[논문]KBIMS 건축 및 구조 부재 라이브러리 및 IFC 속성명 변환 방법 개발

김선우; 김선중; 김홍현; 배기우

doi:10.5345/jkibc.2020.20.6.505

[국내논문] KBIMS 건축 및 구조 부재 라이브러리 및 IFC 속성명 변환 방법 개발
Development of KBIMS Architectural and Structural Element Library and IFC Property Name Conversion Methodology 원문보기

한국건축시공학회지 = Journal of the Korea Institute of Building Construction, v.20 no.6, 2020년, pp.505 - 514

김선우 (Syntegrate LLC.) , 김선중 (Syntegrate LLC.) , 김홍현 (Syntegrate LLC.) , 배기우 (Syntegrate LLC.)

초록
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본 연구는 KBIMS가 적용된 건축 및 구조 부재 형상과 속성 데이터가 포함된 BIM 라이브러리를 구축하는 방법과, 속성 데이터 변환 과정의 문제를 해결하여 KBIMS IFC 파일로 변환하는 방법을 제시한다. 프로젝트에서 다양한 BIM 도구가 활용되어짐에도 불구하고 라이브러리 연구에 특정 도구가 주로 활용되었는데 본 연구에서는 클라우드 기반 데이터베이스 통합플랫폼에 포함된 카티아V6를 활용하여 주요 12개 카테고리, 총 793개의 건축 및 부재 형상 및 수치 라이브러리를 개발했다. KBIMS IFC 속성 입력 과정에서 데이터 타입과 특수문자 속성명으로 인한 데이터베이스 입력 제한을 파악하였다. 입력 가능한 데이터 타입을 찾아 입력하고, 아스키코드를 활용한 특수문자 속성명 대체 입력 방법을 개발했다. 변환기 프로토타입을 개발하여 추출된 IFC 파일을 KBIMS 원래 속성명이 포함된 IFC 파일로 변환하고 시범모델을 활용하여 검증하였다. 본 연구 결과는 실제 프로젝트에서 KBIMS 적용시 BIM 도구의 선택의 폭을 넓히고, 프로젝트 데이터 호환 문제를 줄이는데 도움을 줄 것이다. 마지막으로 KBIMS 라이브러리의 지속적인 활용을 위해서는 관련 조직 간의 유지 관리 방안에 대한 논의가 필요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

This research introduces the method of developing Korea BIM standard (KBIMS) architectural and structural element library and the methodology of converting KBIMS IFC property names with special characters. Diverse BIM tools are utilizing in project, however BIM library researches lack diversity on BIM tool selection. This research described the method to generate twelve categories and seven hundred and ninety-three elements library containing geometrical and numerical data in CATIA V6. KBIMS has its special property data naming systems which was the challenge inputting to ENOVIA IFC database. Three mapping methods for special naming characters had been developed and the ASCII code method was applied. In addition, the convertor prototype had been developed for searching and replacing the ASCII codes into the original KBIMS IFC property names. The methodology was verified by exporting 2,443 entities without data loss in the sample model conversion test. This research would provide a wider choice of BIM tool selection for applying KBIMS. Furthermore, the research would help on the reduction of data interoperability issues in projects. The developed library would be open to the public, however the continuous update and maintenance would be necessary.

Keyword

표/그림 (16)

그림 Figure 1. Research process
그림 Figure 2. Profile modeling in sketch
그림 Figure 3. Resource table for data management and automation
그림 Figure 4. Developed catalog tree structure
그림 Figure 5. Developed BIM library example
표 Table 1. Category and element for BIM library development
표 Table 2. RC column data type for database input
그림 Figure 6. Package creation for IFC input
그림 Figure 7. IFC custom property set creation
그림 Figure 8. Attribute input
그림 Figure 9. KBIMS IFC properties in Korean
그림 Figure 10. Convertor prototype
그림 Figure 11. Test model
그림 Figure 12. Conversion of 2,443 entities
표 Table 3. Mapping code alternatives and examples
표 Table 4. Conversion result example

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 KBIMS가 적용된 건축 및 구조 부재 형상과 속성데이터가 포함된 BIM 라이브러리를 구축하는 방법과, 특수 속 성명 등이 포함된 KBIMS IFC(Industry Foundation Classes) 모델을 구축하는 방법을 다루고 있다. 이를 통해 표준화된 데이터를 활용하여 프로젝트를 효과적으로 수행하고, 데이터 호환상의 어려움을 줄일 수 있도록 돕고자 한다.
모델을 구축하는 방법을 다루고 있다. 이를 통해 표준화된 데이터를 활용하여 프로젝트를 효과적으로 수행하고, 데이터 호환상의 어려움을 줄일 수 있도록 돕고자 한다.
본 연구는 KBIMS가 적용된 건축 및 구조 부재 BIM 라이브러리를 구축하는 방법과, KBIMS IFC 속성명을 입력 및 변환하는 방법을 제시하였다. 건축 및 구조 부재 형상 및 수치 데이터가 포함된 라이브러리를 카티아 V6를 활용하여 구축하는 방법을 도출하였고, 총 793개의 부재 라이브러리를 개발하였다.

