Model Design and Applicability Analysis of Interactive Electronic Technical Manual for Planning Stage of Construction Projects

***본 논문은 한국건설기술연구원의 연구비 지원에 의한 건설분야 전자매뉴얼 정보화 전략계획 수립 및 전자매뉴얼 개발사업의 결과 보고서(2004) 일부를 논문 형태로 재구성하였음.

***건해건설(주) 이사(주저자: [email protected])

***경상국립대학교 토목공학과 공학연구원, 교수(교신저자: [email protected])

건설공사 기획단계 전자매뉴얼의 적용 모형 구성 및 효과 분석*

Model Design and Applicability Analysis of Interactive Electronic Technical Manual for Planning Stage of Construction Projects

곽중민** ․ 강인석***

Joong-Min Kwak** ․ Leen-Seok Kang***

Abstract

Technical documents in the construction field are changing from paper documents to electronic ones. As a result, the industry witnesses a trend of using portable electronic devices in searching or retrieving necessary information such as relevant regulations. Despite the improvement in the accessibility to general technical documents, a limitation is still found in accessing the electronic documents on the regulations. We see the barrier for field engineers to enhance their technical knowledge. One of major barriers is that videos, animations, and virtual reality information to enhance the visual understanding of technical content related to regulations are not linked. It is the interactive electronic technical manual (IETM) that can address such issues.

The IETM is an electronic document system that enables real-time information acquisition while operating in the form of conversations with users by linking multimedia functions to document types such as specifications and guidelines. This study establishes a model of the IETM that can be operated in the planning stage of a construction project. The study also verifies its usability with a hypothetical case study. This study aims to improve the usability of the IETM in the construction project by analyzing the application effect of the IETM using the AHP technique.

Keywords : Interactive Electronic Technical Manual (IETM), Construction Specification, Planning Stage, Analytic Hierarchy Process (AHP)

1. 서 론

최근의 건설공사는 규모가 대형화되면서 건설 공 정의 구성면에서도 토목, 건축, 기계, IT(Information technology) 등 다양한 기술분야가 융복합된 프로 젝트로 변화되고 있다. 이러한 공정과 기술분야의 다양성은 건설 현장에 있는 실무자들에게 더욱 많은

기술정보의 습득을 요구하고 있고, 숙지하여야 할 관련 지침과 시방서, 가이드라인의 양도 대폭 증대 되고 있다. 이러한 건설분야 기술문서들은 과거 종 이 문서형태로 활용되었으나 최근에는 각종 정보화 기술의 적용으로 점차 전자화 형태로 변화되고 있으 며, 인터넷 검색이나 휴대용 전자기기로 관련 규정 을 검색하여 활용하는 사례들도 증대되고 있다.

그러나 이러한 기술문서들의 전자화 형태는 접근 성은 개선될 수 있지만 여전히 규정 자체의 전자 문 서화에 그치고 있으며, 규정에 관련된 기술 내용의 시각적 이해도를 높이기 위한 동영상, 에니메이션 (Animation), 가상현실(Virtual Reality, VR)정보 등 이 연동되지 않아 실무자들의 기술적 이해도를 높 이는데는 한계가 있다. 더우기 최근 BIM(Building information modeling)의 활용이 확대되면서 건설 정보의 시각화가 가속화되고 있는 점을 고려하면 이 러한 기술문서의 활용 형태는 시각적 매뉴얼기반으 로 변화될 필요가 있다.

이러한 기술문서의 전자적 형태에 각종 멀티미디 어 정보를 연동하여 기술문서 이용자들에게 정보 누 락을 방지하고 직관적 이해도 향상과 신속한 정보 전달을 가능하게 하는 것이 전자매뉴얼(Interactive electronic technical manual, IETM)이다. 즉, 전자 매뉴얼은 시방서, 가이드라인 등 다양한 문서형태의 매뉴얼을 멀티미디어 기능이 연계된 전자적 매뉴얼 형태로 구성하여, 사용자와 대화형태로 운용되면서 필요 정보의 누락없이 실시간으로 정보 습득이 가 능하도록 하는 대화형 전자 문서 체계를 의미한다.

이러한 전자매뉴얼은 건설공사의 다양한 단계에서 활용할 수 있으며, 프로젝트 시행여부를 판단하는 중요한 단계이지만 관련 정보가 부족한 기획단계에 서는 더욱 활용성을 갖는다. 특히 기획단계는 프로 젝트의 개시 여부를 결정하기 위해 입찰 참가 여부 와 프로젝트 수행시 기본적인 설계 및 시공단계 정 보를 포괄적으로 파악해야 하므로 필수 정보의 집중 과 선택이 필요한 단계이다. 이를 위해 타당성분석 등에서는 부족한 전문 지식을 전자적 기술문서에서 시각적 정보로 활용할 수 있도록 하여 이해도를 높 일 수 있고, 관련 정보의 연동 제시기능으로 정보 누 락을 방지할 수 있다. 본 연구는 전자매뉴얼 구성을 위한 기본 정보와 구성시의 단계별 구축방안을 건설 공사 기획단계를 중심으로 모형으로 구성하고, 적용

시나리오를 구성하여 활용성을 검증하며, 전자매뉴 얼의 적용시 파급효과를 AHP(Analytic hierarchy process)기법으로 분석하여 건설분야 전자매뉴얼 의 활용성을 제고하는데 목적이 있다.

