1. 서론 (p. 1)

○“가상현실 기반의 설계 및 시공(VDC)”은 설계-시공사업의 통합적 다분야 성능모델을 사용하여 가시적인 동시에 공공적인 사업목적을 지원하는 기법임

○본 보고서는 VDC에 대한 이론 및 기법을 기술하고 특정 목적을 가지는 모델에 대한 사례분석과 실제로 VDC를 시행하는 방안에 대한 몇 가지 제안사항들을 기술함

○VDC 모델은 대상사업을 컴퓨터를 기반으로 하는 표현을 적용하기 때문에 가상모델 이라고 말함

○VDC 사업모델은 대상사업 중 설계 및 운영이 가능한 측면에 대해 중점을 두고 적용함

○다시 말하면 조직체계(Organization)에서 정의하고, 설계, 시공 및 운영하는 시설물(Product)과 조직 구성원들이 준수하는 공정(Process)에 대해 강조하고 있음

○이러한 모델들은 논리적으로 통합되어 있어 모든 공유데이터에 접근이 가능하며, 사용자가 한 요소를 부각하거나 변경하게 되면, 해당 통합모델 역시 연관된 모델들의 연관되어 있는 요소들을 부각시키거나 변경하게 됨

○해당 모델들은 건축, 시공 및 사업발주처와 사업과 관련된 부속분야들을 모두 대변한다는 의미에서 다분야(Multi-discipline)적 모델이라고 할 수 있음

○또한 이 모델들은 해당사업 일부측면의 성능을 예측하고, 사업과 연관된 여러 사항들을 추적하며, 명시된 사업성능 목표와 관련된 성능을 계량하고 추정할 수 있다는 측면에서 일종의 성능모델이라고 할 수 있음

○일부 기업들은 현재 VDC 모델링의 첫째 단계를 시행하고 있으며, 이들을 수행함으로서 사업성과를 개선할 수 있는 방안을 지속적으로 모색하고 있음

 

2. VDC 기법의 배경 (p. 3)

○21세기 초반의 시설물에 대한 설계-시공-운영절차는 여러 가지 많은 탄복할 만한 장점을 가지고 있음

○AEC(건축/공학/시공)의 설계-시공절차는 전 세계에 주택, 사무실, 발전플랜트, 상수도, 폐기물처리, 교통 및 배전 등과 같은 부동산 계열의 물리적인 부를 창조함

○그러나 이러한 절차체계는 문제점을 내포하고 있는데, 이들 절차들은 너무 산개되어 있어 사업을 완료하는데 상당히 많은 시간이 소요됨

○이러한 부동산 자산은 대부분의 사람들에게 상당히 고가의 비용을 부담시키면서 가장 경제적 하위계층들에게는 점점 더 비용부담이 커지고 있는 분야임

○미국의 건설산업의 사업절차는 지난 40년 동안 관련공학 분야가 같은 기간 동안 급격한 생산성 증가를 나타내고 있는 반면 시간당 투자 인거비의 생산성이 눈에 띄게 감소하고 있음

○공학적 관점에서 개략적으로 보더라도 이러한 절차는 대단히 시간이 많이 소요되어 필요정보를 획득하거나 의사결정을 내리는데 수일 또는 수개월이 소요되기도 함

○다양한 사업관련자들이 해당사업의 설계-시공절차에서 배제되었다고 느끼는 이유가 이러한 절차들이 상당히 복잡하고 애매하기 때문임

○<그림 1>은 1998년에 건설계획 사무실을 촬영한 모습임

○사진을 자세히 들여다보면 이 사진이 어느 시기에 좔영 되었는지 금방 알아차릴 수 있을 정도로 현재의 건설계획 회의의 전경과는 많은 차이점을 나타냄

○지난 30년간 건설계획 절차에 몇 몇 중요한 방법들은 상당한 변화를 맞이하였음

○대부분의 종이 서류문서들은 수기문서의 복사물이 아닌 컴퓨터 출력물로 대체된 것이 대표적인 예임

○향후 30년 후에는 상호작용기능을 탑재한 컴퓨터의 사용이 대부분의 종이문서들 및 책상위의 도면뭉치들을 대체할 것이고, 비슷한 사진 속에는 여자기술자들도 등장하게 될 것임

< 그림 1998년 건설계획 사무실 전경 사진 >

 

