모듈러 플랜트의 업무특성을 고려한 위험 평가 및 예비비 예측 Risk Assessment and Contingency Prediction considering Work Characteristics for Modular Plant Construction Projects원문보기
본 연구의 목적은 플랜트 건설사업에서 모듈러 공법의 적용이 확대됨에 따라 모듈러 플랜트에 대한 업무특성을 고려하여 위험을 평가하고 위험에 대응하기 위한 예비비를 예측하는 것이다. 연구방법은 모듈러 플랜트의 업무특성을 고려하여 위험의 영향을 평가하기 위한 모델(방법)과 예비비를 예측하기 위한 모델(방법)을 제시한다. 그리고 제시된 모델을 기반으로 모듈러 플랜트 건설사업 1곳을 사례로 선정하여 위험요인의 영향을 평가하고 예비비를 예측한다. 상기와 같은 목적과 방법에 따라 도출된 결과는 다음과 같다. 위험요인의 발생확률과 영향점수를 평가하여 중요 위험요인 15개를 선정하였다. 그리고 모듈러 플랜트의 특성을 고려하기 위하여 설계(E), 구매(P), 제작(F), 운송(T), 시공(C)단계로 업무를 분류하여 예측된 예비비는 기초사업비(610,503,596 천원) 대비 약 6.739%이며, 설계(E) 2.850%, 구매(P) 6.225%, 제작(F) 6.211%, 운송(T) 4.165%, 시공(C) 8.168%로 도출되었다. 본 모델은 위험관리를 위한 의사결정 과정에서 정량적인 결과를 도출하는 방법으로 활용된다.
본 연구의 목적은 플랜트 건설사업에서 모듈러 공법의 적용이 확대됨에 따라 모듈러 플랜트에 대한 업무특성을 고려하여 위험을 평가하고 위험에 대응하기 위한 예비비를 예측하는 것이다. 연구방법은 모듈러 플랜트의 업무특성을 고려하여 위험의 영향을 평가하기 위한 모델(방법)과 예비비를 예측하기 위한 모델(방법)을 제시한다. 그리고 제시된 모델을 기반으로 모듈러 플랜트 건설사업 1곳을 사례로 선정하여 위험요인의 영향을 평가하고 예비비를 예측한다. 상기와 같은 목적과 방법에 따라 도출된 결과는 다음과 같다. 위험요인의 발생확률과 영향점수를 평가하여 중요 위험요인 15개를 선정하였다. 그리고 모듈러 플랜트의 특성을 고려하기 위하여 설계(E), 구매(P), 제작(F), 운송(T), 시공(C)단계로 업무를 분류하여 예측된 예비비는 기초사업비(610,503,596 천원) 대비 약 6.739%이며, 설계(E) 2.850%, 구매(P) 6.225%, 제작(F) 6.211%, 운송(T) 4.165%, 시공(C) 8.168%로 도출되었다. 본 모델은 위험관리를 위한 의사결정 과정에서 정량적인 결과를 도출하는 방법으로 활용된다.
The purpose of this study is to assess the risk and predict the contingency for modular plant construction projects. Considering the work characteristics of the modular plant, The adapted research method is that suggest models for assessment impact of risk and predict the contingency considering ris...
The purpose of this study is to assess the risk and predict the contingency for modular plant construction projects. Considering the work characteristics of the modular plant, The adapted research method is that suggest models for assessment impact of risk and predict the contingency considering risk. Based on the proposed models, It is selected one modular plant construction project and assessment impact of risk factors and predicted the contingency. The results of this study are as follows: Assessment the probability of occurrence of risk factors and intensity of impact, and extract 15 important risk factors. These are classified as Engineering, Procurement, Fabrication, Transportation, Construction phases to consider the work characteristics of the modular plant. The predicted contingency is that 6.739%(Engineering 2.850%, Procurement 6.225%, Fabrication 6.211%, Transportation 4.165%, Construction 8.168%) to prepare the basic business expense. The model is used as a way to derive quantitative results in the decision-making process for risk management in construction projects.