2. 연구동향 분석

박문서 외(2011)은 건설분야 전자매뉴얼의 정보 체계에 집단지성개념을 도입한 정보관리모델을 구 성하여 도시재생사업에 활용하는 사례를 제시하였 고, 조락영 외(2012)은 도시재생사업에서 전자매 뉴얼의 사용 활성화를 위한 전재매뉴얼 보완방향을 제시하였다. 강인석 외(2007)는 건설공사 설계도 서매뉴얼의 전자화를 위한 전자매뉴얼 구성방안을 제시하였고, 강인석 외(2005)에서는 전자매뉴얼의 건설분야 필요성과 적용방안을 제시한바 있다. 문 현석･강인석(2009)은 시설물의 재해정보관리에 전 자매뉴얼을 적용하기 위해 재해정보분류체계를 탑 재한 재해관리 전자문서의 표준 XML(eXtensible Markup Language) 스키마(Schema)를 구성한바 있다.

Kribs et al.(1996)는 전자매뉴얼을 시설물이나 장 비의 유지관리 정보를 대화형 정보체계로 시각화한 전자문서라고 정의하였으며, Tisdale(1998)은 100 파운드에 달하는 수 천종의 항공기 운영매뉴얼을 항 상 항공기에 싣고 다녀야 하는가라는 문제에서 전자 매뉴얼의 필요성을 기술하였다. DoD(2000)에서는 국방성 무기 운영체계에 전자매뉴얼을 적용하기 위 한 방법론을 전자매뉴얼 구축 단계별로 구성하여 공 표하였다. Weiwei(2012)는 전자매뉴얼에서 멀티 미디어 정보를 검색하기 위한 시멘틱 웹(Semantic Wweb)기반 온톨로지(Ontology) 언어에 대하여 연 구한 바가 있다. 이남영(1997)는 CALS체계와 전자 매뉴얼의 연동방안에 대하여 연구하였고, 국제표준 화기구인 ISO에서는 직접적 IETM구성 표준은 아니 지만 IETM제작시 필요한 표준들로 ISO 9069(SGML

document interchange format) 등을 제시하였다 (ISO, 1988). 국방과학기술분야 시스템 개발사인 CNP(Code and pixels interactive technologies private limited)에서는 군수장비들에 대한 클래스 (Class) 3~5단계 IETM을 개발하여 상용화하고 있 는 사례가 있고(CPN, 2021), 유수의 국방무기 생산 회사인 Lockheed Martin에서는 자체적으로 구성한 IETM 운영체계를 개발하여 운영하고 있다(Lockheed, 2021).

국내외에서 전자매뉴얼에 대한 다양한 연구들이 진행되었으나 주로 국방과학기술분야의 적용성에 대한 연구들이고, 건설분야에서는 설계도서 활용 또는 도시재생사업 등의 특정 분야에 전자매뉴얼을 활용하는 연구들이 발표되었다. 건설프로젝트의 기 획단계에 전자매뉴얼을 활용하는 방안에 대한 연구 는 시행된바가 없으므로, 본 연구에서는 기획단계 의 부족한 정보를 효과적으로 적용할 수 있는 도구 로서 전자매뉴얼의 활용성과 적용방안을 제시하고 자 한다.

3. 기술문서의 전자매뉴얼 구성

3.1 전자매뉴얼 구성

전자매뉴얼의 초기 사용은 1990년대 초에 미국 해군을 비롯한 국방성(DoD, Department of defense) 에서 미사일 등의 군사장비에 대한 방대한 양의 종 이매뉴얼 문제 해결을 위해 종이형태의 기술교범 내 용을 전자화하기 위한 목적으로 개발이 시도되었다 (강인석 외, 2005). 1992년에는 미국 해군 등에서 전 자매뉴얼기반 무기 운영체계를 구성한 바 있으며, 이후에 철도, 자동차 등 타 산업분야에 적용되는 사 례들이 증대되고 있다(정성윤･김성진, 2005).

건설공사에서 시방서 등 초기의 기술문서는 종이 형태 문서로 구성되었으며, 최근에는 종이형태의 문 서를 인터넷 등에서 전자적으로 확인하는 전자문서

형태로 변화되고 있으나 기존 종이 문서의 내용 자 체를 인터넷 등에서 검색할 수 있는 전자화한 기능 에 국한되어 있다. 반면에 전자매뉴얼은 인터넷에서 확인된 매뉴얼내에 있는 기술적 용어와 가이드라인 의 운영규정 등에서 관련 동영상, 이미지, 3D에니메 이션, 가상현실 등의 멀티미디어 기능이 연동되어 다 양한 기술적 정보를 시각적이고 이해가 쉽도록 사용 자에게 대화형식으로 제공하는 매뉴얼을 의미한다.

전자매뉴얼은 구축 정도에 따라 스캐너로 스캔하여 색 인 검색정도가 가능한 Class 1 단계부터 전문가시스 템(Expert system)까지 포함된 Class 5 단계까지로 구분된다(이남영, 1997). 전자매뉴얼의 기본 기능 은 저작(Author), 동적검색(Dynamic indexing), 정 보구현(Browser), 자율학습(Computer-based training, CBT) 등으로 구성된다(신진수･강인석, 2004). 전자 매뉴얼의 제작 세부 내용은 앞서 언급한 문헌들에 기술되어 있으므로, 본 연구에서는 건설공사의 기획 단계에 실무적 활용성을 제시하기 위한 적용 모형구 성과 효과분석을 중심으로 기술한다.

