[국내논문]BIM기반의 어셈블링 협업이 설계자 간의 의사교환과 사회심리학적 기제에 미치는 효과와 한계에 관한 연구 A Study on the Enablers and Barriers of BIM-based Assembling Collaboration for Designers' Communication and Socio-Psychological Mechanisms원문보기
While previous studies argue that BIM-based assembling collaboration promotes the communication and process management among participants in architectural design projects, it is still unknown which communication and socio-psychological factors are more and less activated in use of BIM-based collabor...
While previous studies argue that BIM-based assembling collaboration promotes the communication and process management among participants in architectural design projects, it is still unknown which communication and socio-psychological factors are more and less activated in use of BIM-based collaboration. To investigate this research aim, in authentic BIM-used architectural retrofitting projects, the participants (N=36) collaborated and assessed the communication factors on (1) perceiving design results, (2)understanding partners'design intention, (3) proposing and converging opinions, the interpersonal design process management factors on (1) managing design process, (2) managing collaboration schedule, and the complementedness factors on (1) understanding partners' expertise, and comradeship. Statistical analyses reveal that the factor relevant to perceiving design results is better activated than the other factors (p<0.05), but all other factors are not much activated compared to perceiving design results. Deduced from the previous BIM studies and interviews, a reason roots in the shared forms and semantics of BIM. The shared semantics represent collaborators' information and allow the participants to perceive design changes explicitly. Meanwhile, BIM-based assembling collaboration is limited to represent observable, experience-able processes of design, and thus, several key socio-psychological factors, such as proposing and converging opinions and managing design process, are less activated.
While previous studies argue that BIM-based assembling collaboration promotes the communication and process management among participants in architectural design projects, it is still unknown which communication and socio-psychological factors are more and less activated in use of BIM-based collaboration. To investigate this research aim, in authentic BIM-used architectural retrofitting projects, the participants (N=36) collaborated and assessed the communication factors on (1) perceiving design results, (2)understanding partners'design intention, (3) proposing and converging opinions, the interpersonal design process management factors on (1) managing design process, (2) managing collaboration schedule, and the complementedness factors on (1) understanding partners' expertise, and comradeship. Statistical analyses reveal that the factor relevant to perceiving design results is better activated than the other factors (p<0.05), but all other factors are not much activated compared to perceiving design results. Deduced from the previous BIM studies and interviews, a reason roots in the shared forms and semantics of BIM. The shared semantics represent collaborators' information and allow the participants to perceive design changes explicitly. Meanwhile, BIM-based assembling collaboration is limited to represent observable, experience-able processes of design, and thus, several key socio-psychological factors, such as proposing and converging opinions and managing design process, are less activated.
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문제 정의
하지만, 최근 BIM 관련연구는 협업시스템 제안과 기술적 개발에 집중하고 있는 반면, BIM 기반의 협업이 참여자 간의 사회심리학적 기제에 미치는 영향을 실증한 연구는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구는 BIM기반의 어셈블링 유형의 협업이 설계자들의 설계의사교환, 상호적인 설계관리, 상호보완성과 같은 기제에 어떠한 효과와 한계를 가지는지를 규명하고자 하며, 이를 통해 BIM의 건축설계협업 적용범위를 고찰하고, 적용성을 높이기 위해 필요한 기술적인 방향과 요건(roadmap)을 제언하고자 한다.
본 연구의 목적은 BIM협업도구의 사용이 분업설계를 진행하는 참가자간에 의사교환, 상호설계관리, 상호보완성 지표에 어떠한 영향을 미치는 지 실증하는데 있다. 특히, 본 연구는 BIM협업에서 상기한 세 가지의 지표 중 어떤 지표가 다른 지표들에 비하여 유의하고 높고 낮은지를 살펴보고, 이를 통해 BIM 협업의 효과와 한계를 고찰하고자 한다.
