1. 서론
1.1 연구의 배경 및 목적
국내 건설산업에서는 생산성 정보의 필요성과 그 활용에 대한 중요성은 인식되고 있으나, 공사계획 및 관리에서 제대
로 활용되지 못하고 있는 실정이다(Oh et al., 2006). 생산성 정보를 효과적으로 활용하지 못하는 공사계획은 투입되는 자 원의 규모와 그 결과물 예측에 대한 신뢰성이 떨어지고 작성 하는 관리자의 경험 및 선호에 따라서 작성이 되고, 자료 신 뢰성 부족으로 인해 실제 시공단계에 활용이 제대로 이루어 지지 않고 있다(Shin et al., 2000; Chung-wei et al., 2009).
현장에서는 생산성 정보로 사용될 수 있는 공사일정, 비용, 인력투입과 같은 생산성 정보를 기록하는 방법으로 작업일 보를 활용하고 있다. 이렇게 입력된 정보는 생산성 정보로 활 용할 수 있지만, 현장마다 다른 데이터 속성들로 양식이 구성
철근콘크리트 공사의 작업 생산성 분석을 위한 3차원 객체 활용 정보관리 시스템 구축방안
김준1·차희성*
1아주대학교 건축공학과
A Framework on 3D Object-Based Construction Information Management System for Work Productivity Analysis for Reinforced Concrete Work
Kim, Jun
1, Cha, Heesung
*1Department of Architectural Engineering, Ajou University
Abstract :
Despite the recognition of the need for productivity information and its importance, the feedback of productivity information is not well-established in the construction industry. Effective use of productivity information is required to improve the reliability of construction planning. However, in many cases, on-site productivity information is hardly management effectively, but rather it relies on the experience and/or intuition of project participants. Based on the literature review and expert interviews, the authors recognized that one of the possible solutions is to develop a systematic approach in dealing with productivity information of the construction job-sites. It is required that the new system should not be burdensome to users, purpose-oriented information management, easy-to follow information structure, real-time information feedback, and productivity-related factor recognition. Based on the preliminary investigations, this study proposed a framework for a novel system that facilitate the effective management of construction productivity information. This system has utilized Sketchup software which has good user accessibility by minimizing additional data input and related workload. The proposed system has been designed to input, process, and output the pertinent information through a four-stage process: preparation, input, processing, and output. The inputted construction information is classified into Task Breakdown Structure (TBS) and Material Breakdown Structure (MBS), which are constructed by referring to the contents of the standard specification of building construction, and converted into productivity information. In addition, the converted information is also graphically visualized on the screen, allowing the users to use the productivity information from the job-site. The productivity information management system proposed in this study has been pilot-tested in terms of practical applicability and information availability in the real construction project. Very positive results have been obtained from the usability and the applicability of the system and benefits are expected from the validity test of the system. If the proposed system is used in the planning stage in the construction, the productivity information and the continuous information is accumulated, the expected effectiveness of this study would be conceivably further enhanced.
Keywords :
Productivity Information, Information I/O, 3D Object Model, Work Productivity Analysis
* Corresponding author: Cha, Heesung, Department of
Architectural Engineering, Ajou University, Suwon 16499, Korea E-mail: [email protected]
Received September 11, 2017: revised January 18, 2018 accepted February 13, 2018
되고, 정보의 손실과 누락이 있거나, 형식적 작성 및 보고, 관 리상의 시간과 인력 소모 등 다양한 문제점으로 인해 정보를 일관성 있게 수집하고 분석함에 어려움이 있다(Shin et al., 2013; Na et al., 2003; Kazuie, 1990; Lee, 2015).
한편, 최근 건설산업에는 BIM (Building Information Modeling)을 활용하여 정보를 관리하고자 하는 움직임이 활 발하다. BIM은 3차원 모델에 정보를 입력하여 관리하는 것으 로 현재는 설계오류분석, 문서의 관리, 에너지 분석 등에 관 한 연구에 많이 활용되고 있다. 그러나 시공단계에서 발생하 는 생산성 정보의 중요성에도 불구하고 BIM을 활용하여 생 산성 정보를 효과적으로 관리하고자 하는 시도는 미비하다 (Lee, 2015). 따라서 본 연구에서는 BIM을 활용한 생산성 관 리시스템을 개발하여 현장에서 생산성 정보를 효과적으로 활 용하는 방안을 제시하고자 한다.
1.2 연구의 범위 및 방법
본 연구에서는 건설공사 중 철근콘크리트 공사에 사용되는 재료와 시공방법을 대상으로 내용을 한정하였다. 정보가 입 력되는 대상으로는 철근콘크리트 공사의 결과물로 만들어지 는 보, 벽, 기둥, 바닥, 거푸집, 기초와 주 가설재인 거푸집, 동바리 등으로 연구범위를 한정하였다.