3. VDC 성숙화 모델 (p. 4)

○건설사업에서 VDC를 시행하는 데에는 크게 3단계로 구분할 수 있으며, 각 단계별로 고유한 가치의 개념 및 가치 및 비용을 창출하는 전략이 있음

○일반적으로 기업조직들은 이 성숙화 모델의 각 단계를 순차적으로 거치게 되나 경우에 따라서 3단계인 자동화 단계의 일부 항목들은 2단계 절차수행 시 전반적인 통합이 아닌 특정목적 또는 최소개념의 통합을 필요로 하기도 함

 

1) 시각화 단계 (1단계)

○기존 관례대로 시설물, 조직 및 절차들에 대해 가장 소요비용이 큰 요소에 대해서만 모델링 및 시각화 함

○사업의 이해관계자들 간에 일반적인 상호조정을 통해서 여러 가지의 VDC 모델들 및 모델 버젼들을 통합함

○이 단계는 상대적으로 비용이 적게 소요되고, 개별사업들은 상당히 큰 편익을 확보할 수 있기 때문에 사업의 가치개념에 입각하여 VDC 툴, 방법 및 인력들에 대한 투자의 정당화가 수월함

○양질의 시각화는 보다 많은 이해관계자들의 사업검토 작업을 보다 의미 있게 만들어서 기존의 형식적인 업무가 되지 않도록 하기 때문에 사업의 목적, 가치, 의무, 설계 및 기대효과 등을 명확히 함

 

2) 통합 (2단계-컴퓨터 작업기반)

○시설물, 조직, 절차모델들 및 Interpolation을 사용하는 해석 프로그램 등 실질적인 수행하는 즉, 신뢰성 있는 컴퓨터를 기반으로 하는 정보의 공유가 진행됨

○사업의 가치기준에 기반을 두면 VDC툴, 적용방법 및 인적자원에 대한 투자가 정당화 되지 못함

○이 단계는 상대적으로 대단히 비용이 많이 소요되고 투자 비용대비 상당한 편익을 얻기 위해서는 다수의 사업에 대해 동일한 방법을 적용시켜야 하기 때문에 오히려 이 단계에 대한 가치기준은 기업 전체조직의 차원에서의 개념이 되어야만 함

○IFCs는 이러한 절차가 수행되도록 설계되었으나, 이들의 효용성이 크다는 증거는 거의 없는 상황임

○다양한 업체들이 종종 특허 교환방법을 통해서 상호 호환이 가능한 소프트웨어들을 공급하고 있지만 아직도 사업에 유용한 많은 다른 프로그램들과는 정보공유가 제한되어 있음

○통합화는 모델링에 소요되는 인력과 시간을 감소시킴으로 그 자체로서 가치증가분을 확보하고 있음

 

3) 자동차

○통상적 설계업무의 일부 또는 현장설치가 필요한 장치물들의 컴퓨터 수치제어(CNC)제조과정을 자동화 함

○사업의 가치기준에 기반을 두면 VDC툴, 적용방법 및 인적자원에 대한 투자가 정당화 되지 못함

○이 단계는 상대적으로 대단히 비용이 많이 소요되고 투자 비용대비 상당한 편익을 얻기 위해서는 다수의 사업에 대해 동일한 방법을 적용시켜야 하기 때문에 오히려 이 단계에 대한 가치기준은 기업 전체조직의 차원에서의 개념이 되어야만 함

○설계 효용성 및 효과를 상당한 크기로 증대시키는 것이 가능함

○건설공기를 획기적으로 감축시킬 수 있으며, 이러한 점은 건설공기 측면에서의 혁신을 의미함

○이러한 맥락에서 CIFE 2015의 목표는 모든 사업에 대해 착공에서부터 실제 활용하기 까지 6개월 이내에 시설물을 건설하는 것을 목표로 하고 있음

 

4. 검토결론 (p. 41)

○VDC의 이론적 기반은 다음과 같은 주요 사항을 포함하고 있으며, 이들은 본 보고서의 주요 주제로 다루어짐

- 시설물, 조직 및 절차를 대변하는 “공학적 모델링 기법”

- 사업추진 일정, 비용, 노력, 숨겨진 업무, 조직, 절차/공정리스크, 3D 및 4D 상충사항 등을 예측하도록 하는 “모델기반의 해석방법”임

○VDC기법은 시설물 조직 및 절차들에 대한 현황을 전문가들은 물론 광범위한 사업관련 이해당사자들에게 시각화하여 보여주는 기법임

○ VDC 기법은 사업절차를 성능을 측정하는 방법으로서 운영하는 사업에 대한 기준 및 방법임

○VDC 기법은 경제적 영향, 다시 말하면 전체사업, 개별사업요소 및 절차의 변화를 위한 점진적 투자를 포함하는 자본투자의 비용과 가치에 대한 정량적인 모델임

