[국내논문]표준도 기반 BIM 라이브러리 검색지원을 위한 웹기반 공유시스템 개발 Development of Web-based Sharing System for Inquiring Civil BIM Libraries Based on Standardized 2D Drawings원문보기
In BIM environments for infrastructures, civil structures such as road, bridge and tunnel etc., created into 3D objects, integrated with their properties, securing BIM design productivity is very critical during 3D modeling. To solve this issue, configuring BIM libraries so that the users can utiliz...
In BIM environments for infrastructures, civil structures such as road, bridge and tunnel etc., created into 3D objects, integrated with their properties, securing BIM design productivity is very critical during 3D modeling. To solve this issue, configuring BIM libraries so that the users can utilize prefabricating in advance 3D objects that have been applying repeatedly during BIM design is essential so much. Current BIM libraries have made focused on Ready-Made for architectural facilities. However, establishing environment for delivering BIM library for civil facilities is very sparse. Accordingly, this study developed a web-based sharing system for delivering BIM library contents based on standardized drawing for civil area. To do this, we have analyzed core features and operation system of BIM library sharing system in domestic and overseas. Besides, functional requirements that are necessary for developing BIM library sharing system was derived, and through operation scenario configuration, the web-based system was developed according to the detailed mechanism. It is expected that this system can enhance BIM design productivity during library based modeling, and can be utilized as construction supporting tools that can help construction managers to make a design change.
In BIM environments for infrastructures, civil structures such as road, bridge and tunnel etc., created into 3D objects, integrated with their properties, securing BIM design productivity is very critical during 3D modeling. To solve this issue, configuring BIM libraries so that the users can utilize prefabricating in advance 3D objects that have been applying repeatedly during BIM design is essential so much. Current BIM libraries have made focused on Ready-Made for architectural facilities. However, establishing environment for delivering BIM library for civil facilities is very sparse. Accordingly, this study developed a web-based sharing system for delivering BIM library contents based on standardized drawing for civil area. To do this, we have analyzed core features and operation system of BIM library sharing system in domestic and overseas. Besides, functional requirements that are necessary for developing BIM library sharing system was derived, and through operation scenario configuration, the web-based system was developed according to the detailed mechanism. It is expected that this system can enhance BIM design productivity during library based modeling, and can be utilized as construction supporting tools that can help construction managers to make a design change.
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문제 정의
BIM 라이브러리 공유 시스템은 라이브러리 파일, 라이브러리 명세서, 라이브러리 활용 가이드를 공유 또는 배포하거나 라이브러리의 현황을 파악하기 위한 기능을 제공하기 위해 개발되었다. 이를 위해 본 연구에서는 다른 BIM 라이브러리 공유 체계에 맞추어 요구 기능들이 웹 브라우저 상에 구현될 수 있도록 시스템을 설계하였다.
메인 화면은 먼저 본 시스템 개발 과정에서 작성된 시뮬레이션 동영상을 배치하여 라이브러리 활용에 대하여 사용자의 이해를 도모하고자 하였다. 앞서 언급한 바와 같이 온라인 환경에서 무료 배포가 가능한 웹기반 공유 시스템으로 구축되어 별도의 사용자 로그인에 관한 기능은 없으며, 곧 바로 온라인 환경에서 유무선을 통해 기 구축된 라이브러리를 검색할 수 있도록 하였다.
본 연구에서는 연구팀에 의해 기 구축된 토목표준도 기반의 BIM라이브러리를 민간에게 배포하여 BIM 설계 생산성 향상 지원을 목적으로 웹 기반의 라이브러리 공유시스템을 개발하였다. 이를 위해 국내외 BIM 라이브러리 공유시스템의 기능과 운영체계를 분석하였다.
이에 따라 본 시스템도 키워드, 카테고리에 의한 필터링 및 분류체계에 의한 검색 기능을 부가하였다. 이러한 검색기능을 통해 원하는 조건에 가까운 라이브러리 목록을 도출할 수 있었고 여기서 선택된 라이브러리 타입의 접근을 통해 상세한 라이브러리 명세까지 확인하도록 하였다. 또한 각 라이브러리 활용에 대한 범용성을 갖도록 토목 구조물 설계에 가장 높은 활용성을 갖는 BIM 설계 S/W에 대한 패밀리를 구축하여 손쉽게 다운로드하여 설계에 활용할 수 있도록 하였다.
