1. 서론
1.1 연구의 배경 및 목적
2019년 기준 국내 30년이 넘은 노후화 건축물이 37%를 차지하고 있으며, 점차 증가되고 있는 추세이다. 따라서 완 공된 건물에 대한 유지보수 관리 필요성이 대두되고 있다.
유지보수는 하자확인부터 비용결제까지의 일련의 과정을 거치며, 유지보수 관리자, 경영관리자, 사용자 등과 같은 많
은 작업 주체가 필요하다. 그 중 실질적 업무자인 유지보수 관리자의 업무가 비중이 크다. 이에 따라 하자 현장 확인 및 시설물 이력 확인 등 많은 시간이 소요되는 유지보수 관리 자의 업무 향상이 필요하다.
대부분의 건축물의 유지보수, 이력관리를 도면 또는 수기 로 작성하고 문서형태로 통합하여 관리하고 있다. 그 중 유 지보수 관리자가 관련 이력정보를 재 열람하기 위해서는 많 은 시간이 소요되며, 수많은 정보들에 대한 보관 및 관리에 많은 문제점이 발생하고 있다.
2000년대 이후 건축물 유지보수에 관한 연구 등이 지속적 으로 진행되었으며, 유지관리의 효율성 향상을 위하여 IT기 술을 활용한 다양한 연구(Ko, 2009; Lee, 2010; Park, 2011;
Moon, 2014)가 이루어져 왔다. 유지관리에 효율성 향상을 위해 BIM Data, 증강현실, COBie Data 등의 기술을 활용한 연구가 진행되었으며, 특히 Park (2011)의 연구에서는 BIM
* Corresponding author: Kwon, Soonwook, School of Civil &
Architectural Engineering and Landscape Architecture, Sungkyunkwan University, 2066, Seoburo, Jangan-gu, Suwon-si, Gyeonggi-do, Republic of Korea
E-mail: [email protected]
Received November 25, 2020: revised December 14, 2020 accepted December 15, 2020
스마트 디바이스 기반 유지보수 관리자용 자동화 모델 구축에 관한 연구
박지환1ㆍ정수완2ㆍ이서준3ㆍ송진우4ㆍ권순욱5*
1
성균관대학교 미래도시융합공학과 석사과정 ·
2성균관대학교 미래도시융합공학과 박사과정 ·
3성균관대학교 미래도시융합공학과 석사과정 ·
4성균관대학교 미래도시융합공학과 석사과정 ·
5성균관대학교 미래도시융합공학과 교수
Research on the Construction of an Automation Model for Maintenance Managers Based on Smart Devices
Park, Jihwan1, Chung, Suwan2, Lee, Seojoon3, Song, Jinwoo4, Kwon, Soonwook5*
1
Graduate Student, Department of Convergence Engineering for Future City, Sungkyunkwan University
2
Graduate Student, Department of Convergence Engineering for Future City, Sungkyunkwan University
3
Graduate Student Department of Convergence Engineering for Future City, Sungkyunkwan University
4
Graduate Student, Department of Convergence Engineering for Future City, Sungkyunkwan University
5
Professor, Department of Convergence Engineering for Future City, Sungkyunkwan University
Abstract : Based on the previous year’s statistics, 37% of buildings in South Korea are aged over 30 years. As the number of the aging buildings increases, so does the need for maintenance. Building maintenance involves a significant number of works;
the work of ‘maintenance manager’ accounting for the largest part. Currently, the maintenance history record is mostly in drawing or handwritten form which makes reviewing the data highly time consuming. Therefore, to improve the convenience of maintenance works and optimize historical data management, the existing maintenance process was analyzed. Problems were derived and a smart device-based automation model was established. In order to establish a smart device-based automation model, ① general flow of facility management process was analyzed and related articles were reviewed, ② current maintenance process was optimized, ③ functional block diagram of BIM Data, COBie Data, IoT, and AR-based automated maintenance management model was created, ④ a smart device-based automated maintenance management model was constructed, ⑤ finally, the above system was verified by testing the aforementioned model in the field site, evaluating the time required for the maintenance process and reviewing maintenance history data against the current one.