○VDC 전략은 기업들로 하여금 혁신적 목표를 획기적으로 달성할 수 있도록 함

○VDC 전략은 한 사업에 대한 다수의 사업관련 이해당사자들은 서론 다른 의무를 가지고 있음

○VDC 전략에서 해당사업 이해당사자들은 시각적 정보를 공유함으로서 상호 협력이 가능함

○VDC 분석기법은 보다 나은 사업관리를 가능하도록 함

 

5. VDC의 한계 (p. 43)

1) 발주처 관리

○VDC를 사용하지 않는 측에서는 발주처의 요청이나 의지가 부족한 것이 실무에서 VDC를 적용하려는 적극성과 흥미를 감소시킨다고 말하고 있음

○한편 발주처들도 VDC 적용 시 소요되는 비용에 대해서만 심도 있게 분석하고 이를 통해 얻을 수 있는 엄청난 편익은 간과함으로서 VDC의 잠재성에 대해 편협된 견해를 가지고 있음

2) AEG 산업의 사업위주의 풍토

○발주처, 설계자 및 시공기업 모두 사업추진에 관련된 고유한 습성과 문화를 보유하고 있음

○개별사업이 VDC 기법을 적용할 수 있을 만큼 가치를 가지지 못할 경우 절차적 개선을 위한 투자는 쉽지 않으며 이는 또한 그다지 바람직하지도 않음

○그러한 방법이 성공적인 결과를 도출한다 하더라도 그 이후 과업에 이러한 혁신적 방법을 효율적으로 적용하는 노하우를 체계화하기가 어려움

3) AEC 산업의 문화

○건축기술자, 공학기술자 및 시공회사는 공통적으로 비용을 최소화 하는 방법 및 그러한 기업문화를 가지고 있음

○반면, 일부 주요한 예외를 제외하고는 가치를 최대화 하는 문화는 비교적 부족한 상황임

○이러한 추세는 발주처 선호도를 따라가는 경향에 의한 것으로서 일부 AERC 참여자들이 단기적 위험도를 감소시키기 위해 채택하고 있는 문화를 나타내기도 함

4) VDC 방법의 빈틈없는 이론적 배경

○VDC 모델링, 특히 모델기반의 VDC해석방법은 아직 대상이론을 개발 중에 있음

○위험요소 저감에 상당한 가치를 부여하고 있는 산업계에서는 이론적 배경의 변경은 이 방법의 적용을 회피할 수 있는 간편하고 적절한 핑계거리를 제공하게 됨

5) 학습

○AEC 산업에서는 개인, 팀 및 기업체들이 업무 경험으로부터 지식습득을 할 수 있는 가능성을 제한하는 몇 가지 나쁜 습성을 보유하고 있음

○지속적으로 변경되는 사업은 조직적인 학습기회 보다는 경험적 지식의 소산을 초래하고 있음

○발주처는 새로운 사업에 대한 사후 평가를 조직적 문제로 인하여 수행하지 못하고, 최근에서야 사업개발 절차를 완료하였으며, AEC 공급자들은 스스로 이러한 연구를 수행하지 못하고 있음

6) 유용하고 통합적인 도구들

○VDC 사용자들은 VDC 모델링 및 해석도구들이 대단히 사용하기 어렵고, 사업목적에 대한 활용성이 제한적이며, 동시에 사업에 필요한 다른 툴들과의 공조 및 통합작업이 쉽지 않다고 지속적으로 불평하고 있음

○최근 미국 표준기록원(NIST)에서는 미국의 주요 시설개발에 있어서 상호 협력작업의 부재로 인하여 $160억 에 달하는 비용이 소모되고 있다는 보고서를 발간함

○일례로 개별 사업별로 개발업자들이 자신의 모델에 동일한 사업정보를 입력하거나, 설계절차 중 단계별로 상세설계 사항을 별도로 입력시키기도 하는 등 동일한 업무수행에 대해 반복적으로 비용이 발생하고 있음

○그럼에도 불구하고 VDC 사용자들은 상기와 같은 여러 제한사항에도 불구하고 VDC기법을 사용하여 많은 가치향상을 확보하고 있다고 밝히고 있음