The purpose of this study is to assess the risk and predict the contingency for modular plant construction projects. Considering the work characteristics of the modular plant, The adapted research method is that suggest models for assessment impact of risk and predict the contingency considering risk. Based on the proposed models, It is selected one modular plant construction project and assessment impact of risk factors and predicted the contingency. The results of this study are as follows: Assessment the probability of occurrence of risk factors and intensity of impact, and extract 15 important risk factors. These are classified as Engineering, Procurement, Fabrication, Transportation, Construction phases to consider the work characteristics of the modular plant. The predicted contingency is that 6.739%(Engineering 2.850%, Procurement 6.225%, Fabrication 6.211%, Transportation 4.165%, Construction 8.168%) to prepare the basic business expense. The model is used as a way to derive quantitative results in the decision-making process for risk management in construction projects.
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문제 정의
이를 위해서는 상대적으로 발생가능성과 비용의 변동에 미치는 영향이 높은 위험요인을 선별함에 따라 예방적 위험관리가 가능하다. 따라서 본 연구에서는 위험요인에 대한 위험영향지수를 평가하기 위하여 발생확률(P)과 영향점수(I)를 곱하여 위험영향지수(RI)를 도출한다.
따라서 본 연구의 목적은 모듈러 플랜트 건설사업의 업무특성을 고려하여 위험요인의 영향을 평가하고 예비비를 예측하는 것으로 구체적인 내용은 다음과 같다.
본 연구의 목적은 모듈러 플랜트 건설사업에 대한 업무특성을 고려하여 위험요인을 평가하고 위험요인에 대응하기 위한 예비비를 예측하는 것으로 세부적인 내용은 다음과 같다. 첫째, 위험요인의 영향을 평가하기 위한 모델(방법)과 예비비를 예측하기 위한 모델(방법)을 제시한다.
제안 방법
중요 위험요인을 선정하기 위하여 먼저 관련 선행연구와 연구보고서 등을 참고하여 의미가 유사한 위험요인을 통합하여 위험요인 목록을 구성한다. 그리고 관련 전문가를 대상으로 설문과 면담을 실시하여 위험요인에 대한 발생확률과 영향점수를 조사한다. 발생확률의 평가척도는 5~95%이며, 영향점수 평가척도는 5~95점을 적용한다.
본 연구의 목적에 따라 연구대상은 모듈러 플랜트 건설사업으로 한다. 그리고 연구범위는 위험요인의 영향을 평가하여 중요 위험요인을 선정한 후 해당 위험요인에 대응하기 위하여 필요한 적정 예비비를 예측한다. 연구 절차를 설명하면 [Fig.
위험요인은 발생확률과 영향점수를 조사하여 위험영향지수를 분석하여 평가하였다. 그리고 예비비는 위험요인의 영향과 각 업무단계별로 책정된 비용의 변동 유발강도(정도)에 대한 연계를 고려하여 예비비 비율을 조사하여 예측하였다.
이를 위하여 위험요인에 대한 발생확률은 5%~95% 척도를 적용하며, 영향점수는 5점~95점 척도를 적용하여 전문가를 대상으로 설문조사를 실시한다. 그리고 위험요인에 대한 발생확률과 영향점수를 활용하여 위험영향지수(Risk Impact Index)를 평가한다. 이는 위험요인이 발생될 확률 즉 발생가능성과 발생될 경우 사업을 추진하는 과정에서 중요하게 관리되는(품질, 공기, 비용 등) 항목에 미치는 영향을 종합적으로 평가하기 위함이다.
첫째, 위험요인의 영향을 평가하기 위한 모델(방법)과 예비비를 예측하기 위한 모델(방법)을 제시한다. 둘째, 모델을 기반으로 모듈러 플랜트 건설사업을 대상으로 위험요인의 영향을 평가하고 예비비를 예측한다.
둘째, 모듈러 플랜트 건설사업을 사례대상으로 선정하여 위험요인의 영향을 평가하고 예비비를 예측한다.
