[논문]BIM정보를 활용한 강구조물의 공정 물량 통합관리

김진욱; 신태송

doi:10.13161/kibim.2018.8.2.010

BIM정보를 활용한 강구조물의 공정 물량 통합관리
Integrated Management of Process Schedule and Quantity Take-Off for Steel Structures using BIM Information 원문보기

Journal of KIBIM = 한국BIM학회논문집, v.8 no.2, 2018년, pp.10 - 18

Abstract ▼ AI-Helper

BIM technologies store, share and integrate the information produced in each sector of the construction industry. From this point on, it increases the efficiency of the work. Currently, quantity take-off and process schedule are derived separately based on BIM technology. When calculating the quantity by process, relevant information shall be collected, reinterpreted, and reevaluated as required by the practice. The purpose of this study is to develop an integrated process and quantity management system through BIM collaboration and to build prototypes for steel structures. The main research is to build a construction BIM model for steel structures and a process BIM model through BIM collaboration. Furthermore, necessary information was selected and processed according to the user's needs for integrated management. Relevant integration outcomes are visualized graphically to maximize utilization. Through these studies, a system for integrated control of processes and supplies is provided, and the results are expected to contribute to the improvement of working efficiency and are easily and quickly reflected in design change and process change. In this study, we intended to enhance the usability of information by linking process schedules with quantity calculations based on BIM. Thus, the process for integrated control of the quantity of structural components by process unit and the BIM based schedule information was established. In addition, the efficiency of the information link of the integrated management system was considered for design changes and process schedule changes.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 BIM기술을 이용하여 공정스케줄과 물량산출을 연동하여 정보 활용성을 높이고자 하였다. 이에 따라 공정단위별 구조부재의 물량을 BIM 기반 공정스케줄 정보와 통합 관리하는 프로세스를 수립하였다.
시공 BIM 모델에서 공정 BIM 모델로 협업의 가능성을 확인하고 필요한 구조부재정보에 접근 가능한지 확인한다. 공정 스케줄 정보를 외부 소스데이터로 작성하고 BIM 모델에 업로드하여 자동 연결되도록 한다.
연구의 목적은 BIM 협업을 통한 공정과 물량의 통합관리 시스템을 개발하는 것이며 강구조물을 대상으로 프로토타입을 구축하였다.

가설 설정

6.1 설계변경에 따른 BIM 모델 정보변경 기존 Figure 3의 3층 강구조물에 설계변경이 발생했다고 가정하고 변경프로세스의 정보연동 효율성을 검토하고자 한다. 먼저 설계변경에 따른 BIM 모델을 수정한다.