제안 방법

카티아에서 형상 및 수치 데이터를 생성하고 에노비아에서는 KBIMS IFC 속성을 입력 및 관리하였다. 그 과정에서 일부 KBIMS IFC 속성명 변환 제한 사항이 발생하였고, 이를 해결하기 위해 별도 코드 매핑 (mapping) 방법과 변환기 프로토타입을 개발하였다. 개발된 부재 라이브러리를 활용하여 시범 모델을 구축하고, IFC 파일로 추출 후 변환기를 거쳐 KBIMS 모든 속성명이 반영된 IFC 모델을 생성하여 연구를 검증하였다.
그 과정에서 일부 KBIMS IFC 속성명 변환 제한 사항이 발생하였고, 이를 해결하기 위해 별도 코드 매핑 (mapping) 방법과 변환기 프로토타입을 개발하였다. 개발된 부재 라이브러리를 활용하여 시범 모델을 구축하고, IFC 파일로 추출 후 변환기를 거쳐 KBIMS 모든 속성명이 반영된 IFC 모델을 생성하여 연구를 검증하였다.
먼저 카티아 스케치(Sketch)에서 부재 단면 프로파일을 생성하고 이를 이용하여 부재 형상을 모델링 하였다(Figure 2). 부재 수치 값들을 파라미터로 생성하여, 추후 부재 규격이 담긴 엑셀(Excel) 파일과 연동되어 손쉽게 수정이 가능하게 하였다.
피지컬 프로덕트를 반복 활용하기 위해 자동화를 위한 기능 중 하나인 엔지니어링 템플릿(Engineering Template)을 활용하였다. 카티아 오브젝트 타입(Object Type)을 생성하고, 오브젝트 타입 내부의 리소스 테이블 매니지먼트(Resource Table Management)에서 엔지니어링 템플릿과 피지컬 프로덕트를 입력하였다(Figure 3).
이러한 속성 분류 체계 및 내용은 속성 입력 및 관리 기능을 가진 에노비아 입력 데이터 형태와 일부 차이가 있었다. 먼저 에노비아에 입력이 용이하도록 KBIMS 속성 데이터를 재분류하여 표로 만들었다. 입력 불가 데이터 타입을 찾아 입력 가능한 타입으로 수정하고 기록해 두었다.
먼저 에노비아에 입력이 용이하도록 KBIMS 속성 데이터를 재분류하여 표로 만들었다. 입력 불가 데이터 타입을 찾아 입력 가능한 타입으로 수정하고 기록해 두었다. Table 2는 이 과정에서 정리한 기둥 표준 속성정보이다.
먼저 에노비아에서 패키지(Package)를 생성하였다(Figure 6). 패키지 안에 IFC 사용자화 속성 그룹 세트(IFC custom property set)를 생성한 후(Figure 7), 각 속성 그룹 세트 안에 세부속성 (Attribute)을 입력하였다(Figure 8). 언어 설정에 한국어를 추가한 후, KBIMS 한국어 속성명 표시 결과는 Figure 9와 같다.
통합플랫폼 데이터베이스는 일반적인 카멜표기(CamelCase) 입력방법을 따르기 때문에, 일부 특수문자 입력에 제한이 있었다. 이를 해결하기 위해 입력 제한 KBIMS 속성명을 데이터베이스에 입력하기 위한 매핑 코드를 만들어 적용한 후, 추출된 IFC 파일을 읽어서 매핑된 항목을 원래 KBIMS 속성명으로 변환하는 방법이 개발되었다.
