건설 정보화 (CIC/CALS) 의 개념

1. 건설 정보화 (CIC/CALS)의 개념 한국건설기술연구원 건설관리그룹 김 경 주

2. 내용 • 21C 건설환경의 변화 • 국내 건설산업의 대응전략 • CM, • 정보화 (CIC/CALS)

3. 기존의 국내 건설 환경 • 제도의 투명성 미비 • 일반 건설업체 • 또하나의 발주자 (Not 관리자, No planning) • 수주 중심의 사업 • 수익성 보다 우선 ===> 기술 및 관리능력 개발 필요성 인식 부족 • 사업타당성 검증부재 등 사업관리 부실로 인한 경영부실 초래 • CM 도입 시도

4. 건설환경 변화에 대한 예측 • 건설생산요소의 변화 • 3D 업종에 대한 기피 • 고학력자의 설계용역업체로의 진출 • 건설업 취업자 평균연령 상승(40세 이상) • 숙련 노동자 부족 • 산업구조의 변환 • 공장의 해외이전 • 지식집약형 산업으로의 이전 • 엔지니어링/기획 제안형 컨설팅/CM - Soft에 중점

5. 건설환경 변화에 대한 예측 • 건설 수요의 양적변화 • 사회간접시설에 대한 수요지속(물류비용 감소, 용수, 치수, 에너지, 통신, 등 국민생활 기반조성) • 건설사업의 대형화 복합화 • 500억 이상 사업의 증가율: 매년 20-50% • 기존 시설물 노후화 • 2002년 300여건 예상 • 민자유치 사업 및 해외개발형 건설사업의 증가

6. 건설환경 변화에 대한 예측 • 국제화 • 지역 통합화: EU, NAFTA, ASEAN • ISO 9000 (선진제도 = 국제규격 논리로 시장진입) • 시장진입에 저해되는 제도 개정 요구 • 시장진입 규제의 철폐 • 정보 처리기술의 발전 • 생산 및 관리업무 전반에 대한 변화 • 발주자 요구의 다양화 • 첨단 설비기술활용 (Intelligent Building, 등) • LCC 개념 도입 • 국제 조달 지원

7. 정부의 대응전략 • 투명한 제도 및 경쟁체제의 정착 • 기술경쟁 방식의 입찰 • 기업의 전문화 및 특화 유도 • 수주중심(외형위주) => 수익성 중심 • PQ 심사 시 수익성 우수 업체에 가산점 • 정보화 촉진 • 표준화 정착

8. 기업의 대응방안 • 전문 분야별 기술개발 및 인력 양성 • 강구조, 매립, 사장교, 연약지반, 터널, 발파, 등 • 관리 능력 개발 • 마케팅 능력의 강화 • 국제 계약구조 대응 • 종합적 품질경영체계의 구축 • 종합구매능력 확보 • 자재별 공급원의 상시확보, 신기술 건설장비 공급원의 상시 확보, 하도급자의 체계적 양성, 구매원별 가격경쟁력 확보, 국제 조달시스템 구축 • Poor management cost : 30-40% (선진국의 경우) • 시스템화:CM

9. 시스템화의 필요성 • 예: 도로 시스템 • 시스템 Leveling 원칙 • 각 Level 별 구성 원칙 • 업무 수행 기반 • 표준 정보 체계 • 건설사업 업무 프로세스 • 기술 선진화 기반제공

10. 관리능력 개발 전략 업무 System 업무수행 기반제공 Best practices 구축 + + 경 험(Know-how) 팀 Play + New practices 창출

11. CM의 핵심내용 업무 System 업무수행 절차의 시스템화 + 일관된 업무수행 기반 업무 결과의 문서화 경 험(Know-how) 축적 경험의 외부 표출 + 조직 문화 팀 Play 경험 공유 정보기술활용/통합관리 경험 축적, 교류, 재활용 새로운 지식창출 기반 조직의 경쟁력

12. CM의 이해 • 건설산업의 전반적인 선진화를 위한 과정 • Best practice의 집합 및 체계화, 이론화 • 지속적인 발전의 과정 (완성의 형태가 아님) • 현재 무늬만 CM ==> 장단기 전략수립의 필요성 제기

13. CM과 건설 정보화 • 건설사업의 효율적관리를 지원하기 위한 핵심 도구제공 • CMr의 정보화 Service 범위 • 도면, 계약서, 현장서류, 공문서 및 각종 계획서 관리 체계 구축 • 계약, 설계, 원가, 공정, 외주, 노무, 자재, 장비, 재무, 등의 관리업무 지원을 위한 사업관리 정보시스템 구축(PMIS) 계획 수립 • 프로젝트 참가자(발주자, 공급자, 등)간의 전자적 정보교류 계획 수립- 향후

