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호재 채
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 17, No. 8 pp , ISSN / eissn 오건수 1*, 박소현 1, 송정우 2 1 남서울대학교건축학과, 2 해유종합건설 ( 주 ) A Study on the Using of BIM Data and Template for Construction Progress Management Kun-Soo Oh 1*, So-Hyun Park 1, Jung-Woo Song 2 1 Department of Architecture Namseoul University 2 Haeu Construction Co., Ltd. 요약현재국내건설사에서일부 BIM을적용하고있지만, BIM 도입에따른업무변화와새로운학습에대한막연한거부감으로업무에적극적으로활용되지못하고있다. 또한설계단계에작성된 BIM모델을시공단계에활용하기위해서는시공시필요한공정정보가제공되어져야하는데, 공정정보의입력체계와활용방법이미비한실정이다. 따라서건설사의 BIM의적극적도입과생산성향상을위해본연구는 BIM의기본적인정보를건축공정상의흐름에따라필요한정보가쉽고간편한결과로나타날수있도록건설공정관리 BIM템플릿을개발하였다. 이를위해작업분류체계 (WBS) 의단위정보 ( 주요단위, 세부단위, 상세단위 ) 를매개변수에적용하여공정별 기간별 공정진도탐색기를구성하고, 3D뷰 일람표를생성하였다. 템플릿을사용하기위해 Dynamo를활용하여 BIM모델객체에공정정보를입력하는방법을고안하였다. 또한건설공사의자재별물량을쉽고빠르게산출할수있도록하였다. 건설공정관리 BIM템플릿을검증하기위해실제프로젝트에적용하여가시성과일람표를평가하였다. 그결과건설공정관리 BIM템플릿이프로젝트공정정보를용이하게관리할수있게하여, 건설사의 BIM의적극적도입과생산성향상에기여할수있다. Abstract BIM is currently applied in some domestic construction firms, but it is not being actively utilized due to changes in working environments and qualms about new studies. In order to utilize a BIM model in the design phase, process information is needed during construction, but the input system and utilization method of the process information's state are not complete. Therefore, we propose a BIM template for construction progress management that can show basic BIM information as the construction progresses in an easy and convenient way. This method will facilitate the adoption of BIM and enhance the productivity of construction companies. To this end, we designed a progress explorer for step-by-step progress and work schedules, and we generated three-dimensional views and a progress list by applying unit information (primary units, part units, and detail units) of the work breakdown structure (WBS) to the parameters. To use the BIM template, work progress information is input to the BIM modeling objects through Dynamo. We also used Dynamo for quick and easy calculation of the quantity of materials needed for construction work. To test the BIM template, we applied it to an actual project and evaluated its visibility and a progress list. The results showed that the proposed BIM template facilitates progress management of a project and can thus facilitate the adoption of BIM and improve the productivity of construction companies. Keywords : BIM, Construction progress management, Dynamo, Schedule management, Template This work(grants no. C ) was supported by Business for Academic-industrial Cooperative establishments funded Korea Small and Medium Business Administration in 2014 * Corresponding Author : Kun-Soo Oh(Namseoul Univ.) Tel: ohkunsoo@nsu.ac.kr Received July 28, 2016 Accepted August 11, 2016 Revised August 10, 2016 Published August 31,