<Fig. 1>은 본 연구의 절차를 제시하고 있다. 그림에서와 같이, 우선 현장에서의 정보관리현황을 조사하고자 해당 실 무전문가와 인터뷰를 진행하였다. 한편, BIM 및 정보관리시 스템과 관련된 선행연구조사를 하였다. 인터뷰와 선행연구조 사를 통하여 문제점을 도출 후, 도출된 문제점을 해결하기 위 한 방안으로 3차원 모델링을 활용한 시스템의 프레임워크를 제안하였다. 제안한 방안을 검증하기 위하여 실제 사례 프 로젝트를 통해 계획대비 실행의 생산성 분석과 생산성 자료 를 통한 시공계획수립에 개발된 시스템을 시도한 후 적용하 여 효과의 타당성을 검증하였다.
Fig. 1. Research Methodology
2. 예비적 고찰
2.1 정보관리 선행 연구 고찰
건설공사에서 발생하는 정보를 시스템으로 구축하여 활용 하고자 하는 연구는 오랫동안 지속되어 왔다. 본 연구에서는 현장에서 발생하는 정보를 습득하여 활용할 수 있도록 분류 한 뒤 시공자가 활용할 수 있는 정보의 형태로 가공하는 시스 템을 개발하고자 정보의 입력, 체계, 출력 등 세 방향으로 선 행연구를 조사하였다.
선행연구 조사결과, 현장에서 발생한 정보를 입력하는 방 법에 관한 연구(정보입력 도구 관점), 발생한 정보를 분류하 는 방법에 관한 연구(정보분류 관점), 정보를 관리하는 시스 템(정보관리 시스템 관점) 등에 관한 연구로 구분할 수 있었다.
정보 입력 도구 관점의 연구로는 PDA와 디지털 펜 등을 사 용하여 정보입력을 수월하게 하는 연구가 대표적이다(Shin et al., 2016; McCullouch et al., 1993; Cox et al., 2002). 건 설현장에서 발생하는 정보가 중요하다는 인식은 이미 널리 퍼져있으나 이를 입력하기 위해서는 추가적인 인력이 필요하 다는 이유로 정보관리가 소홀하게 된 점이 다수연구에서 지 적되고 있다. 따라서 인력의 추가 없이도 활용 가능한 정보입 력 도구를 사용하여 관리자가 용이하게 정보를 입력하는 방 안이 요구된다. 정보분류관점은 입력되거나 발생한 정보를
분류하는 방법에 관한 연구가 대표적이다(Baek et al., 1999;
Shin et al., 2013; Song et al., 2008). 관리하고자 하는 정보 는 대상과 목적에 따라서 기존의 정보분류를 활용하는 방법 (국가의 시방서, 현장의 WBS (Work Breakdown Structure) 과 연구에서 새로운 분류체계를 구축하는 방법이 있다. 정보 관리 시스템 관점은 시스템을 이용하여 정보의 활용을 용이 하게 하고자 한 연구가 대표적이다(Kazuie, 1990; Russell, 1993; Cho et al., 2001; Choi et al., 2004). 현장에서 발생한 정보는 그 수와 종류가 헤아릴 수 없이 많아서 체계적으로 관 리하고자 할 경우 시스템의 도움이 필수적이다. 시스템을 구 성하는 방법도 관리하고자 하는 자원의 종류, 관리하고자 하 는 정보, 사용자의 종류, 사용하고자 하는 목적에 따라 상이 하게 나뉜다. 따라서 시스템이 무엇을 위하여 작동하는지에 대한 고려가 필요하다.
2.2 현행 실무 한계점 고찰
현장에서의 생산성 정보관리의 현황을 조사하고자 2017년 6월 3회에 걸쳐, 건축공사현장에서 최소 5년 이상 현장경험 이 있는 4인의 실무전문가와 생산성에 관한 관리현황을 주제 로 면담조사를 진행하였다. 면담조사결과 작업일보에 생산성 과 관련된 정보를 입력하고 있으나 타 현장에서의 활용성이 고려되지 않고 있다는 점, 생산성 분석 시 구체적인 생산성 저해요인이 고려되고 있지 않다는 점, 기존의 입력된 정보를 활용하는 절차의 부재로 인력의 경험으로 과거의 자료를 유 추해서 사용한다는 점, 그리고 위와 같은 문제를 인지하고 있 으나 이를 위해 정보관리 전문가 배치가 어렵고 추가되는 업 무에 대한 부담이 크기 때문에 실무적용상 큰 노력을 기울이 기에는 무리가 있다는 점 등이 실무에서의 한계점으로 도출 되었다.