14. Project-to-Project (Facility database, GIS, 건설 생산성/기술정보) Functions (계획, 설계, 견적, 공정, 원가, 자재, 안전, 노무, 회계, 등:Data Modeling) Organizations (발주자, 설계사, 감리원, 시공사, 유지관리자, 등: EDI/EGI, CITIS, N/W) 건설정보화의 범위

15. CIC

16. CIC 란 ? • “제조업의 CIM 시스템을 건설사업에 적용하는 것이다. 따라서, 건설사업에서 성과물의 제조에서 판매까지의 마케팅 전 과정, 판매, 물량산출, 계획, 설계, 관리, 엔지니어링, 구매, 계약, 시공, 유지관리, 시설운영, 지원 기능들의 최적화를 위하여 기존의 기술방식과 인력을 연계 시키는 전략이다”(Miyatake and Kangari) • “BPR 및 IT를 기반으로 컴퓨터 시스템을 도구로 하여 건설분야의 생산성 향상 및 관리 효율화를 목적으로 하는 건설 업무 프로세스 통합 시스템을 구축하는 전략이다”(건기원) • 건설 프로젝트의 전체과정, 관련된 모든 조직, 필요한 각 업무 기능들을 전산 시스템을 이용, 최적화 및 자동화를 이룩하기 위한 노력으로 프로젝트의 통합관리와 시공의 자동화/통합화를 포괄(CII)

17. CIC 란 ? • “건설 프로젝트의 전체과정 (Project Life Cycle)과 서로 다른 업무 기능(Business Functions)들을 총괄하여, 경영전략, 경영관리, 통합정보, 그리고 전산기술을 통합하는 것” (Jung and Gibson, 1997) • 관리적 요소: 경영, 전략, 업무 프로세스, 프로젝트 관리 기술, 분류체계 등 • 기술적 요소: 시공 기술, 전산기술, 자동화 기술 등의 포괄 • 국내: 협의의 건설기술의 전산화로 축소 해석되고 있음

18. CIC 란 ? “건설 프로젝트의 전체과정을 통하여, 각 업무 수행에 필요한 정보를 전산 시스템과 데이터 모델을 이용 유기적으로 연계하여, 모든 관련 조직이 효율적으로 정보를 공유 및 교류할 수 있는 환경을 제공함으로써, 건설사업 관련 정보의 통합관리에 의한 건설 생산성 향상을 추구하는 정보 시스템.”

19. CIC의 목적 • 정보의 효율적인 흐름 구축 • 건설 프로젝트 생애주기를 통하여 관련된 모든 조직이 자료를 공유 • 설계와 시공 정보의 유기적 결합을 통한 과학적인 설계/시공 연계 관리체계 수립 • 생산성 향상/품질 제고(설계변경의 최소화) • 건설사업관리의 효율화

20. CIC의 필요성- 분화된 건설산업의 조직구조와 정보의 단절-

21. CIC의 필요성- 사업주체의 업무의 분화 및 정보의 단절-

22. CIC의 필요성 • 지속적인 변화가 발생하는 건설사업 생애주기를 통한 일관된 정보흐름의 부재 • 서면을 통한 정보교류 및 정보유추 해석 • 효율적인 정보의 축적 및 재활용 부재 • 시설물 유지관리의 비효율성 초래

23. CIC에 대한 반응 • 공정관리 시스템(CPM)이 국내에 도입 된지 30년이 넘었으나 아직 현장에서 활용되지 못하고 있는데, 원가와 공정을 통합하는 시스템 구축이 현실성 있는가 ? • 정보 시스템을 프로젝트에서 사용하기 위해서는 많은 시간과 인력을 투입해야 하는데 국내 현실에서 가능한가? • 내 머리에 저장된 경험을 가지고 기존의 방식대로 충분히 사업을 관리할 수 있다 • 나와 상관없는 내가 은퇴한 이후의 일 아닌가 ?

