[논문]마감상세도 관리를 위한 도면 블록화 모듈 개발

구교진; 박형진; 정진현

doi:10.5345/jkibc.2015.15.3.329

문제 정의

때문에 마감상세도 관리시스템 및 도면관리시스템을 구축하기 위하여 필요한 중요 기술이다. 따라서 본 연구에서는 재활용 가치가 높은 마감상세도의 관리 시스템을 구축하기 위한 기본 기술로 도면 블록화 알고리즘과 알고리즘을 바탕으로 한 도면관리시스템의 블록화 모듈을 개발하고자 한다.
이 중 실내재료마감상세도와 실외재료마감상세도는 업체 내에서 표준화된 양식으로 설계자가 작성을 하며 발생하는 도면의 양이 가장 많다. 때문에 본 연구에서는 실내재료마감상세도와 실외재료마감 상세도를 마감상세도라 명명하고 이에 초점을 맞추어 모듈 개발을 진행하고자 한다.
블록화 모듈을 통해 분할된 도면과 추출된 도면정보를 저장하고 이를 활용할 수 있는 시스템 인터페이스에 대해 제안한다. 또한 개발된 모듈의 한계를 분석하고 추가 연구 필요사항 등에 대해 제시한다.
본 연구가 포함된 ‘넥서스 기반 건설도면 열린공유 및 재활용 지원 시스템 개발’ 프로젝트에서는 건설도면에 대해 의미를 가진 개별적인 도면관리를 위하여 관리 단위로 분할하고 도면 컨텐츠를 추출·연계하는 방안에 대한 연구를 수행하고 있다. 또한 도면 컨텐츠의 유형에 따라 도면 간 연관검색 및 도면 랭킹 알고리즘에 대해 연구를 진행한다. 이 중 본 연구에서는 마감상세도의 블록화와 관리 방안에 대한 부분을 다룬다.
그러나 여러 도면이 한꺼번에 작성되는 마감 상세도의 특징 때문에 기존 도면관리시스템에서는 활용이 어렵다. 본 연구에서는 개별적인 마감상세도의 활용을 위하여 도면 블록화 알고리즘을 제안하였고, 이를 바탕으로 마감상세도 블록화 모듈을 개발하였다. 개발된 모듈을 기반으로 마감상세도 관리 시스템을 구축한다면 개별적인 마감상세도에 대한 관리가 가능할 것이다.
본 연구에서는 건설도면 중 재활용 가치가 높으나, 기존 도면관리시스템에서는 관리가 이루어지지 않고 있는 상세도를 대상으로 하며, 상세도 중에서 발생하는 도면의 수가 가장 많은 마감상세도에 초점을 맞추어 연구를 진행한다. 또한 우선적으로 시스템 도입이 필요한 오피스 시설을 분석 대상으로 한다.
본 연구에서는 도면 내에서 포함하는 텍스트와 라인을 추출하기 위하여 국내 설계업체에서 가장 보편적으로 사용되는 Autodesk®의 AutoCAD 2013® 내 DataExtraction기능을 활용하여 도면에서 포함하는 모든정보들의 속성들을 추출하였다.
본 연구에서는 마감상세도의 검색 및 관리를 위한 시스템에 적용하기 위한 마감상세도의 도면시트, 단위도면 블록화 및 도면 컨텐츠 추출 알고리즘을 제시하였다. 또한 제시된 알고리즘을 바탕으로 마감상세도 블록화 모듈을 개발하였다.