3.2 건설공사 기술문서의 매뉴얼 구성

건설공사의 주요 매뉴얼은 공사 종류별 시방서, 지침 등이 대표적이며 이러한 매뉴얼은 아직까지 문 서형태로 열람되는 사례가 많아서 실무진의 현장 활 용성은 높지 않다. 매뉴얼의 실무진 활용성을 높이 기 위해서는 실시간 접근성과 휴대성이 좋아야 하 고 텍스트(Text)형태의 단순 내용위주보다는 공법 등에 대한 다양한 멀티미디어 정보가 연계되어 시 인성이 좋아야 한다. 예로서, 교량의 연속압출공법 (Incremental launching method, ILM) 건설공사의 시방서가 전자매뉴얼 개념으로 구성되면 압출절차에 대한 시방규정에서 관련 에니메이션과 가상현실 영 상 등이 직접 연동되어 압출공법에 경험이 부족한 실 무자도 현장에서 이해도가 높고 현실감있는 시방규 정으로 활용할 수 있게 된다. 또한 시공이력 정보 등을

Fig. 1. Construction Technology Information System (codil.or.kr)

Fig. 2. Specifications of ILM Method (codil.or.kr)

Fig. 3. Configuration of IETM Linked with Specifications of ILM Method

속한 실무적 접근성을 확보할 수도 있다. Fig. 1은 건 설기술정보시스템에서 제공하고 있는 각종 시방서를 검색하는 화면이고, Fig. 2는 고속도로 표준시방서에

서 ILM공법에 대한 시방규정을 검색한 화면이다.

즉, 인터넷에서 ILM공법 시방 규정을 검색하면 관 련 규정이 PDF파일로 검색된 결과를 확인할 수 있 고, 일부 전자문서로 되어 있는 사례도 있으나 여전 히 텍스트형식 내용만으로 구성되어 있다. 반면에 ILM 공법의 시방규정이 전자매뉴얼 형태로 구성되 면 Fig. 3과 같이 구성될 수 있다.

Fig. 3에서는 ILM공법의 시방규정을 탐색 한 후에 시공을 위한 압출잭 관련 규정에서는 해당 부분을 클릭하면 실제 압출잭의 모습이 이미지로 확인되고, PSC박스거더 부분을 클릭하면 박스거더 시공모습 을 확인할 수 있다. 또한 ILM공법의 시공절차에 대 한 3D에니메이션 영상을 확인할 수 있고, 관련된 공 사일정 정보까지 연동되어 해당 공법에 대한 다양한 정보를 단순한 텍스트개념이 아닌 종합적 멀티미디 어 정보로 제공하게 된다. 이로써 ILM공법의 경험이 부족한 현장 실무자는 현장에서 휴대용 기기로 직접 이러한 정보들을 시방규정과 함께 접하여 시공 이해 도를 높일 수 있고, 필요한 정보의 누락을 방지할 수 있다. 전자매뉴얼에서 VR 기능은 특히 설계도서 운 영단계에 필요한 주요 기능으로, 설계대상물 또는 시공중인 시설물의 외관 모습과 시공절차도 등을 가

Fig. 4. Effect of Client’s Institute of IETM

Fig. 5. Work Process for the Planning Stage of Construction Project

부를 파악할 수 있도록 한다.

4. 건설공사 기획단계 전자매뉴얼 구성

4.1 기획단계 전자매뉴얼 필요성

기획 업무는 설계이전 단계의 업무이므로 부족한 정보에 의해 다양한 의견수렴 절차가 필요하지만 의 견수렴을 위한 물리적 절차와 시스템이 부족하여 프 로젝트 참여자간의 다양한 의견들이 기획업무에 반 영되지 못하는 사례가 많다. 특히 인허가 관련 법규 등에 대한 사전 검토가 필수적이지만 복잡한 법규들 이 분산 관리되고 있고, 일부 전자화 되어 있는 지침 들도 독립적 전자체계로 운영되어 프로젝트와 관련 된 연계 법규의 파악도 곤란하므로 필수 정보의 누

락 가능성도 있다.

전자매뉴얼을 적용하면 세부 업무프로세스별 관 련 연계정보들이 자동 링크되므로 기획관련 정보의 누락방지 및 정확성 확보가 가능하다. 업무 프로세 스의 절차별 업무수행방법도 전자적으로 제공되어 업무수행 시간단축과 효율화가 가능해 진다. 기획업 무 전자매뉴얼은 시설물 유형별로 전자매뉴얼로 구 축하여 여러 기관에서 동시다발적으로 공유할 수 있 고 정보들을 연계 활용하여 의사결정도구 역할을 할 수 있다. 본 연구에서는 기획단계 전자매뉴얼 구축 을 위한 모형을 구축하고 모형 적용 시나리오를 구 성하여 활용성을 검토한다. Fig. 4는 기획업무를 담 당하는 발주자 측면에서 전자매뉴얼 사용 전･후의 효과를 기술한 내용이다.

Fig. 6. Work Process for the Planning Stage Before Application of IETM (AS-IS)

Fig. 7. Work Process for the Planning Stage After Apllication of IETM (TO-BE) 4.2 전자매뉴얼 적용 전후 업무 프로세스

기획단계의 일반적인 업무는 사업의 리스크 분석, 예상 공사비의 견적 및 예산설정을 통한 사업의 타 당성 확인 업무 등이며, 기획단계에서의 업무절차는 일반적으로 Fig. 5와 같이 구성된다.

기획단계의 계획수립 미비는 공기지연과 사업비 증대, 품질 저하 등이 우려될 수 있고, 전자매뉴얼을 적용하기 위해서는 기획단계에서 사용되는 각종 문 서의 양식과 기획 안 작성방법 등에 대한 교범이 필 요하다. 타당성분석을 위해 기존에 시행된 유사공사 의 정보들을 다수 참조해야 하며 각종 절차서 등이 다양하게 참조되는 단계이므로, 기획단계 전자매뉴

얼 내에서는 검토대상물을 분류체계로 구성한 후, 각 대상물마다 검토항목을 체크리스트화 하며, 기획 업무에서 누락된 업무가 발생되지 않도록 하는 기능 도 필요하다. Fig. 6과 7은 기획단계의 전자매뉴얼 적용 전후의 업무프로세스를 표현하고 있다. 현행 기획단계 업무프로세스는 ‘사업구상 및 사업성 검토 [A1]’에서 ‘기타 발주자 요구사항 명시[A6]’까지 6단 계의 활동으로 분할할 수 있다.

