BIM 기반 통합 설계 품질검토 시스템 개발

1. 논문명
BIM 기반 통합 설계 품질검토 시스템 개발 / Development of a BIM Data Checking Software /
Session 4 : BIM Applications
저자명 이대진 ; 양승규
발행사 한국BIM학회
수록사항 한국BIM학회 정기학술발표대회 논문집, v.4 n.1 (2014-05)
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주제분류 전산
주제어
건물정보모델, 건축설계, 품질관리, 룰셋, 통합설계, BIM(Building Information Modeling), BIM
Quality Check, Rule Checking, Rule set, IME
소장처 한국BIM학회
언어 한국어
한국BIM학회 | 학술발표대회 논문집 2014년 5월

2. 한국BIM학회 정기학술대회 논문집 47
BIM 기반 통합 설계 품질검토 시스템 개발
Development of a BIM Data Checking Software
이대진*1)
양승규**2)
Lee, Dae-Jin, Yang, Seung-Kyu
키 워 드 : 건물정보모델, 건축설계, 품질관리, 룰셋, 통합설계
Keywords : BIM(Building Information Modeling), BIM Quality Check, Rule Checking, Rule set, IME
1. 서 론
1.1 연구의 배경 및 목적
BIM은 2000년대 후반부터 실무에서 적극적으로 활용되기
시작하였으며 그 사용영역과 범위가 건설업계 전반으로 확산
되고 있고, 설계에서 시공에 이르기까지 건축공정 전반에 걸
쳐 효율성과 생산성을 높이려는 연구와 노력이 건축기술과 IT
기술을 융합한 형태로 진행되고 있다
영국 NBS(National Building Specification)의 National BIM
Report 2014에 따르면 2013년 기준 BIM 사용자는 2010년 대비 4
배 이상 증가한 것을 볼 수 있으며, 민간과 공공을 포함한 모든
건축업계에 지속적으로 BIM이 확대되고 있음을 알 수 있다.
이러한 BIM 확산추세와 더불어 조달청은 ‘BIM 적용 기본
지침서’, 국토해양부는 ‘건축분야 BIM 적용가이드’, 건설기술
연구원은 ‘건설정보모델 작성 납품 공통기준’을 제정하여 배
포함으로써, 건축의 모든 생애주기에 걸친 업무의 수준과 효
율을 증대하기 위한 목적을 달성하려 하고 있다.
본 연구는 공공기관에서 제시한 BIM 기술적용에 대하여 정
의된 요건들 중에서 정량적으로 컴퓨터가 연산할 수 있는 항
목들을 도출하고 이를 시스템으로 개발하여 BIM 데이터에 대
한 검토효율을 증대시킬 수 있음을 제안하고자 한다.
1.2 연구의 범위 및 방법
본 논문에서는 자연어로 정의된 공공기관의 BIM 가이드라
인을 분석하여 컴퓨터로 검토 가능한 항목들로 체계화하고 개
방형 BIM 데이터 규격을 만족시키는 IFC 데이터를 기준으로
품질검토를 적용하는 것으로 연구의 범위를 한정하였다.
buildingSMART의 IFC 2x3 data 기준을 따르는 BIM 데이터
를 기준으로 BIM 가이드라인의 품질검토를 할 수 있는 최소
단위의 base rule을 정의하고, 정의된 base rule들을 특정 목적
에 따라 선별하여 rule set화 할 수 있는 rule 기반의 품질검토 시
스템 개발에 대한 연구를 진행하였다.
대용량화 되어가고 있는 BIM 데이터에 대한 품질검토 업무
를 개선하기 위해, 기존 전체 BIM 프로세스 가운데 자동화된
품질검토 프로세스를 추가적으로 도입함으로써 개방형 BIM
시스템의 효율성과 생산성 향상을 제시하고자 한다.
2. BIM 품질 검토 도구와 rule set 개발
국내 BIM 관련지침 중 한국건설기술연구원의 건설정보모
델 작성납품 공통기준, 조달청의 시설사업 BIM적용 기본지침
서, 국토해양부의 건축분야 BIM 적용가이드 3개를 대상으로
유사한 검토항목을 분석하여 rule set을 구성하였으며, 건축물
중에서도 설계 난이도가 높은 병원건축의 RFP를 분석하여 정
* 일반회원, 버츄얼빌더스(주) ABIMO사업본부 이사, djlee@vbuilers.co.kr
** 일반회원, 버츄얼빌더스(주) ABIMO사업본부 팀장, skyang@vbuilders.co.kr
량적으로 BIM 데이터 기반의 검토 가능한 항목들을 선별하여
rule set으로 구성하였다.
본 연구를 통하여 BIM data의 품질 검토 도구로 개발된
Checker 시스템은 대전서부병원
1)
을 pilot project로 선정하여
rule set을 구성하였으며, 설계품질 검토의 유효성을 성공적으
로 검증 완료하였다.
그림 1. 대전서부병원 project를 통한 rule set 검증
3. BIM 관련 지침의 검토
국내 주요 3개 BIM 관련 지침을 분석
2)
하여 검토에 필요한
체킹 알고리즘을 구현하고 이를 함수로 정의하여 체계화하고
이를 최소단위 base rule로서 20가지로 구성하였다. 각각의
base rule은 해당 내용을 직관적으로 확인 가능한 메타포 디자
인 형태의 ICON으로 제작하였으며, 각 rule별 특성을 고려한
고유 code를 부여하였다.
그림 2. ABIMO Checker에서 제공하는 base rule
제공되는 20개의 base rule은 사용자가 원하는 파라미터를
대입하여 응용이 가능하며, 여러개의 base rule 조합으로 사용
자가 원하는 rule set 구성이 가능하도록 하였고, 이러한 확장
성을 이용하여 각 지침의 측정 가능한 항목 기준으로 조달청
BIM지침의 80가지 항목 중 18%, 국토해양부 BIM지침의 27가
지 항목 중 30%, KICT 건설정보모델 작성납품 공통기준의 29
가지 항목 중 14%를 검토 할 수 있으며, 그 외 다양한 형태의