2 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 서론 1.1 연구의배경및목적현재건설산업에서는건축물의전생애주기동안필요한데이터를생산하고관리하는 BIM(Building Information Modeling) 에대한관심이높아지고있다. 국내건설사에서 BIM을일부적용하여활용하고있으나새로운툴의학습에대한거부감과 BIM도입에따른업무변화등과같은문제로 BIM의적극적도입이어려운실정이다.[1] 또한설계단계에작성된 BIM모델을시공단계에활용하기위해서는시공시필요한공정정보가제공되어져야하는데, 공정정보의입력체계와활용방법이미비한실정이다.[3] 현재대형건설사에서는공사일정, 공종물량, 공사진행상황등의관리에 Primavera 와 MS Project등과같은소프트웨어를활용하고있다. 위의공정관리소프트웨어는내역중심으로공사를관리하는개념으로 BIM데이터의활용과는무관하다. 본연구는기존의소프트웨어체계와개념이다른연구로 BIM툴자체에서공정관리에필요한정보입력체계를구성하고이를활용할수있는방법을제시하고자한다. 이를위해시공BIM템플릿을개발하여입력된공정정보를활용하여건설공사의일정관리와공종별자재수량및물량을관리할수있는방안을제시하고자한다. 1.2 연구의범위및방법본연구는시공단계에건설현장에서공정관리에활용될수있는 BIM템플릿개발과활용방안을중심으로연구를진행한다. 이를위해 BIM활용소프트웨어는 Autodesk Revit을사용하고, Revit프로그램의플러그인 Dynamo 를활용하여알고리즘을작성하여공정정보입력에활용한다. 연구방법으로는, 선행연구를살펴보고건설공정표분석과작업분류체계를정립하여시공BIM템플릿을개발한다. BIM모델에필요정보입력과추출의방법을정의하고이들정보활용을통해공정관리방안을제시한다. 2. 선행연구및고찰 2.1 BIM정보활용에대한선행연구고찰기존의선행연구를살펴보면공정관리에활용하기위 한작업분류체계구축, 프로세스정립, 3D모델과공정정보를연계한시각화에대한연구들이진행되었다. 기존연구는 BIM모델만을활용한시각화와, BIM정보를공정관리에활용하기위한작업분류체계구축을통한프로세스를개념적으로설명하는것에그친반면본연구에서는시공BIM템플릿을개발하여실제사례에사용될수있는방법을제시하는것으로차별성이있다고할수있다. 2.2 BIM템플릿에대한선행연구고찰템플릿이란, 프로젝트를수행함에있어반복되는수많은초기작업에대한설정값등을저장한표준작업환경을말한다.[4] 기존의설정되어있는 BIM템플릿으로는시공단계에서활용되어야할공정정보를입력할수없기때문에시공BIM템플릿을개발하여활용해야한다. 기존의선행연구에서는설계단계활용을위한 BIM템플릿개발이활발히진행되었던상황이었으며건설사를위한시공BIM템플릿에대한연구는부족한실정이다. 따라서본연구에서는시공에관한정보입력을위해시공BIM템플릿을구축하고공정정보체계에맞는공정정보를 BIM데이터에추가하여공정관리에도움을주고자하는연구로기존연구와는차별성이있다. 2.3 Dynamo 에대한고찰 Dynamo란, 매우많은양의정보로구성되어있는 BIM데이터를계층구조로관리하여 BIM데이터를보다효율적으로활용할수있게하는 BIM툴의플러그인이다. 프로그램언어를사용하지않고도시각적인조작으로노드를연결하여논리알고리즘을작성하여필요한정보를추출하고 BIM모델에재입력할수있다. 본연구에서는 Dynamo에서알고리즘을작성하여 BIM모델내의객체정보를 Microsoft Excel테이블로작성하였다. 또한 Excel에서공정정보를추가입력한 BIM 데이터를다시 BIM모델객체에동기화할수있도록하였다. Dynamo알고리즘을활용하면기존의수작업입력방식보다정보입력과추출을빠르고정확하게할수있는장점이있다. 이렇게 BIM모델객체에입력된공정정보를이용하여시공BIM템플릿에적용하고적용된공정정보를활용하여시공단계에서활용될수있는 3D뷰와일람표를구축한다. 158

3. 건설공정관리를위한시공BIM템플릿과 Dynamo활용 3.1 시공BIM템플릿개발 BIM기반건설공정관리를위해서객체에들어갈공정정보항목을매개변수로생성하였다. 또한공종별, 기간별, 공정진도별 3D뷰와일람표로구분하여개발하였다. 3.1.1 작업분류체계단위정보속성입력 Fig.

기간별 3D뷰생성을위해 Fig.2와같이시작일과종료일을기준으로하여기간설정, 당일이전, 당일까지, 당일, 당일부터, 당일이후로필터를생성하고, 색을지정하여해당기간별로지정된색으로표시된 3D모델을볼수있게하였다. 이를통해기간별로진행된일과해야할일을 3D로한눈에볼수있다.