Keywords : Maintenance Management of Building, Automated Model, COBie Data, BIM Data, Smart Construction
을 활용하여 시설물 유지관리 시스템 개발을 위한 기존 시 설물 관리 프로세스 및 체계를 제안하였다. 또한 기존의 연 구는 프로세스 구축 및 유지보수 전반적인 단계에 해당하는 연구로, 유지보수 관리자의 직접적인 효율성 증대를 위한 연 구는 미흡한 상태이다. 하지만 대부분 건물에서의 유지보수 진행은 각각의 건물마다의 차이가 있으며, 건물 유지보수 업 무자의 경험적 근거에 의해 진행 되는 경우가 많다.
본 연구에서는 기존 유지보수 관리자의 업무 특성을 고려 하여, 개선된 유지보수 프로세스 및 체계를 구축하고, 이를 통해 앞서 언급한 문제들을 해결하는 것에 주된 목적을 두 고 있다.
따라서 본 연구에서는 기존의 유지보수 업무 프로세스를 분석하고, 이를 배경으로 Smart Technology (AR, BIM Data, COBie Data, IoT)를 활용하여 기존 업무의 문제점을 개선한 프로세스 및 체계를 제안한다. 이를 통해 제안된 프로세스 및 체계를 적용한 모바일 기반의 유지보수 관리 자동화 모 델을 개발하고, 이를 활용하여 본 연구에서 제안한 체계의 개선 사항을 검증하고자 한다.
1.2 연구의 범위 및 방법
본 연구에서는 유지보수 관리자에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 효율적인 유지보수를 위하여 기존의 프로세스 를 분석하고 유지보수 현장의 특성과 유지보수가 필요한 객 체들을 고려하여 적합한 Smart Technology를 도출하고, 도 출된 Smart Technology들을 적용한 프로세스 및 체계를 구 축하였다. 최종적으로 이를 기반으로 한 시스템 개발을 진행 하였다.
본 연구에서는 기존 유지보수 프로세스를 식별하는 과정 에서 보다 효율적인 Smart Technology 활용을 위하여 기술 융합을 통한 현장 적용에 적합성을 고려한 연구를 수행하였 다.
세부 단계별 연구 범위 및 방법은 다음과 같은 절차로 수 행되었다.
1) 기존 연구 고찰
기존 문헌 및 연구를 검토하여 지금까지 진행되어온 유지 보수의 선행 연구를 고찰하였다.
2) 유지보수 관리 자동화 모델 구축
본 연구의 구축 및 설정에 대한 단계로, 구축단계에서는 BIM Data를 통한 공간 및 객체 활용 및 COBie Data 기반의 Web Server를 활용하였다. 이를 통해 설정 단계에서 활용될 기본 배경을 구축했으며, 설정단계에서는 Test에 활용될 객 체 및 공간 설정과 시나리오 및 기능구성도를 설정하였다.
이런 구축과 설정의 단계를 통해 유지보수 진행 시 문제점 으로 거론되었던 효율성 증대와 이력정보 확인에 대 한 내
용을 효율적으로 획득할 수 있는 시스템을 제시하였다.
3) 사례 현장 작용
본 연구에서 제안하는 유지보수 관리 자동화 모델 구축을 통해 사례 현장에 적용하였다.
4) 결론 및 향후 연구
연구에 대한 결론과 향후 과제에 대하여 작성하였다.
2. 기존 연구 고찰
국내 건물 노후화가 증가함에 따라 유지보수의 중요성이 증가하고 있다. 유지보수 진행 시 여러 주체가 동시 다발적 으로 업무에 투입하게 된다. 유지보수에 참여하는 작업주체 들은 의사소통의 문제 및 비효율적인 정보관리로 인해 능률 저하, 과다한 시간 소요 등과 같은 문제점이 발생하게 된다.