첫째, 위험요인의 발생확률과 영향점수를 분석하여 평가하는 모델과, 예비비 비율을 적용하여 위험요인에 대응하기 위한 예비비를 예측하는 모델을 제시하였다. 둘째, 위험요인 목록으로 구성된 30개의 요인을 대상으로 발생확률과 영향점수를 조사하여 위험영향지수를 평가하였다. 그리고 위험영향지수가 상대적으로 높게 평가된 중요위험요인 15개를 선정하였다.
따라서 본 연구에서 제시된 위험요인의 평가와 위험요인을 고려한 예비비를 예측하는 모델(방법)은 입찰단계, 설계단계 그리고 건설사업을 추진하는 각 단계에서 해당 전문가들의 의견을 수렴하여 개략적인 예비비의 예측에 활용된다. 이렇게 예측된 예비비는 원가관리와 최초 계획된 수익의 확보를 위해 사용되는 비용으로 활용된다.
모듈러공법이 적용되는 경우 구매·조달 업무에 포함된 제작과 운송 업무가 중요함으로 인하여 3단계 업무에서 5단계 업무로 분류된다. 따라서 본 연구에서는 모듈러 플랜트의 업무특성을 고려하여 위험평가와 예비비 예측을 5단계 업무를 기준으로 분류하여 분석 및 예측한다.
, 1993). 또한 입찰단계에서 모듈러플랜트에 대한 의사결정 모델을 개발하고 사례검증을 통하여 모델의 적절성을 확인하였다(Park et al., 2016).
모듈러 플랜트를 대상으로 위험요인에 대한 평가와 위험요인을 고려한 예비비를 예측하기 위하여 모델(방법)을 구성한다. 모델은 위험요인을 평가하는 단계(Model-1:Assessment of Risk Factors) 그리고 위험요인을 고려한 예비비를 예측하는 단계(Model-2: Prediction of Contingency)로 구성되며, 모델간의 연계는 [Fig.
또한 모듈러 공법을 적용할 경우 비용의 변동과 더불어 공사단계별로 고려되어야 하는 제약조건을 제시하였다(CII, 2013). 모듈러 플랜트의 사업관리 측면에서 모듈러 공법의 적용 여부를 결정하기 위하여 지식 기반 시스템을 활용한 타당성 분석 방법을 제시하였다(Murtaza et al., 1993). 또한 입찰단계에서 모듈러플랜트에 대한 의사결정 모델을 개발하고 사례검증을 통하여 모델의 적절성을 확인하였다(Park et al.
본 연구에서 제시되는 위험요인 평가 및 예비비 예측 모델은 분석 단계별로 도출된 결과를 연계하여 통합된 분석과정으로 구성한다. 즉 위험요인 평가 모델에서 도출된 중요 위험요인을 예비비 예측 모델로 연계하여 필요한 예비비를 예측한다.
본 연구에서는 설문조사의 응답성이 상대적으로 용이한비율 입력 방법을 적용하여 예비비를 분석 및 예측한다.
4장에서는 제시된 모델을 기반으로 사례를 선정하여 위험요인의 영향을 평가하고 위험요인의 영향을 고려한 예비비를 예측한다. 사례는 모듈공법을 적용한 플랜트 건설사업이며, 위험요인의 평가와 적정 예비비를 예측하기 위하여 관련 전문가를 대상으로 설문 및 면담 조사를 실시한다. 상기와 같은 연구의 절차와 방법에 따라 모듈러 플랜트에 대한위험요인의 평가와 위험을 고려한 예비비를 예측한다.
사례의 기초사업비는 설계(E), 구매(P), 시공(C)으로 구분되었나, 본 연구에서는 모듈러 플랜트의 업무특성을 고려하여 설계(E), 구매(P), 제작(F), 운송(T), 시공(C)으로 재분류하였다.
상기에서 구체적으로 설명된 위험요인의 평가방법과 예비비의 예측방법에 따라 사례연구를 수행한다.