전자매뉴얼이 적용된 기획단계 업무프로세스는 참조 가능한 정보들을 class 4 수준으로 제공할 수 있 을 것이며, 필요에 따라서 A2, A3, A4에 대해서는 class 5 수준의 전문가시스템 기능을 연계할 수 있다.

Fig. 8. DFD for IETM of Construction Planning Stage Fig. 9. IETM Development Model of Construction Planning Stage

4.3 기획단계 전자매뉴얼 모형 구축

4.3.1 기획단계 전자매뉴얼 개발절차 데이터흐름도

여기서 수집되는 정보에는 기획업무관련 법령과 지침, 기획업무의 흐름에 대한 내용 등이 포함된다.

기획업무관련 법령과 지침은 국가계약법, 건설산업 기본법, 국가사무계약처리규칙, 건설사업관리 업무 지침 등이며, 구축하고자 하는 기획단계 전자매뉴얼 이 적용되는 건설사업(또는 시설물) 유형에 대해 특 화된 법령과 지침이 함께 수집되어야 한다.

기획단계 전자매뉴얼의 기능으로는 저장소인 데 이터베이스관리(DBMS), 문서의 변환을 도와주는 변환(Convert), 각종 정보의 갱신과 사용자 관리기 능을 갖춘 관리자(Manager), 매뉴얼의 내용을 입력 하는 저작기능인 저작(Author), 저작된 매뉴얼의 내

용을 시연할 수 있는 브라우저(Broswer)가 구성되 어 있음을 표현하고 있다.

4.3.2 기획단계 전자매뉴얼 모형구성

Fig. 9는 기획단계 전자매뉴얼의 개발 절차 DFD를 근거로 각 단계별 절차를 모형화한 것이다. 전자매 뉴얼 개발을 위한 첫 번째 과정은 기획업무 정보수 집 과정이다. 수집 정보는 타당성분석방법, 공사비 추정방법 등과 기획업무 관련법령 및 사업관리지침 등이며 유형별로 분류된다. 다음 단계는 기존 전자 매뉴얼 솔루션(Solution)의 기능을 분석하고, 전자 매뉴얼 국제표준인 MIL-PRF-87269A(DoD, 1995) 등을 이용하여 매뉴얼 세부내용을 구성한다. 최종 단계는 기획업무 전자매뉴얼 작성단계이며 변환기 (Convertor)를 이용하여 기존의 HWP, WORD, PDF 등의 파일을 XML문서로 저장하거나 저작기능인 Author 기능을 이용하여 기획단계 전자매뉴얼 관리 자가 직접 저장하는 과정이다.

Fig. 10. IETM Application Model of Construction

Planning Stage Fig. 11. WBS Link with IETM of Construction Planning Stage

4.3.3 기획단계 전자매뉴얼 활용 절차

전자매뉴얼 모형을 기획단계 주요 업무인 초기의 프로젝트 구상과 타당성분석 및 총공사비 산출과정 에 적용하는 절차는 Fig. 10과 같다. 전자매뉴얼로 구성된 통합정보 데이터베이스인 건설사업관리 업 무지침, 국가계약법 등의 정보를 연계시키고 그에 따른 사업성 검토를 위해 전자매뉴얼의 검색기능을 이용하여 각 정보를 추출하게 된다. 각 정보의 필요 한 자료들을 수집 및 분류한 후에는 북마크기능으로 내용을 저장한 후 적절한 사업 계획을 수립한다. 이 러한 방식은 기존에 시간과 비용을 들여 다양한 독 립적 정보원으로부터 방대한 자료를 찾는 방법과 비 교 시에 전자매뉴얼 내의 체계화된 정보들을 일괄적 으로 검색 활용함으로써 사업성 판단을 위한 효율적 인 수단이 될 수 있다.

4.3.4 기획단계 전자매뉴얼과 정보분류체계 연계 모형

독립적 정보형태가 아닌 다양한 연계정보 체계로서 제공되는 점이 개별 정보제공 시스템들과의 차이점 이다. 이러한 연계정보 제공체계가 구성되기 위해서 는 소요 정보들이 데이터베이스 내에서 모두 동일한 정보중심으로서의 키필드(Key field)를 갖고 연동 되어야 하며, WBS(Work breakdown structure)가 이러한 공사정보들의 정보중심 역할을 할 수 있다.

Fig. 11은 기획단계 전자매뉴얼을 이루는 요소들에 대해 국토교통부에서 제시한 통합정보분류체계의 분류 파셋(facet)들이 연계되는 개념을 도식화한 것 이다.

즉, WBS의 코드를 중심으로 당해 프로젝트의 각 종 설계 및 공사정보, 유지관리 정보 등이 운용되고, 기존 유사 공사의 관련 정보들도 역시 동일한 표준 건설정보분류체계에 근거하여 구성된 WBS 코드를 중심으로 연계하여 재 사용함으로써 공사단계별 전 자매뉴얼의 활용성을 배가할 수 있게 된다. 기획업 무의 특성상 시설물의 상세한 세부 구조물에 대한 분석보다는 적정 규모이상의 시설물 내용에 대한 업

Fig. 12. IETM Main Screen of Construction Planning Stage

얼은 시설물분류(예: 토목, 건축, 플랜트시설) 또는 공간분류(예: 교량, 터널 등) 수준의 코드항목들이 적용될 수 있다.

