전통적인 공사관리 방식의 한계에 대한 대안으로 제시되고 있는 린 프로세스를 시공단계에 적합하게 해석하여 현장에서 시공 관리자들이 효율적으로 적용하여 생산성을 향상시킬 수 있는 린 프로세스를 제시하였다. 이를 위해 우선적으로 린 건설의 5가지 원리인 가치의 규정, 가치 흐름, 흐름 생산, 당김 생산, 완벽 추구를 현장 특성에 맞게 정의하였다. 고객을 후속 공종으로 규정하고 가치는 액티비티로, 가치 흐름은 공정표로 정의하였으며 흐름 생산, 당김 생산, 완벽 추구를 공사중 모니터링과 개선으로 정의하였다. 또한 린 타임과 린 사이클 타임의 개념을 도입하여 객관적 측정 기준을 수립하였다. 낭비는 린 사이클 타임을 근간으로 도출하도록 하였으며 린 사이클 타임이 궁극적 개선의 목표가 되었다. 측정 및 분석의 신뢰성은 계획의 신뢰성이 확보를 담보로 한다. 이에 계획단계에서의 개인, 조직, 경험의 편견과 오류를 최소화될 수 있도록 계획의 적정성 검증 방안을 제시하였다. 또한 예측하기 어려운 다양한 상황에 계획이 적합한지를 검증하는 계획의 적합성 검증 방안을 제시하여 계획의 신뢰성을 높였다. 또한 제시한 프로세스를 현장에 적용하여 린 프로세스의 구체적 적용 방안의 예시를 제시하였으며 시사점을 제시하였다.
전통적인 공사관리 방식의 한계에 대한 대안으로 제시되고 있는 린 프로세스를 시공단계에 적합하게 해석하여 현장에서 시공 관리자들이 효율적으로 적용하여 생산성을 향상시킬 수 있는 린 프로세스를 제시하였다. 이를 위해 우선적으로 린 건설의 5가지 원리인 가치의 규정, 가치 흐름, 흐름 생산, 당김 생산, 완벽 추구를 현장 특성에 맞게 정의하였다. 고객을 후속 공종으로 규정하고 가치는 액티비티로, 가치 흐름은 공정표로 정의하였으며 흐름 생산, 당김 생산, 완벽 추구를 공사중 모니터링과 개선으로 정의하였다. 또한 린 타임과 린 사이클 타임의 개념을 도입하여 객관적 측정 기준을 수립하였다. 낭비는 린 사이클 타임을 근간으로 도출하도록 하였으며 린 사이클 타임이 궁극적 개선의 목표가 되었다. 측정 및 분석의 신뢰성은 계획의 신뢰성이 확보를 담보로 한다. 이에 계획단계에서의 개인, 조직, 경험의 편견과 오류를 최소화될 수 있도록 계획의 적정성 검증 방안을 제시하였다. 또한 예측하기 어려운 다양한 상황에 계획이 적합한지를 검증하는 계획의 적합성 검증 방안을 제시하여 계획의 신뢰성을 높였다. 또한 제시한 프로세스를 현장에 적용하여 린 프로세스의 구체적 적용 방안의 예시를 제시하였으며 시사점을 제시하였다.
Practical and efficient application of lean construction, which has been proposed as an alternative to the limitations of traditional construction management methods, was developed to facilitate application on site and improve productivity through the fusion of traditional construction management me...
Practical and efficient application of lean construction, which has been proposed as an alternative to the limitations of traditional construction management methods, was developed to facilitate application on site and improve productivity through the fusion of traditional construction management methods. The concepts of Lean Time and Lean Cycle Time, which are the principles of lean construction, were introduced to eliminate waste and smooth flow production and pursuit of perfection, and the goal of establishing and improving the criteria for measurement and improvement was established and the information collection template was configured and applied to ensure reliability of measurement and analysis. Based on this, the project feasibility, reliability, and continuous improvement process were applied to the Field case to verify its effectiveness.
Practical and efficient application of lean construction, which has been proposed as an alternative to the limitations of traditional construction management methods, was developed to facilitate application on site and improve productivity through the fusion of traditional construction management methods. The concepts of Lean Time and Lean Cycle Time, which are the principles of lean construction, were introduced to eliminate waste and smooth flow production and pursuit of perfection, and the goal of establishing and improving the criteria for measurement and improvement was established and the information collection template was configured and applied to ensure reliability of measurement and analysis. Based on this, the project feasibility, reliability, and continuous improvement process were applied to the Field case to verify its effectiveness.
