1. 서론
1.1 연구의 배경 및 목적
1.2 연구의 범위 및 방법
2.BIM 협업 프레임워크의 요구기능 도출
2.1 선행연구 분석을 통한 국내 CDE 요구사항 및 기능
2.2 CDE 솔루션 구성에 따른 국내 CDE 요구기능
2.3 BIM 협업 프레임워크의 주요 기능 항목
3. BIM 협업 프레임워크 개발
3.1 클라우드 플랫폼 기술
3.2 BIM 협업 기능의 활용 절차 및 특징
4. BIM 협업 프레임워크의 성능 및 사용성 분석
4.1 BIM 협업 프레임워크의 성능 분석
4.2 BIM 협업 프레임워크의 사용성 분석
5. 결론
1. 서론
1.1 연구의 배경 및 목적
건설산업은 BIM (Building information Modeling)과 스마트 건설기술을 활용하여 건설 생산성을 높이기 위한 혁신적인 업무 변화를 추구하고 있다. BIM은 시설물의 생애주기 동안 발생하는 모든 정보를 3차원 모델기반으로 통합·관리하고, AR (Augmented Reality), VR (Virtual Reality), IoT (Internet of Things), AI (Artificial Intelligence) 등 4차 산업혁명 기술을 융합하기 위한 핵심 데이터베이스 역할도 수행할 수 있기 때문에 디지털 전환(Digital transformation)을 위한 필수 전략 도구이자 핵심 열쇠로 인식되고 있다(MOLIT, 2022b; Won, 2022).
최근에는 BIM 도입의 의무화를 위해 ‘건설산업 BIM 기본지침’, ‘건설산업 BIM 시행지침’ 등 국토교통부에서 제시하는 지침뿐만 아니라 각 공공공사 발주처에서도 ‘BIM 적용 지침’ 및 ‘BIM 실무 요령’ 등 BIM 관련 지침 및 기준을 마련하고 있다. 이러한 지침 및 기준에서는 다양한 건설 참여 주체가 생성하는 정보를 중복 및 혼선 없이 공동으로 수집 및 관리하고, 배포할 수 있게 CDE (Common Data Environment, 이하 CDE)를 활용하도록 권고하고 있다(Won, 2022; Shin et al., 2023; Lee and Moon, 2023; Jung et al., 2021).
CDE는 영국에서 제시하고 있는 BIM level2의 기준이 국제 표준으로 승격된 ISO 19650 지침에 따라 BIM을 통해 다양한 주체가 생성하는 정보를 중복 및 혼선이 없도록 공동으로 수집, 관리 및 배포하기 위한 환경을 의미한다(MOLIT, 2022a). 대표적인 CDE 솔루션은 Autodesk사의 BIM360, Bentley사의 ProjectWise, Trimble사의 Viewpoint 4Projects 등이 있다. 그러나 대다수 CDE 솔루션은 외산제품이며, 아직까지 국내 실정에 맞는 CDE 체계가 갖춰진 CDE 솔루션의 구축 사례는 미흡한 실정이다(Lee and Moon, 2023).
특히 국내 건설공사는 발주방식, 공사의 종류, 발주처의 특성에 따라 다양한 방식으로 협동사무실이 운영되고, 대부분의 의사결정 과정이 대면회의, 종이 문서 활용, 수기 방식의 승인 절차 등의 기존 업무 방식을 고수하면서 BIM을 운영하고 있기 때문에 이를 반영하지 못하는 외산 CDE 솔루션으로는 BIM 업무의 낮은 생산성과 정보의 통합적 관리를 향상시키기 곤란하다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서는 국내 건설 환경에서 BIM을 효율적으로 운영할 수 있는 표준화된 CDE 솔루션 개발이 필요하다.
이를 위해 본 연구에서는 국제표준 ISO 19650의 요구사항과 국내 건설 설계 환경에서 BIM을 활용하는 실무자들의 요구사항을 분석하여 이들을 충족할 수 있는 주요 CDE 기능들을 제시한다. 또한 제안한 CDE 기능을 적용한 클라우드기반의 BIM 협업 프레임워크를 제시하여 CDE 솔루션의 개발 환경과 협업 기능에 대한 활용방안을 제시함으로써 국내 BIM 협업 환경에 적합한 다양한 BIM CDE 솔루션 표준을 마련하는데 기여하고자 한다.