본 라이브러리는 개별 라이브러리 작성시 관리의 효율성을 위해 WBS 코드를 속성으로 부여하였으며, 실적공사비 코드를 또한 정의하여 공사비 항목에 따라 관리할 수 있도록 하였다. 이와 같이 작성된 BIM 라이브러리 모델을 민간에게 배포하기 위해 웹 환경에서 운용 가능한 BIM 라이브러리 공유시스템을 개발하였다. 본 시스템은 키워드, 설계 S/W 종류, 분류코드에 따른 라이브러리 개별 형상의 검색 기능을 지원하고 있다.
가설 설정
본 연구에서는 BIM 라이브러리 공유시스템 개발에 중점을 두고 있으므로 라이브러리 형상 구성(Moon and Ju, 2014)은 논외로 한다. 즉 BIM 라이브러리가 구축되었음을 가정하여 개발한다.
제안 방법
본 시스템은 키워드, 설계 S/W 종류, 분류코드에 따른 라이브러리 개별 형상의 검색 기능을 지원하고 있다. 다양한 파라미터에 의해 제원설계를 가능하도록 하며, 구조물의 BIM 설계시 자주 활용되는 설계 포맷을 지원하도록 설계되었다.
앞서 Figure 7a 또는 7b의 리스트 업 화면에서 사용자가 원하는 라이브러리를 선택하는 경우 Figure 7의 오른쪽 상단에 나타난 바와 같이 해당 라이브러리의 명세서 내용과 우측에 다운로드 영역이 있는 다운로드 페이지로 전환된다. 다운로드는 해당 라이브러리를 활용하기 위한 가이드(pdf 파일)를 포함하여 해당 라이브러리가 구현된 S/W별로 파일을 다운로드 받을 수 있도록하였으며, 명세서는 앞서 설명한 명세서의 내용이 웹상으로 표출되어 해당 라이브러리의 상세 내용을 사용자가 확인할 수 있도록 하였다. Figure 8은 맹암거에 대한 명세서 조회 결과의 전체 목록을 나타낸 것이다.
특히 개별 BIM 라이브러리 객체들은 참조된 2D 표준도의 도면번호를 기본적으로 포함하고 있으며, 해당 시설이 WBS분류체계 내에 각 코드에 포함되도록 라이브러리 개별 속성에 시설, 공간, 부위, 공종의 코드를 부여하였다. 또한 실적공사비 코드 항목내에 포함되도록 해당 라이브러리 속성에 실적공사비 코드를 입력하였다.
앞서 언급한 바와 같이 온라인 환경에서 무료 배포가 가능한 웹기반 공유 시스템으로 구축되어 별도의 사용자 로그인에 관한 기능은 없으며, 곧 바로 온라인 환경에서 유무선을 통해 기 구축된 라이브러리를 검색할 수 있도록 하였다. 또한 앞서 시스템 기능 정의를 통해 도출된 검색 방법별로 사용자가 라이브러리를 검색할 수 있도록 검색어에 의한 조회기능을 최상단에 배치하였고, 이후 하단에는 시설물 종류, 표준도 종류, S/W 종류, 분류체계 종류를 먼저 선택하면서 라이브러리 검색을 수행할 수 있도록 세부 메뉴들을 배치하였다.
본 과업에서 개발된 시스템은 서버가 설치된 독립된 로컬 Server 환경에서 개인이 설치하여 운영할 수 있는 패키지 형태와 웹 환경에서 원격으로 접속 가능한 브라우저를 통해 조회하고 다운로드 할 수 있도록 웹-기반 시스템으로 개발 하였다. 본 시스템은 크게 라이브러리를 업데이트 하는 기능과 라이브러리를 검색하여 다운로드 받는 기능으로 구성하였으며 각 기능별 활용 시나리오는 Table 1과 같다.
본 라이브러리 공유 시스템은 토목시설의 BIM 설계를 지원하는 도구로 구축되었다. 이는 기존 2D기반의 설계를 BIM 라이브러리 설계로 신속하게 전환할 수 있는 환경을 제공한다.