3. 48 KIBIM Annual Conference 2014_Session 4
품질검토가 가능하다.
그림 3. Checker 시스템의 품질검토 가능 범위
4. 병원건축 RFP의 검토
국내 주요 3개 병원건축의 RFP를 분석하여 해당 내용 중 정
량적으로 검토 가능한 항목들을 도출하여 그 유사성에 따라
그룹화 하였다.
3)
그룹화한 항목들의 검토에 필요한 함수를 정
의하여 27가지의 함수를 도출하였다.4)
주요 객체의 존재 여부
(hasElement), 객체의 크기에 관한 기준(getElementHeight,
getElementWidth), 객체의 연결 조건(isConnectedTo), 장비 사이의
거리(getEquipmentDistance), 실의 위치와 개수(getStoryOfSpace,
getSpaceDistance)등으로 구성된 전체 RFP관련 27가지의 함수
중 20개의 함수를 검토 가능한 형태의 base rule로 구현하여 병
원건축RFP 중 정량적으로 검토 가능한 항목 대비 74%의
coverage를 달성하여 실무차원에서의 검토기준을 검증하였다.
그림 4. 병원건축 RFP 분석
5. 통합설계 BIM S/W 구현
본 연구는 개방형 BIM 데이터 규격으로 저작된 IFC 데이터
를 대상으로 자동화된 품질검토 시스템 적용이 가능함을 검증
함과 동시에 BIM 프로세스의 생산성과 효율성 향상을 높이기
위한 방안으로 BIM 모델링 저작기능과 품질검토 기능을 일체
형 어플리케이션 형태로 개발하여 BIM 프로세스에 적용하였
고 이를 통한 BIM의 생산성과 효율성 증대가 확인되었다.
BIM 모델링 저작 후 IFC로 데이터를 저장하는 과정에서 데
이터의 유실이 발생할 수 있고, 이를 상호 호환하는 과정에서
발생하는 시간비용의 증대가 확인됨에 따라 BIM 저작기능과
품질검토 기능을 단일 시스템 형태로 개발하는 것이 BIM 업
무 효율성을 높이는데 매우 큰 비중을 차지함을 확인하였다.
품질검토의 업무효율을 높이기 위한 방안으로 검토결과를
Item화 하여 3차원과 2차원으로 표현된 각각의 공간뷰에서 추
적이 가능하도록 함으로써 직관적으로 품질검토가 가능하도
록 하였다.
검토결과에 대한 내용은 객체 단위, 결함 발생 지점 단위로
확인이 가능하며 검토결과에 대한 내용은 엑셀 또는 xml 형태
로 저장기능을 지원함으로써 보고서 작성이 용이하도록 하여
재활용 가능한 검토자료를 생성할 수 있 하였다.
결함이 발생한 부위는 프로젝트에 열려있는 모든 창에서
직관적으로 확인 가능하며 X-ray mode의 뷰 스타일을 제공하
여 2차원뷰 뿐만 아니라 3차원뷰에서도 결함의 위치를 입체적
으로 확인이 가능하도록 기능을 지원하므로 사용자의 편의성
을 높였다.
그림 5. 품질 검토 결과 화면
6. 결 론
자연어로 표현된 BIM 설계지침을 컴퓨터가 이해할 수 있도
록 체계화하여 정의하는 것은 쉽지 않은 연구이며, 정성적으
로 표현된 설계지침의 경우 때로는 보는 이의 판단기준이 상
이하므로 설계평가기준에 대한 혼란이 발생할 수 있음을 확인
하였다.
실제적이고 구체화된 설계지침일수록 컴퓨터가 이해할 수
있는 시스템으로 개발될 가능성이 높으며 이는 건축기술과 IT
기술을 자극하는 요소로 작용하고, 결국 시스템으로 구현되어
현업에 적용될 때 BIM이 추구하는 건축 의 전생애주기에 걸
친 생산성과 효율성 상승을 이끄는 주요 요인이 될 수 있다고
판단된다.
본 연구를 통하여 검증된 품질검토를 통한 BIM 프로세스의
개선안은 여러 형태로 검증을 더욱 확대할 것이며, 지속적으
로 품질검토 시스템의 개발을 가속화하여 BIM이 추구하는 진
정한 생산성과 효율성을 극대화 할 수 있도록 꾸준한 연구개
발을 이어가야 할 것으로 본다.
참고문헌
McGraw_Hill Construction, “데이터: BIM의 프로젝트의 가치”,
SmartMarket Report : The Business Value of BIM in South
Korea, 2012
NBS, “BIM Survey: Summary of findings”, NBS National BIM
Report 2014, 2014
buildingSMART, http://www.buildingsmart.org/openbim
한국건설기술연구원, 국내 BIM지침 품질검토 항목검토 보고
서, 2012
연세대학교 건설IT연구실(BIG), WBS(World Best Software)
‘글로벌 건설IT 산업생태계 조성을 위한 개방형 BIM 통합
솔루션 개발’ 연차 산출물, 2013