보고서 정보
주관연구기관 |
중앙대학교 Chung Ang University |
연구책임자 |
이도엽
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2023-06 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
교육부 Ministry of Education |
과제관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO202300006450 |
과제고유번호 |
1345351234 |
사업명 |
이공학학술연구기반구축 |
DB 구축일자 |
2023-09-13
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초록
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※ 연구개발 목표 및 내용
□ 최종 목표
건축물의 시공불량은 하자보수 및 재작업으로 인한 프로젝트의 수익성 저하, 물리적 결함으로 인한 시설물 붕괴 등의 사고 발생, 공동주택의 경우 하자발생 및 처리지연으로 인한 입주자의 정신적-물질적 피해 등 심각한 악영향 및 사회적 문제를 발생시키고 있음. 이에 시공품질 확보를 위한 다양한 제도들을 운용하고 있지만, 시공 후 사후 점검 및 평가, 인력 중심의 확인 점검, 문서 기반의 시공과정 기록 및 품질평가라는 본질적인 한계가 존재함. 따라서, 품질에 영향을 미치는 주요 단위 작업에
※ 연구개발 목표 및 내용
□ 최종 목표
건축물의 시공불량은 하자보수 및 재작업으로 인한 프로젝트의 수익성 저하, 물리적 결함으로 인한 시설물 붕괴 등의 사고 발생, 공동주택의 경우 하자발생 및 처리지연으로 인한 입주자의 정신적-물질적 피해 등 심각한 악영향 및 사회적 문제를 발생시키고 있음. 이에 시공품질 확보를 위한 다양한 제도들을 운용하고 있지만, 시공 후 사후 점검 및 평가, 인력 중심의 확인 점검, 문서 기반의 시공과정 기록 및 품질평가라는 본질적인 한계가 존재함. 따라서, 품질에 영향을 미치는 주요 단위 작업에 대한 품질과 관련된 시공정보를 실제 작업을 수행하는 작업자 레벨에서 생성할 수 있도록 하며, 생성된 정보를 사람이 아닌 시스템이 자동으로 판별하고, 생성된 정보의 신뢰성을 동시에 확보할 수 있는 시스템적 접근 방법론에 대한 연구가 필요함. 이에 본 연구에서는 최근 건설분야에서도 많은 관심을 가지고 있는 블록체인 기술을 활용한 혁신적인 품질관리 시스템 프레임워크를 개발하고자 함.
□ 전체 내용
본 연구는 1) 관리 및 검증이 필요로 하는 품질관리 대상에 대한 조사분석과 전반적인 품질관리 체계 혁신을 위힌 시스템 구조를 설계하는 부분과 2) 품질관리 활동을 자동 검증하는 규칙과 알고리즘을 개발하는 부분 3) 블록체인 기술을 구현하는 부분으로 구분하여 연구를 수행하고자 함.
○ 건설산업에서 주요하게 발생하는 품질 관련 이슈를 분석하고 블록체인 기술을 적용하였을 때 개선 가능한 품질관리 대상을 선정하고자 함. 기존의 문제를 해결하기 위해 품질관리 업무 Process의 핵심 데이터를 선정하고 데이터 활용을 위해 전체 시스템 프로세스를 설계하고자 함.
○ 품질관리 업무 Process에서 생성된 핵심 데이터를 다양한 로직기반 검증 시스템을 개발하여 적정성을 판별하고자 함. 증강현실 기반 이미지 매칭을 통해 설치유무를 검증하고 작업규정 준수 파악을 위해 사진, Time-Log 정보를 기반으로 품질확보 적정성을 판별할 수 있는 로직으로 개발하고, 센서, 인증서와 같은 외부데이터 신뢰성을 위해 블록체인 분산저장을 통해 위변조를 방지할 수 있는 시스템을 설계하고자 함.
○ 품질 적합성 정보 작성과 원장의 열람 과정에서 하이퍼레저 합의 알고리즘을 활용해 작성자 또는 열람자의 권한을 확인하여 저장된 데이터의 신뢰성을 보장하고 허가되지 않은 사용자의 원장접근을 방지할 수 있음. 대용량 데이터(사진, BIM, 센서 등)는 블록체인 외부의 단일 DB에 저장하고 해당 데이터의 Hash와 Url을 분산원장에 기록하는 것을 통해 블록체인 네트워크 데이터 과부하를 방지할 수 있도록 설계하고자 함. Channel 구성을 위한 MSP설정과 참여자 유형별 DApp을 개발하고 블록체인 네트워크와 연계하여 데이터 접근 및 확인에 대한 체계를 구성하고자 함. 이를 통해 블록체인에 기록되어 보안 및 신뢰성을 확보된 시공 평가 정보는 발주자, 정부 점검기관, 입주예정자가 현장 방문이나 점검없이 검증이 필요한 작업의 내역을 신뢰할 수 있는 수준으로 제공받을 수 있음.