개발된 부재 라이브러리와 KBIMS IFC 파일의 활용을 검토하기 위해 기둥 6개, 바닥 2면, 보 7개, 그리고 벽 4면으로 구성된 1층 규모의 시범 모델을 구축하였다. 카티아 모델링 특성상 전체 모델 구성을 위한 트리(tree) 구조를 개발하고, 카탈로그에서 해당 부재 라이브러리 선택하고 엔지니어링 템플릿의 자동화 기능을 활용하여 모델을 구축했다.
1층 규모의 시범 모델을 구축하였다. 카티아 모델링 특성상 전체 모델 구성을 위한 트리(tree) 구조를 개발하고, 카탈로그에서 해당 부재 라이브러리 선택하고 엔지니어링 템플릿의 자동화 기능을 활용하여 모델을 구축했다. 만들어진 시범 모델은 Figure 11과 같다.
시범 모델을 IFC 형식으로 추출하고 개발된 KBIMS IFC 변환기 프로토타입을 활용하여 속성명에 특수문자가 포함된 원래 KBIMS IFC 모델로 변환하였다. 그 결과 Figure 12와 같이 2, 443개 개체가 손실 없이 변환되었다.
방법을 제시하였다. 건축 및 구조 부재 형상 및 수치 데이터가 포함된 라이브러리를 카티아 V6를 활용하여 구축하는 방법을 도출하였고, 총 793개의 부재 라이브러리를 개발하였다. KBIMS 속성 데이터를 상세 분석하여 데이터 타입과 속성명에 포함된 특수문자로 인한 에노비아 데이터베이스 입력 문제를 파악하고 해결방안을 찾았다.
건축 및 구조 부재 형상 및 수치 데이터가 포함된 라이브러리를 카티아 V6를 활용하여 구축하는 방법을 도출하였고, 총 793개의 부재 라이브러리를 개발하였다. KBIMS 속성 데이터를 상세 분석하여 데이터 타입과 속성명에 포함된 특수문자로 인한 에노비아 데이터베이스 입력 문제를 파악하고 해결방안을 찾았다. 특수문자 속성명을 아스키코드로 매핑하여 입력하고 추출된 IFC 파일을 분석하여 원래 KBIMS 속성명으로 변환하는 변환기를 개발하였다.
KBIMS 속성 데이터를 상세 분석하여 데이터 타입과 속성명에 포함된 특수문자로 인한 에노비아 데이터베이스 입력 문제를 파악하고 해결방안을 찾았다. 특수문자 속성명을 아스키코드로 매핑하여 입력하고 추출된 IFC 파일을 분석하여 원래 KBIMS 속성명으로 변환하는 변환기를 개발하였다. 부재 라이브러리를 활용하여 시범모델을 만들고, IFC 파일로 추출 후 변환기를 활용하여 데이터 손실 없이 KBIMS IFC 모델을 구축하였다.
특수문자 속성명을 아스키코드로 매핑하여 입력하고 추출된 IFC 파일을 분석하여 원래 KBIMS 속성명으로 변환하는 변환기를 개발하였다. 부재 라이브러리를 활용하여 시범모델을 만들고, IFC 파일로 추출 후 변환기를 활용하여 데이터 손실 없이 KBIMS IFC 모델을 구축하였다.
아직 없다. 또한 본 연구에서는 개방형 BIM 연구 2단계 중 2020년 10월까지 개발된 KBIMS v1.03 정보규격을 활용하였는데 본 연구는 최신 KBIMS 기준을 국내외에서 많이 활용되지만 연구에 활용되지 않은 최신 BIM 도구를 활용하여 건축 및 구조 라이브러리를 개발하였고, KBIMS의 속성 명으로 인한 데이터 호환의 어려움을 해결하였다. 이는 KBIMS 적용된 라이브러리를 활용할 수 있는 BIM 도구 선택의 폭을 넓혀서 개방형 BIM의 취지를 실현하고 이종 프로젝트 간 호환성 문제를 줄이는데 도움을 줄 수 있다.