이와 같은 상황 변화에 대처하고 문제가 되는 요소를 해 결하기 위하여 유지보수와 관련된 다양한 연구가 진행되었 다. 관련 연구를 살펴보면 BIM 기반 시설물 유지관리 시스 템 개발(고영환, 2009; 박미경, 2011; 임현수, 2011; 변성오, 2015), BIM 기반 유지관리 정보 모델링을 위한 객체분류목 록 개발(김재열, 2013), CObie Data를 기반으로 한 시설물 유 지관리 정보교환체계 개발(이슬기, 2012; 심정아, 2015) 등 유지보수의 효율성 향상을 위한 다양한 연구가 진행되었다.
또한 유지관리 이전 단계인 설계단계, 시공단계 등 건설 관련 다양한 분야에서 효율성 증대를 위한 접근이 이루어지 고 있다. 이와 같은 연구들은 Smart Technology 기술인 증 강현실, IoT, BIM Data, COBie Data, FM 통합정보 시스템 을 활용하여 프로세스 개선 및 시스템 개발에 초점을 맞추
Fig. 1. Research Flow chart
어 진행되었다. 그리고 기존 연구에서 더 나아가 Web, PDA, Mobile Device 등과 같은 IT 기술을 활용한 정보관리를 통 하여 실시간으로 업무 지원이 가능하며 업무 시간 및 관리 를 효율적으로 할 수 있는 정보화, 자동화 방향으로 발전하 고 있다.
3. 시설물 유지보수 프로세스
3.1 시설물 유지보수의 정의
「시설물 안전 및 유지보수에 관한 특별법」에 따르면
“시설물 유지보수”를 다음과 같은 뜻으로 정의하고 있다.
① 보수주체는 시설물의 기능을 보전하고 편의와 안전을 높이기 위하여 소관 시설물을 유지보수 하여야 한다. 다만, 대통령령으로 정하는 시설물로서 다른 법령에 따라 유지보 수 하는 경우에는 그러하지 아니하다.
② 유지보수 주체는 유지관리업자 또는 그 시설물을 시공 한 자[하자담보책임기간(동일한 시설물의 각 부분별 하자담 보책임기간이 다른 경우에는 가장 긴 하자담보책임기간을 말한다) 내인 경우에 한정한다]로 하여금 시설물의 유지보 수를 대행하게 할 수 있다.
③ 시설물의 유지보수에 드는 비용은 시설물 관리주체가 부담한다. 법에서 언급하는 것과 같이 일반적으로 유지보수 운영 또는 유지관리는 완공된 시설물의 기능을 보전하고 시 설물 이용자의 편의와 안전을 도모하기 위하여 일상적으로 점검 정비하고 손상된 부분을 원상 복구하는 등 시설의 기 능유지 보전에 필요한 활동을 하는 것을 말한다. 또한 시설 물 유지보수의 특별법에는 각각의 시설물은 해당 관리 주체 에 따라 시설물의 안전 및 유지관리 계획을 소관 시설물별 로 매년 수립 및 시행해야한다(국토교통부, 2020).
3.2 시설물 기존 유지보수 프로세스
유지보수 시 관련 작업을 수행하기 위한 원인 파악에 오 랜 시간이 걸리는 경우가 많다. 이에 연구를 통한 국내 공공 기관의 일반적인 시설물 관리 흐름은 다음 <Fig. 2>와 같다.
식별된 시설물 기존 유지보수 프로세스는 총 25가지 유스 케이스로 담당 주체는 1. 사용자, 2. 시설물관리자, 3. 작업자, 4. 경영관리자와 같이 4가지 작업 주체로 구분된다.
이 중 14개에 해당하는 항목이 시설물 관리자에 해당하 는 항목으로 56% 가량의 업무 가중치를 나타낸다. 또한 도 면, 이력정보, 관련 문서 등 데이터 및 현장 정보가 분산되어 있어 시설물 관리 문서 보관서나 현장에 사람이 직접 방문 하여 내용을 확인해야하는 등 반복적인 수작업이 많음을 알 수 있다.