24. 공정관리 활성화 장애 • 비용측면 • 초기 시간 및 비용에 비하여 가시적 효과 부족 • 훈련 및 교육 • Data 수집 및 활용 • 지속적인 Updating의 부담 • 시스템 측면 • 기존 응용 기능상 한계 • 대량의 Input data • 원가, 자재, 장비, 회계, 금융 시스템과 독립적인 시스템으로 존재

25. 공정관리 활성화 장애 • 건설환경 측면 • 지속적인 사업성격의 변화 • 합리적 공정계획 환경의 미비 • 제도적 측면의 제약(사업수행 프로세스, 예산편성, 등) • 일기의 변동 • 인력 부족 • Human Factor • 새로운 것에 대한 저항 • 공정관리에 대한 이해 부족

26. 공정관리 환경변화 • 기존 공정관리 • 물량 기반의 계획대비 기성고에 의한 공정률 추정 • 내역항목에 대한 계약 금액의 배분이 일정하지 않음 • 시간에 기반을 둔 원가 및 공정의 관리 부재 • CM으로 감리제도의 확대 • 품질관리 (부실시공 방지) 중심에서 사업비 및 사업기간 관리, 등 업무영역의 확대를 의미 • 공정관리의 중요성 대두

27. 관리 기준의 필요 - 원가, 시간관리 기준의 필요(Cost/Schedule Control Criteria) Time now 1,400 1,200 1,000 800 600 400 200 BCWS ACWP Project cost BCWP 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Construction period (Days)

28. CIC 기대효과 • 일부 현장적용 효과 (D 건설, 등) • 3D를 이용한 간섭효과 사전 검토 • 설계 도면의 이해 증진 • 설계 미비점 조기 발견 ==> 설계 품질 증진 • Change order 감소 • 설계변경의 이해증진 • 효율적 문제해결 • 공기지연 감소(설계변경, Shop drawing 작성 최소화) • 사업 종사자간 이해 증진 • 준공도면의 신뢰성 증진 • 시설물 유지관리 지원 • 전체공기 20% 단축 (D 건설)

29. 통합관리의 어려움 • 표준화된 업무체계의 부재 • 정보 통합관리 지원 정보체계의 부재 • 전문가들 사이의 전통적 단절 • 설계자와 시공자의 단절 • 공정관리와 원가관리의 단절 • 도면 설계 • 2D Drawing • 표준화된 설계 체계의 부재

30. CIC 구현방향 • 경영전략 및 정보화 우선순위 결정 • 업무 프로세스의 분석/ 개선(Process Modeling) • 정보 분류체계의 표준화 • 정보 통합관리 데이터 모델의 구축 • Product Modeling/객체지향 기술의 활용 • 통합 DB 및 Knowledge Base의 구축 • 3D CAD의 사용

31. 정형화된 업무체계의 필요성 • 업무분석 및 연계성 파악. • 프로세스 설계. • 소요정보 파악 및 데이터베이스 설계. • 정보체계 구성.

32. 프로세스의 분석 및 개선

33. 표준분류체계의 필요성 • 건설관련 각종 정보의 연계에 의한 효율적인 사업관리 • 건설 정보(시방서, 내역서 등) 생성, 저장, 탐색, 공급, 등에 대한 일관성 제시 • 건설 정보의 활용 및 유지관리의 효율화 ==> “건설 생산성 향상 및 건설산업의 국가 경쟁력 제고를 위한 전략적 기반 제공”

34. 시설물 개략 정의 (시설물 구성) 시설물 세부 정의 (자재/공법) 시설물 시공순서 정의 설계도 시방서/견적 공정 계획 시설물 구성요소 중심의 정보 표현 시설물 구성요소 + 자재에 의한 표현 자재/공법 중심의 정보 표현 표준 단위 정보의 필요성 • 사업 수행 단계별 정보 표현 체계의 차이

35. 발주처: 내역항목/물량을 중심으로 한 입찰/기성관리 시공업체(본사): 발주자가 제시하는 입찰내역항목에 따른 산출 내역서작성 => (계약서) 시공업체(현장): 기성신청/계약변경 목적의 내역항목에 따른 원가관리가 공사관리의 중심 표준 단위 정보의 필요성 • 현행 원가 중심의 공사관리 체계에 따른 장애요인

36. 표준 단위 정보의 필요성 • 입찰 내역항목과 실제 공정관리 항목간의 상이성 ⇒ 현장에서 내역항목 위주의 공사관리 초래 ⇒ 공정진행에 기반을 둔 사업비의 예측 곤란 • 발주기관 간 내역 일관성 부족 ⇒ 정보축적 및 재활용 어려움 (정보축적 동기유발 한계) ⇒ 국가 차원에서의 건설정보 축적 곤란

37. 표준 단위 정보의 필요성 • 발주기관이 제시하는, 공정별 목적물 물량 내역서를 시설물 별 표준화 필요 • 설계,원가,공정 정보의 연계를 고려한 통합 정보체계 구축의 기반으로 표준 분류체계의 제시