대상 데이터

라이브러리 제작기준은 일반사항, BIM 라이브러리 형상 데이터 제작, 속성부여, 그리고 BIM 파일제작을 포함하고 있고, 객체분류별 속성규격은 건축 및 구조 부재에 따른 속성 관련 내용을 담고 있다. BIM 라이브러리 개발은 개방형 BIM 연구 2단계에서 정리된 기초, 기둥, 보, 바닥, 벽, 커튼월, 천장, 지붕, 문, 창, 계단 그리고 난간 등 12개 카테고리, 총 500개의 주요 건축 및 구조 부재들을 목표로 하였다. 기존에 많은 연구들이 오토데스크(Autodesk)사의 레빗(Revit)을 활용한 라이브러리를 제작을 다루었다.
BIM 라이브러리 개발은 개방형 BIM 연구 2단계에서 정리된 기초, 기둥, 보, 바닥, 벽, 커튼월, 천장, 지붕, 문, 창, 계단 그리고 난간 등 12개 카테고리, 총 500개의 주요 건축 및 구조 부재들을 목표로 하였다. 기존에 많은 연구들이 오토데스크(Autodesk)사의 레빗(Revit)을 활용한 라이브러리를 제작을 다루었다. 실제 프로젝트에서는 다양한 프로그램이 활용되는데 본 연구에서는 다쏘시스템(Dassault Systems)의 3D익스피어리언스(3DEXPERIENCE, 이하 통합플랫폼)에 포함되어 있는 카티아(CATIA)와 에노비아 (ENOVIA)를 활용하였다.
본 연구에서는 활용된 3D익스피어리언스는 카티아, 에노비아, 델미아(DELMIA), 시뮬리아(SIMULIA) 등 12개 그룹소프트웨어들로 구성되어 있다. 각 소프트웨어 내의 어플리케이션(application) 활용 시 데이터는 파일 형태가 아닌 정보구조 형태로 클라우드(cloud) 데이터베이스에 저장 및 관리된다.
카탈로그 상의 이름은 KBIMS 라이브러리 명명 규칙에 따라 대분류를 나타내는 알파벳 두 글자와 세부 분류 3가지 숫자로 구성되었다. 본 연구에서는 처음 목표치인 500개를 넘어, 주요 12개 카테고리의 총 793개 라이브러리를 개발하였다(Table 1, Figure 5).

이론/모형

본 연구에서는 빌딩스마트협회가 2019년에 발표한 BIM 라이브러리 제작 기준과 BIM 부위 객체분류별 속성규격을 포함한 KBIMS v1.03 정보규격을 개발에 활용한다. 라이브러리 제작기준은 일반사항, BIM 라이브러리 형상 데이터 제작, 속성부여, 그리고 BIM 파일제작을 포함하고 있고, 객체분류별 속성규격은 건축 및 구조 부재에 따른 속성 관련 내용을 담고 있다.
기존에 많은 연구들이 오토데스크(Autodesk)사의 레빗(Revit)을 활용한 라이브러리를 제작을 다루었다. 실제 프로젝트에서는 다양한 프로그램이 활용되는데 본 연구에서는 다쏘시스템(Dassault Systems)의 3D익스피어리언스(3DEXPERIENCE, 이하 통합플랫폼)에 포함되어 있는 카티아(CATIA)와 에노비아 (ENOVIA)를 활용하였다. 카티아에서 형상 및 수치 데이터를 생성하고 에노비아에서는 KBIMS IFC 속성을 입력 및 관리하였다.
하나의 피지컬 프로덕트는 하나의 부재를 담고 있다. 피지컬 프로덕트를 반복 활용하기 위해 자동화를 위한 기능 중 하나인 엔지니어링 템플릿(Engineering Template)을 활용하였다. 카티아 오브젝트 타입(Object Type)을 생성하고, 오브젝트 타입 내부의 리소스 테이블 매니지먼트(Resource Table Management)에서 엔지니어링 템플릿과 피지컬 프로덕트를 입력하였다(Figure 3).

성능/효과

2). 부재 수치 값들을 파라미터로 생성하여, 추후 부재 규격이 담긴 엑셀(Excel) 파일과 연동되어 손쉽게 수정이 가능하게 하였다.

후속연구

개발된 라이브러리는 개방형 BIM 2단계 연구단에 의해 공유될 예정이다. 하지만 추가로 개발된 KBIMS 라이브러리의 활용성을 높이기 위해서는 프로그램 버전의 상승에 따른 지속적인 라이브러리 유지관리 및 업데이트 방안에 대한 관련자들의 협의 및 노력이 필요하다.
예정이다. 하지만 추가로 개발된 KBIMS 라이브러리의 활용성을 높이기 위해서는 프로그램 버전의 상승에 따른 지속적인 라이브러리 유지관리 및 업데이트 방안에 대한 관련자들의 협의 및 노력이 필요하다.