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문제 정의
그러나 공사현장에 어떻게 적용할지에 대한 실천적 방법론이 제시되지는 않았다. 이에 본 연구에서는 건설산업의 시공단계에서 계획의 신뢰성을 확보하며 신속하며 신뢰성 있는 정보수집과 실시간으로 측정 및 분석이 수행되어 실질적인 개선이 수행될 수 있는 구체적인 프로세스와 방법을 린 건설의 개념과 원리를 기반으로 제안하고자 한다.
본 연구는 건설 현장의 생산성을 향상 방안으로 린 건설의 개념과 이론을 바탕으로 시공계획 수립의 신뢰성을 확보하고, 시공과정에서 신속하게 정보를 수집하고, 측정분석이 효율적으로 수행되어 낭비가 제거되고 개선이 이루어지며 이러한 개선 행위가 지속될 수 있는 공사관리 프로세스를 제안한다. 제안된 프로세스는 현장 적용을 시도하여 효과와 효율성을 검증한다.
린 건설은 낭비를 제거하여 프로젝트 단위의 흐름을 최적화를 목적으로 한다. 따라서 낭비를 이해하는 것이 린의 핵심이다(Womack & Jones, 1996).
넷째. 완벽의 추구에 맞는 이상적인 기준이 수립되어야 하며 핵심 성과 지수의 기준으로 설정하여 도달하고자 하는 목표를 구체화한다.
따라서 시공과정에서 예측한 상황의 정확성에 대한 검증이 필요하며 이는 시공 초기에 신속하게 수행되어야 한다. 즉 적정성 검증이 완료된 계획에 대해 시공 초기에 적합성 검증을 수행하는 것이다. 검증 항목은 생산성, 제약조건, 가정·가설의 정확성, 낭비요소, 측정요소, 측정방법 등에 대한 적합성을 검증한다.
가설 설정
따라서 과정 중심적 성과측정을 위한 구체적인 노력이 필요하다. 또한 성과 측정은 측정의 기준이 되는 계획의 신뢰도가 높다는 가정을 근간으로 한다. 그러나 다양한 성과측정 연구에서 계획의 검증을 시도한 사례는 찿지 못하였다.
제안 방법
본 연구는 건설 현장의 생산성을 향상 방안으로 린 건설의 개념과 이론을 바탕으로 시공계획 수립의 신뢰성을 확보하고, 시공과정에서 신속하게 정보를 수집하고, 측정분석이 효율적으로 수행되어 낭비가 제거되고 개선이 이루어지며 이러한 개선 행위가 지속될 수 있는 공사관리 프로세스를 제안한다. 제안된 프로세스는 현장 적용을 시도하여 효과와 효율성을 검증한다. 구체적인 연구는 다음과 같은 방법 및 절차에 의해서 수행되었다.
따라서 린 건설에서 측정은 극도로(extremely) 중요하다고 강조하였다. 또한 낭비 감소, 가치 증가, 변동성 감소, Cycle Time 감소를 성과측정의 원리로 제시하였으며 이를 위해 측정의 단순화, 투명성, 전체 흐름에 집중, 지속적인 개선을 강조하였다. 문효기 외(2008)는 린 건설 프로세스 성능의 성과 지표로 제시한 TFV (Transformation Flow Value)의 개념을 근거하여 Transformation 관점의 전통적인 생산성, Flow 관점의 신뢰성, Value 관점의 효용성의 성과측정 방법을 PPC (Planned Percent Complete; 명일 작업계획 달성률)를 바탕으로 제시하였다.
검증 항목은 생산성, 제약조건, 가정·가설의 정확성, 낭비요소, 측정요소, 측정방법 등에 대한 적합성을 검증한다.
건설 현장의 상황에 맞게 정의된 린 건설의 다섯가지 원리를 적용하고 선행 이론 고찰 결과에서 도출된 시사점을 수용하는 린 프로세스로 제시하며 구체적인 내용은 다음과 같다.