2.3 시사점
선행연구조사 및 실무전문가와의 인터뷰 결과를 토대로 생 산성 정보관리 시스템 구축방안에 대한 시사점을 파악하면 다음과 같다.
첫째. 기존의 현장관리자에게 업무를 부담시키지 않는 방 안을 택해야 한다. 컴퓨터를 활용한 정보처리시스템의 구축 은 대용량의 정보처리를 위하여 필요하나, 현장의 업무를 가 중하지 않은 범위 내에서 사용할 수 있어야 한다. 기존에 사 용하던 프로그램과는 다른 새로운 정보관리시스템을 제안하 는 것은 오히려 프로그램 교육을 필요하게 하는 등 추가업무 를 부담시키게 된다(Tserng et al., 2014).
둘째. 처리하는 정보의 범위를 한정하여야 한다. 해당 시스 템에 입력되는 정보의 범위가 현장에서 입력이 가능한 범위 로 한정이 되어야 한다. 또한, 출력되는 정보도 현장에서 사 용하는 단위의 범위 및 분류로 한정되어야 한다.
셋째. 사용 목적에 맞도록 정보가 분류되어야 한다. 방법 과 순서에 따라서 다양하게 정보를 분류할 수 있다. 생산성에 대한 정보의 분류 또한 생산성 분석 및 활용에 맞도록 정보가 분류되어서 입력 및 출력이 되도록 하여야 한다.
넷째. 정보가 활용될 수 있도록 입력하여야 한다. 기존의 연구 및 현행실무에서도 정보의 입력은 중요시되었지만, 그 정보의 활용방안에 대한 제시는 미비하였다. 정보를 입력하 는 방법 및 내용의 구성 시 정보의 출력절차 및 형태를 고려 하여야 한다.
다섯째. 시공부위별로 생산성에 저해요인에 대해 고려가 필요하다. 기존의 연구에서도 생산성에 미치는 요소에 대한 언급이 있었으나 현장 전체에 영향을 미치는 것에 한계점이 있었다(Kisi, 2016). 한 현장 내에서 같은 재료와 같은 시공방 법을 사용하더라도 시공 부위에 따라서 생산성 저해요소가 다르고 이에 따라서 생산성의 차이가 발생하므로 이러한 점 을 고려되어야 한다.
3.생산성 정보시스템 개발방향
예비적 고찰 내용을 토대로 건축공사의 생산성 분석시스템 개발을 위한 저해요인 분석을 위해 추가적인 선행연구조사 및 브레인스토밍을 실시하였다.
기존의 연구를 분석한 결과, 생산성 저해요인은 산업 또는 전체 프로젝트 차원의 연구와 특정 공정에 관련된 연구로 구 분된다. 기존의 다수 연구는 프로젝트 전반적으로 적용되는 저해요인을 위주로 진행하였다는 점이 있으나, 선행연구조사 결과 더 구체적으로 현장의 부위에 대한 생산성 저해요인에 대한 분석이 유의미한 것으로 파악되었다.
현장의 부위별 생산성 저해요인과 그 저해 정도를 도출하 고자 현장담당 실무자와 브레인스토밍을 통하여 철근콘크리 트 공사의 경우 건물의 층고, 구조체 외형, 내외벽 구분 등이 중요한 저해인자로 도출되었다.
현장조사결과, 건물의 층고에 따라서 근로자의 비계사용 여부가 생산성에 저하가 있었다. 작업자가 비계 없이 거푸집 시공할 때의 작업능률을 100%로 본다면 1단 강관틀비계를 사 용해서 시공할 경우, 약 70%의 작업능률의 하락이 예상되는 것으로 파악되었다. 또한, 바닥에서 자재를 운반해 줄 근로자 가 추가로 필요한 것으로 파악되었다. 2단으로 강관틀비계를 조립해서 시공할 경우 시공자는 약 50%의 작업능률의 하락 이 예상되었고 바닥과 1단 강관틀비계에서 자재를 받아 올려 줄 근로자가 한 명씩 더 필요해서 두 명의 작업자가 추가로 필요함을 알 수 있었다. 구조체 외형은 두 가지 형태가 생산 성이 낮게 측정되는 것으로 예상되었다. 첫 번째 형태로 경사 진 슬라브의 경우 일반 슬라브의 거푸집 작업에 비해서 생산 성이 50%이상 하락함을 보였다. 두 번째 형태로 둥근 기둥의
경우 일반 기둥의 거푸집 작업에 비해서 생산성이 40% 이상 하락함을 보였다. 외벽에서의 거푸집작업은 실내에서의 거푸 집 작업에 비해서 생산성이 50%로 하락함을 보였다.