사례 조사를 통해 식별하였을 시, 해당 시설물은 종이문서
나 엑셀 파일로 시설물 정보나 이력정보를 관리하고 있었는 데, 도면과 같은 경우는 PDF나 일부 전자화하지 못한 청사 진 도면으로 관리되고 있었다.
이렇게 시설물관리자는 시설물 하자가 발생되었을 때 시 설물을 중심으로 연결된 이력정보, 문서, 유지보수 업체정 보, 현장 위치 등을 탐색하는데 많은 시간이 소요되고 있으 며, 현장에 방문해 하자 사항을 식별하더라도 업무자의 경험 을 토대로 진행하는 경우가 많다. 이와 같은 사항들은 유지 보수 업무 효율성을 저해하는 주요 요인으로 파악된다.
4. 유지보수 관리 자동화 모델 구축
본 연구에서 제안하는 유지보수 관리 자동화 모델은 BIM/
COBie Data 및 IoT/AR 기술을 활용하였다. 이에 따라 16가 지의 시설물관리자 업무 중 유지보수 진행 간 효율성 증진 이 필요한 항목을 5가지로 구분하였다. 1. 하자 확인, 2. 하자 현장 확인, 3. 공사/유지보수 이력확인, 4. 공사/유지보수 위 치 및 구조/이력 확인, 5. 문서/이력 갱신에 해당하는 내용으 로 1, 2 항목에 대하여 IoT/AR 기술을 활용하였고, 3, 4, 5에 해당하는 항목에 대하여 BIM/COBie Data를 접목시켰다. 이 에 따라 시설물 관리자 업무 효율성 증진, 이력정보 확인 및 갱신에 소요되는 시간을 단축하기위해 유지보수 관리 자동 화 모델을 구축하였다.
4.1 BIM DATA 활용
본 연구에 있어 BIM Data는 시나리오 수립을 위한 장소 및 `객체 선정을 위해 활용되었다. 대상 건축물은 경기도 일
Fig. 2. Example of existing facility maintenance process
산 소재지 한국건설기술연구원 본관으로 진행하였다.
BIM Data 활용방안으로는 기존 BIM Data를 통해 객체별 라이브러리를 추출하고, 시설물 유지보수를 위해 부재별 라 이브러리를 공간별 모델 데이터로 재가공 하였다. 이렇게 재 가공 된 객체(부재)별 라이브러리 및 공간데이터를 Unity를 활용하여 병합하였다. 이렇게 병합된 공간데이터와 객체(부 재)데이터를 토대로 이번 연구 시나리오 대상 선정에 활용 하였다.
4.2 COBie DATA 활용
본 연구에 핵심이 되는 내용으로 유지보수 관리자가 업무 진행 시 자료를 쉽게 분류하기 위하여 COBie Data를 활용하 였다. 기존 COBie Data는 18가지의 데이터시트로 구성되며 해당 내용은 다음 <Fig. 4>와 같다.
기존 18가지에 해당하는 COBie 데이터시트 중 5가 지에 해당하는 Document (Submittals and approvals, DWG.), Issue (Other issues remaining at maintenance), Type (Types of equipment, products, materials, model and warranty), Resource (Required materials, tools, and
training), Job (PM, Safety, and other job plans)에 한정하 여 진행하였다. 앞서 언급한 BIM Data의 객체정보는 COBie Data에 저장되었다. 해당 내용을 배경으로 기 구축된 Web Server와 이번 연구에 구축한 모델이 연동되는 방식으로 진 행하였다. 유지보수 진행 간 사용될 객체의 종류는 문, 벽, 창, 바닥, 천장으로 구성하였으나, 본 연구에서는 유지 보수 관리 자동화 모델 구축에 대상 객체는 문으로 한정하여 진 행하였다.