제안 방법

다음, 마감상세도에 대해 분석하고 마감상세도 속성정보를 도출 및 정리한다. 다음으로 도출된 속성정보를 기반으로 도면 블록화 알고리즘을 제안하고, 제안된 알고리즘을 바탕으로 도면관리시스템의 블록화 모듈을 개발한다. 블록화 모듈을 통해 분할된 도면과 추출된 도면정보를 저장하고 이를 활용할 수 있는 시스템 인터페이스에 대해 제안한다.
도면 블록화 모듈은 AutoDesk®에서 제공하는 AutoCAD 2013® API (Application Programming Interface)를 활용하여 프로그래밍 언어 C#으로 개발하였다.
도면의 표준화, 마감상세도의 표준화를 위해 많은 부분 노력하고 있지만 아직까지 설계업체들은 업체별로 상이한 마감상세도 구성 방식을 갖고 있다. 때문에 마감상세도 블록화 모듈이 실무적으로 적용되기 위해서는 업체별 구성 차이에 따른 추가적인 알고리즘이 반영이 필요하기 때문에 현재 본 연구가 포함된 프로젝트에서는 제시한 알고리즘을 바탕으로 다른 유형의 사례 도면에 대해서 사례별로 적합화하여 각 유형별 규칙(Rules)을 만들어 다양한 사례를 수용할 수 있는 룰셋(Rule sets)의 구성을 진행하고 있다. 또한 도면관리시스템의 활용성을 높이기 위하여 블록화 모듈을 통해 도출된 정보들을 바탕으로 도면 간 연관검색, 도면 랭킹 알고리즘, 도면 내 컨텐츠를 검색에 적용하는 등의 지능형검색시스템에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 마감상세도의 검색 및 관리를 위한 시스템에 적용하기 위한 마감상세도의 도면시트, 단위도면 블록화 및 도면 컨텐츠 추출 알고리즘을 제시하였다. 또한 제시된 알고리즘을 바탕으로 마감상세도 블록화 모듈을 개발하였다. 기존 마감상세도의 관리에서는 설계자가 개별적인 상세도가 필요한 경우 도집을 하나하나 찾아보거나 도면 파일들을 열어보아야 도면의 내용을 알 수 있었기 때문에 업무의 부담으로 작용하였다.
본 연구의 절차는 다음과 같다. 먼저 도면관리에 대한 선행 연구 및 시스템을 분석한다. 다음, 마감상세도에 대해 분석하고 마감상세도 속성정보를 도출 및 정리한다.
대부분의 라인은 도면 내용을 구성하는 라인이다. 본 논문에서는 단위도면의 각 구역을 구분하는 라인만을 활용하였다. 해당 라인은 X축과 Y축 시작값, X축과 Y축 끝값의 좌푯값을 활용하여 X축과 Y축에 평행한 지의 여부와 단위도면의 도면 번호 텍스트와의 좌표계 상 거리를 통해 도출하였다.
본 연구에서 제시하는 도면 블록화 알고리즘을 바탕으로 도면관리시스템의 블록화 모듈을 구축하였다. 도면 블록화 모듈은 AutoDesk®에서 제공하는 AutoCAD 2013® API (Application Programming Interface)를 활용하여 프로그래밍 언어 C#으로 개발하였다.
다음으로 도출된 속성정보를 기반으로 도면 블록화 알고리즘을 제안하고, 제안된 알고리즘을 바탕으로 도면관리시스템의 블록화 모듈을 개발한다. 블록화 모듈을 통해 분할된 도면과 추출된 도면정보를 저장하고 이를 활용할 수 있는 시스템 인터페이스에 대해 제안한다. 또한 개발된 모듈의 한계를 분석하고 추가 연구 필요사항 등에 대해 제시한다.
앞서 언급한 기준 사례를 대상으로 마감상세도 블록화 모듈의 기능인 시트 블록화, 상세도 블록화, 텍스트 정보 추출의 정확성을 확인하였다. 해당 파일은 도면목록표와 더불어 마감상세도 3개 시트로, 총 4개의 시트로 구성이 되어있었으며, 내부 단위도면은 41개로 구성되어 있었다.
도면의 표제란 또한 한 곳의 업체를 제외하고 도면 시트 우측에 존재하였다. 업체별, 프로젝트별로 마감상세도 작성 방식이 약간의 차이가 있어, 본 연구에서는 기준이 될 수 있는 사례를 선정하여 도면 블록화 모듈 개발을 진행하였다. 기준 사례는 표제란을 오른쪽에 두고 있으며, 세부도면명과 도면번호가 도면 내용 하단에 존재하며, 도면명과 도면번호의 구역이 나누어져있는 것을 대상으로 하였다.
에서는 도면 내 표제란 텍스트정보를 자동 추출하고, 사용자 선택 과정을 거친 이후 저장한다. 추가적으로 도면 비교나 도면과 관련된 문서와의 연결을 통해 사용자에게 제공해줌으로써 시스템의 활용성을 증대시켰다. 중·소규모의 설계업체에서는 특별한 도면관리시스템은 가지고 있지 않았으며, 개인 컴퓨터 혹은 회사 내 서버와 같은 별도의 저장소를 통해 도면을 관리하고 있는 것으로 확인되었다.
1의 라인의 좌푯값으로 확인할 수 있다. 추출된 텍스트와 라인을 통해 마감상세도의 단위도면을 블록화하는 작업을 진행한다. 도면목록표와 마감상세도 시트 3개를 포함하는 도면 파일 A02-101∼3은 4개의 시트로 분할되며, 그 중 A02-101 시트는 20개의 단위도면으로 분할된다(Figure 1 참조).
본 논문에서는 단위도면의 각 구역을 구분하는 라인만을 활용하였다. 해당 라인은 X축과 Y축 시작값, X축과 Y축 끝값의 좌푯값을 활용하여 X축과 Y축에 평행한 지의 여부와 단위도면의 도면 번호 텍스트와의 좌표계 상 거리를 통해 도출하였다. Figure 1의 Ⓑ에서 확인 가능한 도면 시트의 가장 위의 구역구분라인은 Table 2의 No.

