서 예산초과 문제점이 발생되고 있다[1]. 기존 실적공사비 예정가격은 목적물 수량에 보정된 실적단가를 곱한 산정방식으로는 사실상 경쟁 시장에서의 공사비 상승률 반영에 대비하면, 이는 물가변동에 의한 공사비지수 조정만으로 예정가격과 실행가격의 격차를 해소할 수 없는 문제점을 보이고 있으며, 이에 합리적인 적정한 보정이 필요하다[2]. 특히, 저가수주로 인한 공사비 상승요인(공기지연, 품질저하 등)을 미연에 예방할 수 있는 합리적인 총공사비에 대한 보정 값 추정이 필요하다[3].
참고문헌 (13)
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