[논문]BIM 기반 시설물 유지관리를 위한 데이터 정의 - BIM기반 시설물관리 사례와 프로세스 분석 -

김도영

doi:10.13161/kibim.2020.10.3.001

BIM 기반 시설물 유지관리를 위한 데이터 정의 - BIM기반 시설물관리 사례와 프로세스 분석 -
Data analysis for facility maintenance based on BIM - Case studies of facility maintenance based on BIM and practical process - 원문보기

Journal of KIBIM = 한국BIM학회논문집, v.10 no.3, 2020년, pp.1 - 11

김도영 (한국건설기술연구원(KICT) 미래융합연구본부)

Abstract ▼ AI-Helper

The introduction of BIM technology is expanding not only in the field of design and construction, but also in the maintenance and use stage. In particular, researchers are looking to build a smart facility management system that integrates advanced IT technology and BIM. This study proposes the parts to be used and added to the BIM information, focusing on information generated and exchanged in the application case that is an issue during the current facility maintenance work by introducing the smart facility management technology and its use cases. The effectiveness of this proposal is compared with the scenario in which BIM-based facility safety management is applied and the current business scenario. In conclusion, the requirements for smart facility management are analyzed, and linkable parts between facility management tasks and BIM data that should be reflected in the facility management system are presented. In the maintenance phase, through the use case scenario, the facility management phase is subdivided according to the characteristics and contents of the work. In addition, information about the facilities required for each task is specified. Furthermore, it is examined whether BIM data and IT information can be linked with existing facility management systems. It is a process and guideline that can be provided to practitioners who want to introduce BIM and smart technology to facility management. It can define the required data items and levels according to the required information step by step based on the maintenance case.

주제어

표/그림 (5)

그림 Figure 1. Comparison with traditional facility management system and smart facility management system
그림 Figure 2. Research flow
표 Table 1. Summary of scenarios for solving structural problems
그림 Figure 3. Specific procedures for structural problem solving scenario (The classification of entire procedure and scenario by participatory experts)
표 Table 2. Types of document and information that can be linked and utilized between BIM data and facility objects

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이를 위해 적용사례 시나리오의 시설물관리 단계를 업무의 특성과 내용에 따라 세분화하고 각각의 업무에서 요구되는 시설물의 정보를 구체화한다. BIM 데이터와 IT 정보들이 시설물의 정보들과 연계가 가능한지 여부를 검토한다. 주요 연구내용은 아래와 같이 3단계로 구분할 수 있다.
본 연구는 BIM 및 첨단 IT 기술을 시설물관리에 어떻게 적용할 것인지에 대한 방향 설정을 위해 우선 스마트 시설물 관리기술과 그 활용사례를 소개하고, 시설물관리 업무를 업무적 특성 및 내용에 따라 마이크로(Micro)한 수준으로 세분화하였다. BIM과 스마트 기술을 시설물관리에 도입하고자 하는 실무자들에게 제공할 수 있는 일련의 프로세스이자 가이드라인이다.
스마트 시설물 관리시스템에 관한 기술개발은 진행 중에 있으며(Kang, 2018; KICT, 2016; Complex-shaped Tall Building Integrated Design System & KICT, 2016; Won, 2013), 기술성숙도 측면에서 적용성은 기술별로 상이하기 때문에 상용화를 위해 해결해야 할 과제들이 남아있다. 본 연구는 앞서 언급한 첨단 IT 기술들을 보편적으로 사용하게 되는 상황을 전제로 하고자 한다.
적용한 스마트 시설물관리 사례가 있다. 본 연구에서 ICBM 을 기반으로 한 스마트 시설물관리 플랫폼을 지향한다. IBM 왓슨 연구소는 IoT 클라우드 플랫폼을 이용해 빌딩 곳곳으로부터 센서를 이용하여 데이터를 취득하고, 이 데이터를 분석하여 빌딩 작업자가 작업에 편리한 환경을 만들기 위해 적용하고 있음.
그러나 정보의 효율적 관리와 정보의 표준화가 진행되지 못하고 있는 것이다. 시설물 유지관리 콘텐츠를 활용하면서 BIM과 최신 IT 기술을 적용하기 위해 사용자의 입장에서 정보의 활용에 대한 개선이 필요한 부분을 찾고 요구사항을 정의하고자 한다. 연구의 진행방법은 아래 Figure 2와 같다.
시설물관리 업체가 작성한 공간의 운영관리를 위한 시나리오를 바탕으로 공간 활용 조정에 필요한 일련의 업무 과정을 세분화한다. 업무를 진행하는 과정에서 발생하는 문제를 해결하기 위해 요구되는 정보 와 관련정보들을 분석하고자 한다.
위해 만들어진 포럼이다. 이 포럼은 빌딩 전 생애 주기에 걸친 BIM 데이터를 활용하여 프로세스의 이해당사자 간 관련 부문 간에 데이터를 끊임없이 전달할 수 있도록 하는 것에 목적이 있다(buildingSMARTalliance - HBC Data flow).

