[논문]건설정보 분류체계의 BIM 도입을 위한 개선방안

조근하; 주기범; 송종관

doi:10.5762/kais.2014.15.10.6379

건설정보 분류체계의 BIM 도입을 위한 개선방안
Improvement of Construction Information Classification for Applying BIM 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.10, 2014년, pp.6379 - 6387

조근하 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실) , 주기범 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실) , 송종관 (한국건설기술연구원 ICT융합연구실)

초록
AI-Helper

표준화 된 건설정보 분류체계는 건설 산업에서 발생하는 다양한 정보를 체계적으로 관리할 수 있는 기반으로써, 정보표현의 통일성을 통해 효율적이고 명확한 건설정보 공유 및 교류를 가능하게 한다. 최근 북미 및 유럽의 건설정보 분류체계는 활용도 향상 및 정보화 도구와의 연계를 목적으로 BIM 분야의 분류체계 도입을 위한 개선이 이루어지고 있으며 다양한 BIM 분야의 시범 적용 과정을 거치고 있다. 국내의 경우, 정부에서 국내 실정에 맞는 건설정보 분류체계를 구축하고 표준화하는 노력을 하였지만 이에 대한 활용비중이 낮으며 최근 대두되고 있는 BIM의 대응을 고려한 개선책이 아직 확정되어 있지 않다. 본 연구에서는 국내 건설정보 분류체계의 건설 환경 변화에 대한 대응과 활용성 제고를 목적으로 국내 건설정보 분류체계의 BIM 도입을 위한 개선방안을 제시하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Standardized construction information classification enables extensive information from the construction industry to be shared and exchanged clearly by means of unified information expression. Recently, the constriction information classification in North America and Europe has been revised to adapt to BIM technology and applied to various BIM projects. In Korea, government established construction information classification and made efforts to be standardized. On the other hand, it showed low applicability at the practice field and had no revision plan for adapting BIM. In this study, the authors suggest an improvement plan of construction information classification for applying BIM with the purpose of availability enhancement and adaption to a construction environment change.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 건설정보 분류체계의 BIM 적용 가능성을 모색하기 위해서 국외 건설정보 분류체계의 BIM 적용을 위한 동향을 조사하였으며 국내 건설정보 분류체계와의 비교를 통해 현재 국내 분류체계의 한계점을 분석하였다.또한 BIM 도입을 위한 건설정보 분류체계의 개선방안을 BIM에서 표현하는 주요 요소인 객체와 속성 측면에서 제시하였으며 그 중 주로 물리적인 구성요소를 표현하는부위 분류를 대상으로 확장목록을 도출하였다.
본 연구는 국내 건설정보 분류체계의 건설 환경 변화에 대한 대응과 실무에서의 활용성을 높이기 위한 목적으로 국내 건설정보 분류체계의 BIM 도입을 위한 개선방안을 제시하였다. 이를 위해 국외 분류체계의 BIM 분야 적용사례 및 개발동향을 분석하였으며 국내 건설정보분류체계와 비교를 통해 문제점을 도출하고 BIM의 적용이 가능한 분류체계개선을 통해 이를 해결하는 방안을제시하였다.
또 다른참조대상으로는 BIM 표준정보모델인 IFC에서 정의하고있는 엔티티 및 타입의 표현 수준을 검토함으로써 객체표현을 위한 확장항목을 도출할 수 있다. 본 연구에서는IFC의 구조에서 엔티티 및 타입을 통해 정의하고 있는건물부위 대상들을 조사하고 이를 건설정보 분류체계의부위분류와의 비교함으로써 부위분류의 확장항목을 도출하는 사례를 제시한다. IFC는 현재 IFC4 버전이 공개되었으며 건축 및 MEP 분야를 중심으로 BIM 모델을 표현하는 정보 및 관계를 정의하고 있으며 특히 물리적인객체 및 이에 대한 위계를 표현하고 있다[16].
국내의 경우, 정부에서 국내 실정에 맞는 통합 건설정보 분류체계를 구축하였지만 이에 대한 활용비중이 낮으며, 최근 대두되고 있는 BIM의 대응을 고려한 개선책이 아직 확정되어 있지 않다. 본 연구에서는 대표적인 국외 분류체계의 개발 및 활용현황을 분석하고 국내 건설정보 분류체계의 BIM 도입을 위한 개선방안을 제시하고자 한다.
이를 위해서 는 개선에 대한 단계적인 목표를 수립하고 실무적용을 통한 피드백과 함께 지속적인 건설정보 분류체계의 개선이 이루어져야 할 것이며, 이러한 노력을 통해 정보화 도구와의 연계 및 분류체계의 유연성, 확장성의 문제를 해결하고 활용 가능성을 제고시킬 수 있을 것이다. 본 연구에서는 현재 건설정보 분류체계를 BIM에 적용할 경우 발생하는 한계를 분석하고자 국외 분류체계의 BIM 도입 동향조사를 통해 국내 분류체계와의 비교를 수행하고 이를 개선하기 위한 개선방안 제시를 하고자 한다.