참고문헌 (20)

Development of OpenBIM based Architectural Design Support Automation and Facility Management Technology [Internet]. OpenBIM Research Group (KR); [cited 2020 Jun 15]. Available from: http://www.kbims.or.kr/
National BIM Standard-United States Fact Sheet [Internet]. Washington (NW): National Institute of Building Sciences (US); 2015 [cited 2020 Jun 15]. Available from: https://www.nationalbimstandard.org/files/NBIMS-US_FactSheet_2015.pdf
NBS National BIM Library [Internet]. Manchester (UK); [cited 2020 Jun 16]. Available from: https://www.nationalbimlibrary.com/en-gb/
Kim CW, Koo B. Development of parametric BIM libraries for civil structures using national 2D standard drawings. Korean Journal of Construction Engineering and Management. 2014 Jul;15(4):128-38. https://doi.org/10.6106/KJCEM.2014.15.4.128

원문보기 상세보기
Pasini D, Caffi V, Daniotti B, Spagnolo SL, Pavan A. The INNOVance BIM library approach. Innovative Infrastructure Solutions. 2017 Dec;2(1):15. https://doi.org/10.1007/s41062-017-0062-y

상세보기
Sacks R, Eastman C, Lee G, Teicholz P. BIM Handbook: Fundamental. 3rd ed. Won JS, Lee YC, Kim SW, Um MY, Yun SH, Lee JK, Moon DY, Shin JH, translator. Seoul (Korea): KMD; 2020. 425p..
Park JD, Kim JY. A study on the categorization system of the BIM-Library for wooden structure of the korean traditional buildings. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2012 May;28(5):119-26. https://doi.org/10.5659/JAIK_SC.2012.28.5.119
buildingSMART Data Dictionary [Internet]. buildingSMART International (UK); [cited 2020 Jun 24]. Available from: https://www.buildingsmart.org/users/services/buildingsmart-data-dictionary/
Lee EB, Kim DH. A study on the implementation method of the object classification system and property information for vitalizing standardized BIMlibrary. Journal of the Architectural Institute of Korea Planning & Design. 2015 Dec;31(12):79-90. https://doi.org/10.5659/JAIK_PD.2015.31.12.79
Kim HJ, Choi MH, Kim JJ. A study on the automation process of BIM library creation of air handling unit-development of Revit API module for efficiency and uniformity of library creation. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2018 Apr;34(4):75-82. https://doi.org/10.5659/JAIK_SC.2018.34.4.75

상세보기
Lee CJ, Lim SH. A study on development of BIM library for unit modular housing-focused on small-sized urban-life-housing. Journal of the Korean Housing Association. 2012 Dec;23(6):11-20. https://doi.org/10.6107/JKHA.2012.23.6.011

원문보기 상세보기
Park HJ, Seo MB. A development of railway infrastructure BIM prototype libraries for roadbed and track. Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea. 2017 Oct;30(5):461-8. https://doi.org/10.7734/COSEIK.2017.30.5.461

원문보기 상세보기
An HJ, Lee SH. IFC-based representation method of part information in superstructure module of modular steel bridge with assembly system. Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea. 2012 Aug;25(4):307-14. https://doi.org/10.7734/COSEIK.2012.25.4.307

원문보기 상세보기
Park JD, Kim JY. A study on the categorization system of the BIM-library for wooden structure of the korean traditional buildings. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2012 May;28(5):119-26. https://doi.org/10.5659/JAIK_SC.2012.28.5.119
Lee JY, Seo MR, Son BS. A study on the exchange method of building information model between BIM solutions using IFC file format.Journal of Architectural Institute of Korea Planning & Design. 2009 Mar;25(3):29-38.
Kim IH, Choi JS. A study on the construction of object library system and the verification of interoperability for open BIM-based energy performance assessment. Journal of the Architectural Institute of Korea Planning & Design. 2014 Jul;30(7):3-10. https://doi.org/10.5659/JAIK_PD.2014.30.7.3

원문보기 상세보기
Kim YI,Jang JW. Astudy on the BIM library production criteria for mechanical field considering the characteristics and utilization of domestic construction industry. Journal of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems. 2019 Oct;13(5):337-46. https://doi.org/10.22696/jkiaebs.20190029
Won JS, Lee JJ, Lee G. A case study on BIM collaboration and information management methods. Journal of the Architectural Institute of Korea Planning & Design. 2008 Aug;24(8):25-32.
Lee G, Kim SW. Case study of mass customization of double-curved metal facade panels using a new hybrid sheet metal processing technique. Journal of Construction Engineering and Management. 2012 Nov;138(11):1322-30. https://doi.org/10.1061/(ASCE)CO.1943-7862.0000551

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Sacks R, Eastman C, Lee G, Teicholz P. BIM Handbook: Case studies. 3rd ed. Won JS, Lee YC, Kim SW, Um MY, Yun SH, Lee JK, Moon DY, Shin JH, translator. Seoul (Korea): KMD; 2020. p. 65-79.

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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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