이를통해실시간공정진도상황을 3D로확인하고공정진도를관리할수있다. 일람표에서도필터를적용하여공정이단축된작업과지연된작업을추출할수있다. Fig. 1. WBS unit information classification 3.1.2 공종별 3D뷰 일람표설정 BIM툴에서 Fig.

3 3. 건설공정관리를위한시공BIM템플릿과 Dynamo활용 3.1 시공BIM템플릿개발 BIM기반건설공정관리를위해서객체에들어갈공정정보항목을매개변수로생성하였다. 또한공종별, 기간별, 공정진도별 3D뷰와일람표로구분하여개발하였다 작업분류체계단위정보속성입력 Fig.1은건설공사공정표분석을통하여공정표에서사용되고있는작업분류체계 (WBS) 단위정보를주요단위, 세부단위, 상세단위로구분하였으며, 주요단위는대분류이고, 세부단위는공종명이며, 상세단위는예정시작일 / 종료일과실제시작일 / 종료일을나타내고있다. 단위정보를공유매개변수로생성하여프로젝트매개변수에설정하여객체별로단위정보를입력할수있게하였다 기간별 3D뷰 일람표설정건설공정관리를위해서기간별일정정보를체크하고관리할수있도록기간별 3D뷰, 일람표를설정하였다. 기간별 3D뷰생성을위해 Fig.2와같이시작일과종료일을기준으로하여기간설정, 당일이전, 당일까지, 당일, 당일부터, 당일이후로필터를생성하고, 색을지정하여해당기간별로지정된색으로표시된 3D모델을볼수있게하였다. 이를통해기간별로진행된일과해야할일을 3D로한눈에볼수있다. 기간별일람표를생성하기위해서시작일과종료일을기준으로일람표필터를설정하여완료한작업과진행해야할작업을일람표를통해확인하고정리할수있다 공정진도 3D뷰 일람표설정공정진도 3D뷰와일람표를생성하기위해 Fig.3과같이계산된매개변수추가하여시작일과종료일기준으로공정진도지연 / 단축항목을만든다. 지연 / 단축필터를생성하고색을지정하여공정진도 3D뷰를생성한다. 이를통해실시간공정진도상황을 3D로확인하고공정진도를관리할수있다. 일람표에서도필터를적용하여공정이단축된작업과지연된작업을추출할수있다. Fig. 1. WBS unit information classification 공종별 3D뷰 일람표설정 BIM툴에서 Fig.2와같이가시성 / 그래픽재지정의필터를활용하여공종별프로젝트탐색기를공정별로구성하여쉽고빠르게공정별 3D뷰를사용할수있게한다. 공정별일람표를생성하기위해서일람표기능을이용하여항목들을설정하고, 일람표분류속성값을공종별로설정하여공종별일람표가생성되도록하였다. Fig. 2. Filter setting Fig. 3. Progress item setting 3.2 Data 호환을위한 Dynamo 활용템플릿을활용하려면 BIM모델객체에공정정보가입력이돼야한다. 하지만수작업으로수많은객체의공정정보를입력하기에는무리가있다. 따라서 Dynamo를활용해 BIM모델객체정보를 Excel로추출하여 BIM정보를관리한다. Fig.4는 BIM Data 호환을위해서공정정보리스트추출 Dynamo 알고리즘을활용하여 BIM모델의객체공정정보리스트를 Excel에추출하고, Excel 에서객체의재료를보고공종명을입력하고해당공사에해당하는공사일정을입력한뒤, 공정정보를모델객 159

한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 체에동기화하는 Dynamo 알고리즘을활용하여입력한공정정보를 BIM모델에동기화하는방법을나타낸다. 또한복합부재를단일부재로분리하여정보입력을할수있도록 Dynamo를활용하였다. 다음은각알고리즘에대한설명이다. Fig.

SetParameterValueByName' 노드에작업분류체계 ( 대분류, 공종명 ), 층 ( 베이스레벨 ), 기존유형 ( 원래패밀리, 원래유형 ), 공사일정 ( 예정시작일, 예정종료일, 실제시작일, 실제종료일 ), 재료, Element ID로매개변수항목을설정하고리스트를 Excel 파일로만들게하였다. Fig. 4.