1.2 연구의 범위 및 방법
본 연구는 현재 수행 중인 “BIM 기반 디지털 협업 플랫폼 개발”이라는 연구의 일부로써 설계단계에서 적합하게 CDE기반의 디지털 합사를 운영할 수 있는 BIM 협업 프레임워크를 개발하는 것을 연구의 범위로 한정하였다.
BIM 협업 프레임워크를 구성하는 주요 기능들은 국제표준 ISO 19650, 국내 CDE 체계 요구사항 등을 분석한 본 연구단의 선행 연구 결과(Lee et al., 2022; Lee and Moon, 2023)와 해외 CDE 솔루션의 기능 분석을 토대로 구성하였다.
BIM 협업 프레임워크는 마이크로서비스 아키텍처를 활용하여 개발하고, 주요 BIM 협업 프레임워크 기능에 대한 활용방안을 제시하였다. 그리고 BIM 협업 프레임워크의 비용적인 우수성과 기존 상용 BIM CDE 솔루션과 비교한 사용성을 평가하기 위해 사례 구축과 설문조사를 수행하였다.
2.BIM 협업 프레임워크의 요구기능 도출
2.1 선행연구 분석을 통한 국내 CDE 요구사항 및 기능
ISO 19650시리즈는 영국에서 제시하고 있는 BIM level 2의 기준이 국제 표준으로 승격된 것으로, 이 표준은 BIM을 활용하여 생애주기 동안 정보를 관리하고 공유하는 방법에 대한 지침을 제공하며, 국내외적으로 CDE 체계를 구축할 때 필수적으로 반영되고 있다. 현재까지 발간된 ISO 19650시리즈는 총 5개이며, 이는 Table 1과 같다(Won, 2022).
Table 1.
ISO 19650 series
국내 설계단계 합사업무에 대한 CDE 요구사항은 본 연구단의 선행연구 결과를 활용하였다. 선행연구에서는 설계단계 합사 업무가 BIM 성과품의 작성과 납품에 관련성이 높기 때문에 ISO 19650 시리즈 중에서 ISO 19650-2(프로젝트 수행 단계의 BIM을 활용한 정보관리)와 ISO 19650-4(정보 교환을 위한 프로세스 및 기준)에 중점을 두고 국내 건설 설계 환경에 적합한 CDE 요구사항을 분석하였다(Lee et al., 2022; Lee and Moon, 2023).
선행연구에서는 BIM 관련 실무자 설문조사를 통해 국내 설계단계 합사업무에 대한 CDE 요구사항을 Table 2와 같이 A. BIM 모델 관리 부문, B. BIM Data 관리부문, C. 프로젝트 참여자 관리 부문, D. 도구 지원부문 등으로 제시하였다.
Table 2.
CDE requirements by ISO 19650 and engineers
Table 3.
CDE requirements by CDE solutions
국내 CDE 요구사항에 따른 주요 기능은 ISO 19650 표준에 따라 데이터를 생성·확인·공유하는 기능, 타 기종의 프로그램 및 데이터 간 호환 및 연동 기능 그리고 웹기반의 참여자들 간 결재·승인·보안 관리, 일정 및 회의 관리 등 협업관련 기능, 또한 업무과정에서 생성되는 산출물(BIM 모델, 각종 문서)을 검토하고 관리할 수 있는 기능 등이 필요한 것으로 조사되었다.
2.2 CDE 솔루션 구성에 따른 국내 CDE 요구기능
건설 업무의 협업을 위해 해외에서 활용하고 있는 상용 CDE 솔루션을 분석한 설문 조사 결과에 따르면, 설문자의 대부분이 정보교환을 위해 이메일을 활용하고 있고, 약 60% 이상이 드랍박스, 원드라이브, 구글 드라이브와 같은 클라우드 기반의 저장소를 활용하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 설문자의 약 35%만이 BIM 모델의 조정까지 가능한 Autodesk BIM360을 활용하고 있다고 분석되고, 그 외 BIM 조정을 위한 CDE 솔루션의 사용율은 매우 낮은 것으로 조사되었다(Jaskula et al., 2023).