첫째, 모든 계획은 객관성과 신뢰성이 확보되도록 계획의 근거에 대한 구체적인 문서화를 통한 계획의 객관성을 검증한다. 이는 계획의 수립 과정에서 발생할 수 있는 개인, 조직, 경험의 편견과 오류, 정보의 오류 등 다양하게 산재되어 있는 판단 근거의 오류를 검증한다.
이는 계획의 수립 과정에서 발생할 수 있는 개인, 조직, 경험의 편견과 오류, 정보의 오류 등 다양하게 산재되어 있는 판단 근거의 오류를 검증한다. 또한 수립된 계획이 고객의 요구 조건과 부합 여부 검토를 수행하는 계획의 적정성 검증을 수행한다.
셋째, 지속적 개선과 완벽을 위한 반복적 지속적 검증과 개선을 수행한다.
현재 투입된 장비와 인원의 작업 생산성 추정은 경험 있는 작업자와 반장, 장비기사, 시공사 직원의 의견, 기존 시공사례 등을 토대로 순 작업시간(Net Time)을 작성하였다[Table 4].
다섯째, 병행 작업, 중복 작업 시간을 계산한 이상적인 사이클 타임을 도입하여 린 사이클 타임(Lean Cycle Time)으로 정하며 핵심성과지표(KPI)로 제시한다.
본 사례연구는 고안된 시공단계 린 건설의 프로세스의 실질적 적용을 통한 가능성과 효용성을 검증하는 단계로서 3개월간 4회 굴착 cycle에 적용하였다. 구체적인 절차로 초기 수립된 계획의 적정성 검증 및 변경을 수행하고 다음으로 수립된 계획을 시험시공을 통하여 적합성 검증을 수행한다.
본 사례연구는 고안된 시공단계 린 건설의 프로세스의 실질적 적용을 통한 가능성과 효용성을 검증하는 단계로서 3개월간 4회 굴착 cycle에 적용하였다. 구체적인 절차로 초기 수립된 계획의 적정성 검증 및 변경을 수행하고 다음으로 수립된 계획을 시험시공을 통하여 적합성 검증을 수행한다. 마지막으로 반복적 측정 및 개선을 수행한다.
구체적인 절차로 초기 수립된 계획의 적정성 검증 및 변경을 수행하고 다음으로 수립된 계획을 시험시공을 통하여 적합성 검증을 수행한다. 마지막으로 반복적 측정 및 개선을 수행한다.
현장에서 수행되는 작업을 상세하게 분류하여 반드시 필요한 작업인 액티비티(가치)를 예측 가능한 모든 내용을 도출하였다. 현재 투입된 장비와 인원의 작업 생산성 추정은 경험 있는 작업자와 반장, 장비기사, 시공사 직원의 의견, 기존 시공사례 등을 토대로 순 작업시간(Net Time)을 작성하였다[Table 4].
4] 132일 지연이 예상되었다. 따라서 작업시간 연장, 작업조 추가 투입 등 전반적인 재검토를 수행하였다.
낭비 분류는 현장소장과 주요 공사 관련자들의 의견수렴을 거쳐서 현장 특성에 맞는 6가지로 분류하였으며 주요 항목은 다음과 같이 도출되었다. 1) 대기: 과다한 점검 및 검측, 작업 투입 지연, 자재 수급지연, 휴식시간 과다 등.
5) 불안전: 안전사고, 규정 미준수에 따른 교육 및 공사 중단 6) 관리 미흡: 의사결정 지연, 공종간 연결점 관리 미흡, 작업지시 오류, 작업 중 변경 지시, 작업자 교체, 장비 교체. 또한 낭비의 도출을 위한 정보 수집은 30분 단위로 작업별 현장 상황을 정리할 수 있도록 하였다. 현장에서 실시간 정보 수집이 용이하도록 타임 테이블(Time Table)을 활용하여 정리하였다[Fig.
또한 낭비의 도출을 위한 정보 수집은 30분 단위로 작업별 현장 상황을 정리할 수 있도록 하였다. 현장에서 실시간 정보 수집이 용이하도록 타임 테이블(Time Table)을 활용하여 정리하였다[Fig. 5] .