본 연구의 목적은 BIM협업도구의 사용이 분업설계를 진행하는 참가자간에 의사교환, 상호설계관리, 상호보완성 지표에 어떠한 영향을 미치는 지 실증하는데 있다. 특히, 본 연구는 BIM협업에서 상기한 세 가지의 지표 중 어떤 지표가 다른 지표들에 비하여 유의하고 높고 낮은지를 살펴보고, 이를 통해 BIM 협업의 효과와 한계를 고찰하고자 한다.
본 연구는 BIM기반의 어셈블링 협업이 건축설계협업의 사회심리학적인 기제인 설계의사교환, 상호설계과정관리, 상호보완성 등에 미치는 효과와 한계를 실증을 통해 분석하였다. 본 연구를 통해 발견한 새로운 사실은 아래와 같다.
가설 설정
• 가설1: BIM기반의 어셈블링 협업에서 협업자간의 의사교환지표, 상호설계관리지표, 상호보완성지표는 통계적으로 유의한 차이가 없을 것이다.
• 가설2: BIM기반의 어셈블링 협업에서 의사교환지표 중 설계과정인지, 설계의도의 이해, 의견제시와 수렴에 관한 측정치는 통계적으로 유의한 차이가 없을 것이다.
• 가설3: BIM기반의 어셈블링 협업에서 의사교환지표 중 설계과정인지와 상호설계관리지표인 설계과정관리, 협업일정관리에 관한 측정치는 통계적으로 유의한 차이가 없을 것이다.
• 가설4: BIM기반의 어셈블링 협업에서 의사교환지표 중 설계과정인지와 상호보완성지표인 협업자의 전문성이해, 상호신뢰성 형성에 관한 측정치는 통계적으로 유의한 차이가 없을 것이다.
제안 방법
본 연구에서는 BIM도구를 사용하였을 경우 설계의사교환, 상호설계과정관리, 상호보완성 등과 같이 협업자가 경험한 사회심리학적 기제를 측정하고, 통계를 통해 어떤 지표에 효과와 한계가 있는지 판단하는 정량적 분석법(quantitative analysis)을 채택하였다. 연구의 절차는 다음과 같다.
또한 인터뷰 형식의 질문을 통해 학생들은 BIM도구를 사용하였을 때 자신들이 경험한 의사교환, 상호협업관리, 상호보완적 관계형성에 관한 내용과 BIM 사용과정 등을 기술하였다.
대상 데이터
본 연구의 데이터 수집은 건축학과의 BIM수업을 통하여 이루어졌다. 또한, 설계프로젝트의 범위는 증개축 설계에 국한되며, 협업참여자는 동일전공 학생들이다.
본 연구의 데이터 수집은 BIM설계와 시공 과목의 증개축 설계 프로젝트를 통해 이루어졌다. 해당과목에서 참가학생들은 Autodesk Revit의 협업기능을 사용하였으며, BIM협업에서 상용되는 중앙파일(central file)에 각자 분담하여 작업한 결과물을 업로드(synchronize)하는 어셈블링 형식의 협업을 수행하였다.
참가학생은 총 36명이며 국내 I대학의 건축설계전공 4,5학년 학생들이다. 3명의 학생들은 팀을 이루어 다른 참여자들이 미리 설계한 BIM모델의 일부를 서 개선하였다(Fig.
데이터처리
(2) 협업경험평가 및 통계적 분석: 협업설계가 종료한 후, 협업에서 경험한 의사교환과 사회심리학적 지표를 수치적으로 평가하고, 서면 인터뷰를 통하여 그 이유를 파악한다. 이후, one-way t-test를 이용하여 측정지표간의 차이를 통계적으로 분석한다.
본 연구의 데이터는 SPSS(Statistical Package for the Social Science)의 대응표본 t-검정(paired sample t-test)을 통해 분석되었다. 이 통계적 기법을 통해 설계의사교환지표 (설계결과물인지, 협업자의 설계의도에 관한 이해, 의견제시 및 수렴), 상호협업관리(설계과정관리, 협업일정관리), 상호보완관계형성(협업자의 강점 및 전문성에 관한 이해, 신뢰감 형성)에 관한 지표를 각각 대응하여 비교한 후, 두 비교지표간의 평균차이가 우연히 발생하였을 확률이 5%(p-value<0.