해외에 비해 BIM 도입이 낮은 국내 건설에서 사용되고 있는 CDE 솔루션도 해외와 마찬가지로 대부분 이메일과 클라우드 저장소를 활용하여 정보를 공유하고 있다. 이와 같이 BIM 도입 수준에 상관없이 단순히 정보 전달 및 저장소 기능을 제공하는 솔루션을 사용한다는 것은 아직까지 BIM 업무에 필요한 기능이 명확히 정의되지 않고 있으며, 다양한 기능을 제공하는 CDE 솔루션이 없다고 해석할 수 있다. 그리고 해외 및 국내의 CDE 솔루션 사용 현황에서 공통적으로 드랍박스, 원드라이브와 같은 기본적인 클라우드 저장소를 활용하고 있기 때문에 이러한 기능들은 BIM기반 CDE 기능에 필수적으로 포함되어야 할 것이다.
특히 기존 연구(Das, 2021)에서 드랍박스, 원 드라이브 등 클라우드 저장소가 BIM 객체의 버전 관리, 액세스 제어 및 관리 등 BIM기반 협업에 필요한 기능과 보안이 부족하다고 지적했기 때문에 ISO 19650 기준에 따른 보안 기능과 기본적인 클라우드 저장소 기능을 통합하여 BIM기반 CDE를 구축한다면, 상호보완을 통해 이러한 문제가 해결될 수 있다.
이를 위해 연구에서는 드랍박스, 구글드라이브, 네이버웍스(Naver Works), 카카오웍스(Kakao Work), 마이크로소프트 팀즈(Microsoft Teams) 등 국내외 클라우드 저장소 및 협업 솔루션들을 검토하여 Table 3과 같이 주요 협업 기능들을 도출하였다.
2.3 BIM 협업 프레임워크의 주요 기능 항목
연구에서는 본 연구단의 선행 연구에서 제시한 ISO 19650의 CDE 요구사항, 국내 BIM설계 실무자들의CDE 요구사항과 국내외 BIM CDE 솔루션의 주요 기능들을 활용하여 BIM 협업 프레임워크의 주요 기능을 Table 4와 같이 제시하였다.
Table 4.
Core functions of a BIM collaboration framework
BIM 협업 프레임워크의 주요 기능은 전문 프로그램 개발자의 자문을 통해 구현 가능성을 검토하여 구현이 불가능한 기능들은 제외하였다. Table 4와 같이 선행연구에서 제시한 국내 CDE 요구사항과 ISO 19650 지침에서 제시한 CDE 요구사항별로 기능을 도출하였고, 이를 통해 ISO 19650의 주요 요구사항의 대부분을 충족하고 있음을 나타내었다. 그리고 ISO 19650의 요구기능 뿐만 아니라 국내외 BIM CDE 솔루션의 기능을 반영하여 7개의 주요 업무에 대한 핵심 기능을 26개를 도출하였고, 세부 기능을 포함하면 94개 이상의 기능을 제시하였다.
BIM 협업 프레임워크의 주요 기능 중에서 대표적인 기능은 다음과 같다.
첫 번째, 프로젝트 단위 또는 팀 단위의 협업, 데이터 공유 공간 설정 및 권한 관리 기능이다. 국내 설계 프로젝트 특성상 프로젝트 단위, 공구 단위 및 팀 단위로 협업이 주로 진행되고, 외부에 설계 정보가 노출되길 우려하는 사례가 많이 발생하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 프로젝트, 팀 등 관리 단위별로 작업 환경을 설정하고, 참여자별 권한 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 해당 기능을 제시하였다.
두 번째는 프로젝트 협업 및 소통을 위한 기능으로 일정관리, 마일스톤관리, 채팅 등의 기능이다. 일반적으로 다수의 팀들과 동시에 복잡한 설계 업무를 수행하기 때문에 팀원들의 일정관리, 마일스톤을 통한 프로젝트의 목표관리 뿐만 아니라 실시간 채팅을 통한 신속한 소통이 필요하기 때문에 해당 기능을 제시하였다. 마지막으로 BIM 모델 및 성과품 등을 검토하기 위한 뷰어 연동 및 미리보기 기능과 이를 웹상에서 승인 및 검토 업무를 수행하기 위한 기능이다. 이는 BIM 원본 데이터를 직접 조정할 수 없지만 IFC 표준 모델로 BIM 정보를 검토할 수 있는 환경을 제공하기 위해 제시하였다.