이를 위해 본 연구팀은 국토교통부에서 발간한 표준도인 암거, 옹벽, 소규모교량 및 국도설계실무요령에서 제공하는 2D 표준도를 기반으로 일반도와 상세도 수준의 BIM 라이브러리를 2,238개 타입을 우선 작성한 바 있다. 본 라이브러리는 개별 라이브러리 작성시 관리의 효율성을 위해 WBS 코드를 속성으로 부여하였으며, 실적공사비 코드를 또한 정의하여 공사비 항목에 따라 관리할 수 있도록 하였다. 이와 같이 작성된 BIM 라이브러리 모델을 민간에게 배포하기 위해 웹 환경에서 운용 가능한 BIM 라이브러리 공유시스템을 개발하였다.
본 시스템 구축에서는 2장에서 분석된 라이브러리 공유시스템 구축에 관한 요구사항을 기반으로 필터기능을 포함하여 다양한 검색 방식에 의한 조회 기능을 강화한 웹 시스템을 구축하였다.
본 과업에서 개발된 시스템은 서버가 설치된 독립된 로컬 Server 환경에서 개인이 설치하여 운영할 수 있는 패키지 형태와 웹 환경에서 원격으로 접속 가능한 브라우저를 통해 조회하고 다운로드 할 수 있도록 웹-기반 시스템으로 개발 하였다. 본 시스템은 크게 라이브러리를 업데이트 하는 기능과 라이브러리를 검색하여 다운로드 받는 기능으로 구성하였으며 각 기능별 활용 시나리오는 Table 1과 같다.
본 절에서는 국내외의 기존 BIM라이브러리 공유 시스템 분석을 통해 도출된 주요 구성사항 분석을 바탕으로 토목 BIM 라이브러리 공유 시스템 구축을 위한 기능적 요구사항이 무엇인지 다음과 같이 도출하였다.
시스템의 주요 검색기능으로는 검색어에 의한 조회, 필터에 의한 조회, 분류체계 트리 뷰를 통한 조회 기능을 구축하였다. 검색어에 의한 조회 기능은 조회하고자 하는 대상 시설 및 부위 즉 표준도에서 제공하고 있는 부재명칭의 검색 키워드를 입력하여 조회하는 방식이다.
메인 화면은 먼저 본 시스템 개발 과정에서 작성된 시뮬레이션 동영상을 배치하여 라이브러리 활용에 대하여 사용자의 이해를 도모하고자 하였다. 앞서 언급한 바와 같이 온라인 환경에서 무료 배포가 가능한 웹기반 공유 시스템으로 구축되어 별도의 사용자 로그인에 관한 기능은 없으며, 곧 바로 온라인 환경에서 유무선을 통해 기 구축된 라이브러리를 검색할 수 있도록 하였다. 또한 앞서 시스템 기능 정의를 통해 도출된 검색 방법별로 사용자가 라이브러리를 검색할 수 있도록 검색어에 의한 조회기능을 최상단에 배치하였고, 이후 하단에는 시설물 종류, 표준도 종류, S/W 종류, 분류체계 종류를 먼저 선택하면서 라이브러리 검색을 수행할 수 있도록 세부 메뉴들을 배치하였다.
본 시스템은 크게 매뉴바, 폴더 트리 뷰, 미리보기 창, 라이브러리 리스트 뷰창, 속성창 및 3D보기 창으로 구성되어 있다. 여기서는 폴더 구조를 통해 개별 라이브러리 타입의 선택을 통해 탐색할 수 있도록 하고 있으며, 선택된 라이브러리의 세부 속성을 확인할 수 있도록 하였다. 특히 선택된 라이브러리 객체를 Revit과 연동을 통해 손쉽게 프로그램에 Load하여 활용할 수 있도록 편의성을 제공하고 있다.
본 연구에서는 연구팀에 의해 기 구축된 토목표준도 기반의 BIM라이브러리를 민간에게 배포하여 BIM 설계 생산성 향상 지원을 목적으로 웹 기반의 라이브러리 공유시스템을 개발하였다. 이를 위해 국내외 BIM 라이브러리 공유시스템의 기능과 운영체계를 분석하였다. 이를 통해 토목 BIM 라이브러리 공유시스템 구축에 필요한 기능적 요구사항을 도출하였으며, 운영 시나리오 구성을 통해 시스템의 세부 메카니즘을 구축하였다.
