보고서 정보
주관연구기관 |
경북대학교 KyungPook National University |
연구책임자 |
이동은
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-12 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700011570 |
과제고유번호 |
1711030005 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2017-10-14
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키워드 |
환경관리.품질관리.일정관리.비용관리.다변수 최적화.이산형 이벤트 시뮬레이션.지리정보 시스템.품질기능전개.Environmental Management.Quality Management.Schedule Management.Cost Management.Multi-objective optimization.Discrete Event Simulation.Geographic Information System.Quality Function Deployment.Building Information Modeling.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700011570 |
초록
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연구의 목적 및 내용
프로젝트 계획 단계에서 다차원 성과지표들(환경∙품질∙시간∙비용)을 동시에 고려하여 최적 시공계획을 수립하는 시스템을 개발하기 위한 구체적인 연구내용은 다음과 같음.
첫째, 환경∙품질∙시간∙비용을 동시에 고려하는 최적시공계획 탐색방법론 개발
∙ 프로젝트 개별 성과지표들과 관련된 선행 문헌 및 시스템들을 분석하여 개별 성과지표들을 정량화하는 방법론 구축.
∙ 성과지표별 정량적 측정 및 평가를 위한 시스템 구축.
둘째, 시스템 요소기술 및 데이터 통합 알고리즘 설계
∙ 시스템
연구의 목적 및 내용
프로젝트 계획 단계에서 다차원 성과지표들(환경∙품질∙시간∙비용)을 동시에 고려하여 최적 시공계획을 수립하는 시스템을 개발하기 위한 구체적인 연구내용은 다음과 같음.
첫째, 환경∙품질∙시간∙비용을 동시에 고려하는 최적시공계획 탐색방법론 개발
∙ 프로젝트 개별 성과지표들과 관련된 선행 문헌 및 시스템들을 분석하여 개별 성과지표들을 정량화하는 방법론 구축.
∙ 성과지표별 정량적 측정 및 평가를 위한 시스템 구축.
둘째, 시스템 요소기술 및 데이터 통합 알고리즘 설계
∙ 시스템 요소기술 적용방법 및 데이터 연동 알고리즘 설계.
∙ 건설자원 최적 운송경로 계획용 경로 탐색 알고리즘 설계.
∙ 공정(Operation) 및 일정모형(Schedule model) 통합을 위한 알고리즘 설계.
셋째, 친환경∙무결점 시공을 위한 건설 최적화 시스템 개발
∙ 건설자원 운송 최적화 시스템 개발.
∙ 공정 및 일정 다변수 최적화 시스템 개발.
∙ JIT(Just In Time) 적용을 위한 시스템 연동.
∙ 시스템 타당성 및 적용성 검증을 위한 실무 사례연구 실시.
연구결과
해당 연차별 목표로 설정된 세부 연구내용들을 다음과 같이 목적에 부합되게 수행함.
1) 1차년도(환경·품질·시간·비용을 동시에 고려하는 최적 시공계획 탐색 방법론 개발):1차년도 세부 연구내용은 (1)건설장비 종류별 DB 구축, (2) 최적경로탐색 방법론 개발, (3)건설 공정 환경부하량 조사. 이 목표를 달성하기 위해 건설장비 성능정보 수집, 건설장비 DB구조 ER-Diagram 설계, 최적경로 시스템 결과의 정확성 및 실효성 검사, 건설장비 가용형태별 탄소배출량 산출 방법론을 구축함(국내논문 3편, 국외논문 3편 게재).
2) 2차년도(시스템 요소기술 및 데이터 통합 알고리즘 설계): 2차년도 세부 연구내용은 (1)확률․통계적 환경영향 분석 방법론 개발, (2)공정 및 일정모델 최적화 기법 개발. 이 목표를 달성하기 위해 단위작업 수준의 공정네트워크 모델 구축, 환경영향 측정의 정확성 검토, 다중목적함수를 고려한 공정 및 일정모델 최적화 알고리즘 개발함(국내논문 2편, 국외논문 3편을 게재).
3) 3차년도(친환경∙무결점 시공을 위한 건설 최적화 시스템 개발): 3차년도 세부 연구내용은 (1)최적경로탐색 시스템과 공정 및 일정통합 시스템 연동, (2)시스템 시범적용 및 효용성 검증. 이 목표를 달성하기 위해 공정단계별 일정 추출 모듈개발 및 시스템 타당성 분석을 수행함(국외논문 1편 게재).
연구결과의 활용계획
본 연구의 최종 결과물인 [건설 계획용 다변수 최적화 의사결정 시스템]은 다음과 같은 실무적 및 학술적 기여를 달성함.