5. 기획단계 전자매뉴얼 활용 시나리오

5.1 시나리오 구성

기획단계 업무에서 가장 중요한 업무가 프로젝트 의 타당성 분석업무이고 이를 위해서는 다양한 정보 분석이 필요하나, 기획단계의 특성상 정보가 부족하 고 산만하게 분포되어 있어 분석에 필요한 정보를 누락하기 쉬운 점이 있다. 본 시나리오에서는 전자 매뉴얼을 활용하여 이러한 점의 개선이 가능함을 나 타내고 있으며, 일반적인 건설공사 프로젝트의 타당 성분석과정을 대상으로 하고 있다. 본 연구에서 제 시하는 시나리오는 기획단계 업무 흐름에 따라 타당 성 분석에 대한 기획단계 전자매뉴얼의 구성형태와 이용방법을 위주로 구성하였으며, 기획단계 전자매 뉴얼 구축을 위한 기능구성 부분과 DFD, 기획단계

전자매뉴얼의 통합모형을 바탕으로 구성하였다.

5.1.1 기획단계 전자매뉴얼의 기능

기획단계 전자매뉴얼에서 사용자의 효율적인 업 무를 위한 대표적인 기능으로는 Fig. 12와 같이 검색, 인쇄, 북마크 및 메모장 등의 기능이다.

Fig. 12에서 왼쪽 프레임에는 기획단계 전자매뉴 얼에 대한 전체 목차가 기획업무관련법령과 지침, 기획업무 흐름에 관한 내용으로 나타나며, 오른쪽 프레임에는 목차에서 선택한 내용이 하이퍼링크를 통해 나타나게 된다. 기획업무관련 법령은 도로법, 철도법, 국토관리 이용법, 건설산업기본법, 국가계 약법 등이 있으며 지침으로는 건설사업관리 업무지 침, 국가사무계약처리규칙 등이 있고, 전자매뉴얼에 표현되는 기획업무흐름은 공사비 추정방법, 의사결 정방법, 타당성 분석방법 등이 있다.

5.1.2 전자매뉴얼 이용단계

Fig. 13은 기획단계 전자매뉴얼의 대표적인 기능인 검색기능을 나타내고 있다. 상세 검색은 관련법령, 지

Fig. 14. Identification of Work Flow through Planning Stage Using IETM Fig. 13. Search Function of IETM of Construction Planning Stage

침 및 기획업무 흐름관련 검색과 기획단계 업무별 검 색으로 분류되어 있다. 기획단계 업무별 검색은 기획 단계 프로세서별 내용 검색으로 사업구상, 사업성검 토, 단계별 업무추진계획, 사업비산출 및 타당성 분석 과 설계업체 선정에 대한 프로세서별로 분류되어 있다.

5.2 타당성 분석 시나리오 5.2.1 편익산정

Fig. 14는 기획업무의 흐름중 타당성 분석에 관한 업 무 흐름을 나타내고 있으며, 사용자는 타당성 분석의 전체 흐름과 세부적인 업무별 흐름을 파악할 수 있다.

Fig. 15는 업무흐름도의 한 부분을 클릭했을 때 새

Fig. 15. Benefit Estimation Process in IETM

Fig. 16. Estimation Process of Construction Cost

현하고 있다. 타당성 분석의 일반적인 흐름은 사회 경제현황분석→교통현황분석→관련계획검토→사 회경제지표예측→장래교통수요예측→경제 및 재 무성분석→종합평가 등으로 이어진다. 연구에서 시 나리오로 구성한 부분은 경제성 및 재무성분석에 대 한 내용으로 구성되어 있다. 먼저 편익산정단계로서 사용자가 기획업무 흐름도에서 편익산정 부분을 클 릭하면 상세 내용이 새 창으로 나타나게 된다. 사용

자가 편익산정에 대한 내용이나 사전지식이 없는 경 우에도 전자매뉴얼을 이용함으로써 편익산출 방법 과 항목들을 쉽게 파악하여 업무를 추진해 나갈 수 있다. 일반적인 편익산출의 항목으로는 그림과 같이 직접편익과 간접편익으로 나누어지며, 세부 산출식 및 산출방법에 대해 설명하고 있다.

5.2.2 비용산출

편익산정이 끝난 후 다음단계로서 Fig. 16과 같이

Fig. 18. Example of Sensitivity Analysis

Fig. 17. Detailed Process of Construction Cost Estimation

비용을 산출하게 된다. 비용산출을 위한 직접비용 항목은 건설비(공사비, 용지비, 부대비), 운영비(시 설 유지보수비) 등으로 구성된다. 경제성 분석과 재 무성분석을 실시하기 위한 하나의 과정인 비용편익 을 분석하는 방법은 Fig. 17과 같이 나타난다.

5.2.3 민감도분석 및 종합평가

경제성 분석과 재무성분석에도 오차가 발생할 수 있으므로 이를 검증하기 위해 민감도분석을 실시하 는데 민감도분석의 방법은 Fig. 18에서와 같이 전자 매뉴얼에서 표현할 수 있다.

Fig. 19는 민감도분석까지 완료된 후에 실제 시행

Fig. 19. Search for Specifications and Regulations

예정인 프로젝트의 수행에 필요한 개략적인 시방정 보의 전자문서, 이미지 및 멀티미디어정보를 동시에 구현한 화면을 표현하고 있다. 예를 들면, 터널공에 서 NATM공법에 대한 시방정보, 법규정보 및 지침정 보를 열람하고자 할 경우, 굴착장비에 대한 시방정 보가 화면의 우측에 위치하고 굴착 후 발파를 위한 화약류 취급 관련 내용이 메인화면의 왼쪽 상단에 위치하며, 발파 후 지보공과 관련된 숏크리트 타설 지침정보에 대한 정보들이 왼쪽 하단에 표현되어 있 음을 알수 있다.

연구에서 제시한 기획단계 시나리오에서는 업무 자가 기획단계 업무를 처음 접하는 실무자일지라도 각 단계별 프로세서를 통해 쉽고 효율적으로 사용이 가능하도록 업무 프로세서의 소요 정보들을 표현하 였다.