Fig. 2. Comparing As-is and To-be information I/O process
이상에서 알 수 있듯이 생산성 정보 시스템을 효과적으로 개발하기 위해서는 현장 특성에 맞는 생산성 정보를 입력할 수 있는 정보시스템의 개발이 필수적이다. 다음 <Fig. 2>와 같이 현행 생산성 정보는 현장별 입력에 치중하고 있어서 후 속 프로젝트에 효과적으로 피드백 되기 어려운 한계가 있다.
따라서 생산성 정보 시스템의 개선을 위해서는 3차원 정보 모델을 통한 생산성 정보의 입력을 통해 프로젝트 특성정보 를 연계시킴으로써 효과적인 정보의 피드백이 가능하고, 이 를 통해 합리적인 공사계획을 수립할 수 있는 것으로 보인다.
4. 3차원 객체를 활용한 RC공사 생산성 정 보관리시스템 구축
본 연구에서는 효과적인 생산성 정보관리 시스템 구축을 위해 SketchUp과 Excel 프로그램을 활용하였다. 현재 3차원 설계도구로는 Revit과 Archicad 등이 주로 사용되고 있으나, 현장의 특성상 3차원 설계프로그램보다는 사용이 간편한 프 로그램이 효과적인 것으로 파악되었다(Kim et al., 2011).
본 연구에서는 SketchUp의 기능 중 ‘Component Attribute’기능으로 3D 객체에 정보를 기록하도록 유도하였 다. 이 기능은 객체에 크기, 위치 등의 정보를 넣을 수 있도 록 분류되어 있고 사용자가 추가로 정보를 분류하여 넣을 수 있게 되어 있다. 이 내용에는 문자, 숫자를 입력할 수 있고
내장된 ‘Function’ 기능을 사용하면 숫자, 텍스트, 도형, 논 리 함수 등을 사용하여 입력된 값들을 연산하여 활용할 수 있 다. 또한, 이 정보들을 현장관리자가 쉽게 활용할 수 있도록 Excel과의 연계도 가능하다<Fig. 3>.
Fig. 3. Data connections between Sketchup and Excel
인터뷰 조사결과 현장에서는 Excel을 활용하여 작업일보 를 작성하고 있다. 추가적인 업무를 최소화하기 위하여 본 연 구에서도 Excel을 활용한 작업일보와 생산성 분석표를 제시 하였고, Excel에 입력된 정보가 3D 객체와 생산성 분석표에 입력이 되도록 하였다. 생산성 분석표란, 입력한 시공정보가 생산성 분석에 활용되도록 유도한 것으로 4.3 데이터 처리단 계에서 설명하고자 한다. 다음은 본 연구에서 제안하는 시스 템을 준비, 입력, 처리, 출력의 4단계로 상세히 설명하고자 한다.
4.1 준비단계
준비단계에서는 시공자가 공사 전 3D 설계를 통해 3D 객 체에 해당 프로젝트의 시공계획정보를 입력할 수 있다. 본 연 구에서는 골조공사에서 공통으로 사용되는 7개의 객체(기초, 기둥, 벽, 보, 바닥, 거푸집, 동바리)를 3D설계에 사용할 수 있도록 표준모델을 제안하였다<Fig. 4>. 또한 이 표준모델을 사용자가 쉽게 불러와서 생성할 수 있도록 라이브러리로 제 작하였다.
Fig. 4. 3D model library
Table 1. Information Category
Category Division Part
Site General information
Project Name Owner Contractor
Duration Date Weather Temperature
Object General Information
Object
Identification Object Code Object Progress Total Progress
Today Progress
Task
Steel
Unload Load Cutting Fabricating Mesh-cutting Mesh-fabricating
Joint
Concrete
Delivery Placing Lay Finish Curing Joint
Form
Unload Load Form tie Surface Form oil
Support
Unload Load Bolt, clamp
Material
Steel
Steel Mesh Placer Spacer
Concrete
Ready Mixed Concrete Admixture
Carrier Bucket Pump Placer Conveyor
Chute Vibrator
Form Panel
Batten
Support
Circular Rectangular
Light
Manager
Position Career Name
Labour
Concretor Carpenters Steel bender
Welder Laborer
Productivity inhibiting factor
working height outer wall unusual shape
사용자가 입력하는 시공계획정보는 현장공통사항, 객체공 통사항, 작업분류, 자원분류, 관리자분류, 인력분류, 생산성 저해요소로 구분하였다<Table 1>.
