[논문]국내 건설 산업에서의 물량산출 특성을 고려한 공법기반 견적자동화 시스템 개발

정준호; 이창희; 김성아; 진상윤; 최철호

문제 정의

따라서 본 연구는 한국건설교통기술평가원의 건설기술혁신사업으로 추진되고 있는 가상건설 시스템 개발 연구단의 세부과제인 공법기반 견적자동화 시스템 개발의 일부로, 국내 건설 산업에서의 물량 산출 방식을 반영한 공법기반 견적자동화시스템을 개발하였으며, 파일럿 테스트를 통하여 개발된 시스템을 검증하였다.
이러한 개념을 이용하여 김성아(2007) 연구에서는 공법기반 견적 시스템의 개발 방향 및 추진 전략을 제시하였다. 반면, 본 연구에서는 선행연구에서 정의된 공법기반 견적자동화 개념을 토대로 국내 건설 산업의 견적방식을 반영시킨 발전된 형태의 공법기반 견적자동화 시스템 프로세스 및 개발 내용을 제시하고자 한다.

제안 방법

셋째, 국내 물량산출의 특성을 고려하여 LBS 체계를 개발하였으며 이를 통해 층, 실과 같은 다양한 Level에 따라 물량 정보를 관리 할 수 있다. 넷째, 국토해양부에서 제시한 건설교통표준분류체계 및 수량산출기준지침서의 코드분류체계에 따라 Recipe, Method, Resource를 정의하였다. 다섯째, 다양한 조합의 Report View를 제공할 수 있도록 설계되어 사용자가 원하는 수준의 물량산출 내역서를 생성할 수 있다.
본 연구에서 개발된 프로그램의 검증을 위해 성균관대학교 기숙사 신관을 대상으로 표1과 같이 파일럿테스트(Pilot Test)를 실시하였으며, 실행예산을 작성하는 상세견적 단계를 목표로 진행하였다. 설계단계에서 완성된 3D 모델을 수정 및 검토하여 견적용 BIM으로 전환하는 작업부터 실시하였으며 골조공사는 층별로 물량산출 작업을 진행하였고 마감공사는 실별로 3D 모델을 나누어 진행하였다.
본 연구에서 개발된 프로그램의 검증을 위해 성균관대학교 기숙사 신관을 대상으로 표1과 같이 파일럿테스트(Pilot Test)를 실시하였으며, 실행예산을 작성하는 상세견적 단계를 목표로 진행하였다. 설계단계에서 완성된 3D 모델을 수정 및 검토하여 견적용 BIM으로 전환하는 작업부터 실시하였으며 골조공사는 층별로 물량산출 작업을 진행하였고 마감공사는 실별로 3D 모델을 나누어 진행하였다.
기존의 3D 기반 견적 프로그램(Revit, Estimator 등)은 골조공사와 마감공사를 구분하지 않으며, 층별 물량산출은 가능하지만 실별 물량산출까지 포함하고 있지 않다. 이러한 한계를 반영하기 위해 시설물의 동, 층, 실 등의 위치정보체계를 분류한 LBS(Location Based Structure)를 정의할 수 있도록 시스템을 개발하였다. 이에 그림2의 가운데 일반적인 공법기반 견적자동화 프로세스에서 골조공사(좌측)와 마감공사(우측)의 프로세스를 조정한 것을 확인할 수 있다.