이알고리즘을활용하여카테고리별로객체를관리하기위해고유ID를설정하여객체별로구분할수있게하였으며, 고유ID 중심으로정보를관리하게된다. Fig. 5. Element ID algorithm 3.2.2 공정정보리스트추출알고리즘 BIM모델객체에공정정보넣을틀을만들기위해 Excel 파일로공정정보리스트를만드는알고리즘이다.

4 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 체에동기화하는 Dynamo 알고리즘을활용하여입력한공정정보를 BIM모델에동기화하는방법을나타낸다. 또한복합부재를단일부재로분리하여정보입력을할수있도록 Dynamo를활용하였다. 다음은각알고리즘에대한설명이다. Fig.6과같이알고리즘구조는카테고리별로객체를관리하기위해 Categories 노드와 All Elements of Category 노드를활용하고, 공정정보항목설정을위해 Element. SetParameterValueByName' 노드에작업분류체계 ( 대분류, 공종명 ), 층 ( 베이스레벨 ), 기존유형 ( 원래패밀리, 원래유형 ), 공사일정 ( 예정시작일, 예정종료일, 실제시작일, 실제종료일 ), 재료, Element ID로매개변수항목을설정하고리스트를 Excel 파일로만들게하였다. Fig. 4. BIM Data Compatibility Element ID 설정알고리즘 BIM정보를 Excel로추출해도객체가너무많아관리가어려우며, 부품객체는 ID가통일돼있기때문에객체별로 ID를설정해주어관리를해야한다. Fig.5는새로운 ID정보를추가할필드로사용될 Element ID 매개변수에고유ID를설정해주는논리알고리즘이다. 이알고리즘을활용하여카테고리별로객체를관리하기위해고유ID를설정하여객체별로구분할수있게하였으며, 고유ID 중심으로정보를관리하게된다. Fig. 5. Element ID algorithm 공정정보리스트추출알고리즘 BIM모델객체에공정정보넣을틀을만들기위해 Excel 파일로공정정보리스트를만드는알고리즘이다. 공정정보항목으로는대공종, 공종명, 베이스레벨, 원래패밀리, 원래유형, 예정시작일, 예정종료일, 실제시작일, 실제종료일, 재료, Element ID로구성되며이항목에대한리스트가 Excel 파일로만들어진다. Fig. 6. Extracting BIM Information Algorithm 공정정보동기화알고리즘기존에작성된객체정보 ( 층, 유형, 재료 ) 를확인하여대공종, 공종명, 예정시작일, 예정종료일, 실제시작일, 실제종료일항목을작성해준다. 이렇게추가된공정정보를 BIM모델객체데이터에동기화하기위해서 Fig.7과같이 Excel 파일에데이터를읽어서리스트를만들어지정된순번에해당되는리스트값을 BIM모델객체에입력하는논리의 Dynamo 알고리즘을작성하였다. 이알고리즘구조는공정정보가추가된 Excel파일을읽어리스트를다시만들기위해 File Path' 노드 File.FromPath', Excel.ReadFromFile', List.Transpose' 노드를활용하며, 리스트순번에해당되는항목의값을객체의입력하기위해 List.GetItemAtIndex', Element.SetParameterByName 노드를활용한다. 또한공정정보를동기화할 BIM모델객체를카테고리별로설정하기위해 Categories, All Elements of Category 노드를활용한다. 160

Fig. 9. Volume calculation algorithm (Material) Fig. 7. Synchronization algorithm 3.3 물량산출을위한 Dynamo 알고리즘 BIM 모델객체의유형별물량을산출하는방법과재료별물량을산출하는 2가지방법으로 Dynamo 알고리즘을활용하여유형별체적 / 면적과재료별체적 / 면적을산출하였다.

유형별항목과체적 / 면적값을 Excel 리스트로만들기위해 List.Create, List.Transpose, Excel.WriteToFile, File Path 노드를활용한다. 4. 건설공정관리를위한 BIM정보활용및효과 4.1 BIM정보를활용한공정표작성 Dynamo와시공BIM템플릿을활용하여공사일정을확인할수있다. Fig.

9은재료별체적 / 면적을산출하는 Dynamo 알고리즘이다. Element Type' 노드와 All Elements of Type' 노드를활용하여선택된부위의모든요소들을출력하고, Element.Materials, List.GroupByKey 노드를활용하여객체의재료에해당되는체적 ( 면적 ) 을그룹을만든다.