4.3 유지보수 관리 자동화 모델 기능 구성도
BIM/COBie Data를 기반으로 유지보수 관리 자동화 모델 을 기능 구성도를 작성하였다. 이는 유지보수 관리자가 현장 에서 실시간으로 활용하기 위해 모바일 디바이스 기반으로 작성되었으며, APP 형식으로 구성하였다. APP에 활용되는 COBie Data는 기 구축된 Web Server를 활용하여 진행하였 다. 유지수 관리 자동화 모델 시스템 개념도에 대한 내용은
<Fig. 5>와 같다.
APP에 해당하는 항목으로 가. 메인 페이지, 나. 카메라 실 행 및 AR연동, 다. 점검, 라. 신고 및 보수, 마. 기록, 바. 메인 메뉴로 구분하여 작성하였다.
4.3.1 메인페이지
메인 페이지에 해당하는 내용은 유지보수 관리자가 현장 에 방문하여 구축된 시스템 로그인까지에 해당하는 내용이 다. 사용자의 정보는 구축된 Web Server에 등록된 것을 활 용한다.
4.3.2 카메라 실행 및 AR 연동
카메라 실행 및 AR 연동에 해당하는 내용은 앞서 언급한 1) 메인 페이지에 로그인 과정을 완료한 후 안드로이드 기반 AR Core로 자동 연결되어, 방문한 객실 내 공간정보를 QR Code를 통해 인식 가능하도록 준비하는 단계이다.
4.3.3 점검
점검에 해당하는 내용은 유지보수 관리자가 현장에 방문 하여 실시간적으로 실내의 온도, 습도를 확인하는 항목이다.
Fig. 4. Typical COBie data sheet example Fig. 3. BIM Data utilization flow chart
Fig. 5. Conceptual diagram of this research
온도 및 습도에 대한 내용은 각 항목마다 체크박스를 클릭 시 그래프 형태로 노출된다. COBie Data 내 구축되어 있는 IoT Sensing 정보를 통해 온도, 습도 정보를 습득할 수 있다.
4.3.4 신고 및 보수
신고 및 보수 항목에서는 BIM 형상정보 위주의 정보를 가 시화한다. 해당하는 내용은 유지보수 관리자가 현장에 방문 하여 보수가 필요한 항목에 대하여 직접적인 상태비교가 가 능하며, 추가적으로 모델을 형상화 시켜 크기에 맞게 접목시 킬 수 있도록 구성하였다. 형상화 되는 정보들은 COBie Data 내 구축되어 있는 BIM Model 정보로부터 습득할 수 있다.
4.3.5 기록
앞서 언급한 다. 점검과 라. 신고 및 보수 항목 진행 간 도 출된 이슈에 대해 정보 저장이 가능한 ‘기록’ 항목을 구성하 였다. 업무 진행 간 촬영했던 사진 또한 업로드 가능하며, 이 전에 기록했던 내용에 대해서 재 열람이 가능하다. 해당 항 목에서 기록된 사항은 구축된 Web Server에 업로드 된다.
4.3.6 메인 메뉴
유지관리 자동화 모델 활용 간 각각의 항목으로 바로 이 동시킬 수 있는 메인 메뉴를 구성하였다. 유지보수 관리자가 실질적으로 활용하게 되는 점검, 신고 및 보수, 기록에 해당 하는 내용이며, 추가적으로 ‘공간 정보’, ‘점검 정보’, ‘작업 정 보’에 해당하는 내용은 Web Server에 구축되어있는 COBie Data를 열람 가능하도록 링크 기능을 제공하였다.
5. 현장 검증
본 장에서는 유지보수 관리 자동화 모델의 성능을 확인하 였다. 본 연구 진행에 있어 시나리오 수립에 배경이 된 BIM Data 및 COBie Data의 실제 모델인 한국건설기술연구원 본 관에서 현장 검증을 진행하였다.
Table 1. Case site overview
Summary
Test building name
Gyeonggi-do Ilsan,
Korea Institute of Construction Technology Main Building
Building scale B1F-5F
Test date and time 2020.05.20
Test place 2nd floor lounge, 2nd floor staircase room
Measurement target Member of framework(Door), Temperature/Humidity Sensor Device used Android mobile phone
5.1 IoT Sensing 값을 활용한 정보 습득
유지보수 자동화 모델 시스템 기능 구성도 제작에 따른 APP을 실제 현장에서 적용하였다.