6. 기획단계 전자매뉴얼 적용 효과분석

6.1 효과분석 방법론 선정

건설 전자매뉴얼의 활용효과로는 방대한 종이문 서의 전자화로 공사의 효율화, 정보의 공유 및 재활

용, 공사비절감 등의 효과를 얻을 수 있고, 현재 단속 적으로 행해지고 있는 공사 실적정보의 축적이 지속 적으로 가능해질수 있다. 본 연구에서는 건설분야의 기획단계에 구축되는 전자매뉴얼의 활용효과를 AHP (Analytic hierarchy process, 계층분석과정) 기법 으로 정량적 분석을 시도하였다. 전자매뉴얼 도입시 예상되는 정량적 효과분석을 위해서는 현행 종이문 서 및 전자매뉴얼 형태에 의한 각각의 업무처리방식 을 시간과 비용 기준으로 분석하며, 분석방법은 대 표적 업무를 대상으로 가중치를 부여하여 분석하였 다. 기획업무 문서작성에 소요되는 비용과 시간자료 를 얻기 위해 발주기관과 설계사 등 전문가를 대상 으로 전자매뉴얼의 개념과 적용 시나리오를 통한 활 용방안 등을 충분히 설명하고 설문 및 면담조사를 66건 수행하였으며, AHP 분석은 이러한 조사결과 에 근거하고 있다. Fig. 20은 기획단계의 정량적 효 과분석 절차를 나타낸 것이다.

효과분석을 위해 우선 사업구상 및 사업성 검토, 단계별 업무 추진계획 작성, 총사업비 산출, 타당성 분석, 설계업체 선정, 발주자 요구사항 작성 등의 기 획단계 업무흐름을 파악하였다. 파악된 업무흐름에

Fig. 20. Quantified Analysis of IETM for Construction Planning Stage

Table 1. Estimation of Weight for Cost Evaluation Items in Document Preparation through Planning Stage

& feasibility review

Step-by- step task

plan

Estimation of total project cost

Feasibility snalysis

Selection of design company

Other planning

task

Geometric mean Weight Project idea &

feasibility

review 1 3 2 1 3 4 2.03965 0.29152

Step-by-step

task plan 1 1/2 1/2 3 3 0.95318 0.13624

Estimation of total project

cost 1 1/2 2 3 1.20094 0.17165

Feasibility

snalysis 1 3 3 1.81712 0.25972

Selection of design

company 1 2 0.57735 0.08252

Other

planning task 1 0.40825 0.05835

λMAX: 6.18128 CR: 0.02924

대하여 비용 및 시간측면에 대하여 AHP 분석을 통 해 각각의 가중치를 산정한다. 또한 정량적 분석을 위하여 기획단계의 측정과 기존 자료 및 면담조사를 통해 업무 처리에 소요되는 문서량을 조사하였다.

6.2 전자매뉴얼 효과분석을 위한 AHP 가중치 산정

Table 2. Improved Effect of Each Task by Unit Document through Planning Stage (Won, Hour)

Category Task type Document collection for planning stage

Document analysis for planning stage

Document accessibility for

planning stage

Document index for planning stage

Cost (Won)

Current method 10,000,000 15,000,000 15,000,000 5,000,000

IETM 7,510,000 11,250,000 10,950,000 3,760,000

Input rate 75.1% 75.0% 73.0% 75.2%

Time (Hour)

Current method 40 40 20 60

IETM 29 29.84 14.66 45.36

Input rate 72.5% 74.6% 73.3% 75.6%

Table 3. Standard Cost and Time for Current Each Task through Planning Stage

Category Document

collection for planning stage

Document analysis for planning stage

Document accessibility for

planning stage

Document index for planning stage

Criteria Major item Quantity of

document Quantity of

document Frequency Frequency

Quantity (A) 1,500 sheets 2,000 sheets 75 times 75 times

Cost (Won), (C) 10,000,000 15,000,000 15,000,000 5,000,000

Time (Hour), (T) 40 40 20 60

Standard unit cost (C/A) 6,666 Won/Sheet 7,500 Won/Sheet 200,000 Won/Time 66,666 Won/Time

Standard unit time (T/A) 0.027 0.02 0.27 0.8

문서 작성에서의 비용평가항목에 대한 가중치를 산 출한 것이다. 시간평가 항목에 대해서도 동일한 방 법으로 분석한다.

예를 들어 사업구상 및 사업성검토에 대한 상대 중 요도를 살펴보면, 사업구상 및 사업성검토는 단계별 업무 추진계획 작성보다 3만큼 (약간 중요 개념) 중 요하고, 총사업비 산출보다는 2만큼 (동등과 약간 중요의 중간 개념), 타당성 분석보다는 1만큼 (동등 개념) 더 중요한 것으로 평가하였다. 다음으로 상대 적 중요도 평가에 의해 기하평균과 가중치를 산정한 다. AHP 분석결과에 의하면 기획단계 업무흐름 중 단위문서 작성에 있어 비용측면에서의 가중치는 사 업구상 및 사업성검토 업무가 0.29152로 가장 큰 부 분을 차지하였고 다음으로 타당성 분석 순으로 나타 났다.

6.3 전자매뉴얼 효과분석을 위한 기초 정보 분석

Table 2는 기획단계 구성항목에 대하여 현행 업무유 형 및 전자매뉴얼을 적용시켰을 경우 소요되는 평균 비용과 시간을 산출한 결과이다.

Table 2에 나타난 ‘현행’과 ‘전자매뉴얼’은 기획업 무의 문서수집, 문서분석, 문서접근성, 문서종합색 인 등 4가지 유형에 대한 기존 방식의 업무처리와 전 자매뉴얼에 의한 업무처리 결과를 각각 의미한다.