사례는 모듈공법을 적용한 플랜트 건설사업이며, 위험요인의 평가와 적정 예비비를 예측하기 위하여 관련 전문가를 대상으로 설문 및 면담 조사를 실시한다. 상기와 같은 연구의 절차와 방법에 따라 모듈러 플랜트에 대한위험요인의 평가와 위험을 고려한 예비비를 예측한다.
사례에서 모듈이 적용된 범위는 Pipe Rack이며, 모듈은 제작된 국가에서 Barge Ship을 이용하여 해상으로 운송되었다. 선정된 사례를 대상으로 사업을 추진하는 과정에서 발생가능 한 위험요인을 조사하고 위험영향지수를 평가한다. 그리고 위험요인에 대응하기 위하여 요구되는 예비비를 예측한다.
그리고 위험영향지수가 상대적으로 높게 평가된 중요위험요인 15개를 선정하였다. 선정된 중요 위험요인 15개를 대상으로 예비비 비율을 조사하여 예비비를 예측하였다. 이에 따라 예측된 예비비는 41,144,330(천원)이며, 설계(E) 2.
6~10) 동안 실시하였다. 설문과 면담은 2회 실시하며, 1회는 위험요인목록을 대상으로 발생확률과 영향점수를 조사하고 2회는 중요 위험요인을 대상으로 예비비 비율을 조사한다.
연구의 목적에 따라 모듈러 플랜트의 업무특성을 고려하여 설계(E), 구매(P), 제작(F), 운송(T), 시공(C)단계로 분류하고 위험요인을 평가하였다. 위험요인은 발생확률과 영향점수를 조사하여 위험영향지수를 분석하여 평가하였다.
Model-2, Step 3에서는 Step-2에서 조사된 위험요인에 대한 예비비 비율을 적용하여 예비비를 예측한다. 위험요인에 대한 예비비를 예측하는 방법은 상기 2.2 예비비 분석 방법 고찰에서 설명된 비율 입력 방법을 적용하며, 산정식은 다음과 같다.
연구의 목적에 따라 모듈러 플랜트의 업무특성을 고려하여 설계(E), 구매(P), 제작(F), 운송(T), 시공(C)단계로 분류하고 위험요인을 평가하였다. 위험요인은 발생확률과 영향점수를 조사하여 위험영향지수를 분석하여 평가하였다. 그리고 예비비는 위험요인의 영향과 각 업무단계별로 책정된 비용의 변동 유발강도(정도)에 대한 연계를 고려하여 예비비 비율을 조사하여 예측하였다.
Model-1, Step 1에서 조사된 위험요인을 대상으로 발생확률(Probability)과 영향점수(Impact Score)를 분석한다. 이를 위하여 위험요인에 대한 발생확률은 5%~95% 척도를 적용하며, 영향점수는 5점~95점 척도를 적용하여 전문가를 대상으로 설문조사를 실시한다. 그리고 위험요인에 대한 발생확률과 영향점수를 활용하여 위험영향지수(Risk Impact Index)를 평가한다.
Model-2, Step 2에서는 Model-1, Step 3에서 선정된 중요 위험요인을 대상으로 사업을 추진하는 과정에서 위험요인이 발생될 경우 이를 해결(조치)하기 위하여 추가로 요구되는 예비비에 대한 비율을 조사한다. 이를 위하여 전문가(경력자)의 설문조사를 실시하며, 예비비에 대한 비율을 조사하는 방법의 예시는 다음과 같다.
중요 위험요인에 대한 예비비를 분석 및 예측하기 위하여 상기 2.2절 예비비 분석 방법 고찰에서 설명된 방법 중 비율입력 방법을 적용하여 예비비 비율을 조사한다. 위험요인별로 예비비 비율을 조사하기 위하여 상기 4.