로그인 후에는 안드로이드 AR Core을 활용하여 휴대폰 내 카메라와 연동되고 이를 통해, 기 부착되어있는 QR Code 를 인식시킬 시, 작업 정보 창이 노출이 된다. 작업 정보에 해당하는 내용으로는 ‘점검’, ‘신고 및 보수’, ‘기록’에 해당한 다.
이 후 점검 항목을 클릭 할 시 우측 중단에 IoT Sensing 정 보에 해당하는 온도 및 습도 정보를 COBie Data로부터 업로 드 시킬 수 있다. IoT Sensing 정보는 온도, 습도에 해당하는 내용으로 각각의 체크박스 클릭 시 일 평균 온도 및 습도 정 로를 그래프로 가시화 시켜준다. 시간단위로 확인이 가능하 며, 일평균 온도 및 습도에 대한 내용을 전달 받을 수 있다.
이처럼 유지보수 관리자가 장비에 대한 조작이 필요 없이 이미 획득된 데이터를 통해 즉각적으로 실내의 정보 파악이 가능함을 알 수 있었다.
Fig. 6. Login screen
Fig. 7. Camera linkage and QR code recognition
5.2 BIM Model 가시화를 통한 부재상태 비교 다음은 신고 및 보수에 해당하는 단계로 앞서 언급한 로 그인 과정을 거친 후 QR Code 인식을 통해 가시화된 작업정 보 중 ‘신고 및 보수’ 항목을 선택하면 된다. 신고 및 보수 항 목 클릭 시 좌측 중단 ① AR View on/off, ② Existing BIM Model, ③ Additional BIM Model 항목이 노출된다. 이 중 ② Existing BIM Model, 체크 박스 클릭 시 현장 내 부재(문)와 유지보수 관리 자동화 모델을 통해 가시화 된 BIM Model과 직접적인 비교가 가능하다. BIM Model은 360도 회전이 가 능하여 다각도로 비교 및 검측이 가능하고, 실제 부재(문)의 손상 정도의 파악이 가능하여 유지보수 업무에 도움이 된다.
③ Additional BIM Model은 기존 부재(문)가 아닌 추가 부 재(문)에 대한 BIM Model 정보 가시화로 유지보수 관리자 가 현장에서 다른 제품으로 교체를 원할 시 유용하게 활용 할 수 있다.
다음은 ① AR View on/off에 해당하는 내용으로, 부재(문) 에 대해 BIM Data Model을 실제 객체 크기에 맞게 사이즈 조절이 가능하며, 특정 위치를 기점으로 Fitting 할 수 있는 기능을 활용할 수 있다. 2층 휴게실 부재(문)와 2층 계단실
부재(문)에 대하여 Fitting & Fixing 기능을 활용하였으며, 이러한 기능을 통하여 부재에 대한 손상 정도가 심할 시 새 로운 부재로 교체하기 전에 미리 새로 적용될 부재를 접목 시켜 검토 가능한 것을 확인 할 수 있다.
5.3 Data 기록 및 관리
기록에 대한 사항은 현장에 방문하여 직접 테스트를 진 행하는 과정 중 필요 사항에 대해 작성하였다. 유지보수 관 리 자동화 모델 작업정보 항목 중 ‘기록’을 클릭하면, 그림 16 두 번째 그림과 같은 페이지가 노출된다. 이는 작업에 필 요한 사항을 기록할 수 있는 점검사항 기록 파트와 유지보 수 관리 자동화 모델 활용 간 사용하였던 사진을 불러와 재 검토 가능하다. 이렇게 기록된 항목들은 기록 목록에 저장이 되며, 필요에 따라 재 열람이 가능하다.