현장공통사항은 현장에서 일반적으로 기록되는 정보로
‘3.2 입력단계’에서 소개가 된다. 객체공통사항은 객체들이 생성된 순서대로 ‘aaaa’부터 ‘ZZZZ’까지 자동으로 생성되는 코드명이 부여되어 객체의 구분에 사용이 된다. 작업분류와 자원분류는 ‘3.3 처리단계’에서 소개가 된다. 인력분류는 현 장에 투입되는 인력을 분류한 것이다. 생산성저해요소의 경 우 해당되는 내용을 입력하도록 하였다. 준비단계에서 구축 한 3D 설계와 입력한 시공계획정보는 입력단계에서 입력된 시공정보와 처리가 되어 생산성 정보로 활용이 된다.
4.2 입력단계
입력단계에서는 시공자가 시공 중 발생한 정보를 작업일보 양식을 활용하여 입력하도록 하였다<Fig. 5>.
본 연구에서 제안하는 작업일보는 ① 작업장소, ② 인력투 입, ③ 관리인력 투입, ④ 장비투입 ⑤ 자재투입 ⑥ 공정률 ⑦ 현장 일반사항 등 총 7가지의 정보를 입력할 수 있도록 구성 하였다. ‘① 작업장소’는 작업일보에 3D Model이 연계되어 나 타나는 부분으로, 작업한 부위를 선택할 수 있는 공간이다.
사용자는 작업장소에서 객체를 선택하는 방법과 객체의 코 드를 입력하여 정보가 입력되는 대상을 선정할 수 있다. ‘② 작업인력투입’은 공사에 투입되는 인력 중 인력에 대한 정보 로 직종, 투입인원, 공사내용으로 구성하였다. 직종은 현장기 사, 콘크리트공, 목공, 철근공, 용접공, 작업인부 등으로 구분 하였다. ‘③ 관리인력 투입’은 공사에 투입되는 현장 관리자에 대한 정보로 성명, 직급, 경력, 공사내용 등을 입력하도록 하 였다. ‘④ 장비투입’은 공사에 투입되는 장비를 장비명, 투입 량, 공사내용으로 구분하여 입력이 가능하다. ‘⑤ 자재투입’은 공사에 투입되는 자재를 자재명, 총투입량, 당일 투입량, 공 사내용으로 구분하여 입력하도록 하였다. ‘⑥ 공정률’은 작업 장소의 공정별로 공정률을 입력하는 부분이다. 공정률은 입 력하는 사람의 판단에 따라 직접 수치를 입력하거나, 자동으 로 계획된 값과 비교하여 입력하는 방법을 활용할 수 있도록 하였다. ‘⑦ 현장 일반사항’은 프로젝트명, 발주자, 시공사, 공 사기간, 작업일보 작성일자, 날씨, 기온의 정보등을 프로젝트 에 대한 개요를 입력하도록 하였다.
이와 같이 특정한 업무와 연계된 작업일보를 통해 기록된 상세한 공사 내용 정보는 후속단계인 처리단계를 거쳐서 3D Model과 생산성 분석표에 저장이 되도록 하였다.
Fig. 5. Modified Daily Report
4.3 처리단계
처리단계에서는 작업일보에 입력된 정보를 생산성 분석에 활용할 수 있도록 정보를 처리하는 단계이다. 본 연구에서는 철근콘크리트 공사 중 발생한 정보를 분류하기 위해서 건축 공사 표준시방서 중 철근 콘크리트 공사와 관련된 시공방법 및 재료와 관련된 내용을 주로 활용하였다. 특히, 일반 콘크 리트 공사, 철근공사, 거푸집 및 동바리 설치 공사 등과 관련 된 정보를 포함하였고 각 공사 내용 중 공법과 재료와 관견된 세부내용을 분류하여 TBS (Task Breakdown Structure)와 MBS (Material Breakdown Structure)를 구축하였다<Fig.
6>. 이때, TBS와 MBS의 내용을 Excel 프로그램 내에서 생산 성 분석표를 생성시킴과 동시에 TBS와 MBS에 할당된 코드 를 자동으로 지정할수 있도록 하였다. 이 코드는 입력단계에 서 정보를 입력할 때 시공작업과 재료로 시공내용을 구분하 는 기능을 갖는다. 앞에서 설명한 방법으로 시방서의 내용을 TBS, MBS로 분류한 뒤 각 내용을 행렬로 구성하여 총 3개의 테이블(철근공종, 콘크리트공종, 거푸집 공종)을 생성할수 있 었다. 각각의 테이블은 각 공종에 사용되는 공법과 재료와 관
련된 생산성 정보가 입력되도록 하였다<Table 2~4>.
이와 같은 철근, 콘크리트, 거푸집의 생산성 분석표가 하나 의 3D객체마다 개별적으로 생성이 되도록 함으로써, 사용자 는 작업일보를 통하여 작업 내용을 입력함과 동시에 각 작업 내용에 따라 구분이 되어져서 해당 테이블에 생산성 자료가 연계되어 작업일자, 투입인력, 투입관리인력, 투입자재 등의 정보가 저장되도록 유도하였다.