제안 방법

이를 위해 국외 분류체계의 BIM 분야 적용사례 및 개발동향을 분석하였으며 국내 건설정보분류체계와 비교를 통해 문제점을 도출하고 BIM의 적용이 가능한 분류체계개선을 통해 이를 해결하는 방안을제시하였다. BIM 주요 구성요소인 객체와 속성 관점에서의 개선방안을 제시하였으며 참조대상을 통한 확장항목을 구성하는 사례로 부위분류와 IFC의 비교사례를 제시하였다. 본 연구의 결과로 표준화된 건설정보 분류체계를 BIM에 활용할 경우, 표준화된 정보를 활용한 통합BIM모델을 구축할 수 있을 것이며 이러한 통합 BIM 모델은 정보의 재작성 없이 다양한 활용이 가능할 것으로기대한다.
또한, 미국의 VA(Veteran Affairs) 에서는 BIM프로젝트에서 발생하는 정보를 확인 및 추적하는 용도로 Object/Element Matrix를 개발하였으며, LOD별 활용 목적에 따른 속성정보를 OmniClass의 Properties 파셋 기준으로 정의하였다[12]. Matrix에서 정의된 요구 객체 및 속성은 BIM 국제표준 교환 포맷인 IFC와의 연계를 위해 각 객체 및 속성을 매핑 한 결과를 함께 제공하였다. 이 중 IFC는 대부분 객체 및 속성과 매핑이 이루어졌으며 ArchiCAD, Revit, Bentley Architecture는 해당 객체의 Default속성의 목록만을 표현하였다.
건설정보 분류체계는 건설정보의 공유 및 상호 교류를 위해 건설공사의 제반 단계에서 발생되는 정보를 체계적으로 분류할 수 있도록 개발된 기준으로[1] 건설사업 시행과정에서 발생되는 설계도서, 공사비 내역서 등 건설공사 관련 문서의 작성과 정보관리시스템에서 건설정보의 분류기준으로 적용할 수 있도록 개발되었다. 건설정보 분류체계의 기본구성은 시설물분류, 공간분류, 부위분류, 공종분류, 자원분류로 정의하였으며, 자원분류는 자재분류, 장비분류, 인력분류의 3가지로 구분되어 총 7가지 파셋(Facets)으로 개발되었다.
국내 건설정보 분류체계의 문제점을 분석하고자 관련 선행 연구들을 조사하였으며 이 중 BIM 적용과 연관된 문제점을 추가로 분석하였다. 선행연구에서는 건설정보분류체계의 저조한 활용에 대한 원인을 파악하기 위해 문제점을 분석하였으며[8], 이에 대한 내용은 다음 Table 1과 같다.
본 연구는 건설정보 분류체계의 BIM 적용 가능성을 모색하기 위해서 국외 건설정보 분류체계의 BIM 적용을 위한 동향을 조사하였으며 국내 건설정보 분류체계와의 비교를 통해 현재 국내 분류체계의 한계점을 분석하였다.또한 BIM 도입을 위한 건설정보 분류체계의 개선방안을 BIM에서 표현하는 주요 요소인 객체와 속성 측면에서 제시하였으며 그 중 주로 물리적인 구성요소를 표현하는부위 분류를 대상으로 확장목록을 도출하였다. 건설정보 분류체계의 개선 및 확장을 위한 참조대상은 다양하게 제시될 수 있지만, 본 연구에서 제시된 사레는 국제표준과의 연계성 확보를 위해 BIM의 국제표준 포맷인 IFC의 스키마를 참조대상으로 선정하였으며 부위분류의 건축, 구조, MEP 대상을 중심으로 확장목록 일부를 제시하였다.
본 연구는 국내 건설정보 분류체계의 건설 환경 변화에 대한 대응과 실무에서의 활용성을 높이기 위한 목적으로 국내 건설정보 분류체계의 BIM 도입을 위한 개선방안을 제시하였다. 이를 위해 국외 분류체계의 BIM 분야 적용사례 및 개발동향을 분석하였으며 국내 건설정보분류체계와 비교를 통해 문제점을 도출하고 BIM의 적용이 가능한 분류체계개선을 통해 이를 해결하는 방안을제시하였다. BIM 주요 구성요소인 객체와 속성 관점에서의 개선방안을 제시하였으며 참조대상을 통한 확장항목을 구성하는 사례로 부위분류와 IFC의 비교사례를 제시하였다.