대상 데이터

Figure 1의 마감상세도 사례 도면파일을 대상으로 데이터 추출을 진행하였다. 도출된 모든 데이터의 수는 2,845개이었으며, 그 중 텍스트와 라인에 대해 분석을 진행하였다.
업체별, 프로젝트별로 마감상세도 작성 방식이 약간의 차이가 있어, 본 연구에서는 기준이 될 수 있는 사례를 선정하여 도면 블록화 모듈 개발을 진행하였다. 기준 사례는 표제란을 오른쪽에 두고 있으며, 세부도면명과 도면번호가 도면 내용 하단에 존재하며, 도면명과 도면번호의 구역이 나누어져있는 것을 대상으로 하였다. 해당 방식으로 작성된 사례 도면은 전체 12개 중 7개에 해당하였다.
Figure 1의 마감상세도 사례 도면파일을 대상으로 데이터 추출을 진행하였다. 도출된 모든 데이터의 수는 2,845개이었으며, 그 중 텍스트와 라인에 대해 분석을 진행하였다. 추출된 텍스트 중 마감상세도 관리 시스템에서 활용 가능한 정보는 단위도면의 도면번호와 도면명, 표제란 부분의 도면명과 도면번호, 프로젝트명, 업체명 등의 정보들이다.
본 연구에서는 건설도면 중 재활용 가치가 높으나, 기존 도면관리시스템에서는 관리가 이루어지지 않고 있는 상세도를 대상으로 하며, 상세도 중에서 발생하는 도면의 수가 가장 많은 마감상세도에 초점을 맞추어 연구를 진행한다. 또한 우선적으로 시스템 도입이 필요한 오피스 시설을 분석 대상으로 한다. 공동주택과 달리 오피스 시설의 경우 사용하는 상세도의 유형도 다양하며, 시설의 규모·유형에 따라 적용되는 상세도 종류의 차이가 많아 시스템을 통한 검색이 우선적으로 필요하다.
마감상세도의 분석은 8개 설계업체에서 진행한 오피스 프로젝트 12개 사례를 대상으로 진행하였다. 마감상세도 작성 양식은 업체나 프로젝트 유형에 관계없이 격자형 배치로 작성되는 것으로 조사되었으며, 세부적인 구성에 있어서는 차이를 보였다.
앞서 언급한 기준 사례를 대상으로 마감상세도 블록화 모듈의 기능인 시트 블록화, 상세도 블록화, 텍스트 정보 추출의 정확성을 확인하였다. 해당 파일은 도면목록표와 더불어 마감상세도 3개 시트로, 총 4개의 시트로 구성이 되어있었으며, 내부 단위도면은 41개로 구성되어 있었다. 블록화 모듈의 실행 결과로는 도면 시트의 분할과 단위도면의 분할, 도면 시트의 표제란 내 프로젝트명, 도면명, 도면번호, 축적의 정보 추출, 도면부 내의 단위도면의 도면명, 도면번호이다.