Fig. 6. Task Breakdown Structure, Material Breakdown Structure and Productivity Analysis Matrix Created in Concrete specification
예를 들어, <Table 3>에서는 콘크리트 공사(C)에서 타설(P) 에 레미콘(R)의 재료를 사용했고 투입된 근로자는 콘크리트 공 1명과 일반근로자 2명으로 입력하였음을 알 수 있다. 자재 정보는 각 재료가 사용된 양을 분석한다. 이들은 100㎥의 콘 크리트 물량을 5월 6일에 작업하였음을 알 수 있다. 이때, 사 용자가 작업일보를 통하여 입력한 내용을 확인하고자 할 경 우, 3D객체를 클릭하면 연결된 철근, 콘크리트, 거푸집의 생 산성분석표가 화면상에 표시되도록 하였다. 처리단계에서 입
Table 2. Steel Task Productivity Analysis Matrix (Object : HI) Task
Mate rial
Steel(S) Unload
(U) Load
(L) Cutting
(C)
Fabricating (F)
Mesh Cutting
(M) Mesh Fabric (E)
Joint (J)
Steel bar (S)
1 ton
(4/25) None None
0.5 ton (5/1) Steel-bender:2
Journeyman:1 (5/1) 0.5 ton
(5/2) Steel-bender:2
Journeyman:1 (5/2)
None None
0.5 ton (5/1) Steel- bender:1 Journeyman:1
(5/1) 0.5 ton
(5/2) Steel- bender:1 Journeyman:1
(5/2)
Wire
mesh (W)
None None None None None None None
Placer
(P)
None None None None None None NoneSpacer (R)
100 ea
(4/25) None None
20 ea (5/1) Steel-bender:1
(5/1) 20 ea (5/2) Steel-bender:1
(5/2)
None None None
Table 3. Concrete Task Productivity Analysis Matrix (Object : HI) Task
Material
Form(F) Unload
(U) Load
(L)
Form tie (T)
Surface (S)
Form oil (O)
Panel(P)
20 ㎡ (4/25) None5 ㎡(5/5) Carpenters:1 Journeyman:1
(5/5)15 ㎡ (5/6) Carpenters:2 Journeyman:2
(5/6)
12 ㎡(5/10) Journeyman:7
(5/10)8 ㎡ (5/10) Journeyman:5
(5/11)
20 ㎡ (5/5) Journeyman:1
(5/5)
Batten(B)
50 kg (4/25) None10 kg(5/5) Carpenters:1 Journeyman:1
(5/5)]10 kg (5/6) Carpenters:1 Journeyman:1
(5/6)
None None
Table 4. Concrete Task Productivity Analysis Matrix (Object : HI) Task
Material
Concrete(C) Delivery
(D)
Placing (P)
Lay (L)
Finish (F)
Curing (C)
Joint (J) Ready-
mixed- concrete
(R)
100㎥
(5/6)
100㎥
(5/6) Journeyman:2
Concretor:1 (5/6)
100㎥
(5/6) Journeyman:1
Concretor:1 (5/6)
Concretor:1 (5/6)
None None
Admixture(M) None
None None None None NoneCarrying device(D)
2 EA (3/5)
2 EA
(5/6) None None None None
Bucket(B)
None None None None None NoneConcrete
pump(P)
None None None None None NoneConcrete placer(R)
1 EA (5/6)
1 EA
(5/6) None None None None
Belt
conveyor(C)
None None None None None NoneConcrete
chute(E)
None None None None None NoneConcrete vibrator(V)
1 EA
(3/5) None None 1 EA
(5/6) None None
력한 정보들은 축적이 되어 출력단계에서 사용자가 정보를 활용할 수 있는 형태로 출력이 되도록 구성하였다.
4.4 출력단계
출력단계는 입력되고 분류되어 저장된 정보를 활용하는 단 계이다. 정보는 계획 대비 실적을 분석하거나, 차기프로젝트 의 시공계획에 사용되도록 하였다. 4.실효성 검토에서 저장 된 정보를 활용한 구체적인 예시로 계획 대비 실적분석한 부 분을 통해 자세히 설명하고자 한다.
5. 실효성 검토
본 연구에서 제시한 생산성 정보관리 시스템의 현장적용 가능성 및 정보활용성 두 관점에서 검토를 하였다. 사례 연구 적용 대상으로 선정한 현장은 D건설사의 K오피스 건설공사 이다<Fig. 7>.