대상 데이터

또한 BIM 도입을 위한 건설정보 분류체계의 개선방안을 BIM에서 표현하는 주요 요소인 객체와 속성 측면에서 제시하였으며 그 중 주로 물리적인 구성요소를 표현하는부위 분류를 대상으로 확장목록을 도출하였다. 건설정보 분류체계의 개선 및 확장을 위한 참조대상은 다양하게 제시될 수 있지만, 본 연구에서 제시된 사레는 국제표준과의 연계성 확보를 위해 BIM의 국제표준 포맷인 IFC의 스키마를 참조대상으로 선정하였으며 부위분류의 건축, 구조, MEP 대상을 중심으로 확장목록 일부를 제시하였다.

성능/효과

IFC의 구조에서 공간을 제외한 물리적인 객체를 표현하는 상위엔티티는 ① 건축물의 구성객체를 표현하는IfcBuildingElement, ② 접합 및 보강재 등의 부품 부재단위를 표현하는 IfcElementComponent ③ MEP 관련 객체를 표현하는 IfcDistributionElement 3가지로 크게 구분할 수 있으며 이들 하위에 추가로 60여개의 엔티티와 560여개의 타입으로 구성 항목을 표현하고 있다. 조사된 엔티티 및 타입을 통해 표현하고 있는 요소들과 건설정보분류체계의 부위분류 항목들과의 대응관계를 분석한 결과 부위분류에 대응하는 IFC의 요소는 1:1, n:1, 1:n 의 대응관계가 나타났으며 추가로 부위분류에서 표현하고 있지 않은 새로운 항목들이 도출되었다. 이 중 부위분류의확장을 위해 참조 가능한 항목은 총 126개로 분석되었으며 정보모델의 표현구조를 반영하여 건설정보 분류체계의 중분류(Level 2) 및 소분류(Level 3) 수준의 위계를 조정한 결과는 Table 2와 같다.