5 Fig. 9. Volume calculation algorithm (Material) Fig. 7. Synchronization algorithm 3.3 물량산출을위한 Dynamo 알고리즘 BIM 모델객체의유형별물량을산출하는방법과재료별물량을산출하는 2가지방법으로 Dynamo 알고리즘을활용하여유형별체적 / 면적과재료별체적 / 면적을산출하였다. 이를통해건설공사에서사용되는자재에유형별물량과재료별총체적, 총면적을빠르고정확하게산출할수있다 유형별물량산출알고리즘 Fig.8은유형별체적 / 면적을산출하는 Dynamo 알고리즘으로구조는유형요소출력을위하여 'Element Type', All Elements of Type' 노드를활용한다. 유형별항목과체적 / 면적값을 Excel 리스트로만들기위해 List.Create, List.Transpose, Excel.WriteToFile, File Path 노드를활용한다. 4. 건설공정관리를위한 BIM정보활용및효과 4.1 BIM정보를활용한공정표작성 Dynamo와시공BIM템플릿을활용하여공사일정을확인할수있다. Fig.10에서공정표는층별공정뿐만아니라부위별공사일정까지나타내어건설공사에서일어나는세부적인내용까지도관리할수있는효과가있다. 또한공사일정이변경되었을때, 최신의공정표를작성하여공사일정변경전후를비교할수있다. Fig. 10. Time schedule of work Fig. 8. Volume calculation algorithm (Type) 재료별물량산출알고리즘 Fig.9은재료별체적 / 면적을산출하는 Dynamo 알고리즘이다. Element Type' 노드와 All Elements of Type' 노드를활용하여선택된부위의모든요소들을출력하고, Element.Materials, List.GroupByKey 노드를활용하여객체의재료에해당되는체적 ( 면적 ) 을그룹을만든다. 이를활용하여재료이름과그에해당하는물량값리스트가 Excel 파일로작성된다. 4.2 BIM기반공종별물량산출시공BIM템플릿일람표는작업분류체계별로객체의공정정보가입력되어있어공종별수량과물량산출이가능하다. 또한공사일정에따라필요한자재를파악하여적시적소에투입할수있어자재를효율적으로관리할수있게도와준다. 또한물량산출 Dynamo 알고리즘을활용하여 Fig.11과같이공사현장에필요한자재별총물량을쉽고빠르게 Excel로산출이가능하다. 기존의방식은 BIM데이터를다른프로그램에넣어물량을산출하였지만본연구에서는 Dynamo로직접자재별물량을추출하는것으로기존의방식과차별성이있다. 161

이를통해공정관리효율성을높일수있으며, 건설공사생산성을향상시킬수있을것으로기대가된다. Fig. 11. Material output table 4.3 건설공사 BIM진도관리 Fig.12와같이 BIM템플릿에서기간별 3D뷰를통해현재진행중인공사와진행해야할공사를시각화하여공정진도상황을파악할수있다.