성능/효과

넷째, 국토해양부에서 제시한 건설교통표준분류체계 및 수량산출기준지침서의 코드분류체계에 따라 Recipe, Method, Resource를 정의하였다. 다섯째, 다양한 조합의 Report View를 제공할 수 있도록 설계되어 사용자가 원하는 수준의 물량산출 내역서를 생성할 수 있다.
첫째, 3D 모델의 Level of Detail과 Recipe 설정에 따라 개산견적과 상세견적을 수행할 수 있도록 설계되어 건설 산업의 생애주기 동안 다양하게 진행되는 견적업무를 지원할 수 있으며, 사용자가 원하는 수준의 정보를 제공할 수 있다. 둘째, 최초 프로젝트 생성 시 골조공사와 마감공사를 구분하여 생성 할 수 있도록 설계되어 골조 물량산출과 마감 물량산출의 특성의 차이를 고려하여 적산 업무를 진행할 수 있다. 셋째, 국내 물량산출의 특성을 고려하여 LBS 체계를 개발하였으며 이를 통해 층, 실과 같은 다양한 Level에 따라 물량 정보를 관리 할 수 있다.
테스트 결과 작업자의 숙련도에 따라 작업의 신속성 및 정확성의 차이가 나타났으나 숙련도가 낮은 경우에도 2D 기반 견적과는 상대적으로 단시간에 목표로 하는 결과를 도출하였다. 또한 기존 2D 기반 견적 결과물과 같이 공종별, 위치별 물량을 집계할 수 있었으며, 수량 산출 과정에서 골조공사와 마감공사의 상이한 체계를 모두 반영함을 확인하였다. 이에 지속적인 프로젝트의 진행을 통해 축적되는 데이터의 질과 양에 따라 신속성과 정확성이 더욱 증대될 것으로 예상된다.
본 테스트에 투입된 인원은 총 5명으로 3D 모델러를 비롯하여 개발된 프로그램의 숙련도가 중급인 작업자 2명, 초보자 2명으로 진행 되었으며 총 작업 시간 약 32시간, 평균 작업 시간은 8시간/인으로 나타났다.
둘째, 최초 프로젝트 생성 시 골조공사와 마감공사를 구분하여 생성 할 수 있도록 설계되어 골조 물량산출과 마감 물량산출의 특성의 차이를 고려하여 적산 업무를 진행할 수 있다. 셋째, 국내 물량산출의 특성을 고려하여 LBS 체계를 개발하였으며 이를 통해 층, 실과 같은 다양한 Level에 따라 물량 정보를 관리 할 수 있다. 넷째, 국토해양부에서 제시한 건설교통표준분류체계 및 수량산출기준지침서의 코드분류체계에 따라 Recipe, Method, Resource를 정의하였다.
이에 공법기반 견적자동화 시스템의 주요 특징은 다음과 같다. 첫째, 3D 모델의 Level of Detail과 Recipe 설정에 따라 개산견적과 상세견적을 수행할 수 있도록 설계되어 건설 산업의 생애주기 동안 다양하게 진행되는 견적업무를 지원할 수 있으며, 사용자가 원하는 수준의 정보를 제공할 수 있다. 둘째, 최초 프로젝트 생성 시 골조공사와 마감공사를 구분하여 생성 할 수 있도록 설계되어 골조 물량산출과 마감 물량산출의 특성의 차이를 고려하여 적산 업무를 진행할 수 있다.
테스트 결과 작업자의 숙련도에 따라 작업의 신속성 및 정확성의 차이가 나타났으나 숙련도가 낮은 경우에도 2D 기반 견적과는 상대적으로 단시간에 목표로 하는 결과를 도출하였다. 또한 기존 2D 기반 견적 결과물과 같이 공종별, 위치별 물량을 집계할 수 있었으며, 수량 산출 과정에서 골조공사와 마감공사의 상이한 체계를 모두 반영함을 확인하였다.

후속연구

본 연구에서는 BIM 모델을 바탕으로 Recipe, Method, Resource 정보를 생성, 3D 모델러의 Add-On 프로그램을 통해 3D 객체(Object)와 Recipe를 연계하여 물량을 산출하는 공법기반 견적자동화 개념 및 프로세스를 소개하고, 공사별, 위치별 물량 산출을 달리하는 국내 건설 산업에서의 특성을 고려한 공법기반 견적자동화 시스템 개발 및 검증을 통해 보다 실질적인 물량산출 프로세스를 제공함으로써, 향후 BIM기반 건설 프로젝트 환경에서 경쟁력을 확보할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것으로 판단한다. 현재는 적산 수준에 머물러 있지만, 앞으로 비용에 대한 대안 평가 및 의사결정의 지원도구로 활용될 수 있는 시스템으로 발전해야 할 것이다.
또한 기존 2D 기반 견적 결과물과 같이 공종별, 위치별 물량을 집계할 수 있었으며, 수량 산출 과정에서 골조공사와 마감공사의 상이한 체계를 모두 반영함을 확인하였다. 이에 지속적인 프로젝트의 진행을 통해 축적되는 데이터의 질과 양에 따라 신속성과 정확성이 더욱 증대될 것으로 예상된다.
본 연구에서는 BIM 모델을 바탕으로 Recipe, Method, Resource 정보를 생성, 3D 모델러의 Add-On 프로그램을 통해 3D 객체(Object)와 Recipe를 연계하여 물량을 산출하는 공법기반 견적자동화 개념 및 프로세스를 소개하고, 공사별, 위치별 물량 산출을 달리하는 국내 건설 산업에서의 특성을 고려한 공법기반 견적자동화 시스템 개발 및 검증을 통해 보다 실질적인 물량산출 프로세스를 제공함으로써, 향후 BIM기반 건설 프로젝트 환경에서 경쟁력을 확보할 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것으로 판단한다. 현재는 적산 수준에 머물러 있지만, 앞으로 비용에 대한 대안 평가 및 의사결정의 지원도구로 활용될 수 있는 시스템으로 발전해야 할 것이다.

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