성능/효과

중·소규모의 설계업체에서는 특별한 도면관리시스템은 가지고 있지 않았으며, 개인 컴퓨터 혹은 회사 내 서버와 같은 별도의 저장소를 통해 도면을 관리하고 있는 것으로 확인되었다. 각자의 개별적인 분류 체계를 가지고 폴더 형태로 저장하여 관리하고 있는 것으로 확인되었다.
도면 시트 표제란의 도면명, 도면번호와 단위도면의 도면명, 도면번호는 사용자가 필요로 하는 도면을 검색할 수 있게 한다. 또한 본 연구에서는 포함되지 않았지만 도면 내에 포함된 텍스트가 유형별로 추출되었기 때문에 도면명과 더불어 도면의 내용을 나타내는 도면부 내 텍스트 정보를 활용한 검색 또한 가능하다.
마감상세도의 분석은 8개 설계업체에서 진행한 오피스 프로젝트 12개 사례를 대상으로 진행하였다. 마감상세도 작성 양식은 업체나 프로젝트 유형에 관계없이 격자형 배치로 작성되는 것으로 조사되었으며, 세부적인 구성에 있어서는 차이를 보였다. 12개의 사례도면에서 모두 바둑판 형태의 배열로 단위도면을 구분하고 있었다.
하나의 도면 파일 내에는 3∼5개의 도면 시트가 존재하는 것으로 확인되었으며, 하나의 도면 시트에는 15∼20개의 단위도면이 존재하는 것으로 확인되었다. 모든 사례에서 각각의 단위도면은 도면 시트나 파일에 붙여진 도면번호와 도면명과는 다른 도면번호와 도면명을 개별적으로 가지고 있었다. 모든 사례에서 단위도면의 도면번호는 표기되어 있었으나, 도면명의 경우 사례별로 표기가 된 도면도 있었고 별도로 표기되어 있지 않은 도면도 존재하였다.
모든 사례에서 각각의 단위도면은 도면 시트나 파일에 붙여진 도면번호와 도면명과는 다른 도면번호와 도면명을 개별적으로 가지고 있었다. 모든 사례에서 단위도면의 도면번호는 표기되어 있었으나, 도면명의 경우 사례별로 표기가 된 도면도 있었고 별도로 표기되어 있지 않은 도면도 존재하였다. 도면번호와 도면명은 도면 내용과 별도의 라인을 통해 구역이 나뉘어 있었다.
도면 번호의 양식은 A-0, A-00, A-0A, A0, A00, A0A로 표현되었다. 부위정보를 나타내는 영문 알파벳은 F(Floor, 바닥), W(Wall, 벽), B(Baseboard, 걸레받이), C(Ceiling, 천장) 등으로 표현이 되었으며, 일련번호인 숫자는 특별한 규칙 없이 부여되는 것을 확인하였다. 도면번호만 기재되어 있는 도면의 경우 실내재료마감표와의 매칭을 통해 도면명의 도출이 가능하였다.
블록화 모듈의 실행 결과로는 도면 시트의 분할과 단위도면의 분할, 도면 시트의 표제란 내 프로젝트명, 도면명, 도면번호, 축적의 정보 추출, 도면부 내의 단위도면의 도면명, 도면번호이다. 블록화 모듈을 기준 사례에 적용한 결과, 도면 시트 4개, 단위도면 41개가 100% 분할되었으며, 표제란 내의 정보, 도면부 내의 정보 또한 100% 모두 추출되었다. 단위도면의 도면번호와 도면명은 단위도면의 파일명으로 구성되었다(Figure 5 참조).
해당 파일은 도면목록표와 더불어 마감상세도 3개 시트로, 총 4개의 시트로 구성이 되어있었으며, 내부 단위도면은 41개로 구성되어 있었다. 블록화 모듈의 실행 결과로는 도면 시트의 분할과 단위도면의 분할, 도면 시트의 표제란 내 프로젝트명, 도면명, 도면번호, 축적의 정보 추출, 도면부 내의 단위도면의 도면명, 도면번호이다. 블록화 모듈을 기준 사례에 적용한 결과, 도면 시트 4개, 단위도면 41개가 100% 분할되었으며, 표제란 내의 정보, 도면부 내의 정보 또한 100% 모두 추출되었다.
추출된 텍스트 중 마감상세도 관리 시스템에서 활용 가능한 정보는 단위도면의 도면번호와 도면명, 표제란 부분의 도면명과 도면번호, 프로젝트명, 업체명 등의 정보들이다. 전체 데이터 중 275개의 텍스트 데이터가 도출되었고 단위도면의 도면번호 패턴에 적용되는 텍스트 20개, 표제란 부분의 텍스트 47개가 도출되었다. Table 1은 Figure 1의 단위도면에서 추출된 도면 정보를 나타내며 총 20개의 단위도면에 대해 각각의 단위도면명이 추출되었다.
중·소규모의 설계업체에서는 특별한 도면관리시스템은 가지고 있지 않았으며, 개인 컴퓨터 혹은 회사 내 서버와 같은 별도의 저장소를 통해 도면을 관리하고 있는 것으로 확인되었다.
하나의 도면 파일 내에는 3∼5개의 도면 시트가 존재하는 것으로 확인되었으며, 하나의 도면 시트에는 15∼20개의 단위도면이 존재하는 것으로 확인되었다.