6 한국산학기술학회논문지제 17 권제 8 호, 2016 시공단계에서설계변경이발생할경우변경사항에대해 BIM모델만수정해주면변경된자재별총물량을바로산출할수있어공사관리를편리하고신속하고, 정확하게할수있다. 를통해 BIM모델에공정정보를객체별로편리하게입력할수있으며, 입력된공종과일정정보를시공BIM템플릿에서 3D뷰와일람표로나타내어건설공사현장에서실시간으로공사진행현황을확인하고, 공사에필요한자재의물량과일정을사전에확인하여효율적인공사관리를할수있다. 또한 BIM데이터를활용하여공정표작성, 공종별물량산출, 진도관리등에활용될수있다. 이를통해공정관리효율성을높일수있으며, 건설공사생산성을향상시킬수있을것으로기대가된다. Fig. 11. Material output table 4.3 건설공사 BIM진도관리 Fig.12와같이 BIM템플릿에서기간별 3D뷰를통해현재진행중인공사와진행해야할공사를시각화하여공정진도상황을파악할수있다. 또한진도관리일람표를통해예정공사일정과실제공사일정을비교하여공종별공사일정이제대로진행되고있는지, 늦어지고있는지에대한진도상태를파악할수있다. 지연된작업을확인하여공사일정을수정하기도하며, 공정만회계획수립및이행을할수가있다. 또한수정된공사일정을공정표로작성하여, 공사기간연장및영향분석을할수있다. Fig. 12. Schedule Management 3D view 5. 결론 References [1] J. W. Song, K. S. Oh, J. H. Song, K. J. Lim, H. W. Park, "A study on the Development of BIM Template for Construction schedule management", The Annual Conference for AIK, Vol.2, No.35, pp , 2015 [2] H. J. Choe. "A Study on the Development of Scheduling Software in Building Construction", Master s Thesis, KyungWoon University, [3] D. I. Kim. "A Study on the Application of Scheduling Based on Work Breakdown Structure in Apartment Housing Projects", Master s Thesis, Inha University, [4] H. J. Gang, A Study on the Development of BIM Template to introduce of BIM in Small and Middle Architectural Design Firms using AHP method, Master s Thesis, HanYang University, [5] J. H. Lee, A Study on the Development of BIM Template for the Design of Small Housing Master s Thesis, DongSeo University, [6] J. J. Park, J. H. Park, W. H. Yun, S. H. Paek, J. Hong, A Study on the BIM based Architectural Construction Simulation System using Combinative Construction Schedule Creation Method, Journal of The Architectural Institute of Korea, vol. 24 no. 7, [7] S. H. Park, J. H. Song, K. S. Oh. "A study on the Information for the Schedule Management of the Construction based BIM, Journal of Digital Contents Society, vol. 16, no. 4, DOI: [8] H. J. Jeon, The Object-Oriented Thought Process, A mid-level researcher support project, HanYang University, [9] ivanilmatto, Revit-Element ID in schedules using Dynamo,YouTube,2014, v=u-tvocyilxo&list=plc2ccmic-a5u8lw8slvtq-rpfn ob-bug6&index=1, 설계단계에서생성된 BIM모델을활용하여시공단계에서공정관리를쉽고편리하게사용할수있는시공 BIM 템플릿개발을제안하고활용방안을제시하였다. 이 162

오건수 (Kun-Soo Oh) [ 정회원 ] 1989 년 2 월 : 홍익대학교건축학과 ( 공학석사 ) 1994 년 2 월 :

건설관리 박소현 (So-Hyun Park) [ 정회원 ] 2009 년 2 월 : 남서울대학교건축학과 ( 공학석사 ) 2009 년 2 월 ~

디지털건축, 건설정보 송정우 (Jung-Woo Song) [ 정회원 ] 2015 년 2 월 : 남서울대학교건축학과 ( 공학사 ) 2015

7 오건수 (Kun-Soo Oh) [ 정회원 ] 1989 년 2 월 : 홍익대학교건축학과 ( 공학석사 ) 1994 년 2 월 : 홍익대학교건축학과 ( 공학박사 ) 1995 년 3 월 ~ 현재 : 남서울대학교건축학과교수 < 관심분야 > 건축계획, BIM, 건설 IT, 건설관리 박소현 (So-Hyun Park) [ 정회원 ] 2009 년 2 월 : 남서울대학교건축학과 ( 공학석사 ) 2009 년 2 월 ~ 2011 년 12 월 : 한기엔지니어링건축사사무소 2012 년 3 월 ~ 현재 : 남서울대학교건축학과박사과정 < 관심분야 > BIM, 디지털건축, 건설정보 송정우 (Jung-Woo Song) [ 정회원 ] 2015 년 2 월 : 남서울대학교건축학과 ( 공학사 ) 2015 년 2 월 ~ 현재 : 해유종합건설 ( 주 ) 기술연구소주임 2015 년 3 월 ~ 현재 : 남서울대학교건축학과석사과정 < 관심분야 > BIM, 건설관리 163

DBPIA-NURIMEDIA

DBPIA-NURIMEDIA The e-business Studies Volume 17, Number 6, December, 30, 2016:275~289 Received: 2016/12/02, Accepted: 2016/12/22 Revised: 2016/12/20, Published: 2016/12/30 [ABSTRACT] SNS is used in various fields. Although