예비비를 예측하기 위하여 선행연구에서 제안된 방법을 종합하면 비율을 입력하는 방법과 비용을 입력하는 방법으로 분류된다(Kang, 2017; Texas, 2010; California,2012). 즉 발생가능성이 높은 위험요인의 영향에 대응하기 위하여 비용항목에 비율 또는 비용을 입력하는 방법으로 위험비용을 예측한다. 예비비를 산정하기 위한 비율 입력 방법과 비용 입력 방법은 다음과 같다.
본 연구에서 제시되는 위험요인 평가 및 예비비 예측 모델은 분석 단계별로 도출된 결과를 연계하여 통합된 분석과정으로 구성한다. 즉 위험요인 평가 모델에서 도출된 중요 위험요인을 예비비 예측 모델로 연계하여 필요한 예비비를 예측한다. 이는 고려되어야 하는 모든 위험요인을 반영할 경우 과대한 예비비가 예측됨에 따라 적정한 수준의 예비비를 예측하기 위하여 상대적으로 위험영향지수가 높게 분석된 위험요인만을 선별하여 적용한다.
연구의 목적과 방법에 따라 도출된 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 위험요인의 발생확률과 영향점수를 분석하여 평가하는 모델과, 예비비 비율을 적용하여 위험요인에 대응하기 위한 예비비를 예측하는 모델을 제시하였다. 둘째, 위험요인 목록으로 구성된 30개의 요인을 대상으로 발생확률과 영향점수를 조사하여 위험영향지수를 평가하였다.
첫째, 위험요인의 영향을 평가하기 위한 모델(방법)과 예비비를 예측하기 위한 모델(방법)을 제시한다.
대상 데이터
3장에서 제시된 위험요인의 평가와 예비비를 예측하기 위한 모델을 활용하여 사례연구를 한다. 사례연구의 주요 목적은 제시된 모델의 활용성과 결과도출의 신뢰성 등을 검토하기 위함이며, 선정된 사례개요는 다음 [Table 1]과같다.
둘째, 위험요인 목록으로 구성된 30개의 요인을 대상으로 발생확률과 영향점수를 조사하여 위험영향지수를 평가하였다. 그리고 위험영향지수가 상대적으로 높게 평가된 중요위험요인 15개를 선정하였다. 선정된 중요 위험요인 15개를 대상으로 예비비 비율을 조사하여 예비비를 예측하였다.
2절에서 설명된 산정식을 적용하여 계산되었다. 그리고 위험영향지수가High~Very High 범위에 포함된 위험요인 15개를 중요 위험요인으로 선정하였으며, 정리하면 다음 [Table 3]과 같다.
본 연구의 목적에 따라 연구대상은 모듈러 플랜트 건설사업으로 한다. 그리고 연구범위는 위험요인의 영향을 평가하여 중요 위험요인을 선정한 후 해당 위험요인에 대응하기 위하여 필요한 적정 예비비를 예측한다.
사례에서 모듈이 적용된 범위는 Pipe Rack이며, 모듈은 제작된 국가에서 Barge Ship을 이용하여 해상으로 운송되었다. 선정된 사례를 대상으로 사업을 추진하는 과정에서 발생가능 한 위험요인을 조사하고 위험영향지수를 평가한다.
2절 예비비 분석 방법 고찰에서 설명된 방법 중 비율입력 방법을 적용하여 예비비 비율을 조사한다. 위험요인별로 예비비 비율을 조사하기 위하여 상기 4.2절 위험요인 조사 및 평가에서 선정된 전문가 13명을 대상으로 설문조사를 실시한다. 예비비 비율을 조사하는 설문에서 중요한 내용은 위험요인의 영향과 각 업무단계별로 책정된 비용의 변동 유발정도에 대한 연계를 고려한다.
Model-1, Step 1에서는 해외건설사업, 플랜트 건설사업,모듈러 플랜트 건설사업 등을 대상으로 사업을 추진하는 과정에서 발생가능 한 위험요인을 조사한 후 동일한 의미의 요인을 통합하여 목록(List of Risk Factors)을 생성한다. 이를 위하여 관련 선행연구, 연구기관에서 발간된 연구보고서, 건설회사에서 작성된 위험요인 자료 등을 참고한다.