투입율은 현행방식 대비 전자매뉴얼 적용시의 비용 및 시간 절감율 산정 결과에 의한 것 (투입율(%) =

Table 4. Estimation of Uint Cost for Each Task through Planning Stage

Category Weight

Unit cost by each task (Won) Document

collection for planning stage

Document analysis for planning stage

Document accessibility for

planning stage

Document index for planning stage Project idea &

feasibility review 0.29152 1,943 2,186 58,304 19,434

Step-by-step task plan 0.13624 908 1,022 27,248 9,083

Estimation of total

project cost 0.17165 1,144 1,287 34,330 11,443

Feasibility snalysis 0.25972 1,731 1,948 51,944 17,314

Selection of design

company 0.08252 550 619 16,504 5,501

Other planning task 0.05835 389 438 11,670 3,890

Table 5. Quantity of Documents by Each Task through Planning Stage

Category Quantity of ducument (sheets)

Project idea & feasibility review700

Step-by-step task plan 600

Estimation of total project cost 1,500

Feasibility snalysis 1,000

Selection of design company 690

Other planning task 750

100% - 절감율(%)) 이다.

기획단계의 문서관련 업무를 수행하는데 소요되 는 비용과 시간을 산출하기 위해서는 기획단계의 구 성항목별로 소요되는 단위비용과 시간을 산출하여 야 한다. 따라서 현행업무에서 1개의 문서를 작성하 는데 소요되는 비용 및 시간을 산정하기 위해서 업 무흐름상에서 발생하는 문서량을 조사하였다. 이 결 과를 기초로 기획단계의 구성항목별로 문서량으로 나누어 단위비용과 단위시간을 산정하였다. Table 3 은 기획단계 현행업무의 표준단위비용 및 시간을 산 정한 것이다.

Table 3을 살펴보면 문서(정보)의 수집항목에 대 한 표준단위비용은 6,666원/장이고, 표준단위시간 은 0.027일이다. Table 4는 기획단계 업무 흐름의 가

중치가 서로 다르기 때문에 Table 1에서 산정한 가 중치값(비용)과 6가지 업무단계의 표준단위비용을 곱하여 업무별 단위비용을 산정한 결과이다.

예를 들어 사업구상 및 사업성 검토항목에 대한 업무별 단위비용을 살펴보면, 가중치는 0.29152이 고, 기획단계 구성항목인 기획업무 문서(정보)의 수 집, 기획업무 문서(정보)의 분석, 기획업무 문서(정 보)의 접근성, 기획업무 문서(정보)의 종합 색인에 대한 각각의 표준단위비용은 6,666원/장, 7,500원/

장, 200,000원/회, 66,666원/회이다. 따라서 가중 치와 표준단위비용을 곱한 업무별 단위비용은 각각 1,943원, 2,186원, 58,304원, 19,434원이 된다. 기획 단계의 각 업무 흐름마다 발생되는 문서의 양은 서 로 다르므로 면담조사 및 설문조사를 통하여 업무흐

Table 6. Cost Saving by IETM Application through Planning Stage

Task

category Task flow for planning stage

Document collection for

planning stage

Document analysis for

planning stage

Document accessibility for planning

stage

Document index for planning stage

Total (Won)

Current method

Project idea &

feasibility review 1,360,291 1,530,480 40,812,800 13,604,131 57,307,701 Step-by-step task plan 544,906 613,080 16,348,800 5,449,546 22,956,331

Estimation of total

project cost 1,716,328 1,931,063 51,495,000 17,164,828 72,307,219 Feasibility snalysis 1,731,294 1,947,900 51,944,000 17,314,494 72,937,687 Selection of design

company 379,554 427,041 11,387,760 3,795,882 15,990,237 Other planning task 291,721 328,219 8,752,500 2,917,471 12,289,910 Sum 6,024,094 6,777,783 180,740,860 60,246,352 253,789,089

IETM

Project idea &

feasibility review 1,021,579 1,147,860 29,793,344 10,230,307 42,193,090 Step-by-step task plan 409,224 459,810 11,934,624 4,098,059 16,901,717

Estimation of total

project cost 1,288,962 1,448,297 37,591,350 12,907,951 53,236,560 Feasibility snalysis 1,300,202 1,460,925 37,919,120 13,020,499 53,700,746 Selection of design

company 285,045 320,281 8,313,065 2,854,503 11,772,894 Other planning task 219,082 246,164 6,389,325 2,193,938 9,048,510

Sum 4,524,095 5,083,337 131,940,828 45,305,257 186,853,516 Cost saving 1,499,999 1,694,446 48,800,032 14,941,095 66,935,573

Saving rate (%) 24.9 25.0 27.0 24.8 26.37

름별 문서량에 대한 조사결과의 평균값을 이용하였 다. Table 5는 기획단계 업무흐름별 문서량을 나타 내는 것으로, 총사업비 산출의 문서량이 1,500장으 로 가장 많은 것을 알 수 있다.

6.4 기획업무 전자매뉴얼 적용 효과 산정

Table 6은 현행 업무방식에 소요되는 문서업무의 비용과 전자매뉴얼을 적용했을 경우의 업무방식에 소요되는 문서업무의 효율성을 비용 측면에서 산출 한 결과이다. 현행 문서관련 업무의 비용은 각각의 업무흐름마다 기획단계 업무행위 구성항목의 비용 과 문서량을 곱하여 값을 구하였다. 또한 전자매뉴

얼 적용 시 소요되는 문서업무의 비용은 각각의 업 무흐름마다 구성항목의 비용과 투입율 및 문서량을 곱하여 비용을 구하였다.