후속연구

Uniclass2는 2013년 12월 Development 버전이 발표되었으며 향후 Form of Information, Subject Disciplines, Aids, Management, Regions, Districts, Properties 파셋 이 추가로 확장될 예정이다. Uniclass2는 BIM 적용을 고려하여 개발되고 있으며 그 사례로 Uniclass2의 웹 기반 통합시스템인 BIM Gateway 프로젝트가 있다.
한편, 건설정보 분류체계 내에서 BIM 속성으로표현 가능한 항목들은 미비한 실정이다. 공종, 인력, 자재, 장비 파셋 중 일부 항목이 BIM 속성으로 정의 가능하지만 BIM의 표준화된 속성정보로 활용하기에는 미흡하며 이를 해결하기 위한 추가적인 개발 및 보완이 필요하다. BIM 도입을 위한 건설정보 분류체계의 개선을 위해서는 각각의 파셋에 대해 BIM의 표현 범위에 대한 수용 수준을 검토하는 과정이 우선적으로 요구되며 목록 확장 및 조정을 위한 참조대상을 선정하고 이를 분석하여 확장항목을 도출하여야 한다.
BIM에서 객체에 해당하는 물리적 요소의 표현수준에 대한 검증 및 보완이 필요하며, 특히 BIM을 구성하는 속성정보 표현이 결여되어 있어 이에 대한 신규확장이 필요하다. 둘째, 정보화시스템과의 연계를 고려한 개발 및 이를 통한 적용사례 확보가 필요하다. 이를 위해서는 BIM 및 정보화시스템의 연계를 고려한 분류체계 개선이 필요하며 분류체계의 활용을 위한 가이드라인이 제시되어야 할 것이다.
BIM 주요 구성요소인 객체와 속성 관점에서의 개선방안을 제시하였으며 참조대상을 통한 확장항목을 구성하는 사례로 부위분류와 IFC의 비교사례를 제시하였다. 본 연구의 결과로 표준화된 건설정보 분류체계를 BIM에 활용할 경우, 표준화된 정보를 활용한 통합BIM모델을 구축할 수 있을 것이며 이러한 통합 BIM 모델은 정보의 재작성 없이 다양한 활용이 가능할 것으로기대한다.
또한 분석된 해외사례와 같이, 특정 활용목적에 따라 요구되는 속성을 표준화하여 제시하기 위해서는 분류체계 내에서 요구속성들을 체계적으로 구분하여 BIM 정보 입력에 대한 명확한 가이드를 해야 한다. 셋째, 개선된 분류체계 활용 고도화를 위한 온톨로지 시스템 도입 검토가 필요하다. 이를 위해서는 이미 많은 분류체계의 기반이 되고 있는 ISO-12006-2 분류체계 구조뿐만 아니라 객체 기반 정보를 위한 구성체계인 ISO-12006-3의 구조에 대한 수용여부 검토 또한 필요하다.
건설정보 분류체계에서는 속성 파셋이 부재하며 분류체계가 적용된 BIM 모델의 활용을 위해서 표준화된 속성 파셋을 신규로 정의 할 필요가 있다. 속성 파셋은 공통적으로 적용되는 기본속성과 함께 각 BIM의 활용목적별로 요구되는 속성을 목록화하고 체계적으로 분류가 되어야 하며 다양한 BIM 활용목적에 대응할 수 있도록 확장성 및 유연성이 고려되어 개발되어야 할 것이다. 속성 파셋의 확장을 위해서는 현재 상용화된 BIM 모델링 S/W 및 활용 어플리케이션에서 지원 또는 요구하는 속성들을 분석이 필요하며 IFC에서 제시하는 객체 및 활용 목적별 Property Set의 분석, ISO 12006-3 기반의 IFD Data Dictionary 목록 등의 분석을 통해 속성항목을 구성하고 보완하는 과정이 필요할 것이다.
속성 파셋은 공통적으로 적용되는 기본속성과 함께 각 BIM의 활용목적별로 요구되는 속성을 목록화하고 체계적으로 분류가 되어야 하며 다양한 BIM 활용목적에 대응할 수 있도록 확장성 및 유연성이 고려되어 개발되어야 할 것이다. 속성 파셋의 확장을 위해서는 현재 상용화된 BIM 모델링 S/W 및 활용 어플리케이션에서 지원 또는 요구하는 속성들을 분석이 필요하며 IFC에서 제시하는 객체 및 활용 목적별 Property Set의 분석, ISO 12006-3 기반의 IFD Data Dictionary 목록 등의 분석을 통해 속성항목을 구성하고 보완하는 과정이 필요할 것이다.
국내 건설정보 분류체계의 활용에 있어 큰 문제점 중 하나는 국제표준 및 정보화 도구와의 연계성이 미흡하다는 점으로 지적되고 있으며 이를 위한 해결방안으로 건설정보시스템(CALS), 공정비용통합관리시스템(EVMS), 건설통합관리시스템(CIC) 등 분류체계의 활용이 가능한 시스템의 지원 및 개발이 필요하다[8]. 이러한 활용 시스템의 적용을 위해서는 건축물 정보의 통합구축이 가능한 BIM을 활용하는 방안이 제시될 수 있으며 특히, BIM과 표준화된 분류체계와의 연계를 통해 다양한 활용 시스템의 적용 가능성을 확대시킬 수 있을 것이다. 이를 위해서 는 개선에 대한 단계적인 목표를 수립하고 실무적용을 통한 피드백과 함께 지속적인 건설정보 분류체계의 개선이 이루어져야 할 것이며, 이러한 노력을 통해 정보화 도구와의 연계 및 분류체계의 유연성, 확장성의 문제를 해결하고 활용 가능성을 제고시킬 수 있을 것이다.