3. BIM 협업 프레임워크 개발
3.1 클라우드 플랫폼 기술
BIM 데이터는 광범위한 지형, 대형 구조물 등 일반적으로 대용량으로 구축되기 때문에 웹을 통해 대용량 데이터를 기반으로 협업을 수행하기 위해서는 클라우드 환경 구축이 필수적이다(Moon et al., 2019). 연구에서는 BIM기반 협업 체계에서 대용량 데이터를 효율적으로 운영할 수 있도록 Figure 1과 같이 IaaS (Infrastructure as a Service), PaaS (Platform as a Service), SaaS (Software as a Service)라는 3가지 클라우드 서비스를 적용하였다. 이러한 클라우스 서비스는 BIM 협업에 필요한 인프라 가용성을 탄력적이고 유연하게 확보할 수 있다.
연구에서는 서버와 하드웨어 자원을 운영하기 위한 Iaas 클라우드 환경을 Figure 2와 같이 오픈소스 기반의 오픈스택 플랫폼을 활용하여 구축하였다. 이는 별도의 서버 구축 없이 사용자가 필요로 하는 컴퓨터 서비스, 네트워크, 스토리지 등 각종 IT 인프라 자원을 할당하고, 관리할 수 있다. 그리고 다양한 리소스를 활용하여 클라우드 환경에서 사용자의 어플리케이션을 개발, 배포 및 관리할 수 있도록 PaaS 클라우드 환경을 Openshift를 활용하여 구축하였다.
특히 BIM기반 협업 업무가 개별 사용자, 단일 프로젝트 등 독자적으로 수행될 수 있으므로 연구에서는 프로젝트 또는 사용자(기관) 단위별로 클라우드 공간을 논리적으로 구분하여 할당할 수 있도록 구성하였다. 이를 통해 프로젝트별 또는 사용자별로 별도의 클라우드 공간에서 BIM 협업 업무를 수행할 수 있다.
또한 항만, 도로, 철도 등 공공발주기관에서는 국가 보안시설을 건설 및 관리하고 있기 때문에 외부 사설 클라우드 서비스를 활용하는 것이 어려운 실정이다. 이에 연구에서는 공공기관이나 특정 기업이 보유한 내부 네트워크에서 데이터와 애플리케이션을 저장, 관리 및 실행할 수 있도록 프라이빗 클라우드 환경을 구축하였다. 이를 통해 BIM 데이터의 외부 유출 방지, 인가된 사용자만 접근 허용, 프로젝트 단위 자원 할당 등으로 사용자 요구에 맞게 보안 기능을 강화함으로써 기존 연구에서 지적된 BIM CDE 솔루션의 보안성 문제를 해결하였다.
연구에서는 이러한 IaaS와 PaaS 환경에서 7개의 주요 업무에 대한 핵심 기능 26개, 세부 기능 94개를 프로젝트의 범위, 사용자들의 활용 목적에 맞게 선택하여 서비스 될 수 있도록 SaaS 형태로 개발하였다.
특히 연구에서는 BIM 협업 플랫폼 운영시, 특정 서비스에만 집중되는 현상을 완화하고 탄력적인 클라우드 서비스를 뒷받침하기 위해서 Figure 3과 같이 마이크로서비스 아키텍처(MircroService Architecture, 이하 MSA)를 적용하였다.
마이크로서비스 아키텍처 방식에서는 해당 서비스의 어플리케이션만 확장할 수 있도록 서비스별로 모듈을 분리함으로서 유연하게 시스템을 구성 할 수 있다. 이를 위해 연구에서는 BIM 협업 프레임워크의 주요 기능들을 모듈별로 분리하고 클라우드 환경에 맞춰 최적화 할 수 있도록 설계하였다. 이를 통해 사용자가 원하는 기능 중심으로 BIM 협업 플랫폼을 새롭게 구축하거나 일부 기능만 커스트마이징 할 때, 기능 모듈 단위로 제공받거나 수정할 수 있어 개발 효율을 획기적으로 향상시킬 수 있다.
3.2 BIM 협업 기능의 활용 절차 및 특징
3.2.1 협업 기능을 활용한 업무 절차
BIM 협업 프레임워크 주요 기능들을 활용한 업무 절차는 Figure 4와 같으며, 개인 업무를 관리하는 기능과 프로젝트 업무를 관리하는 기능으로 구분할 수 있다.