성능/효과
과제종료 후 학생들은 설문지를 통하여 BIM기반의 협업에서 자신들이 경험한 의사교환지표(설계결과물인지, 협업자의 설계 의도에 관한 이해 의견수렴), 상호설계과정관리지표(설계과정관리, 협업일정관리), 상호보완성지표(협업자의 강점과 전문성에 관한 이해, 신뢰감 형성)를 수치적으로 기입하였다. 정량적인 분석을 위해 7단계의 리커트 척도(1=매우 비효율적이다, 7=매우 효율적이다)가 사용되었다.
• 결과1: BIM기반의 어셈블링 협업에서 협업자간의 의사교환지표, 상호설계과정관리지표, 상호보완성지표는 통계적으로 유의한 차이가 없다.
• 결과2: BIM기반의 어셈블링 협업에서 의사교환지표 중 설계과정인지는 설계의도의 이해, 의견제시와 수렴에 관한 기제보다 유의하게 활성화된다. 하지만, 설계의도의 이해와 의견제시와 수렴에 관한 측정값 간에는 통계적으로 유의한 차이가 없다.
통계적인 분석에서 BIM협업도구를 사용할 경우 설계결과물인지에 관한 지표가 다른 모든 지표들에 비하여 유의하게 활성화가 된다는 결과가 나타났다. 인터뷰에서도 15명(41%)의 참가 학생들이 BIM협업에서 설계수정전후의 상황을 파악하기가 용이했으며, 협업자가 직접 설명하지 않아도 증개축이 진행되었는지 확인하면서 진행 할 수 있었다고 명시적으로 기술하였다.
참가학생들의 인터뷰에 따르면, 설계안의 중요부분을 협업자들이 의도와 다르게 수정하였을 경우, 다시 원안으로 되돌리는데 시간이 소모되었고, 수정이 상당히 진행되었을 경우에는 의견제시와 수렴에 부담을 가진 것으로 추정된다. BIM기반의 어셈블링 협업에서 참가학생들은 협업자의 설계과정을 직접 시각적으로 공유하거나, 경험할 수 없었고, 실제 수정작업이 실시간으로 이루어져도, 결과물이 취합된 후 협업자의 수정내용을 확인할 수 있었다. 따라서, BIM기반의 어셈블링 협업에서 참가자들은 의견을 제시하고 수렴하는 적기를 판단하기 어려웠으며, 설계과정의 직접 관찰이 어려우므로 설계과정을 상호적으로 관리하는 기제 역시 취약할 수 있다.
첫째, BIM기반의 어셈블링 협업에서 협업자들이 수정한 결과물의 인지가 유의하게 활성화된다. 이는 BIM모델의 형태와 그 의미적 속성이 협업자 사이에 명시적으로 공유되기 때문이며,수정전후의 확인과 수정자의 정보확인도 그 이유 중 하나로 추정된다.
둘째, 하지만, BIM기반의 어셈블링 협업에서 설계결과물의 인지가 활성화됨에도 불구하고, 의견제시와 수렴, 상호설계과정관리와 같은 사회심리학적 기제에서는 유의한 효과가 확인되지 않았다. 그 이유 중 하나는 BIM기반의 협업에서 설계 및 수정과정이 취합이전에는 가시화되거나 공유되기 어렵기 때문으로 추정되며, 이는 BIM협업도구개발에서 보완이 필요한 부분으로 여겨진다.
후속연구
BIM기반의 설계의사교환의 범위에 관하여 Lee, Kim,& Kim(2012)은 팀 내외, 설계프로젝트 공정단위로 분류하였다. 또한, 협업의 효과를 설계오류감소, 공정 간의 의사소통, 공기단축 등으로 예측하여, 생산성의 관점에서 협업방식개선과 데이터의 호환을 제언하였다.
