대규모 모듈러 건축 프로젝트 현장 시공 시 공장 생산량 및 현장 시공량 관리 모델 Quantity Management Model for Manufacturing and Assembly of Large-scale Modular Construction Projects during Construction Phase원문보기
모듈러 건축은 공장 생산 과정을 토해서 품질과 정확도를 향상 시킬 수 있고 같은 유닛을 반복적으로 만들어내기 때문에 대규모 생산과 비용 절감이 가능하다. 특히, 현장 작업과 공장 생산을 동시에 진행 할 수 있기 때문에 공기 단축이 가능하다. 그러나 실제 모듈러 건축 프로젝트 조사 보고서에 따르면 모듈러 건축과 기존 건축의 평균 공사 기간에서는 큰 차이를 보이고 있지 못하다. 이는 모듈러 건축 프로젝트의 실제 시공 시 발생하는 공기 지연 문제 때문이다. 따라서 실제 시공 시 공기 지연 방지를 위한 대안 선택이 필요하며, 특히 대규모 모듈러 건축 프로젝트 현장 시공의 경우 현장에서의 모듈 양중 및 조립 과정이 공장 생산과 동시에 진행되기 때문에 대안 파악이 공장과 현장을 동시에 고려하여 수행되어야 한다. 본 연구에서는 규모에 따른 모듈러 건축의 실제 시공 시 프로세스의 차이를 토대로 IDEF0 모델링을 통하여 대규모 모듈러 건축의 관리 요소를 파악하였고 이를 이용하여 공기 지연을 판단할 수 있는 공장 생산량과 현장 시공량 관리 모델을 개발하였다. 이를 이용하여 대규모 모듈러 건축 실제 시공 시 발생하는 공기 지연 문제를 감소시킬 수 있을 것이다.
모듈러 건축은 공장 생산 과정을 토해서 품질과 정확도를 향상 시킬 수 있고 같은 유닛을 반복적으로 만들어내기 때문에 대규모 생산과 비용 절감이 가능하다. 특히, 현장 작업과 공장 생산을 동시에 진행 할 수 있기 때문에 공기 단축이 가능하다. 그러나 실제 모듈러 건축 프로젝트 조사 보고서에 따르면 모듈러 건축과 기존 건축의 평균 공사 기간에서는 큰 차이를 보이고 있지 못하다. 이는 모듈러 건축 프로젝트의 실제 시공 시 발생하는 공기 지연 문제 때문이다. 따라서 실제 시공 시 공기 지연 방지를 위한 대안 선택이 필요하며, 특히 대규모 모듈러 건축 프로젝트 현장 시공의 경우 현장에서의 모듈 양중 및 조립 과정이 공장 생산과 동시에 진행되기 때문에 대안 파악이 공장과 현장을 동시에 고려하여 수행되어야 한다. 본 연구에서는 규모에 따른 모듈러 건축의 실제 시공 시 프로세스의 차이를 토대로 IDEF0 모델링을 통하여 대규모 모듈러 건축의 관리 요소를 파악하였고 이를 이용하여 공기 지연을 판단할 수 있는 공장 생산량과 현장 시공량 관리 모델을 개발하였다. 이를 이용하여 대규모 모듈러 건축 실제 시공 시 발생하는 공기 지연 문제를 감소시킬 수 있을 것이다.
Modular construction can improve construction quality and accuracy through manufacturing process, and it allow massive production and cost savings by repeatedly producing the same unit. In particular, it is possible to reduce the time because the on-site work and the manufacturing process can be car...
Modular construction can improve construction quality and accuracy through manufacturing process, and it allow massive production and cost savings by repeatedly producing the same unit. In particular, it is possible to reduce the time because the on-site work and the manufacturing process can be carried out at simultaneously. However, according to the modular construction project survey report, there is no significant difference regarding the average construction period between modular construction and conventional construction. This is due to schedule delay problems that occur during construction phase. Therefore, it is necessary to select alternatives to prevent schedule delay during on-site construction progressing. Especially, in case of large-scale modular construction project, on-site module assembly and manufacturing process are performed concurrently. Hence, identification of alternatives should be done at the co-occurrence by taking both manufacturing and on-site work process in to account. In this research, the management factors of large-scale modular construction project were identified through the IDEF0 modeling, and the quantity management model for manufacturing and assembly is developed. This will reduce the schedule delay problem that occurs in the progression on-site work of a large scale modular construction.