BIM 협업 업무 흐름에서는 관리자가 프로젝트(사업) 단위의 프로젝트 룸을 생성하고, 프로젝트에 속한 조직 및 팀원을 추가한 후, 사용자별 권한을 부여하는 등의 프로젝트 수행 환경을 설정하는 것으로부터 시작된다.
사용자가 로그인을 하면, 권한 받은 범위 내에서 자신이 참여하는 ‘내 프로젝트 목록’이 제공되고, ‘알람/채팅/메시지’, ‘내 일정’ 및 ‘프로젝트 일정’을 통해 자신이 수행해야할 업무와 일정을 확인할 수 있으며, 프로젝트 진행 중에 발생하는 각종 이슈들의 정보도 제공되기 때문에 신속한 협의를 진행할 수 있다. 그리고 관리자가 생성한 프로젝트 룸에 초대 받으면, 프로젝트 단위로 협업을 할 수 있는 다양한 기능이 제공되고, 그 공간에서 데이터의 등록, 검토 및 승인 등 각종 업무처리가 가능하다.
이러한 과정에서 발생하는 각종 이슈들은 뷰어를 통해 BIM 모델과 문서로 확인 및 검토할 수 있고, 이슈에 대한 의견을 BIM 객체와 연계하여 게재할 수 있으며, 이슈에 대한 통합관리도 가능하다. 또한 BIM 헙업 플랫폼은 ISO 19650 기준을 중용하고 있기 때문에 BIM 데이터의 작성, 공유, 검토 및 승인 등의 모든 단계에서 데이터의 상태(State)를 확인할 수 있고 모든 과정에 대한 이력을 열람 할 수 있어서 데이터의 우수한 신뢰성과 품질을 확보할 수 있다.
3.2.2 BIM 협업 기능의 특징
연구에서는 개발한 BIM 협업 기능은 ISO 19650 기준을 준용하여 BIM 협업 프레임워크의 글로벌 경쟁력을 확보할 뿐만 아니라 단순히 국제표준만 적용한 외산 SW와는 달리 국내 건설 설계 환경과 현재 현업에서 활용도가 높은 클라우드 저장소의 협업 기능을 개발하였기 때문에 다음과 같이 BIM기반 협업 업무 효율성을 갖고 있다.
첫 번째, 프로젝트 룸 기능은 Figure 5와 같이 온라인 협업시 프로젝트 단위로 공간을 할당하고, 프로젝트 단위로 협업기능을 제공하여 프로젝트 구성원 간의 협업을 원활하게 지원하고, 성과품 및 데이터 관리를 프로젝트 단위의 독립적인 CDE 환경에서 관리 할 수 있도록 지원한다. 이를 통해 타 프로젝트 참여자의 데이터 접근을 제한하여 특정 프로젝트의 보안을 강화할 수 있다. 또한 프로젝트 업무현황 대시보드를 제공하여 프로젝트 단위의 업무 현황을 한눈에 파악하는데 용이하다.
두 번째, 뷰어 및 이슈관리 기능은 Figure 6과 같이 BIM 데이터의 공유 및 검토시 워크플로우 단계별로 각종 모델 및 문서의 확인과 더불어 해당 이슈에 대한 의견 제시를 모델과 연계하여 제공할 수 있다.
이를 위해 이슈 내용이 해당 모델의 어느 부분에 해당하는지 직접 마킹하여 표시할 수 있도록 구성하여 팀원들간 이슈의 확인 및 검토를 용이하게 하였다. 또한 이슈를 등록할 때 이슈를 처리할 담당자 지정, 완료 일정 설정 기능 등을 구성하여 체계적인 업무계획을 수립하고 처리할 수 있어 업무 생산성 향상이 가능하다.
세 번째, 승인 검토 기능은 Figure 7과 같이 ISO 19650 기반의 CDE체계를 준수하면서 국내 공공발주기관 또는 조직 마다 상이한 결제 프로세스를 최적화하기 위한 것으로 CDE 단계별 승인 담당자를 쉽게 설정하도록 조직체계를 구성하였다. 이를 통해 결제 프로세스의 유연성 확보와 사용자별 승인 검토 이력관리가 용이하다. 또한 최종 단계 직전에는 성과품에 대한 체크리스트를 제공하여 품질에 대한 이슈가 없는지 재확인 하도록 절차를 추가하여 업무의 완결성을 지원하였다. 그리고 성과품의 공유를 위한 승인 검토 기능에 공유 범위를 팀 단위로 설정할 수 있도록 구성하여 보안 관리 및 데이터 공유 업무의 효율성을 높였다.
