초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 BIM 활용성 증대를 위해 인공지능 기반 BIM 정합성 검토모델을 구축하고, 기존 간섭 검토 업무의 한계점을 해결하기 위해 인공지능 및 온톨로지 기반 방법론을 제시하였으며, 3단계로 구분하여 연구를 수행하였음. 구체적으로 1단계에서는 3차원 기하 딥러닝 기반 BIM 부재 정합성을, 2단계에서는 그래프 특화 딥러닝을 활용하여 BIM 공간객체의 정합성을 검토하였음. 마지막 3단계에서는 정합성이 확보된 BIM 모델을 대상으로 온톨로지와 인공지능을 연계하여 복합 공종 BIM 모델 간 간섭 유형을 분류 및 탐색하

□ 연구개요
본 연구는 BIM 활용성 증대를 위해 인공지능 기반 BIM 정합성 검토모델을 구축하고, 기존 간섭 검토 업무의 한계점을 해결하기 위해 인공지능 및 온톨로지 기반 방법론을 제시하였으며, 3단계로 구분하여 연구를 수행하였음. 구체적으로 1단계에서는 3차원 기하 딥러닝 기반 BIM 부재 정합성을, 2단계에서는 그래프 특화 딥러닝을 활용하여 BIM 공간객체의 정합성을 검토하였음. 마지막 3단계에서는 정합성이 확보된 BIM 모델을 대상으로 온톨로지와 인공지능을 연계하여 복합 공종 BIM 모델 간 간섭 유형을 분류 및 탐색하는 시스템을 구축하였음. 각 단계별로 개발된 최종 성과품들은 상용 BIM 검토 소프트웨어의 애드인 형태로 모듈화하여 실무적 활용성을 확보하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
단계별 연구 목표대비 연구개발결과는 다음과 같음.
● 1단계: 다각도 이미지 및 기하정보 기반 BIM 부재 정합성 검토모델 구축
부재 간 관계정보를 인공지능에 학습시키기 위해 적합한 데이터 형태로 변환하였으며, 부재별 기하 형상정보를 학습한 MVCNN 모델과 부재의 기하정보 및 관계정보를 학습한 MLP 모델 간 앙상블 기법을 통하여 최적의 자동 분류 학습모델을 구축하였음.
● 2단계: 공간의 특성변수를 활용한 그래프 기반 BIM 공간 정합성 검토모델 구축
공간의 특징을 표현할 수 있는 다양한 특성변수들을 추출하고 이를 그래프 데이터로 변환하였으며, 대표적인 그래프 특화 딥러닝 모델 간 성능 비교 분석을 통해 최적 BIM 공간 정합성 검토모델을 구축하였음.
● 3단계: 온톨로지 기반 복합 공종 간 간섭 유형 자동 분류 및 탐색모델 구축
다차원 간섭 정보를 통합 간섭 온톨로지로 병합한 뒤, 인공지능 및 규칙기반 접근법을 활용하여 간섭 유형을 자동 분류 및 탐색하는 기술을 개발하였음. 또한 간섭 분류 결과가 반영된 온톨로지로부터 사용자가 SPARQL 기반 쿼리를 통해 간섭 데이터를 쉽고 빠르게 확인할 수 있도록 구축하였음.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구에서 개발된 건축 BIM 부재 및 공간 정합성 검토 기술은 상용 BIM 검토 소프트웨어인 KBim Assess-Lite의 모듈 형태로 탑재하였으며, BIM 설계자는 중간 및 실시설계 단계에서 모델의 부재 및 공간 정합성 검토에 활용할 수 있음. 이를 통해 BIM 모델의 품질 향상과 검토 업무 자동화를 통한 생산성 확보로 이어질 수 있음. 단, 본 모듈은 AI 연산을 위해 전용 외부 연산용 서버에 의존하기 때문에 정기적 모듈 업데이트 및 외부 연산용 서버 유지를 위해 BIM과 인공지능을 연계한 연구를 지속적으로 수행할 계획임.
온톨로지 기반 복합 공종 간 간섭 유형 자동 분류 및 탐색모델은 Autodesk사의 Navisworks 내 애드인(add-in)으로 개발하였으며, 건축 BIM 설계자는 본 애드인을 활용하여 실시설계 단계의 복합 공종 BIM 모델을 대상으로 간섭 유형 분류 및 탐색을 수행할 수 있음. 온톨로지로 구조화된 간섭 정보를 인공지능 알고리즘과 접목하여 간섭 유형 및 심각도 분류모델을 구축하는 혁신적인 접근 방식은 BIM 분야에서 처음 시도된 것으로, 이는 BIM 설계 품질검토 업무 자동화의 기반을 마련함. 향후 연구개발성과품 고도화를 위해 전문가들에게 애드인을 배포하고 지속적인 검증을 받아 기능을 개선할 계획이며, 실제 건설 BIM 프로젝트 적용 사례와 피드백을 바탕으로 간섭 분류 유형 및 탐색 범위를 확대할 계획임.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1단계: 다각도 이미지 및 기하정보 기반 BIM 부재 정합성 검토모델 구축 ... 5
• 2) 2단계: 공간의 특성변수를 활용한 그래프 기반 BIM 공간 정합성 검토모델 구축 ... 8
• 3) 3단계: 온톨로지 기반 복합 공종 간 간섭 유형 자동 분류 및 탐색모델 구축 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 16
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 16
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 16
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 끝페이지 ... 41