Modular construction can improve construction quality and accuracy through manufacturing process, and it allow massive production and cost savings by repeatedly producing the same unit. In particular, it is possible to reduce the time because the on-site work and the manufacturing process can be carried out at simultaneously. However, according to the modular construction project survey report, there is no significant difference regarding the average construction period between modular construction and conventional construction. This is due to schedule delay problems that occur during construction phase. Therefore, it is necessary to select alternatives to prevent schedule delay during on-site construction progressing. Especially, in case of large-scale modular construction project, on-site module assembly and manufacturing process are performed concurrently. Hence, identification of alternatives should be done at the co-occurrence by taking both manufacturing and on-site work process in to account. In this research, the management factors of large-scale modular construction project were identified through the IDEF0 modeling, and the quantity management model for manufacturing and assembly is developed. This will reduce the schedule delay problem that occurs in the progression on-site work of a large scale modular construction.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 프로세스 모델링을 통하여 모듈러 프로젝트의 공기에 영향을 끼치는 요인들이 실제 시공 과정에서 어떻게 관련 되는지 알아보며, 대규모 모듈러 건축의 관 리 요소 차이를 도출한 후, 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영하여 현장 시공이 진행되는 시점에서 대안 선택으로 인하여 변화하는 공장 생산량과 현장 시공량을 관리할 수 있는 모델을 개발하는 것이다.
본 연구는 IDEF0 모델링을 통하여 대규모 모듈러 건축의 공기 영향 요인을 프로세스에 표현하였으며 시공 시 관리 요소 파악하였다. 이를 바탕으로 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영한 모듈 수 관리 모델을 개발하였다.
본 연구의 기여점은 대규모 모듈러 건축의 특성을 분석하여 대안의 공장 및 현장 동시 고려한 모델과 의사결정 과정을 제안하였다는 것이다. 이를 이용하여 실제 대규모 모듈러 건축 프로젝트에 적용하여 공장 생산량과 현장 시공량을 효율적으로 관리할 수 있을 것이다.
본 연구는 IDEF0 모델링을 통하여 대규모 모듈러 건축의 공기 영향 요인을 프로세스에 표현하였으며 시공 시 관리 요소 파악하였다. 이를 바탕으로 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영한 모듈 수 관리 모델을 개발하였다. 이후 실제 프로젝트의 공기 지연 발생을 분석하여 본 연구에서 제시된 모델을 적용하여 공기 지연 발생 전 의사결정을 할 수 있음을 확인하였다.
제안 방법
2) 대규모 모듈러 건축의 특성을 도출하기 위한 프로세스 모델링(Process Modeling)과 프로세스 모델링을 위한 모듈러 건축 실제 시공 시의 공기 영향 요인을 도출한다. 3) 소규모 모듈러 건축과 대규모 모듈러 건축의 IDEF0 모델링 통하여 공기 영향 요인이 시공 시 각 단계에 어떻게 영향을 끼치는지 파악하며, 프로세스 차이를 파악한다. 4) 특히 공장과 현장의 동시 고려가 필요한 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영한 대안 선택으로 변화하는 시공 시 모듈 수 관리 모델을 개발한다.
3) 소규모 모듈러 건축과 대규모 모듈러 건축의 IDEF0 모델링 통하여 공기 영향 요인이 시공 시 각 단계에 어떻게 영향을 끼치는지 파악하며, 프로세스 차이를 파악한다. 4) 특히 공장과 현장의 동시 고려가 필요한 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영한 대안 선택으로 변화하는 시공 시 모듈 수 관리 모델을 개발한다. 5) 실제 사례 연구를 통하여 모델의 효용성을 검증하고 공장과 현장의 대안을 동시에 고려한 의사결정을 수행한다.
4) 특히 공장과 현장의 동시 고려가 필요한 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영한 대안 선택으로 변화하는 시공 시 모듈 수 관리 모델을 개발한다. 5) 실제 사례 연구를 통하여 모델의 효용성을 검증하고 공장과 현장의 대안을 동시에 고려한 의사결정을 수행한다.
1) 문헌 조사를 통하여 실제 시공 시 문제 해결 프로세스인 변경 관리(Change Management) 를 파악한다. 또한 현장의 자재수량 관리 방안인 재고 관리(Inventory Management)를 고찰한다. 2) 대규모 모듈러 건축의 특성을 도출하기 위한 프로세스 모델링(Process Modeling)과 프로세스 모델링을 위한 모듈러 건축 실제 시공 시의 공기 영향 요인을 도출한다.