다음은 메인 메뉴에 해당하는 항목으로 최초 로그인 후 우측 상단에 고정되어있다. 메인 메뉴에 해당하는 내용은
‘공간 정보’, ‘점검 정보’, ‘작업 정보’로 기 구축되어있는 Web Server로 연동되어 저장되어있는 COBie Data를 실시간으로 확인 할 수 있다.
Fig. 8. Click check item to learn temperature/humidity information
Fig. 9. Door check through QR code recognition
Fig. 10. Object Fitting & Fixing function through AR View function
Fig. 11. Object Fitting & Fixing function through AR View function
5.4 성능 및 검증 활용 방안
본 연구에서 제안한 모델을 검증하기 위하여 기존 유지보 수 방식과의 작업 소요시간을 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 모델의 활용은 앞서 언급한 5-1. IoT Sensing 값을 통한 정보습득, 5-2. BIM Model 가시화를 통한 부재상태 비 교, 5-3. 데이터 기록 및 관리를 통해 진행하였다. 기존 유지 보수 방식은 본 연구의 Test 현장인 한국건설기술연구원 유 지보수 관리자의 기존 업무 프로세스를 활용하였다.
첫 번째로 BIM Model 가시화를 통한 부재상태 비교 항목 에서는 ‘부재 교체 및 확인’, ‘부재 상태 및 하자 검토’에 대한 사항으로 진행하였다. 모델을 활용한 개선 프로세스에서는 BIM Model을 가시화 시켜 기존 부재에 새로운 부재를 접목 시키는 ‘부재 교체 및 확인’ 에 대해 Fitting & Fixing 기능을 활용하여 소요 시간을 측정하였다.
두 번째로 Data 기록 및 관리에 해당하는 내용으로 ‘기존 자료 및 이력 사항 확인’, ‘하자 이력 작성’에 대한 부분의 소 요시간을 측정하였다.
세 번째로 IoT Sensing 값을 통한 정보 습득에 해당하는 내용으로 ‘실내 정보 습득’에 대한 시간 소요를 측정하였다.
최종적으로 기존 프로세스 대비 개선 프로세스에 대해 총 소요 시간을 측정할 경우 테스트 현장 1에 대해서는 기존 프 로세스 18분 40초, 개선 프로세스에는 8분 20초가 측정되었 으며, 테스트 현장 2에 대해서는 기존 프로세스 20분 10초, 개선 프로세스 8분 40초가 소요되었다. 개선 프로세스를 활 용하였을 시 테스트 별로 10분 20초, 11분 30초에 소요 시간 이 줄어들었음을 확인 할 수 있다.
추가적으로 본 연구에서 제안한 모델 및 시스템에 따라 기존 유지보수 관리 대비 개선된 편의성을 식별하였다. 첫 번째 ‘기존 이력 문서 확인에 대한 시간 감축’으로 유지보수 관리 자동화 모델을 활용함에 따라 모델 내에 기 구축되어 있는 COBie Data Web Server 연동을 통해 번거로운 문서 열람 과정을 생략하여 업무 진행 효율성 향상이 가능했다.
두 번째 ‘AR을 통한 부재 검측’으로 유지보수 관리 자동화 모델의 QR Code 인식 기능을 통하여 형상화된 BIM Model 정보와 실제 객체(부재)의 원활한 비교가 가능하였다. 이 는 유지보수 업무 진행 간 유지보수 관리자의 업무 접근성 을 향상시켰다. 세 번째 ‘점검기록 및 수정의 용이’로 유지보 수 관리 자동화 모델 내 기록에 대한 기능을 구축하여 실시 간 적인 점검사항에 대한 텍스트 및 사진 저장이 가능하였 다. 유지보수 관리대장과 같은 지참 물품 등을 생략할 수 있 어 업무 진행 간 편의성 및 휴대성 향상이 가능하였다.