이러한 활용 시스템의 적용을 위해서는 건축물 정보의 통합구축이 가능한 BIM을 활용하는 방안이 제시될 수 있으며 특히, BIM과 표준화된 분류체계와의 연계를 통해 다양한 활용 시스템의 적용 가능성을 확대시킬 수 있을 것이다. 이를 위해서 는 개선에 대한 단계적인 목표를 수립하고 실무적용을 통한 피드백과 함께 지속적인 건설정보 분류체계의 개선이 이루어져야 할 것이며, 이러한 노력을 통해 정보화 도구와의 연계 및 분류체계의 유연성, 확장성의 문제를 해결하고 활용 가능성을 제고시킬 수 있을 것이다. 본 연구에서는 현재 건설정보 분류체계를 BIM에 적용할 경우 발생하는 한계를 분석하고자 국외 분류체계의 BIM 도입 동향조사를 통해 국내 분류체계와의 비교를 수행하고 이를 개선하기 위한 개선방안 제시를 하고자 한다.
향후 건설정보 분류체계의 보다 구체적인 개선을 위해서는 본 논문에서 언급한 속성 파셋의 정의, 확장항목도출, 확장항목을 포함한 분류체계의 위계정의, 코드체계의 재정립 등이 수행되어야 하며 이러한 과정으로 개선된 결과물의 실무사례의 적용 및 검증을 통해 지속적인 피드백이 이루어져야 한다.
분석 대상인 분류체계들은 모두 ISO-12006-2 프레임워크를 기본으로 하고 있지만 국내 분류체계에서는 ISO-12006-2 에서 정의하고 있는 정보(Information)및 속성(Properties)파셋에 대해서는 표현하지 않았다.현재 Uniclass2의 경우 정보 및 속성과 관련된 항목을 표현하고 있지 않지만 추후 개발될 신규 파셋을 통해 관련항목들이 정의될 예정이다. 또한 Uniclass2 내에서 표현하고 있는 건설정보 항목들은 시멘틱 기반의 검색 기능을 통해 BIM과의 연계 및 활용성을 제고시킬 수 있는 방향으로 개선되고 있다.
2000년도에 국토교통부 훈령으로 제정된 이후 건설정보 분류체계에 대한 개편은 현재까지 크게 이루어지지 않고 있으나,해외 분류체계의 동향에 대한 분석[2,3], 3차원 정보의 활용을 위한 객체기반 분류체계의 제시[4,5], BIM 표준 속성분류체계의 제시 등에 대한 연구[6,7]등이 관련 연구로 지속되고 있는 상황이다. 현재 건설정보 분류체계는 BIM 적용을 고려한 개정이 필요한 시점이라 판단되며, 실무 활용도를 향상시키기 위해서 개정된 결과에 대한 검증 및 정보화 도구와의 연계방안을 마련해야 할 것이다.
이를 위해서는 국내의 대표적인 주요 시설물별 공간계획을 조사하여 각 시설별로 요구되는 기능적공간목록을 확보해야 한다. 확장된 기능적 공간목록이 구성되면 표준화된 코드를 통해 BIM 공간모델 작성 시활용가능하며 시설물 관리(Facility Management), 공간요구사항(Space Requirements) 검토 등의 BIM 기반 활용 어플리케이션에 적용이 가능할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	건설정보 분류체계의 기본구성은?	건설정보 분류체계는 건설정보의 공유 및 상호 교류를 위해 건설공사의 제반 단계에서 발생되는 정보를 체계적으로 분류할 수 있도록 개발된 기준으로[1] 건설사업 시행과정에서 발생되는 설계도서, 공사비 내역서 등 건설공사 관련 문서의 작성과 정보관리시스템에서 건설정보의 분류기준으로 적용할 수 있도록 개발되었다. 건설정보 분류체계의 기본구성은 시설물분류, 공간분류, 부위분류, 공종분류, 자원분류로 정의하였으며, 자원분류는 자재분류, 장비분류, 인력분류의 3가지로 구분되어 총 7 가지 파셋(Facets)으로 개발되었다.
	표준화된 건설정보 분류체계를 활용할 경우 장점은 무엇인가?	건설정보 분류체계는 건설 프로젝트를 구성하는 요소단위 별로 대상물의 체계를 정의한다. 건설 산업 정보화와 건설 업무의 체계화를 위해 표준화된 건설정보 분류체계를 활용할 경우 건설 산업간 발생하는 정보를 공유 및 교류하기 위한 기반이 되며, 건설 산업의 구성요소 및 각종 정보에 대한 표현방식을 표준화하여 정확하고 효율적으로 정보를 공유하고 관리 할 수 있다. 최근 북미 및 유럽의 건설정보 분류체계는 BIM 분야의 분류체계 도입을 위해 기존 분류체계의 개편, BIM 소프트웨어의 분류체계 지원, BIM 관련 프로젝트의 시범 적용 등의 과정을 거치고 있다.
	건설정보분류체계의 저조한 활용의 원인중 하나는 무엇인가?	국내 건설정보 분류체계의 활용에 있어 큰 문제점 중 하나는 국제표준 및 정보화 도구와의 연계성이 미흡하다는 점으로 지적되고 있으며 이를 위한 해결방안으로 건설정보시스템(CALS), 공정비용통합관리시스템(EVMS), 건설통합관리시스템(CIC) 등 분류체계의 활용이 가능한 시스템의 지원 및 개발이 필요하다[8]. 이러한 활용 시스템의 적용을 위해서는 건축물 정보의 통합구축이 가능한 BIM을 활용하는 방안이 제시될 수 있으며 특히, BIM과 표준화된 분류체계와의 연계를 통해 다양한 활용 시스템의 적용 가능성을 확대시킬 수 있을 것이다.