Table 6을 살펴보면 현행업무방식의 사업구상 및 사업성검토 단계에서 문서(정보)의 수집항목은 수집항목의 업무별 단위비용이 1,943원/장이고, 문 서량은 700장이므로 단위비용과 문서량을 곱하면 1,360,291원이 된다. 이에 비해 전자매뉴얼 적용 시 사업구상 및 사업성검토 단계에서 문서(정보)의 수 집항목은 수집항목의 업무별 단위비용이 1,943원/

장, 문서량은 700장, 투입율이 75.1%로 단위비용 과 문서량 그리고 투입율을 곱하면 1,021,579원이

Table 7. Expected Cost and Time Saving by Each Task through Planning Stage (Won, Hour)

Task category Document collection for planning stage

Document analysis for planning stage

Document accessibility for

planning stage

Document index for

planning stage Total

Saving rate of cost (%) 24.9 25.0 27.0 24.8 26.37

Saving rate of time (%) 27.5 25.4 26.7 24.4 25.05

된다.

이러한 방법으로 업무흐름별 비용측면의 절감효 과를 종합하면 기획단계에 전자매뉴얼을 적용했을 경우에 기존 방식대비 업무관련 정보의 누락방지효 과와 절차정보의 제시 및 관련정보의 종합표현기능 등으로 비용측면에서 26.37%의 절감율이 분석되었 다. 비용분석과 동일한 절차로 시간측면의 분석도 시도하였으며 결과는 25.05% 절감율이 파악되었 다. 전자매뉴얼 적용 시 예상되는 비용 및 시간의 종 합적인 절감율을 나타내면 Table 7과 같다.

7. 결 론

국방분야에 주로 적용되고 있는 전자매뉴얼의 건 설분야 적용은 적용사례가 흔치 않은 분야로서, 공 사규모의 대형화 추세로 국내외에서 점차 활용성이 기대되고 있다. 본 연구에서는 건설프로젝트의 기획 단계에 활용가능한 전자매뉴얼 구성을 위한 절차와 모형 구성, 파급효과 등을 제시하였으며, 본 연구의 결론은 다음과 같다.

(1) 건설공사 기획단계 전자매뉴얼 모형 구성을 위 해 데이터흐름분석(DFD) 기법을 토대로 개발과 정에 적용가능한 상세 모형과 활용 체계를 제시 하였으며, 전자매뉴얼 관련 기술적 정보가 부족 한 분야에서 전자매뉴얼 구성 및 운영을 위한 지 침서로 활용성을 갖을 수 있다. 또한 전자매뉴얼 의 다양한 정보들의 연계 방법으로 국토교통부 통합건설정보분류체계를 적용하여 구축 모형과

함께 건설 전자매뉴얼 개발과정에서 요구될 수 있는 핵심기술의 적용 개념을 정립하였다.

(2) 구축된 전자매뉴얼의 모형들을 토대로 실제 전 자매뉴얼 적용 상황을 기획업무로 가정한 시나 리오를 구축하여 활용성을 파악하였다. 적용 시 나리오에서는 모형에 부합되는 실제 화면을 구 성하여 전자매뉴얼 적용을 통한 업무흐름과 효 용성을 가시적으로 파악할 수 있도록 하였다.

(3) 건설공사 기획단계 전자매뉴얼 적용으로 기대 되는 효과측정을 AHP기법으로 분석하였으며, 비용과 시간측면의 효과분석에서 각각 전자매 뉴얼 적용 전후에 26.37%와 25.05%의 절감율 이 파악되었고, 비용측면에서 기획업무 문서의 접근성(27%)과 시간측면에서 정보의 수집업무 (27.5%)에서 가장 큰 절감율 값이 파악되었다.

이러한 점은 기획단계에 정보의 접근성이 좋지 않고 정보의 수집과정에 많은 비용과 시간이 소 모되는 점이 반영된것으로 분석된다. 파급효과 분석의 기초 자료들은 전문가의 설문조사에 근 거하지만 전자매뉴얼의 개념이 일반화되어 있 지 않은 점은 설문조사의 일부 장애요인으로 작 용할 수도 있다.

국내외에서 전자매뉴얼 개발을 전문으로 하는 개 발사들이 점차 증대되고 있고, 최근 건설분야에서 BIM에 의한 공사 정보 시각화 요구 등으로 생애주기 정보관리에 활용가능한 전자매뉴얼의 관심도가 증 대되고 있는 점에서 연구 결과는 건설분야 전자매뉴 얼의 활용성 제고에 효과가 있을 것으로 기대된다.

요 약

건설분야 기술문서들은 과거 종이 문서형태에서 전자화 형태로 변화되고 있으며, 휴대용 전자기기로 관련 규정을 검색하여 활용하는 사례도 증대되고 있다. 그러나 이러한 기술문서들의 전자화 형태는 접근성은 개선될 수 있지만 여전히 규정 자체의 전자 문서화에 그치고 있다. 규정에 관련된 기술 내용의 시각적 이해도를 높이기 위한 동영상, 에 니메이션(Animation), 가상현실(Virtual Reality, VR)정보 등이 연동되지 않아 실무자들의 기술적 이해도를 높이는 데는 한계가 있다. 이러한 점을 개선할 수 있는 것이 전자매뉴얼이다. 전자매뉴얼은 시방서, 가이드라인 등 문서형태 에 멀티미디어 기능이 연계되어 사용자와 대화형태로 운용되면서 실시간으로 정보 습득이 가능하도록 하는 전자 문 서체계이다. 본 연구는 건설분야의 기획단계에 운용가능한 전자매뉴얼의 구성 방안과 모형을 구축하고, 적용 시나 리오를 구성하여 활용성을 검증한다. 또한 전자매뉴얼의 적용시 파급효과를 AHP기법으로 분석하여 건설분야 전자 매뉴얼의 활용성을 제고하는데 목적이 있다.

주제어 : 전자매뉴얼, 건설공사시방서, 기획단계, 계층화분석법

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