Fig. 7. Structure model of K office building
5.1 현장적용 가능성 측면
본 시스템의 현장도입 가능성과 도입 시의 현장에서의 손 익 및 사용자의 접근성을 분석하기 위하여 설문조사를 하였 다. 설문조사의 대상은 현장경험이 5년 이상인 실무자 12명 이었고 설문조사의 내용은 다음과 같다.
• 본 연구에서 제시하는 생산성 정보 입력방법의 사용자 접근성(매우 쉬움 : 5점, 쉬움 : 4점, 보통 : 3점, 어려움 : 2점, 매우 어려움 : 1점)
• 본 시스템 도입 시 예상되는 교육시간(3시간 이하 : 5점, 하루 이하 :4점, 3일 이하 : 3점, 7일 이하 : 2점, 7일 초 과 : 1점)
• 본 시스템 도입 전/후의 일당 정보관리시간에 대한 비교 (50% 이하로 감소 : 5점, 25% 이하로 감소 : 4점, 변화 없음 : 3점, 25% 이하로 증가 : 2점, 50% 이하로 증가 : 1 점)
• 생산성 정보 시스템 도입 시 예상되는 이득/손실 비교(이 득이 매우 큼 : 5점, 이득이 큼 : 4점, 없음 : 3점, 손실이 큼 :2점, 손실이 매우 큼 : 1점)
• 본 시스템의 실무 적용 가능성(매우 높음(5점), 높음(4 점), 보통(3점), 낮음(2점), 매우 낮음(1점))
Table 5. Survey Result
System Evaluation Item Mean Score
User accessibility 4.7
Time required for learning 4.8 Information management time per day 2.5
Projected profit / loss 3.7
System Applicability 4.0
설문조사를 한 결과 프로그램의 사용자 접근성, 요구학습 시간은 5점에 가까운 평가로 사용자의 관점에서 쉽게 사용할 수 있음을 알 수 있었다. 적용 가능성 또한 4점으로 시공현장 에도 용이하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 예상되는 손 익의 경우 3.7점으로 프로그램 활용 시 어느 정도의 이득이 있음으로 예상되었다. 그러나 정보관리시간은 2.5점으로 업 무량이 증가하는 것으로 평가되었다.
설문조사결과 사용자는 용이하게 배우고, 사용할 수 있으 며 현장에서도 충분히 도입할 수 있는 시스템으로 평가가 되 었다. 그러나 시스템의 사용이 곧바로 투입자원을 감소시키 는 것은 아니므로 예상이득은 낮게 평가되었다. 또한, 기존의 작업일보보다 더 세세한 정보를 입력하기 때문에 작업의 입 력량 증가로 인한 업무량 증가가 발생하였다.
5.2 정보활용성 측면
정보 활용성을 검증하기 위해 계획상 자원투입량과 실제로 투입된 자원투입량을 비교하였다. 자원투입대상은 K사옥의 HH객체로 본 프로젝트의 3층의 바닥을 지탱하는 보이다.
계획상의 자원투입량은 시공계획서의 인원투입계획에 명 시된 인원으로 산정하였다. 본 내용은 생산성 정보관리 시스 템의 준비단계에 해당한다. 실제로 투입된 자원투입량은 현 장에서 사용한 작업일보에 입력된 정보를 바탕으로 구성하였 다. 본 내용은 생산성 정보관리 시스템의 입력단계 및 처리단 계에 해당한다. 준비단계와 입력단계에 입력된 내용을 바탕 으로 출력단계에서 사용자가 활용할 수 있는 그래프를 화면 상에 출력하였다<Fig. 9>.
화면상에 출력된 그래프를 통해서 사용자는 계획 시의 인
력투입계획과 실제 인력투입내용을 비교할 수 있다. 또한, 생 산성 저해요소가 존재하고, 그에 따라서 생산성 차이가 발생 한다는 것을 확인할 수 있다. 화면상에 출력된 그래프를 통해 서 사용자는 계획 시의 인력투입계획과 실제 인력투입내용을 비교할 수 있다.
Fig. 8. Productivity Analysis of Object ‘HH’
<Fig. 8>는 계획 시의 인력투입량과 실제 입력투입량을 그 래프로 보여주고 있다. 인력투입량을 분석한 결과, HH객체 의 시공은 계획보다 많은 인력이 투입되어 낮은 생산성을 보 임을 알수 있었다. 이를 통해 사용자는 현재의 프로젝트가 낮 은 생산성을 보이는 시공부위를 인지할 수 있고, 해당 시공부 위의 생산성 저해요인을 고려하여 그 외 부위 및 다른 프로젝 트에서도 시공부위별로 생산성을 고려할 수 있다.
6. 결론과 한계점
본 연구의 목적은 기존의 작업일보가 정보관리의 도구로 사용되어 있지 못하는 한계점을 극복하기 위해서, 3차원 객 체 모델을 통한 객체별 정보기록을 통해 철근콘크리트 공사 용 사업정보관리시스템을 제시하는 것이다.