모듈러 건축 프로젝트의 프로세스 모델링을 위하여 연구 범위에서 한정한 공사기간에 영향을 끼치는 요소들을 도출하였다. 모듈러 건축의 프로세스에 따라 모듈러 건축의 공기 영향 요인들은 세 가지 단계로 나뉘어 연구되었다.
그러나 모듈러 건축 역시 건축 프로젝트의 일부로써 현장에서 완성되며 현장에서 발생한 문제를 어떻게 해결하는지가 결국 전체 프로젝트의 효율성에 영향을 미치기 때문에 모듈러 현장 시공 수행 시 발생하는 문제를 해결하기 위한 연구가 필수적이다. 본 연구는 대규모 모듈러 건축 프로젝트의 현장 시공 시점에서 발생할 수 있는 공기 지연 문제를 판단할 수 있는 모델과 이를 이용하여 공장과 현장을 동시에 고려한 의사결정 과정을 제시한다는 점에서 기존 연구와 차별점이 존재한다.
본 연구는 모듈러 프로젝트의 진행 과정 중 현장의 기초 공사 이후 시점에서 공장 제작 과정과 현장의 양중 및 조립이 동시 진행되는 상황에서 모듈러 건축의 주요 장점인 공사기간을 연구 범위로 한정하여 수행한다.
앞서 도출한 실제 시공 시 공기 관련 영향 요소뿐만 아니 라 국내에서 수행된 모듈러 건축 프로젝트를 기반으로 하여 ICOM Matrix 도출 후, 프로세스 모델링을 수행하였다.
이에 따라 공기 지연을 방지하기 위한 생산량(A″)을 계산하였다. 이때 실제 프로젝트에서는 6일부터 생산량을 급격히 늘렸으며 이를 기준으로 모델1을 이용하여 야적장 부족을 확인하였다. 실제 프로젝트의 경우에는 문제가 발생하는 9일에 확인 되어서 10일, 11일의 공장 생산이 멈추게 되었다.
이에 따라 공기 지연을 방지하기 위한 생산량(A″)을 계산하였다.
이후 실제 프로젝트의 공기 지연 발생을 분석하여 본 연구에서 제시된 모델을 적용하여 공기 지연 발생 전 의사결정을 할 수 있음을 확인하였다. 이후 공장과 현장의 대안 동시고려를 통하여 효율적인 대안을 제시하였다. 다만, 본 연구에서 제시안 대안이 연구 범위에서 한정한 것과 같이 공기만을 고려하고 있으며, 야적장 구매가 가능한 대안으로 가정하고 있기 때문에 비용과 현실성 측면에서 고려가 추후 연구에서 필요할 것이다.
이론/모형
따라서 실제 시공 시 공기 지연 방지를 위하여 관리해야 하는 요인이 된다. 이러한 도출된 요인들을 IDEF0 프로세스 모델링을 위한 선행 과정인 ICOM Matrix에 반영하였다
성능/효과
또한 2장과 3장을 통 하여 다음과 같은 관리 요소를 도출하였다. 대규모 모듈러 건축의 경우 1) 현장 시공량이 공장 생산량을 초과할 경우 모듈의 부족으로 인한 공기 지연이 발생할 수 있으며 공장 생산량이 과도할 경우 공장의 영향 요소인 야적장의 부족으로 공장 생산 공정이 중단 될 수 있다. 2) 공장 생산과 현장 시공 단계의 각각의 영향요소가 공장 생산량과 현장 시공량을 변화 시키므로 원인의 파악, 대안의 파악시 영향 요소를 고려해야 한다.
대규모 모듈러 건축의 경우 1) 현장 시공량이 공장 생산량을 초과할 경우 모듈의 부족으로 인한 공기 지연이 발생할 수 있으며 공장 생산량이 과도할 경우 공장의 영향 요소인 야적장의 부족으로 공장 생산 공정이 중단 될 수 있다. 2) 공장 생산과 현장 시공 단계의 각각의 영향요소가 공장 생산량과 현장 시공량을 변화 시키므로 원인의 파악, 대안의 파악시 영향 요소를 고려해야 한다. 3) 대안 선택 시 공장과 현장 중에 최적의 대안을 찾아야 한다.