제안 방법

(1) 시공 BIM 모델에서 공정단위를 고려한 강구조 부재의 BIM 속성을 정의하였고, 강구조 부재 속성별 물량을 산출하는 Template를 구축하였다.
(2) 공정스케줄별로 강구조부재를 선택할 수 있도록, 공정 BIM 모델에서 연동 가능한 BIM 기반의 공정스케줄 정보를 별도로 구축하였다.
(3) 공정단계별 물량을 산출하기 위하여, BIM 모델로부터 산출한 강구조부재의 물량정보와 별도의 BIM 기반 공정 스케줄 정보를 Mapping하여 통합 관리할 수 있는 데이터를 구축하였다.
BIM 기반 3D 객체 중심의 건축모델을 구현함으로써 상세한 정보를 시각화하고 동기화할 뿐 아니라, 물량을 산출하고 도면을 생성한다. 또한 BIM Tool 간의 협업을 통하여 정보를 연동하여 공정모델의 구현이 가능하고 공정 시뮬레이션을 제공할 수 있으며, 많은 정보를 생산하며 필요에 따라 재사용할 수 있다(Eom, 2010; Lee, 2010; Lee et al.
BIM 기반의 두 종류 정보를 서로 연동하기 위하여 두 정보 간의 공통 항목과 개별 특성항목을 구분하며 공통 항목은 구조부재명이고 개별 항목은 물량정보와 공정스케줄 정보이다. 구조부재 이름을 매개로 하여 공정스케줄과 물량정보를 통합한다.
공정스케줄에 따라 필요한 구조부재 물량을 산출하기 위하여 Template를 구축한다. Figure 4에서 나타내었듯이 먼저 부재종류(Column, Girder, Beam, Brace)를 선택하고, 해당 구조부재 종류에 대한 단면 크기별 길이, 수량, 단면적, 무게 등은 BIM 기반 시스템 데이터베이스를 통해 산출하도록 Template를 구축한다.
더 나아가 사용자 요구에 의한 필요 정보를 취사선택하고 가공하여 정보를 통합 관리하였다. 관련 통합 결과물을 도표로 시각화하여 활용도를 극대화하였다.
구조 시공 BIM 모델링(Tekla, 2017) 과정에서 공정 단위를 고려하여 구조부재의 속성을 분류하고 그에 따른 물량산출용 Template을 구축한다.
여기에서 스케줄 정보는 존재하지 않는다. 다음으로 공정 BIM 모델에 Mapping 가능한 공정스케줄별 구조부재를 분류한 정보를 Sheet 형식으로 구축한다. 여기에는 물량정보가 포함되어 있지 않다.
이에 따라 공정단위별 구조부재의 물량을 BIM 기반 공정스케줄 정보와 통합 관리하는 프로세스를 수립하였다. 또한 설계변경 및 공정스케줄 변경의 경우 통합관리 시스템의 정보연동 효율성을 검토하였다. 이상의 연구로부터 얻은 결론은 다음과 같다.
, 2017). 또한 시공 BIM 모델을 OpenBIM을 이용하여 공정 BIM 모델로 정보를 전달한다. 이때 구조속성정보가 올바르게 전달되는지 확인하여야 한다.
이에 따라 직접 수정해야할 사항은 설계변경을 반영한 정확한 시공 BIM 모델이며 이에 따른 공정단위별 구조부재의 정보수정과, BIM 기반 공정스케줄 수정이다. 마지막으로 이러한 변경 모델과 정보를 연동하여 통합 관리하는 것으로 비교적 간단한 절차로 이루어졌다. 이에 설계변경 시의 소요되는 시간, 비용, 인력, 오류 발생 등을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.
셋째, BIM 기반 공정과 물량 정보의 통합 관리 시스템 구축 첫 번째 단계의 단위 작업에 따른 물량정보와 두 번째 단계의 공정스케줄 정보를 통합하여 공정단계별 물량을 산출하는 시스템을 구축한다.
파일은 Excel의 CSV(쉼표분리) 형태이어야 하며 Figure 8에서 예를 보여주고 있다. 스케줄 정보를 수정 보완하여 외부소스데이터를 구축한다.
BIM 기반의 정보를 활용하여 사용자 요구에 따라 새롭게 정보를 통합하여 관리한다면 BIM 기술의 시너지 효과를 증폭시키게 된다(Lee, 2017). 여기서는 시공 BIM 모델의 물량정보와 공정 BIM 모델의 스케줄정보를 활용하여 공정단계별 물량을 산출하고자 하는 실무자들의 요구사항을 만족하는 통합관리시스템을 구축한다.
연구의 방법은 강구조물에 대한 시공 BIM 모델과 BIM 협업을 통한 공정 BIM 모델을 구축하였다. 더 나아가 사용자 요구에 의한 필요 정보를 취사선택하고 가공하여 정보를 통합 관리하였다.
본 연구에서는 BIM기술을 이용하여 공정스케줄과 물량산출을 연동하여 정보 활용성을 높이고자 하였다. 이에 따라 공정단위별 구조부재의 물량을 BIM 기반 공정스케줄 정보와 통합 관리하는 프로세스를 수립하였다. 또한 설계변경 및 공정스케줄 변경의 경우 통합관리 시스템의 정보연동 효율성을 검토하였다.
정보를 공정 BIM 모델에 연동하기 먼저 별도로 구축한 BIM 기반 공정스케줄정보 파일을 공정 BIM 모델에 업로드하고, 두 주체 간의 항목을 일치시키는 규칙을 설정한다. 스케줄 정보의 부재이름 항목과 공정 BIM 모델의 Name 항목이 공통요소이며 이를 Mapping하는 개념도는 Figure 9와 같고 모델의 Timeline에서 규칙 설정 과정은 Figure 10과 같다.

대상 데이터

다음은 강구조물을 구조부재 종류별로 구분한 예를 Figure 3에서 나타내고 있다. 예시 BIM 모델은 3층 강구조물로 구조부재는 기둥, 보, 가새로 구성되어 있으며 층별 평면에 변화를 주었다.