계획의 적합성 검증을 위하여 시공 담당자 및 연구자가 함께 시공과정의 측정을 시행하여 액티비티 누락 여부, 넷 타임과 린 타임 산출 기준의 현장 적합성을 검증하였다. 측정 및 검증결과 바닥 정지작업 누락과 천공·할암·암깨기·상차·운반의 4회 분할 작업에 따른 작업 간 이동시간의 증가가 확인되었다[Table 7].
1~3 cycle 시공과정에서 지속적 측정을 통한 낭비도출 및 분석을 통한 개선을 시행하였다. 측정 결과 1Cycle에서는 초기 시공에 따른 시행착오로 인한 대기시간, 고장, 작업계획의 오류, 재시공, 빈약한 관리 등 많은 낭비 시간이 발생하였다.
건설산업 시공단계 생산성 향상을 위한 현장 상황에 맞게 구체적이며 현실적인 공사관리 프로세스를 린 건설의 개념과 원리를 활용하여 제시하였다. 또한 역동적인 건설 현장에 적합하게 측정과 분석은 단순하고 투명하며 실시간으로 이루어질 수 있도록 하는데 중점을 두었다.
건설산업 시공단계 생산성 향상을 위한 현장 상황에 맞게 구체적이며 현실적인 공사관리 프로세스를 린 건설의 개념과 원리를 활용하여 제시하였다. 또한 역동적인 건설 현장에 적합하게 측정과 분석은 단순하고 투명하며 실시간으로 이루어질 수 있도록 하는데 중점을 두었다. 이를 위해 우선적으로 린 건설의 개념과 원리를 시공현장 적용이 용이하도록 현장의 시각에서 재해석하였다.
또한 역동적인 건설 현장에 적합하게 측정과 분석은 단순하고 투명하며 실시간으로 이루어질 수 있도록 하는데 중점을 두었다. 이를 위해 우선적으로 린 건설의 개념과 원리를 시공현장 적용이 용이하도록 현장의 시각에서 재해석하였다. 고객을 후속공종으로 정의하고 가치를 액티비티로 규정하였으며 가치의 흐름은 공정표로 제시하였다.
이를 위해 우선적으로 린 건설의 개념과 원리를 시공현장 적용이 용이하도록 현장의 시각에서 재해석하였다. 고객을 후속공종으로 정의하고 가치를 액티비티로 규정하였으며 가치의 흐름은 공정표로 제시하였다. 또한 측정과 분석의 신뢰성과 투명성을 확보하기 위해 이상적인 작업시간을 도출하여 ‘린 타임’과 ‘린 사이클 타임’이라 정하고 측정과 분석의 기준이며 목표로 설정하였다.
또한 측정과 분석의 신뢰성과 투명성을 확보하기 위해 이상적인 작업시간을 도출하여 ‘린 타임’과 ‘린 사이클 타임’이라 정하고 측정과 분석의 기준이며 목표로 설정하였다. 계획의 신뢰성이 전체적인 공사관리의 신뢰성을 확보하는 근간임을 인식하여 계획에서의 편견과 오류를 통제할 수 있도록 계획의 적정성 검증, 계획의 적합성 검증을 시행하여 계획의 검증을 강화하였다.
둘째, 시공 초기 현장 적합성 검증을 시행하여 계획의 수정이 적시에 수행되었다.
둘째, 개인적인 경험과 편견에 의한 오류, 관리 부실, 역량 부족, 계획 오류 등 보이지 않는 낭비요소들의 분석과 분류를 시도하였다. 그러나 낭비요소의 경계가 모호하고 상호 연관성이 많은 관계로 하나로 특정 짓는데 어려움이 있었다.
대상 데이터
대상 현장의 설정은 프로세스 적용의 용이성을 위해 단순 반복작업이 수행되는 수직구 굴착 공사를 대상으로 수행하였으며 프로젝트 개요는 [Table 2]와 같다.
1회 굴진장은 1m이며 암반굴착 공법은 무진동 할암으로 설계되어 있다. 본 연구에서는 암반굴착 공사를 적용 대상으로 연구를 수행하였다. 작업 사이클은 천공 – 할암 - 파쇄 – 상차운반 - 지보재 설치 - 숏크리트 타설의 단순 반복 작업이 수행되는 현장이며 주요 공종 및 자재, 장비, 인력은 고정 배치며 다음과 같다[Table 3].