이와 같이 구축된 컨텐츠 및 XML 파일은 사용자에게 라이브러리 검색 및 다운로드 페이지들을 통해 제공된다. 이를 위해 본 시스템에서는 여러 개의 명세서 항목을 필터링 하여 검색기능을 제공하도록 하였으며, 그에 필요한 Filter 생성기 및 XML Query 모듈을 Java를 이용하여 개발하였다. Figure 4는 필터링 검색을 위해 구성된 XML 파일 구조를 나타낸 것이다.
BIM 라이브러리 공유 시스템은 라이브러리 파일, 라이브러리 명세서, 라이브러리 활용 가이드를 공유 또는 배포하거나 라이브러리의 현황을 파악하기 위한 기능을 제공하기 위해 개발되었다. 이를 위해 본 연구에서는 다른 BIM 라이브러리 공유 체계에 맞추어 요구 기능들이 웹 브라우저 상에 구현될 수 있도록 시스템을 설계하였다.
이를 위해 국내외 BIM 라이브러리 공유시스템의 기능과 운영체계를 분석하였다. 이를 통해 토목 BIM 라이브러리 공유시스템 구축에 필요한 기능적 요구사항을 도출하였으며, 운영 시나리오 구성을 통해 시스템의 세부 메카니즘을 구축하였다. 관련 라이브러리 시스템 분석결과 공유 시스템의 핵심은 검색기능에 초점을 두고 있다.
대상 데이터
이는 현대종합설계에서 구축한 사내 BIM라이브러리 시스템과 유사한 형태를 갖는다. 본 시스템은 크게 매뉴바, 폴더 트리 뷰, 미리보기 창, 라이브러리 리스트 뷰창, 속성창 및 3D보기 창으로 구성되어 있다. 여기서는 폴더 구조를 통해 개별 라이브러리 타입의 선택을 통해 탐색할 수 있도록 하고 있으며, 선택된 라이브러리의 세부 속성을 확인할 수 있도록 하였다.
이를 위해 본 연구팀은 국토교통부에서 발간한 표준도인 암거, 옹벽, 소규모교량 및 국도설계실무요령에서 제공하는 2D 표준도를 기반으로 일반도와 상세도 수준의 BIM 라이브러리를 2,238개 타입을 우선 작성한 바 있다. 본 라이브러리는 개별 라이브러리 작성시 관리의 효율성을 위해 WBS 코드를 속성으로 부여하였으며, 실적공사비 코드를 또한 정의하여 공사비 항목에 따라 관리할 수 있도록 하였다.
성능/효과
2) 라이브러리 검색 : 방대한 양의 라이브러리 객체를 효율적으로 탐색하고 활용하기 위해서는 다양한 방식의 검색기능을 구성해야 한다. 라이브러리리 구성시 활용된 표준도는 앞서 언급한 4가지의 표준도를 따르므로 해당 표준도의 분류기준으로 저장되며, 해당 표준도에 입력된 개별 라이브러리 파일을 검색할 수 있어야 한다.
3) 표준 코드체계 연동 저장 : 작성되는 라이브러리 객체들이 표준도명칭 분류에 의해 저장되고 동시에 각 시설별 또는 부위별로 저장/관리되도록 건설정보 분류체계를 통해 입력되고 관리될수 있어야 한다. 예를 들어 옹벽표준도를 기반으로 작성된 라이브러리 객체는 시설물분류-부위분류-공종분류에 의해 구분되어 코드구조에 따라 라이브러리 객체와 연동될 수 있도록 해야 한다.
그러나 본 라이브러리는 사용자가 제원을 통해 손쉽게 형상의 재구축과 배치가 가능하도록 하였고, 선형에 따른 객체는 단면 라이브러리를 통해 구축하도록 하였으나, 일부 선형에 따라 배치가 필요한 경우 설계자의 라이브러리 배치 활용 기술이 요구됨을 파악하였다. 또한 BIM 설계 S/W의 기능적 제약으로 엔지니어링 측면에서의 라이브러리 활용은 제약이 있음을 확인하였다.