전문가의 설문과 면담은 해외 플랜트(모듈러 플랜트 포함) 건설사업 현장관리(공사, 공무 등) 경력자 13명(경력 5년 이상, 2건 이상)을 대상으로 약 4개월(2016. 6~10) 동안 실시하였다. 설문과 면담은 2회 실시하며, 1회는 위험요인목록을 대상으로 발생확률과 영향점수를 조사하고 2회는 중요 위험요인을 대상으로 예비비 비율을 조사한다.
데이터처리
각각의 위험요인 30개에 대한 발생확률과 영향점수는 13명이 응답한 평균값이며, 위험영향지수는 상기 3.2절에서 설명된 산정식을 적용하여 계산되었다. 그리고 위험영향지수가High~Very High 범위에 포함된 위험요인 15개를 중요 위험요인으로 선정하였으며, 정리하면 다음 [Table 3]과 같다.
성능/효과
본 연구에서 제시된 위험요인의 평가와 위험요인을 고려한 예비비 예측 모델(방법)은 사업초기에 예방적인 위험관리를 위한 계획을 수립하는 의사결정 과정에서 활용이 용이하다. 그러나 제시된 모델의 활용을 검증하기 위한 사례연구가 자료조사의 한계로 인하여 다수의 사례를 적용하지 못한 제약이 있다.
중요 위험요인 15개를 적용하여 예측된 예비비를 반영한 총 사업비와 반영하지 않은 기초사업비를 비교하면, 예비비를 반영함에 따라 총 사업비는 기초사업비 대비 약 6.739% 증액되었으며, 설계(E) 2.850%, 구매(P) 6.225%,제작(F) 6.211%, 운송(T) 4.165%, 시공(C) 8.168%가 증액되었다.
후속연구
이에 따라 위험을 고려한 평균적인(보편적인) 예비비를 추정하지 못한 한계점이 있다. 또한 모듈러 플랜트의 제작단계와 운송단계에서 중요하게 고려되어야 하는 위험요인(변수)을 조사하여 반영한 연구가 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기존 현장시공과 모듈러 플랜트의 사업 범위는?
기존의 현장시공은 설계, 구매·조달, 시공단계로 업무가 분류되는 반면, 모듈러 플랜트는 제작, 운송단계가 추가됨에 따라 별도 추가비용의 고려와 함께 제작공장(Module Shop), 운송장비(육상 및 해상), 하역장(Jeety), 가설도로 등에 대한 사업관리업무의 범위가 확장된다. 특히 모듈을 제작하고 운송하는 과정에서 불확실한 위험의 발생과 영향은 비용의 변동을 유발하기 때문에 위험에 대한 분석, 평가, 대응방안을 위한 계획이 중요하다.
모듈러란?
최근 해외 플랜트 건설사업은 복잡한 공정의 생산성 향상을 통한 공사기간 단축을 위하여 현장시공(Stick Built) 공법을 공장에서 모듈을 제작하여 현장에 설치하는 모듈러공법으로 추진되고 있다. 모듈러란 Steel Structure frame,Process equipment, Piping, Valves, Electrical and Instrumentation cable-trays, Insulation, Fireproofing,Platforms 등이 제작되어 시험까지 완료된 상태를 의미한다(Exxon, 2013). 이와 같은 모듈러 공법을 적용한 해외 플랜트 건설사업은 해당 국가의 인력조달, 자재조달, 노동 근로규제, 안전규제 등에 대한 제한적인 환경에 대응하기 위하여 적용범위를 확대하고 있다.
모듈러 플랜트의 장점은?
이와 같은 모듈은 설계된 모듈을 별도의 공장(Module Shop)에서제작하고 현장(Site)으로 운송하여 설치된다(Kim, 2017). 이에 따라 현장과 공장에서 동시에 시공과 제작이 병행됨에 따라 공사기간의 단축에 매우 효과적이다. 상기와 같은 모듈러플랜트의 모듈제작 및 시공과정을 요약하면 [Fig.
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