마지막으로, 상호보완성에 관한 지표들은 설계결과물인지에 비해 유의하게 활성화되지는 않았지만, 일부 참가학생들은 BIM 협업에서 형태와 의미적 속성의 명시적인 재현(explicit representation)이 가능하였고, 이를 통해 다른 협업자의 설계특성과 전문성을 판단하고 이해하는데 도움이 되었다고 보고하였다. 또한 다른 참여학생들에 관한 신뢰감이 형성되는 기제는 BIM의 재현물을 통하여 개구부, 진입부 등과 관련한 기능적인 부분의 성능을 높이는 과정과 연관이 추정되지만, 통계적인 유의성을 확인하기 위한 추후 연구가 필요하다.
본 연구의 결과를 통해 향후 BIM협업시스템개발의 방향을 고찰하면, BIM시스템에서 설계결과물뿐만 아니라 설계와 수정과정이 공유될 필요가 있다. 기술적으로는 협업자의 행동을 재현하여, 설계를 진행하는 행동과 장소를 명시적으로 공유하거나(Hong et al.
본 연구에서 참여학생이 동일전공의 학생이므로 다분야 전공에서 관찰되는 상호보완성 지표를 정밀하게 분석하기에는 한계가 있다. 또한, BIM협업과 다른 협업도구를 비교하여 그 효과와 한계를 체계적으로 검증하기보다는, 실제교육현장에서 BIM협업도구를 사용하였을 때 측정된 지표의 활성화 관계분석에 연구의 중점을 두었다.
또한, BIM협업과 다른 협업도구를 비교하여 그 효과와 한계를 체계적으로 검증하기보다는, 실제교육현장에서 BIM협업도구를 사용하였을 때 측정된 지표의 활성화 관계분석에 연구의 중점을 두었다. 따라서, 향후 연구에서는 BIM기반의 어셈블링 협업과 온라인 다중 사용자 가상환경 등의 의견수렴과정을 체험할 수 있는 협업도구를 비교하여, 본 연구의 타당성을 검증할 필요가 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
BIM기반의 협업은 어디에 주로 적용되는가?
특히, BIM기반의 협업은 분업결과물을 하나의 통합 설계안으로 조합하는 이른바 ‘어셈블링 (assembling)’유형으로, 기술적인의미에서는 중앙파일 (central data approach)을 기반으로 분업결과물을 취합하는 방식이 주를 이루고 있다. 이 방식은 지식범위와 책임이 분명한 다전공간의 협업에 주로 적용되며, 기존연구에서도 BIM의 활용이 다분야의 전문가가 참여하는 복잡한 설계프로젝트 관리에 효과가 있다고 보고하고 있다(Lee, Kim, & Kim, 2012; Won, & Lee, 2016).
BIM사용이 보편화되고 있는 이유는?
이러한 건축설계협업 상에서 발생하는 문제점을 줄이고, 설계과정관리의 효율성을 높이기 위하여 BIM(Building Information Modeling)의 사용이 보편화되고 있는 추세이다. 참여자들은 3차원으로 시각화된 형태(properties of physical forms)와 그 형태에 부여된 건축적 의미(semantics)를 동시에 공유할 수 있으며, 네트워크를 통해 원격에서 설계안을 조합하고 수정할 수 있다.
BIM기반의 협업이 어셈블링 유형이라고 불리는 이유는?
또한 설계자는 설비기술자의 수정을 검토하여 의견을 제시할 수 있다. 특히, BIM기반의 협업은 분업결과물을 하나의 통합 설계안으로 조합하는 이른바 ‘어셈블링 (assembling)’유형으로, 기술적인의미에서는 중앙파일 (central data approach)을 기반으로 분업결과물을 취합하는 방식이 주를 이루고 있다. 이 방식은 지식범위와 책임이 분명한 다전공간의 협업에 주로 적용되며, 기존연구에서도 BIM의 활용이 다분야의 전문가가 참여하는 복잡한 설계프로젝트 관리에 효과가 있다고 보고하고 있다(Lee, Kim, & Kim, 2012; Won, & Lee, 2016).
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