< 실무적 기여 >
∙ 다양한 공법대안들에 대해 다변수 최적화 기법을 적용하여 획득된 시공계획은 실제 시공단계의 환경∙품질∙시간∙비용 관리를 효율적으로 실행할 수 있게함.
∙ 상세 공정수준에서 환경부하량을 모델링 및 측정하는 기술은 예측의 정확성을 향상시켜 향후 탄소전쟁에 대비해 유리한 위치를 선점하게 함.
∙ 이산형 이벤트 시뮬레이션, 품질기능전개, 다변수 최적화 기법을 시스템에 탑재함으로 비전문가들의 시스템 활용을 용이하게 하여 현장 적용성을 증대시킴.
< 학술적 기여 >
∙ 개발된 건설단계 환경평가 방법론은 향후 전 생애주기 평가(LCA) 연구에 통합되어 활용될 수 있음.
∙ 다차원 성과지표 정량화 및 최적화 기법들은 향후 건설 분야의 환경∙품질∙시간∙비용 관리 분야에서 후속연구에 환류 되어 응용될 것임.
(출처 : 한글요약문 4p)
Abstract
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Purpose&contents
This study aims to develop an optimal construction planning and analysis system that takes into account the project performance index (i.e., environmental impact, quality, time, and cost) together at construction planning phase.
First, Development of Optimal Construction
Purpose&contents
This study aims to develop an optimal construction planning and analysis system that takes into account the project performance index (i.e., environmental impact, quality, time, and cost) together at construction planning phase.
First, Development of Optimal Construction Planning method that considered environmental impact, quality, time, and cost simultaneously.
● Establish a method to quantify individual performance indexes by analyzing prior literature and systems related to project individual performance indexes.
● Establishment of a system for quantitative measurement and evaluation by performance indexes.
Second, Algorithm design for system element technology and data integration.
● Algorithm deign for system element technology application method and linking data .
● Algorithm design of route search for planning optimal transportation route of construction resources.
● Algorithm design for Integration of operation and schedule model.
Third, Development of construction optimization system for eco-friendly and zero-defect construction.
● Development of construction resource transportation optimization system.
● Development of process and scheduled multivariate optimization system.
● System interworking for JIT (Just In Time) application.
● Conduct a case study on system validation and applicability verification.
Result
The detailed researches is carried out in accordance with the purpose as follows.
1) First year(Development of optimal construction planning method that considered environmental impact, quality, time, and cost simultaneously.) : The detail of the first year are (1) DB construction for each type of construction equipment, (2) development of optimum route search method, and (3) survey of construction process environmental load. In order to achieve this goal, we have constructed a system for collecting construction equipment performance information, designing ER-Diagram of construction equipment DB structure, checking the accuracy and effectiveness of the optimum path system result(Published three domestic papers and three SCI(E) papers).
2) Second year(Algorithm design for system element technology and data integration.) : The details of the second year are (1) development of probability, statistical environmental impact analysis method, and (2) development of optimization techniques for process and schedule model . To achieve this goal, we developed a process network model at the task level, reviewed the accuracy of the environmental impact measurement, and developed a process and schedule model optimization algorithm considering multiple objective functions(Published two domestic papers and three SCI(E) papers)
3) Third year(Development of construction optimization system for eco-zero-defect construction.) : The detail of the third year are (1) interworking the optimum path search system and the process and schedule integration system, (2) the system pilot application and verification of performance. To achieve this goal, we developed a schedule extraction module for each process goal and performed a system feasibility analysis(Published one SCI(E) paper).
< Practical contribution >
● The construction plan obtained by applying the multivariate optimization technique to various construction method alternatives enables to efficiently manage the environment impact, quality, time, and cost of the actual construction phase.
● The technology of modeling and measuring environmental loads at the detailed process level improves the accuracy of predictions, leading to favorable positions in preparation for future carbon wars.
● Discrete event simulation, quality function development, and multivariate optimization techniques are installed in the system, making it easier for non-expert to use the system to increase field application.
< Academic contribution >
● The developed environmental assessment method can be integrated into future life cycle analysis(LCA) studies.
● Multidimensional performance indicators quantification and optimization methods will be applied to future research in the field of environment impact, quality, time, and cost management in the future construction.
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 22 5. 연구결과의 활용계획 ... 26 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 29 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 30 8. 참고문헌 ... 30 9. 연구성과 ... 33 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 36 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 36 12. 기타사항 ... 38별첨1 ... 39별첨2 ... 54끝페이지 ... 60
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