후속연구

본 연구에서는 개별적인 마감상세도의 활용을 위하여 도면 블록화 알고리즘을 제안하였고, 이를 바탕으로 마감상세도 블록화 모듈을 개발하였다. 개발된 모듈을 기반으로 마감상세도 관리 시스템을 구축한다면 개별적인 마감상세도에 대한 관리가 가능할 것이다. 개별적인 마감 상세도의 관리는 기존 마감상세도 검색에 소요되는 시간을 단축시켜 마감상세도 설계 작업의 생산성을 높일 수 있을 것이다.
때문에 마감상세도 블록화 모듈이 실무적으로 적용되기 위해서는 업체별 구성 차이에 따른 추가적인 알고리즘이 반영이 필요하기 때문에 현재 본 연구가 포함된 프로젝트에서는 제시한 알고리즘을 바탕으로 다른 유형의 사례 도면에 대해서 사례별로 적합화하여 각 유형별 규칙(Rules)을 만들어 다양한 사례를 수용할 수 있는 룰셋(Rule sets)의 구성을 진행하고 있다. 또한 도면관리시스템의 활용성을 높이기 위하여 블록화 모듈을 통해 도출된 정보들을 바탕으로 도면 간 연관검색, 도면 랭킹 알고리즘, 도면 내 컨텐츠를 검색에 적용하는 등의 지능형검색시스템에 대한 연구가 필요하다.
개별적인 마감 상세도의 관리는 기존 마감상세도 검색에 소요되는 시간을 단축시켜 마감상세도 설계 작업의 생산성을 높일 수 있을 것이다. 또한, 마감상세도 내 지식의 재활용성이 증대됨에 따라 설계된 도면의 품질 향상에도 기여할 수 있을 것이다.
기존 마감상세도의 관리에서는 설계자가 개별적인 상세도가 필요한 경우 도집을 하나하나 찾아보거나 도면 파일들을 열어보아야 도면의 내용을 알 수 있었기 때문에 업무의 부담으로 작용하였다. 마감상세도 블록화 모듈을 통해 개별적인 마감상세도 단위도면의 검색 및 관리가 이루어진다면 기존 마감상세도 검색에 소요되는 시간을 단축시켜줄 뿐만 아니라, 재활용 가치가 높은 마감상세도의 재활용성 증대에 기여할 수 있을 것이다.
또한, 내부 정보의 도출에 있어서 제안하는 방식들은 하나의 도면 시트에 대해서 적용될 수 있도록 하였다. 실제 설계 업무에서는 업무 편의성을 위해 평면도, 단면도, 상세도와 같이 유사한 형태나 성격을 가지는 도면들에 대해 한 파일 내에서 여러 개의 도면 시트로 구성하여 작성하고 있었으나, 앞서 살펴본 모든 연구에서는 단일 도면 시트에 대해서만 분석이 이루어졌기 때문에 실제 업무를 통해 작성된 도면에 대해 적용할 수 없는 한계가 존재하였다.

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	건설도면에 포함된 지식의 효율적 활용은 어디에 기여하는가?	건설도면은 프로젝트가 진행되면서 발생하는 다양한 정보를 담은 지식의 집성체라고 할 수 있다. 도면에 포함된 지식의 효율적 활용은 중요 지침 제공, 재작업 빈도 감소, 품질 개선 등에 기여한다. 뿐만 아니라 지식의 관리는 프로젝트 참여자의 경험 축적, 신기술 도입 등을 촉진하여 기업의 혁신에도 기여한다[1].
	도면지식을 활용하기 위해 별도의 관리체계가 필요하게 된 배경은?	점차적으로 쌓여가는 표준화된 건설도면의 지식을 효율적으로 재활용하기 위해서는 별도의 관리체계 또한 필수적이다. 현재 활용되는 대다수의 도면관리시스템은 도면의 등록 과정에서 실무자가 수동으로 정보를 입력해야하는 사항이 많아 불필요한 시간과 노력이 투입된다. 또한, 도면이 포함하는 정보를 추출하여 활용하는 기술에 대한 연구가 부족하여 정보를 자동으로 처리, 관리하기 어렵다.
	건설도면이 갖는 의의는 무엇인가?	건설도면은 프로젝트에서 발생하는 다양한 정보를 담은 지식의 집성체이다. 도면에 포함된 지식의 재활용은 건설 프로젝트의 성공에 있어 중요한 부분이다.

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