본 연구는 학문적 측면에서는 현장의 특성을 고려하여 현 장에 맞게 적용 가능한 생산성 정보 활용체계를 구축하고 실 제 현장에 적용하여 효용성을 확인하였고, 실무적 측면에서 는 현장에서 사용 가능한 3D Object Model 라이브러리를 구 성하여 시공 전 계획단계에서 비전문가도 쉽게 모델링을 할 수 있게 만든 것, 개선된 작업일보를 제시하여 입력된 정보가 활용이 가능한 형태로 저장이 되는 방안을 제안한 것, 실적분 석 및 시공계획 시 객체별 생산성 요소를 분석하여 더 정확하 게 하는 방안을 제시한 것이 있다.
본 연구에서의 한계점으로는 우선 골조공사에 한정하여 연 구를 진행했다는 점이다. 두 번째로는 생산성 저해요인의 양 적, 질적 검증이 제한적이었다. 이는 여러 현장의 데이터를 축적한 뒤 분석하는 과정을 통해서 해결될 것으로 사료된다.
세 번째로는 생산성 저해요인 간 영향이 있을 것으로 예상이
되지만 본 연구에서는 현장에서 얻은 정보를 활용하였기 때 문에 특정한 검증에 제한이 있었다.
차후 연구에서는 현장에서의 정보습득과 그 정보를 분류하 고자 하는 분류체계에 관한 추가적인 연구가 필요하다. 추가 적으로는 타 공정에 확대 적용하여 시스템의 실용성과 정확 성을 검증하여야 할 것이며, 최종적으로는 더욱 정확한 실적분 석 및 시공계획 시 효과적 활용방안을 제시하여야 할 것이다.
감사의 글
본 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업 핵심개인연 구의(과제번호 : 2015R1A2A2A01005242)일환으로 수행된 연구임을 밝히며 이에 감사를 드립니다.
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요약 :
국내 건설산업에서 생산성 정보의 필요성과 그 활용에 대한 중요성 인식에도 불구하고, 현장 단위의 공사계획 시 효과적인 피 드백을 통한 생산성 정보관리가 미흡한 실정이다. 공사계획의 신뢰성을 향상하기 위해서는 생산성 정보의 효과적인 활용이 요구되 지만, 현장에서는 공사계획을 관리자의 경험 및 직관에 의존하고 있다. 생산성 정보가 효과적으로 관리되지 못하는 이유는 생산성 정보의 관리를 위한 추가 인력투입이 어렵다는 점, 기존의 생산성 정보가 새로운 프로젝트에 적용되기 어렵다는 점 등 때문인 것 으로 파악되었다. 이러한 문제의 해결방안을 제시하기 위해서 선행연구조사 및 면담조사를 하였고 그 결과 새로운 시스템이 필요 하다는 사실을 확인하였다. 새로운 시스템의 요구사항으로는 최소화된 업무, 한정된 정보관리범위, 정보의 분류, 정보의 피드백, 생산성 저하요인의 고려 등이 있다. 본 연구에서는 상기 내용을 바탕으로 생산성 저하요인 및 생산성 정보의 관리가 가능한 시스 템의 프레임워크를 제안하였다. 이 시스템은 사용자 접근성이 좋은 SketchUp 소프트웨어를 활용하여 프로그램의 활용에 따른 추 가인력의 투입이나 업무량 증가를 최소화할 수 있도록 하였다. 제안한 시스템은 준비단계, 입력단계, 처리단계, 출력단계의 총 네 단계의 과정을 통해서 정보를 입력하여 처리하고 출력하도록 하였다. 입력한 시공정보는 건축공사 표준시방서에 기재된 내용을 참 고로 구성한 Task Breakdown Structure (TBS)와 Material Breakdown Structure (MBS)를 통해서 분류되어 생산성 정보로 변 환되도록 하고, 변환된 정보를 그래픽으로 화면에 출력하도록 하여 사용자는 이를 활용해 해당 현장에서의 생산성 정보를 활용 할 수 있도록 하였다. 본 연구에서 제안한 생산성 정보관리 시스템을 K 사옥 공사현장에 대입하여 현장적용 가능성 및 정보 활용 성 측면에서 검증하였고, 사용성 및 적용 가능성에서 매우 긍정적인 결과와 정보 활용에 따른 이득이 있을 것으로 예상되었다. 본 시스템을 활용할 경우 생산성 정보를 활용한 공사계획이 가능할 것이고 추후 정보가 지속해서 누적될 경우, 본 연구의 기대효과는 더욱 높아질 것으로 사료된다.
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