이러한 검색기능을 통해 원하는 조건에 가까운 라이브러리 목록을 도출할 수 있었고 여기서 선택된 라이브러리 타입의 접근을 통해 상세한 라이브러리 명세까지 확인하도록 하였다. 또한 각 라이브러리 활용에 대한 범용성을 갖도록 토목 구조물 설계에 가장 높은 활용성을 갖는 BIM 설계 S/W에 대한 패밀리를 구축하여 손쉽게 다운로드하여 설계에 활용할 수 있도록 하였다.
설계 전문가의 검토를 통해 본 공유시스템의 활용측면에서 문제보다는 라이브러리 객체가 갖는 형상 모델링과 배치 측면에서의 어려움이 있는 것으로 확인되었다. 일부 선형에 따라 배치가 자동적으로 이루어지지 않거나, 구성된 속성이 한정되어 있어 엔지니어링 측면에서의 속성을 통해 구조적 정보를 파악하는데 어려움이 있다.
이와 같이 조사된 라이브러리 공유시스템은 건축시설을 중심으로 구축되었고 웹기반의 환경에서 제공되는 것으로 분석되었다. 대부분의 시스템은 키워드에 의한 검색기능을 제공하고 있으며, 분류코드에 의한 탐색방식을 구성하고 있다.
후속연구
또한 선택된 라이브러리 파일 클릭만으로 BIM 설계 S/W와 연동되어 자동으로 라이브러리가 로드되어 활용할 수 있도록 추가 기능의 개선이 필요하다. 국토교통부에서 발간한 표준도만을 기반으로 구축되었으므로 이를 활용하여 새로운 프로젝트의 BIM 라이브러리 컨텐츠의 확장과 변경된 라이브러리에 대해 구조 해석적 신뢰성을 확보하기 위한 기능도 부가할 필요가 있을 것이다.
따라서 본 웹 기반 BIM 라이브러리 공유 시스템 시작품에서는 제작사에 의한 검색기능은 제공하지 않는다. 다만, 본 시작품에서 제작된 라이브러리 관리 시스템이 추후 도로에 사용되는 기성제품에 대한 정보를 포괄하기 위해 라이브러리 관리를 위한 명세서와 속성에는 제작사 정보를 표기할 수 있는 항목을 추가 하여 추후 웹 기반 BIM 라이브러리 공유 시스템 확장 시 활용될 수 있도록 하였다.
향후 다양한 포맷으로 저장하여 다수의 BIM 설계 S/W에서 활용하도록 할 필요가 있다. 또한 선택된 라이브러리 파일 클릭만으로 BIM 설계 S/W와 연동되어 자동으로 라이브러리가 로드되어 활용할 수 있도록 추가 기능의 개선이 필요하다. 국토교통부에서 발간한 표준도만을 기반으로 구축되었으므로 이를 활용하여 새로운 프로젝트의 BIM 라이브러리 컨텐츠의 확장과 변경된 라이브러리에 대해 구조 해석적 신뢰성을 확보하기 위한 기능도 부가할 필요가 있을 것이다.
하지만 본 시스템은 토목시설에 대한 유일한 BIM라이브러리 공유 시스템이며, 이미 건설사업정보시스템(CALS, 2016)를 통해 배포하고 있다. 이는 설계사의 라이브러리 기반 모델링시 설계 생산성을 높여줄 수 있는 사용자 도구이며, 시공사의 설계변경 등을 지원할 수 있는 시공 시원 도구로 활용될 수 있을 것이다. 향후 BIM라이브러리 컨텐츠가 확대되고 가이드라인을 통해 BIM 라이브러리 인증체계가 도입되면 BIM 설계 환경으로 전환하는데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.
이는 기존 2D기반의 설계를 BIM 라이브러리 설계로 신속하게 전환할 수 있는 환경을 제공한다. 이를 통해 토목구조물의 BIM 설계에 대한 생산성을 기대할 수 있으며, 향후 부재제작업체의 참여를 통해 다양한 형태와 종류의 BIM 라이브러리 컨텐츠 확장에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
이는 설계사의 라이브러리 기반 모델링시 설계 생산성을 높여줄 수 있는 사용자 도구이며, 시공사의 설계변경 등을 지원할 수 있는 시공 시원 도구로 활용될 수 있을 것이다. 향후 BIM라이브러리 컨텐츠가 확대되고 가이드라인을 통해 BIM 라이브러리 인증체계가 도입되면 BIM 설계 환경으로 전환하는데 중요한 기여를 할 것으로 기대된다.