후속연구

사용자 필요에 따라 여러 분야의 정보들을 연결하여 활용한다면 새로운 결과물을 효과적으로 생산할 수 있을 것이다(Brad, 2009). 공정별 요구되는 물량을 산출한다면, 자재 수급 및 인력 계획 및 비용 산정 등에 유용하게 활용될 것이다.
공정별 개별 구조부재의 물량을 산출할 수도 있고 공정별 총 물량만 산출하여 도표화할 수 있다. 또한 공정 진척 단계별 공정 시뮬레이션과 통합정보 결과를 동시에 활용하면 시각적 효과를 증대하여 업무이해 및 실시간 공사 진척, 자재 관리에 활용될 수 있을 것이다. 공정스케줄에 따른 구조부재별 산출 물량 표 및 그래프는 Figure 15-17과 같다.
이러한 연구를 통하여 공정과 물량을 통합관리하는 시스템을 제공하며, 이로써 실무 친화형 업무 효율성 증대에 기여할 것으로 기대된다. 또한 설계변경 및 공정변경의 경우 쉽고 빠르게 대응하여 실무 반영에 효과적일 것으로 사료된다.
(5) 설계 변경의 경우 BIM 모델 수정 및 공정스케줄 수정을 통해 공정 물량 관리를 신속, 정확, 명료하게 할 수 있다. 본 연구에서는 주요 강구조부재를 대상으로 하였으나, 향후 통합관리 프로세스의 적용성을 더 향상시키기 위해 강구조 접합부 항목을 추가하여 확장시킬 필요가 있다고 사료된다.
실무에서 자주 발생하는 설계변경 또는 공정스케줄 변경에 따라 물량을 산출하는 작업이 반복적이고 많은 인력과 시간을 소요한 것에 비하여 여기서 제안하는 통합 관리 프로세스에 따른 공정단계별 물량산출은 논리적이고 체계적이어서 휴먼에러를 방지하고 업무효율성을 증대할 것으로 사료된다. 이에 따라 직접 수정해야할 사항은 설계변경을 반영한 정확한 시공 BIM 모델이며 이에 따른 공정단위별 구조부재의 정보수정과, BIM 기반 공정스케줄 수정이다.
이러한 연구를 통하여 공정과 물량을 통합관리하는 시스템을 제공하며, 이로써 실무 친화형 업무 효율성 증대에 기여할 것으로 기대된다. 또한 설계변경 및 공정변경의 경우 쉽고 빠르게 대응하여 실무 반영에 효과적일 것으로 사료된다.
마지막으로 이러한 변경 모델과 정보를 연동하여 통합 관리하는 것으로 비교적 간단한 절차로 이루어졌다. 이에 설계변경 시의 소요되는 시간, 비용, 인력, 오류 발생 등을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	BIM 기술의 특징은 무엇인가?	IT 기술의 발전과 함께 건설업계에 BIM(Building InformationModeling) 기술이 개발되어 성장 발전하고 있다. BIM 기술은 건설산업의 각 분야에서 생산되는 정보를 통합, 저장하고 공유하여 업무의 효율성을 증대시키는 특징을 지니고 있다(Jo, 2015).
	BIM 기술은 어떤 방법을 통해 물량을 산출하고 도면을 작성하는가?	BIM 기반 3D 객체 중심의 건축모델을 구현함으로써 상세한 정보를 시각화하고 동기화할 뿐 아니라, 물량을 산출하고 도면을 생성한다. 또한 BIM Tool 간의 협업을 통하여 정보를 연동하여 공정모델의 구현이 가능하고 공정 시뮬레이션을 제공할 수 있으며, 많은 정보를 생산하며 필요에 따라 재사용할 수 있다(Eom, 2010; Lee, 2010; Lee et al.
	IT 기술의 발전과 함께 건설업계에서 발전하는 기술은 무엇인가?	IT 기술의 발전과 함께 건설업계에 BIM(Building InformationModeling) 기술이 개발되어 성장 발전하고 있다. BIM 기술은 건설산업의 각 분야에서 생산되는 정보를 통합, 저장하고 공유하여 업무의 효율성을 증대시키는 특징을 지니고 있다(Jo, 2015).

참고문헌 (13)

Brad Hardin (2009). BIM and Construction Management: Proven Tools, Methods, and Workflows, Sybex.
Eom, B. H., Kim, Y. H., Lee, Y. C., Min, D. S., R, J. H. (2017). Proposal of Material Takeoff Method Using the Object Concept of general 3D Modeling Tool, KIBIM annual conference, pp. 71-72.
Eom, J. U. (2010). A Study on the Automation System of Structural Detail Design and Modeling Process based on BIM for Steel Structures, Master thesis, The graduate school, Tongmyong University.
Jo, D. G., (2015). Hidden Values in BIM, Korean Journal of Construction Engineering and Management, Vol.16 No.5.
Kim, J. U. (2016). A Study on the Quantity Take-Off the Structural Members related to the Schedule by utilizing OpenBIM, Master thesis, The graduate school, Tongmyong University.
Kim, J. U., Shin, T. S. (2015). Feasibility of application of OpenBIM between structural analysis and architectural design, KIBIM annual conference, Vol.5, No.1.
Kim, J. U., Shin, T. S. (2015). Process planning and quantity take-off related to the schedule by utilizing the Open BIM, Proceedings of the 2015 Annual Conference of the Busan- Ulsan- Gyeongnam Chapter of Architecture Institute of Korea.
Lee, J. G., Lee, H. S., Park, M., Jung, M. (2013). A Framework Integrating Cost and Schedule based on BIM using IFC, Korean Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 14 No. 3.
Lee, J. H. (2017). BIM based Reinforced Concrete Work Quanti ty and Cost Est imate Method, KIBIM annual conference, pp. 69-70.
Lee, K. (2010). Social network analysis of BIM collaboration, Master thesis, The graduate school, Yonsei University.
Moon, Y. N., Kwon, B. R. (2017). Schedule(4D) and Cost(5D) implementation using BIM integrated data, KIBIM annual conference, pp. 59-60.
Navisworks, http://www.autodesk.co.kr/Products/navisworks/overview, 2017.12.28.
Tekla Structures, http://www.tekla.com/, 2017.12.28.

저자의 다른 논문 :

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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