가설 설정

또한 작성된 BIM 데이터의 객체 및 그 속성 정보는 데이터 간 명확한 메타데이터 정보로 구분되어 상호 유기적으로 상위 메타데이터를 공유되고 있다. 각각의 수치 데이터는 파라미터로 정의되어 정보의 동기화 및 일관성, 상호운영성이 확보되어 있다는 이상적인 데이터 구축을 가정으로 연구를 진행하였다. 이 중 (1) 항목에 대한 내용은 위 Table 2와 같다.
0 BIL (Building Information Level) 50 수준을 전제로 한다. 즉, 연구는 건축물 전생애주기에 관련된 전 분야에서 요구하는 정보(예: 도면추출, 물량산출, 공사비산출, 구조계산, 유지관리, 에너지 해석과 같은 목적에 맞게 요구되는 형상, 물성의 정보)를 포함하고 있다는 가정 하에 진행되었다. 또한 작성된 BIM 데이터의 객체 및 그 속성 정보는 데이터 간 명확한 메타데이터 정보로 구분되어 상호 유기적으로 상위 메타데이터를 공유되고 있다.
첫째, 정보체계의 일원화가 요구된다. BIM에서 다루는 데이터들은 객체 기반의 정보체계(Object-oriented)이다.

제안 방법

셋째, 각각의 업무 절차에 필요한 관련 문서와 요구정보를 분석한다. 넷째, BIM 기반의 데이터 호환성 향상을 위한 정보체계의 요구사항을 분석한다.
분석하고자 한다. 둘째, 유지관리 업무 및 운영관리 업무의 사례를 통해 시설물관리에서 첨단 IT 기술과 BIM 기술이 상호연계가 가능한 항목들을 분석한다. 특히 업무의 요구정보 및 관련 문서, BIM 데이터 연계를 위한 방안, 그리고 활용목적에 따른 관계자별 시스템 요구사항을 정리한다.
이로 인하여 연중 이어지는 빌딩 이용률의 변화 등을 짧은 시간에 걸쳐 손쉽게 도출할 수 있었다. 또한 지형학적 정보 및 특정 건물 정보를 BIM 모델을 통해 알 수 있으므로 업데이트 스케쥴, 고도, 3차원적인 비주얼/렌더와 같은 정보를 생성할 수 있게 하였다.
Maritime Affairs, 2010, 2009). 본 연구는 KBIMS v1.0 BIL (Building Information Level) 50 수준을 전제로 한다. 즉, 연구는 건축물 전생애주기에 관련된 전 분야에서 요구하는 정보(예: 도면추출, 물량산출, 공사비산출, 구조계산, 유지관리, 에너지 해석과 같은 목적에 맞게 요구되는 형상, 물성의 정보)를 포함하고 있다는 가정 하에 진행되었다.
둘째, 각각의 실무를 수행하기 위해 동반되는 세부업무절차를 정리한다. 셋째, 각각의 업무 절차에 필요한 관련 문서와 요구정보를 분석한다. 넷째, BIM 기반의 데이터 호환성 향상을 위한 정보체계의 요구사항을 분석한다.
유지관리의 수선 교체 업무(누수 및 구조적 결함의 발견)와 운영관리의 공간관리 및 에너지관리에 관련한 적용사례 시나리오를 제시하고 이에 상응하는 업무절차를 분석한다.
할 부분들을 제안한다. 이 제안내용의 실효성을 BIM 기반의 시설물 안전관리가 적용된 시나리오와 현 업무 시나리오를 비교한다.
이 하자들 중 구조문제의 해결에 관한 적용사례(Table 1)의 시나리오를 통해서 통상적인 업무에서 요구되는 정보(Table 2) 들을분석하고 BIM 데이터와의 연계가능성을 분석한다. 적용사례 내용은 현장 데이터를 수집하는 6가지의 단계를 제외한 나머지는 설명을 생략한다.
이를 위한 정보통합 절차로 행위주체, 관리업무, 관리목적, 요구정보, 통합방법론의 정형화에 대한 방향을 제시하였다. 본연구를 통해 미래지향적 스마트시설물관리 시스템으로 다가서는 초석으로, 시설물관리산업에 고부가가치를 창출하고 다양한 비즈니스 서비스를 제시하는 전환의 계기가 마련되기를 기대해본다.
특히 업무의 요구정보 및 관련 문서, BIM 데이터 연계를 위한 방안, 그리고 활용목적에 따른 관계자별 시스템 요구사항을 정리한다. 이를 위해 적용사례 시나리오의 시설물관리 단계를 업무의 특성과 내용에 따라 세분화하고 각각의 업무에서 요구되는 시설물의 정보를 구체화한다. BIM 데이터와 IT 정보들이 시설물의 정보들과 연계가 가능한지 여부를 검토한다.
이를 위해서 각 관계자들과 인터뷰 및 시나리오 작성을 통해 요구사항을 수집하고 수집된 요구사항을 통해 개발되어야 하는 시스템에 대한 사용자 요구와 시스템 기능 및 제약사항을 식별하고 이해한다. 필요하다면 적용사례 다이어그램을 요구사항이 시스템에 충분히 반영되었는지에 대한 검토가 요구된다.
지금까지 구조적 문제가 발생한 경우의 적용사례 시나리오를 통해 정밀안전진단과정에 필요한 세부 절차와 각 절차에 요구되는 정보를 분석하였다. 이를 통해 시설의 구조적 문제, 특히 시설물 안전점검 절차에 활용될 수 있는 BIM 데이터, 특히 객체와 그 속성정보를 분석하면 아래 내용과 같다.
첫째, 건설산업에서 첨단 IT 기술과 BIM 기술의 현황을 통해 비즈니스의 측면에서 개선이 필요한 점들과 이 두 기술들의 가능성들을 분석하고자 한다. 둘째, 유지관리 업무 및 운영관리 업무의 사례를 통해 시설물관리에서 첨단 IT 기술과 BIM 기술이 상호연계가 가능한 항목들을 분석한다.