수직구 작업의 특성상 좁은 공간에서 작업 간 발생하는 필수적인 작업 교대를 위한 이동, 장비 교체, 휴식, 검사를 작업시간에 포함한 이상적인 작업시간인 린 타임을 도출하였다. 사례 현장의 경우 계획단계에서 중복 작업, 동시 작업은 안전상의 이유로 배제되어 린 타임의 합이 린 사이클 타임으로 산정되었다[Table 5].
이론/모형
일곱째, 공정계획은 Bottom-up 방식으로 수립한다. 단위 액티비티의 작업시간을 정하고 액티비티의 집합으로 공종의 일정을 정한다.
제시한 시공단계 린 프로세스를 현장에 적용하였으며 결과는 다음과 같다.
성능/효과
부실한 계획 문제는 엄격한 계획프로세스를 수립을 강조하며 린(Lean) 관리 방법 중 하나인 LPS (Last Planner System) 도입을 언급하였으며, 수행 단계에서의 생산성 향상은 철저한 준비작업을 강조하였다. 측정과 평가의 개선방안으로는 핵심성과 지표(Key Performance Index; KPI)의 재구성, 낭비제거와 변이의 최소화를 위한 린(Lean)시스템의 도입, 린 건설의 적극적 수용, 프로젝트 모니터링 강화를 제시하였다. PDCA 전단계에 공사관리 프로세스의 개선을 제시하고 있으며 대안으로 린 프로세스를 제안하고 있다.
1) 린 건설의 이론과 선행연구를 고찰하여 건설현장 적용을 위한 시사점을 도출한다. 2) 기존 문헌 및 연구 고찰, 현장 경험을 바탕으로 계획에서부터 수행, 측정 평가 및 개선의 전반적인 시공관리를 수행할 수 있는 린 건설 프로세스를 제시한다. 3) 제시된 프로세스를 현장에 적용하여 효과를 검증하고 문제점을 도출한다.
둘째, 낭비요소는 다양하며 일률적으로 규정지을 수 없다. 따라서 낭비의 도출과 통제는 일상적인 공사관리 업무로 정착되어야 한다.
셋째, 측정 결과가 구체적인 분석과 개선방안의 도출이 가능하도록 측정요소가 핵심으로 단순화되고 구체화되어야 한다.
둘째, 액티비티 속성은 검증된 순작업 시간을 포함한다.
넷째, 액티비티의 순작업 시간(Net Time)을 검증된 장비효율, 정보, 장비기사 및 작업자의 의견과 경험등을 종합하여 정한다. 여기에 필수적인 이동시간, 휴식시간 등이 포함된 이상적인 작업시간을 정하고 린 타임(Lean Time)으로 정한다.
열 번째, 낭비요소의 도출은 현장 특성에 맞게 작업 참여자의 의견을 수렴하여 정하며 시공과정에서 지속적으로 개선한다.
수직구 작업의 특성상 좁은 공간에서 작업 간 발생하는 필수적인 작업 교대를 위한 이동, 장비 교체, 휴식, 검사를 작업시간에 포함한 이상적인 작업시간인 린 타임을 도출하였다. 사례 현장의 경우 계획단계에서 중복 작업, 동시 작업은 안전상의 이유로 배제되어 린 타임의 합이 린 사이클 타임으로 산정되었다[Table 5].
현장 여건상 가능한 방안 검토 결과 천공, 할암, 브레이커 작업의 2shift 운영(작업시간 16시간/일)으로 작업계획을 변경할 경우 공기 준수가 가능하였다[Table 6].
측정 및 검증결과 바닥 정지작업 누락과 천공·할암·암깨기·상차·운반의 4회 분할 작업에 따른 작업 간 이동시간의 증가가 확인되었다[Table 7].
린 타임의 적합성 검증결과에 따라 린 타임과 린 사이클 타임을 재설정 하였으며 결과적으로 초기계획 대비 10h의 린 사이클 타임이 증가되었다. 전체 공기 또한 20일이 증가되어 362일로 변경되었다[Table 8].