38. 표준 단위 정보의 필요성

39. 국ㆍ내외 건설정보 분류체계에 대한 검토 • MasterFormat • 자재 및 그 시공법을 중심으로 프로젝트 관련 정보분류 • 설계 및 시공이 진행되면서 자재 및 그 시공법이 결정된 이후에 유용 • 설계도면과 시방서를 연계 시키거나 이를 바탕으로 세부 사업비의 내역서를 작성하는데 도움 • 프로젝트 초기 단계에서 시스템 구성의 세부내용을 파악하는데 어려움

40. 국ㆍ내외 건설정보 분류체계에 대한 검토 • UniFormat(건축물) • 구성요소와 구성체계의 위치 및 기능에 의한 분류 • 프로젝트 초기 단계에서 시설물의 구성을 파악하고, 이를 설계도면과 연계 시키는데 편리 • 개략적인 예가 산정의 작업을 총괄적이고 체계화 시키는데 도움 • 구체적인 자재 및 시공법이 결정되는 대로 MasterFormat의 5자리 코드 첨가 가능

41. 국ㆍ내외 건설정보 분류체계에 대한 검토 • CI/SfB • 유럽 국가들을 중심으로 발달된 건축정보 분류법 • 건축을 부위(기초, 벽, 지붕 등), 공사(토 공사, 조적 공사, 관 공사 등), 재료(석재, 목재, 시멘트 등)와 용도 및 기능, 설계 및 생산 조건 다섯 가지 개념으로 표시 • 알파벳과 아라비아 숫자의 조합에 의해 표현되었으나 컴퓨터 기술의 활용에 의해 모두 숫자화 되고 있음

42. 국ㆍ내외 건설정보 분류체계에 대한 검토 • ISO 14177 • ISO: 국제 표준기구로서 건설분야의 표준정보 분류체계의 기본 틀 • 시설물(Facilities) • 공간(Spaces) • 부위(Elements) • 작업구역(Work sections), • 자재(Construction products) • 장비(Construction aids) • 관리(Management), • 속성(Attributes)의 8단계로 표제(Facet) 에 의한 분류 안 제시 • 적산, 시방서, 엔지니어링, 프로젝트 관리, 도서 및 문서분류 등에 활용 목적 • 완전한 세부분류를 제시하고 있지는 못함

43. 국ㆍ내외 건설정보 분류체계에 대한 검토 • 국내 건설 정보분류체계 구축노력 • 건설정보 분류체계 표준화 연구 • ISO 에 기반 • 도서분류의 목적에 가까움 • 사업관리 측면에서의 활용에 한계 • 건축, 토목, 기계, 플랜트설비 공사 수량산출 기준 • 표준화된 내역서 작성 기준 제시 • 건설업체 자체 분류체계의 존재 ==> 국가 차원의 건설정보 축적 및 공유를 위한 표준화된 정보분류체계의 필요

44. 시설물 분류코드 (시설물 구성요소 및 기능) 원가 분류코드 (자재 및 공법) 공정 분류코드 표준정보 분류체계의 구축

45. 교량 시설물 분류체계 원가 분류체계(중분류) Div A . General 교량 상부구조 상판 트러스 보강형 I 형강 Div I. 강구조 및 철물공사 03 철골제작 신축이음 01 공장가공 및 조립 02 가설물 설치 03 조립품 운반 하부구조 04 조립품 설치 05 가설물 해체 공정계획 세부공정 리스트 표준정보 분류체계의 구축

46. : One-to-one 시설물 구성요소 중 공정 : One-to-one, or One-to-many 조직 세부 구성요소 소 공정 자원 원가 자재 장비 노무 정보 통합관리 데이터 모델의 구축

47. 3-D Model의 필요성 • 개체로서의 인식가능 • 개체 Library의 적극적 활용 • 부재의 치수 및 위치정보 (Graphic) • 재료의 성질 및 특성 정보 (Non-Graphic) • Graphic과 Non-Graphic정보의 자동적 연계 • 타 개체 정보와의 연계 가능 • 각종 Application에 연계정보 활용

49. 시스템 제공 기능 • 3차원 시공 시뮬레이션 • 공사에 대한 참여자의 이해 증진 • 공종간 연계업무 점검 및 지원 • 자동 물량 산출 • 주간 월간 공정물량 산출 • 공정과 연계된 자재, 장비, 인력, 외주, 원가관리 지원 • 공정과 시방서 연계

50. 건설 CALS