대상 데이터

공동주택관리법 제 36조 제4항에 의하면, 하자란 공사상의 잘못으로 인한 균열, 처짐, 비틀림, 침하, 파손 붕괴, 누수, 누출, 작동 또는 기능 불량, 부착 또는 접지불량 및 결선불량 등으로 건축물 또는 시설물의 기능, 미관 또는 안전에 지장을 초래할 정도의 것’을 의미한다. 국토해양부 (Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2015), 서울시설공단 (Seoul Facilities Corporation, 2014, 2017)의 사례를 통해 유지관리 업무의 적용사례를 조사하였다.

성능/효과

MIT와 BCG 보고서에 따르면 AI를 통해 성과를 거둔 비율은 CIO가 AI 프로젝트를 담당하는 기업의 경우 17%에 그쳤지만, CEO가 직접 주관하는 경우 34%에 달했다. AI로부터 가치를 창출했다고 응답한 기업들은 AI가 기술적 기회일 뿐만 아니라 인재, 데이터, 프로세스 변화에 대한 투자가 필요한 전략적 이니셔티브라는 사실을 인식하고 있었다. AI 기술이 무엇을 할 수 있는지에 집중하는 것 보다는 AI 전략에 대한 전체적인 시각을 갖는 것이 요구된다.

후속연구

본연구를 통해 미래지향적 스마트시설물관리 시스템으로 다가서는 초석으로, 시설물관리산업에 고부가가치를 창출하고 다양한 비즈니스 서비스를 제시하는 전환의 계기가 마련되기를 기대해본다.
셋째, 스마트 시설물관리 업무 중 발생하는 각종 텍스트 정보, 센서 정보, 동영상 및 음성 정보 등 비 구조화된 원시 데이터를 구조화된 양식으로 운영하기 위한 방안이 요구된다. 구조화된 원시 데이터는 컴퓨터에 의한 정보 추출 및 분석이 가능하기 때문에 원시 데이터를 구조화된 양식으로 변환하는 과정이 필요하다.
현재의 시설물 유지관리 업무중, 이슈가 되고 있는 적용사례에서 발생-교환되는 정보를 중심으로 BIM 데이터에 활용, 추가되어야 할 부분들을 제안한다. 이 제안내용의 실효성을 BIM 기반의 시설물 안전관리가 적용된 시나리오와 현 업무 시나리오를 비교한다.

참고문헌 (20)

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http://mdon.co.kr/news/article.html?no4316

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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