Fig. 12. Check existing COBie data through web server linkage
Table 2. Measurement result of time required for each process
Division Test place 1 (2nd floor lounge) Test place 2 (2nd floor staircase room)
Existing process Improv-ement process Existing process Improv-ement process
Comparison of absence statusthrough BIM Model visualization
Replace-ment and Confirmation - 50s - 40s
Facilities and Defect review 3m 20s 1m 20s 3m 50s 2m
Data recording and management Check existing data and history 7m 10s 3m 7m 30s 2m 50s
Write defect history 2m 30s 1m 10s 2m 40s 1m 20s
Information acquisition through IoT
Sensing value Acquisition of indoor inform-ation 5m 40s 2m 6m 10s 1m 50s
Total Time 18m 40s 8m 20s 20m 10s 8m 40s
Table 3. Convenience evaluation result of maintenance work
Division Evaluation content Evaluation results
Improving Unimproved
Work process improvem-ent according to the maintenance management automation model
Improve work process efficiency (Reduce time to check existing history documents) ✔ Improved accessibility during maintenance work (Member of framework detection through AR) ✔ Improved convenience and portability during maintenance work (Inspection record and willingness to modify) ✔
6. 결론
본 연구에서는 효율적인 유지보수 업무를 진행하기 위하 여, 기존 유지보수 업무의 문제점을 도출하고, 도출된 문제 점에 Smart Technology를 선정하여 적용하였다. 분석된 문 제점을 바탕으로 이를 극복하기 위한 새로운 형태의 유지보 수 관리 자동화 모델을 제안하고, 현장 검측을 통해 효과 검 증을 실시하였다. 최종적으로 본 연구의 현장 검측을 통한 효과 검증은 다음과 같다.
첫째, 기존 유지보수 업무 진행 시 과거 이력 재 열람에 과 다한 시간이 소요되는 것을 파악하였다. 이에 기 구축되어있 는 COBie Data Web Server와 본 연구에서 구축한 유지보수 관리 자동화 모델을 연계하여, 유지보수 관리자가 해당 모 델을 이용하여 실시간 적인 과거 이력을 확인 할 수 있었다.
이러한 시간 감축으로 유지보수 관리자 업무 효율성 향상을 확인 할 수 있었다.
둘째, 기존 유지보수 업무 진행 시 하자의 여부 및 부재 의 상태를 확인할 때, 유지보수 관리자 경험에 의해 점검하 는 경우가 대부분이었다. 이에 본 연구에서 구축한 유지보 수 관리 자동화 모델을 활용하여 부재의 실제 3D BIM Data Model을 가시화시켜 현장의 객체와 직접적인 비교가 가능 하였다. 결과적으로 AR을 통한 부재 검측은 유지보수 관리 자의 접근성 향상을 확인 할 수 있었다.
셋째, 기존 유지보수 업무 진행 시 유지보수 관리대장과 같은 지참 물품을 통해 업무에 대한 사항을 기록하였다. 이 에 본 연구에서 구축한 유지보수 관리 자동화 모델을 활용 하여 텍스트 및 촬영사진을 저장하였다. 결과적으로 유지보 수 관리자의 지참 물품 생략 및 수월한 유지보수 사항 기록 으로 편의성 및 휴대성이 향상되었음을 확인 할 수 있었다.
또한, 제안된 모델 및 체계는 최근 건설 산업에서 이슈화 되고 있는 기술들인 AR, BIM Data, COBie Data, IoT 등을 활 용하여 보다 효율적으로 유지보수 관리자의 업무를 최소화 및 지원하기 위한 방안을 담고 있다.
본 연구에서 제안한 유지보수 관리 자동화 모델은 향후 각종 스마트 디바이스에 적용하여, 유지보수 관리자에게 보 편화 가능할 것으로 예상한다. 또한 이번 연구는 QR Code 인식을 통해 단일 객체에 대해서만 구현 가능했지만, 인식의 범위 및 추가적인 기술을 접목시켜 공간 및 실에 대한 정보 를 확장하여 가시화 시킬 수 있을 것으로 예상된다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 도시건축 연구개발사업의 연구비 지원(20AUDP-B127891-04)에 의해 수행되었습니다.
이 논문은 국토교통부의 스마트시티 혁신인재육성사업으 로 지원되었습니다.
References