현재의 라이브러리 파일은 Revit, Allplan 및 Autocad에만 활용할 수 있도록 하고 있다. 향후 다양한 포맷으로 저장하여 다수의 BIM 설계 S/W에서 활용하도록 할 필요가 있다. 또한 선택된 라이브러리 파일 클릭만으로 BIM 설계 S/W와 연동되어 자동으로 라이브러리가 로드되어 활용할 수 있도록 추가 기능의 개선이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
BIM 라이브러리 공유 시스템의 라이브러리 검색은 어떻게 구현하였는가?
앞서 정의된 바와 같이 라이브러리 검색은 메인 페이지 상에서 검색어, 시설물 종류, 표준도 종류, S/W 종류를 선택함으로써 Figure 7a 및 7b에 나타난 바와 같이 리스트 업 화면으로 바로 전환되는 방식과 분류체계에 해당되는 필터를 선택한 후 다시 리스트 업으로 환면이 전환되는 방식으로 구현되었다. Figure 7b는 리스트 업 화면에서 사용자가 추가의 검색 필터를 선택할 수 있도록 지원하기 위한 사용자 인터페이스의 사례(시설물 종류 필터)를 나타낸 것이다.
BIM 라이브러리 공유 시스템의 개발 목적은?
BIM 라이브러리 공유 시스템은 라이브러리 파일, 라이브러리 명세서, 라이브러리 활용 가이드를 공유 또는 배포하거나 라이브러리의 현황을 파악하기 위한 기능을 제공하기 위해 개발되었다. 이를 위해 본 연구에서는 다른 BIM 라이브러리 공유 체계에 맞추어 요구 기능들이 웹 브라우저 상에 구현될 수 있도록 시스템을 설계하였다.
사용자의 이해를 도모하기 위해 BIM 라이브러리 공유 시스템의 메인화면은 어떻게 구성되었는가?
메인 화면은 먼저 본 시스템 개발 과정에서 작성된 시뮬레이션 동영상을 배치하여 라이브러리 활용에 대하여 사용자의 이해를 도모하고자 하였다. 앞서 언급한 바와 같이 온라인 환경에서 무료 배포가 가능한 웹기반 공유 시스템으로 구축되어 별도의 사용자 로그인에 관한 기능은 없으며, 곧 바로 온라인 환경에서 유무선을 통해 기 구축된 라이브러리를 검색할 수 있도록 하였다. 또한 앞서 시스템 기능 정의를 통해 도출된 검색 방법별로 사용자가 라이브러리를 검색할 수 있도록 검색어에 의한 조회기능을 최상단에 배치하였고, 이후 하단에는 시설물 종류, 표준도 종류, S/W 종류, 분류체계 종류를 먼저 선택하면서 라이브러리 검색을 수행할 수 있도록 세부 메뉴들을 배치하였다.
참고문헌 (12)
Autodesk SEEK (2014), http://seek.autodesk.com/
BIM Library (2015), Korea Association of Air Conditioning Refrigerating and Sanitary Engineers, http://www.web2cad.co.kr
BIM Library Portal for Infrastructure (2016), http://www.calspia.go.kr
Choi, J. S., Jo, C. W., Kim, I. H. (2013), Development of BIM Library Contents System for Super-tall Buildings, Proceedings of the Society of CAD/CAM Engineeris in Summer, 2013, pp. 421-422.
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Kim, I. H., Park, S. H., Lee, J. A. (2012), A Study on the Feature-based Modeling of Han-ok and the Development of a Parametric BIM Library Browser, Journal of the architectural institute of Korea planning &design, 28(5), pp. 87-94.
Moon, H. S., Ju, K. B. (2014), Development of BIM Library for Civil Structures based on Standardized Drawings-Focused on 2D Standard Drawings of The MOLIT, Transaction of the Society of CAD/CAM Engineers, 19(1), pp. 80-90.
NBS National BIM Library (2013), http://www.nationalbimlibrary.com/
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