※ 연구개발성과
본 연구는 수행 과정에 있어 기존 연구목표에서 토큰 시스템의 개발 및 연동이 추가되어 1) 품질관리 대상 조사분석 및 품질관리 프로세스 정의를 통한 공종별 블록체인 시스템 구조 설계, 2) 품질관리 활동 자동판별 및 블록체인 네트워크 관련 요소기술들의 개발, 3) 개별 품질관리 프로토타입 및 토큰 시스템 각각의 개발, 4) 토큰 시스템이 연동된 품질관리 프로토타입의 개발 등, 4개 분야에 거쳐 9개 세부목표로 구분되어 진행되었음.
품질관리 참여 주체별 Org, Peer, Channel 및 MSP, CA를 통한 데이터 열람 권한 제어 구성, 분산저장기능 구현, Chaincode 구현 등 블록체인 핵심기술에 관한 연구가 완료되었으며, 또한 AR, 사진 메타데이터, 이미지 인식, IoT 센싱, 인증서 등 타 분야 기술을 사용한 단위 공종별 품질관리 활동 자동판별 기술을 개발/연계하여 블록체인을 통해 품질관리 활동 판별 결과를 분산저장하는 방안을 마련하였음.
또한, 당초 연구목표였던 블록체인 기반 건설공사 품질관리 시스템 프레임워크의 제안에서 끝나는 것이 아닌, 작업자가 자발적으로 품질관리 활동에 참여하도록 유도하여 Bottom-Up 방식의 품질관리 프로세스를 구체화하기 위한 수단으로서 토큰 시스템 기반의 품질관리 인센티브 시스템의 개발을 추가 제안하고 구현하였음.
최종적으로 블록체인 요소기술과 자동판별 기술, 토큰 시스템을 연계한 품질관리 프로토타입을 개발하고 현장 실증을 거쳐 연구개발 성과들을 검증하였으며, 이를 통해 본 연구과제의 초기 목표인 "작업자 레벨에서 품질 관련 시공정보를 생성하고 시스템이 자동으로 판별하며, 생성된 정보의 신뢰성을 확보하기 위한 블록체인 기반의 품질관리 프레임워크 개발"을 상회하는 성과를 달성한 것으로 판단됨.
이러한 연구개발을 통해 정량적으로는 3건의 전문학술지 논문게재(1개 SCI, 2개 SCI 미등재), 2건의 국제학술대회 논문발표, 3건의 특허출원, 3인의 학위배출 성과를 이루어냈음. 더불어 연구개발성과를 활용한 논문이 해외 전문학술지에 게재 절차 중에 있으며, 추가적인 논문게재 및 특허출원을 준비하고 있음.
※ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
본 연구과제의 주요 성과물인 블록체인 요소기술과 이미지 인식 등의 자동판별 기술 연계방안을 활용, 산업계에서 품질활동 및 그 생성정보에 대한 높은 효율성과 신뢰도를 확보하는 시스템적 방법론의 가능성을 확인하였으며, 더불어 토큰 시스템 기반 인센티브 지급 시스템의 개발을 통해 품질관리 활동을 토큰으로 보상하는 시스템을 구현함으로써 작업자 레벨에서 품질정보를 자율적으로 생성하도록 유도, 기존 관리 인력 중심의 Top-Down 품질관리 체계를 Bottom-Up으로 전환하여 기존 품질관리 업무의 패러다임을 전환 시킬 수 있을 것으로 기대됨.
또한, 본 연구개발 성과물들에 대한 특허를 출원, 건설산업 제반정보의 저장 및 공유수단으로 미래에 큰 역할을 할 수 있을 것이라 기대되는 블록체인 기술과 사용방법에 대한 지적재산권을 선제적으로 확보할 뿐만 아니라, 이를 기반으로 기술이전, 상품 및 기업화 등 추가적인 경제적 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단됨.
더불어, 기 창립된 연구실 기업의 주요 상품으로 품질관리 정보의 블록체인 기반 관리 및 인센티브 지급 시스템 제공을 목표로 상품 개발 및 현장 실증 중이며, 본 연구과제의 성과물은 센서·영상 AI 기반 판독 결과와 위험성평가 및 교육 정보를 분산저장하고 가치를 부여하기 위한 핵심기술로 활용될 수 있음.
(출처 : 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 요약문 ... 2
- 목차 ... 5
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 가. 연구개발의 필요성과 목표 ... 6
- 나. 연구개발의 계획 및 범위 ... 6
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
- 가. 1차년도 ... 6
- 나. 2차년도 ... 7
- 다. 3차년도 ... 9
- 라. 4차년도 ... 10
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 11
- 1) 연구수행 결과 ... 11
- 2) 목표 달성 수준 ... 12
- 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 12
- 가. 건설 품질관리 활동에 대한 높은 신뢰성 확보 ... 12
- 나. 건설 품질관리 효율성 확보 ... 13
- 다. 품질관리 문화 및 업무 패러다임 전환 ... 13
- 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 14
- 1) 연구성과 ... 14
- 2) 연구성과 활용계획 ... 15
- 6. 참고문헌 ... 15
- 끝페이지 ... 15
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.