참고문헌 (16)

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J. S. Moon, C. H. Han, J. S. Won, "An Analysis of construction information Classification for Applying BIM", Proceedings of Korea Computer Congress 2013, pp. 20-22, 2013
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Y. S. Jung, Y. S, Kim, M. Kim, T. H. Ju, "Concept and Structure of Parametric Object Breakdown Structure(OBS) for Practical BIM" Proceeding of Korea Institute of Construction Engineering and Management, Vol. 13, No. 3, pp. 88-96, 2013 DOI: http://dx.doi.org/10.6106/kJCEM.2013.14.3.088

원문보기 상세보기
J. H. Yu, D. B. Chin, B. C. Kang, "Proposal for Standard Parameter System of Architecture Object" Proceedings of Society of CAD/CAM Engineers Conference, pp. 245-252, 2011
E. B. Lee, "A Study on Standardization of BIM Library for Classification System and Property Information" Master's Thesis, Sejong University, 2011
H. Ok, S. J. Kim, M. B. Seo, A Study on the Improvement of the Domestic Construction Information Classification System, Proceedings of Korea Computer Congress 2013, pp. 25-27, 2013
OmniClass, http://www.omniclass.org, April, 2014
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buiildingSMART International Model Support Group, "Industry Foundation Classes IFC4" buildingSMART Web Site, http://www.buildingsmart-tech.org/ifc/IFC4/final/html/index.htm, May, 2014

저자의 다른 논문 :

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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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