2) 공장 생산과 현장 시공 단계의 각각의 영향요소가 공장 생산량과 현장 시공량을 변화 시키므로 원인의 파악, 대안의 파악시 영향 요소를 고려해야 한다. 3) 대안 선택 시 공장과 현장 중에 최적의 대안을 찾아야 한다.
그러므로 공장 생산 과정과 현장 모듈 조립 과정의 대부분이 동시에 진행된다. 대규모 모듈러 건축 프로젝트인 미국의 A프로젝트의 계획 공기 [Fig. 1]에서 현장 기초 공사 일정 시점 이후에 공장 생산이 시작되고 이후 현장에서의 모듈 양중 및 조립과 대부분 동시에 진행됨을 확인 할 수 있다.
모듈 수 관리 모델을 이용하여 공장 생산의 지연 사항을 확인하고 지연을 만회하기 위한 생산량을 도출할 수 있으며, 그 생산량으로 인한 야적장 부족문제를 확인 할 수 있었다. 따라서 9일 이전에 이 문제를 해결하기 위한 의사결정이 필요하다.
실제 일일 모듈 생산량(A′)이 계획된 생산량(A)보다 작으므로 지연되는 날짜(Delay) 생산량이 증가함에 따라 감소하나, 공기가 지연됨을 확인 할 수 있다.
정리하면, IDEF0 모델링을 통하여 모듈러 건축 시공 시의 각 단계에 여러 공기 영향 요인이 관련됨을 확인하였으며, 특히 공장 생산 단계가 현장 생산량에 영향을 끼침을 확인하였다. 이를 바탕으로 IDEF0 모델링을 변화하는 공장 생산량과 현장 시공량의 원인을 파악하는 과정과 필요로 하는 공장 생산량과 현장 시공량을 도출하기 위하여 대안을 고려할 때 공기 영향을 파악하는 근거가 될 수 있다. 또한 2장과 3장을 통 하여 다음과 같은 관리 요소를 도출하였다.
이를 바탕으로 대규모 모듈러 건축의 특성을 반영한 모듈 수 관리 모델을 개발하였다. 이후 실제 프로젝트의 공기 지연 발생을 분석하여 본 연구에서 제시된 모델을 적용하여 공기 지연 발생 전 의사결정을 할 수 있음을 확인하였다. 이후 공장과 현장의 대안 동시고려를 통하여 효율적인 대안을 제시하였다.
정리하면, IDEF0 모델링을 통하여 모듈러 건축 시공 시의 각 단계에 여러 공기 영향 요인이 관련됨을 확인하였으며, 특히 공장 생산 단계가 현장 생산량에 영향을 끼침을 확인하였다. 이를 바탕으로 IDEF0 모델링을 변화하는 공장 생산량과 현장 시공량의 원인을 파악하는 과정과 필요로 하는 공장 생산량과 현장 시공량을 도출하기 위하여 대안을 고려할 때 공기 영향을 파악하는 근거가 될 수 있다.
후속연구
B모듈러 건축 프로젝트의 총 기간 동안 실제 일일 생산 모듈 수에 관한 데이터를 파악 할 수 없어, 일일 생산 모듈 수가 파악 가능한 현장 작업 수행 초기에 발생한 공기 지연 문제에 본 연구의 모듈 수 관리 모델을 적용할 것이다. 현장 시공 초기에 공기 지연 문제가 발생한 이유는 공장 생산 계획과 실제 생산량과 현장 시공량의 차이로 인하여 야적장이 부족하여 공장 생산이 중단됨으로서 발생하였다.
이후 공장과 현장의 대안 동시고려를 통하여 효율적인 대안을 제시하였다. 다만, 본 연구에서 제시안 대안이 연구 범위에서 한정한 것과 같이 공기만을 고려하고 있으며, 야적장 구매가 가능한 대안으로 가정하고 있기 때문에 비용과 현실성 측면에서 고려가 추후 연구에서 필요할 것이다.
이때, 야적장 부족으로 인한 공기 지연 문제가 362모듈 중 31모듈을 생산한 공장 생산 초기에 발생하였으며 현장으로 모듈을 출하할 경우 현장 작업 공간 부족으로 지속적인 지연이 예상된다. 따라서 공장에서의 추가 야적장 구매가 공기 지연 영향을 최소화 할 수 있는 방안이며, 실제 프로젝트에서 발생한 현장 모듈 출하로 인한 공기 지연 영향을 없앨 수 있을 것이다.