1~3 cycle 시공과정에서 지속적 측정을 통한 낭비도출 및 분석을 통한 개선을 시행하였다. 측정 결과 1Cycle에서는 초기 시공에 따른 시행착오로 인한 대기시간, 고장, 작업계획의 오류, 재시공, 빈약한 관리 등 많은 낭비 시간이 발생하였다. 대책으로 경험 많은 관리자 추가 투입, 예방점검, 작업 방법 변경을 시행하였으며 지속적인 정보 수집 및 분석 작업은 결과적으로 낭비 시간의 감소를 가져 왔다[Table 9, 10, 11].
첫째, 적정성 검증 프로세스를 적용하여 계획단계에서 개인, 조직, 경험의 편견과 오류를 최소화할 수 있었으며 이로 인해 신뢰성이 향상된 계획을 수립할 수 있었다.
셋째, 린 타임과 린 사이클 타임을 도출하여 구체적이며 이상적인 목표와 핵심 성과 지수를 제시할 수 있었다.
넷째, 지속적 개선 결과 이상적인 목표치에 도달하지는 못하였지만 낭비가 50% 이상 감소되었다.
다섯째, 구체적으로 제시된 작업 효율이나 능률, 다양한 공사 관계자들의 토의를 바탕으로 계획이 수립되어 개인적 편견이나, 경험의 오류가 통제되었다. 시공과정에서도 계획의 엄밀함으로 인하여 세부적인 낭비요소들이 쉽게 도출되었다.
여섯째, 최초 입찰 단계에서 전문 업체의 예측에 많은 오류가 있었다. 이러한 심각한 오류는 전문 업체, 전문가, 경험에 대한 비판적 검증의 필요성을 확인할 수 있었다.
셋째, 암질의 변화 등 다양한 변인에 의해 세부적인 작업 수량의 변화가 있었다. 따라서 린 사이클 타임은 적용하지 못하였으며 Net Working Time이라는 측정된 낭비 없는 작업시간을 성과 지표의 기준으로 선정하였다.
따라서 린 사이클 타임은 적용하지 못하였으며 Net Working Time이라는 측정된 낭비 없는 작업시간을 성과 지표의 기준으로 선정하였다. 결과적으로 성과 지표도 상황에 따라 지속적인 관찰을 통해 변경되며 어떠한 기준과 계획도 고착되지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 이러한 필수적인 변화를 수용하고 낭비를 도출하기 위해서 초기에 계산된 린 타임과 별도로 작업 상황의 변화를 수용하는 최적의 작업시간을 확인하여 Net Working Time으로 정의하였다. 따라서 Net Working Time과 낭비 시간을 포함하여 실 작업시간(Real Time)으로 정하였으며 결과적으로 린 사이클 타임이 아닌 Net Working Cycle Time이 핵심 성과 지수의 기준으로 설정되었다.
측정 결과 낭비시간이 50.5h에서 20.5h으로 감소되었으며 Net Working Cycle Time 대비 Real Cycle Time을 나타내는 성과지수도 0.732에서 0.878로 상향 되었다[Table 12].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
린 건설의 목적은 무엇인가?
린 건설은 낭비를 제거하여 프로젝트 단위의 흐름을 최적화를 목적으로 한다. 따라서 낭비를 이해하는 것이 린의 핵심이다(Womack & Jones, 1996).
린 생산방식이란 무엇인가?
린 생산방식은 일본의 토요타 자동차의 독창적인 생산방식인 TPS (Toyota Production System)를 MIT 국제 자동차 연구프로그램(IMVP) 연구원에서 미국 환경에 맞게 수정하여 린 생산(Lean Production)이라 명칭하였다. 린 생산이란 용어는 Womack 등에 의해 ‘세상을 바꾼 기계’라는 책을 통하여 소개되었다.
공사현장에 적용하기 위해 제안된 린 프로세스란 무엇인가?
본 연구는 건설 현장의 생산성을 향상 방안으로 린 건설의 개념과 이론을 바탕으로 시공계획 수립의 신뢰성을 확보하고, 시공과정에서 신속하게 정보를 수집하고, 측정분석이 효율적으로 수행되어 낭비가 제거되고 개선이 이루어지며 이러한 개선 행위가 지속될 수 있는 공사관리 프로세스를 제안한다. 제안된 프로세스는 현장 적용을 시도하여 효과와 효율성을 검증한다.
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