또한, 공장 생산량이 현장 시공량에 비해 과도할 경우 모듈 야적장이 부족하여 공장의 생산 공정이 멈추게 된다. 따라서 모듈 양중 및 생산 작업 시에도 공장 생산량과 현장 시공량을 비교하여 관리하여야 하며, 공장 생산량이 현장 시공량보다 지속적으로 클 경우에는 야적장의 넓이가 주요 관리 변수가 될 것이며 야적장이 부족할 경우에 이를 해결하기 위하여 추가 야적장 구매 또는 현장으로의 반입 등 대안이 필요해 질 것이다.
즉, 본 연구의 한계점은 연구 범위를 시점에서는 대규모 모듈러 프로젝트의 모듈 현장 작업과 공장 생산 과정에 한정하고, 관리 대상으로는 공사 기간으로 한정하였으므로, 모듈 현장 양중 및 조립 이후의 관리 방안과 공사 기간외의 프로젝트 주요 관리 요소인 비용과 품질에 대하여는 다루지 못하였다. 따라서 추후 연구에서는 모델에서 의사결정 기준을 제시 할 때 공사기간 뿐만 아니라 비용과 품질까지 고려한 의사결정 모델 개발이 필요할 것이다.
그러나 대규모 모듈러 건축의 경우 현장에서 필요한 모듈 수요가 예측 되어도 공장의 생산량이 감소할 부족하여 수요를 만족시키지 못하는 경우가 발생하기 때문에 이 역시 고려하여 관리해야한다. 또한 공장 생산량 증가로 공급이 과다할 경우 생산 공정 중단의 문제가 발생할 수 있으므로 이 역시 재고관리와는 다른 관리방안이 필요할 것이다.
본 연구의 기여점은 대규모 모듈러 건축의 특성을 분석하여 대안의 공장 및 현장 동시 고려한 모델과 의사결정 과정을 제안하였다는 것이다. 이를 이용하여 실제 대규모 모듈러 건축 프로젝트에 적용하여 공장 생산량과 현장 시공량을 효율적으로 관리할 수 있을 것이다.
즉, 본 연구의 한계점은 연구 범위를 시점에서는 대규모 모듈러 프로젝트의 모듈 현장 작업과 공장 생산 과정에 한정하고, 관리 대상으로는 공사 기간으로 한정하였으므로, 모듈 현장 양중 및 조립 이후의 관리 방안과 공사 기간외의 프로젝트 주요 관리 요소인 비용과 품질에 대하여는 다루지 못하였다. 따라서 추후 연구에서는 모델에서 의사결정 기준을 제시 할 때 공사기간 뿐만 아니라 비용과 품질까지 고려한 의사결정 모델 개발이 필요할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
현재의 모듈러 건축 프로젝트가 공기 단축 효과를 발휘하지 못하는 이유는 무엇인가?
그러나 실제 모듈러 건축 프로젝트 조사 보고서에 따르면 모듈러 건축은 공기 단축 효과를 발휘하고 있지 못하다(IPA, 2015). 이는 실제 시공시에 운송의 지연, 공장 제작 오차, 잘못된 순서로 운송 및 현장 작업량과 공장 생산량의 차이 등으로 공기 지연이 발생했기 때문이다(Thomas et al., 2000; Alvanchi et al.
모듈러 건축이 대두된 이유는?
건설 산업의 생산성 저하 문제를 해결하기 위하여 효율성 증가와 품질 관리의 표준화가 가능한 모듈러 건축이 대두 되었다(Velamati, 2012). 모듈러 건축은 건물 부재를 공장에 서 70~80%까지 제작하여 현장으로 운송 후에 양중 및 조립하는 공법을 뜻한다(Carlson, 1991; Kim et al.
모듈러 건축이란?
건설 산업의 생산성 저하 문제를 해결하기 위하여 효율성 증가와 품질 관리의 표준화가 가능한 모듈러 건축이 대두 되었다(Velamati, 2012). 모듈러 건축은 건물 부재를 공장에 서 70~80%까지 제작하여 현장으로 운송 후에 양중 및 조립하는 공법을 뜻한다(Carlson, 1991; Kim et al., 2013).
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.