네 번째, CDE 기반 파일관리는 Figure 8과 같이 ISO 19650기반의 한국형 CDE 파일 관리 체계를 적용하였다. 이를 위해 등록되는 각 파일마다 국내 실정을 반영한 컨테이너ID를 부여할 수 있도록 구성하여 파일의 유일성과 신뢰성을 보장하였다. 또한 각 파일에 대한 변경 및 버전에 대한 이력정보, 파일 공유에 대한 이력정보, 승인/검토에 대한 이력 정보를 관리하여 각종 오류, 문제 및 분쟁이 발생할 경우, 이를 해결하기 위한 근거 자료로 활용할 수 있도록 하였다.
다섯 번째, 폴더 접근 권한 관리는 Figure 9와 같이 팀 또는 개인별로 세부적인 접근 권한을 설정하도록 구성하였다. 이는 단일 프로젝트 내에서도 다수의 팀으로 구분하여 업무를 수행하고 있기 때문에 팀 또는 개인별로 철저한 보안관리가 필요하다. 따라서 Figure 9와 같이 각종 자료 및 데이터의 보안을 위하여 개인 및 팀별로 폴더의 접근권한을 설정할 수 있게 하고, 권한 부여자의 결정도 관리할 수 있도록 구성하여 보안을 강화하였다.
마지막 여섯 번째, 마일스톤 관리 기능은 Figure 10과 같이 다수의 참여자들이 동시에 수행하는 다양하고 복잡한 업무를 통합적으로 관리하기 위해서 주요 업무별로 성과품을 관리할 수 있는 기능이다. 이를 위해 세부 업무별로 등록된 성과품 파일을 매핑시켜 성과품 현황을 간트차트형식과 타임라인 형태로 관리할 수 있도록 구성하였다. 이를 통해 전체 일정 및 성과품과 대비하여 성과품 등록현황, 일정지연 현황 등을 한눈에 파악할 수 있기 때문에 진도관리 업무의 효율성이 향상될 것으로 예상된다.
4. BIM 협업 프레임워크의 성능 및 사용성 분석
4.1 BIM 협업 프레임워크의 성능 분석
최근 한국건설엔지니어링 협회가 발표한 보고서에 따르면, 높은 투입 비용이 BIM 도입의 문제점으로 대두되고 있기 때문에 이를 해결할 수 있는 대안으로 경제적 측면에서의 BIM 협업 프레임워크에 대한 운영 성능을 검토를 제시하고자 한다. 이를 위해 연구에서는 Figure 11과 같이 프로젝트 활용 범위에 따른 3가지 유형의 어플리케이션 조합을 가진 BIM 협업 플랫폼을 구성하여 운영비용을 비교 검토하였다.
A 유형의 BIM 협업 플랫폼은 다수의 설계 참여자들이 설계 및 성과품 납품 업무까지 협업할 수 있도록 프로젝트, 파일관리, 이슈관리, 일정관리, 이력관리, 메시지, 게시물 등 주요 협업 기능뿐만 아니라 내 파일, 내일정, 내 일정관리 등 개인화 편의 기능까지 총 12개의 어플리케이션을 포함하였다. B 유형의 BIM 협업 플랫폼은 설계자의 파일 및 성과품 관리에 적합하도록 CDE 기반 데이터 생산, 유통, 이력관리, 일정관리 위주의 협업 기능으로 총 9개의 어플리케이션을 적용하였다. 마지막 C 유형의 BIM 협업 플랫폼은 발주자의 성과품 검토 및 품질관리 업무에 적합하도록 파일관리, 이슈관리 등 총 6개의 어플리케이션을 적용하였다. 3가지 유형에 대한 BIM 협업 플랫폼의 구축기간은 일반적인 고객의 커스터마이징 작업을 고려할 경우, 개발자 3명을 기준으로 A 유형은 3개월, B 유형은 2개월, C 유형은 1.8개월이 소요되었다.
BIM 협업 플랫폼에 대한 성능 검토는 CPU, 메모리 등 각 플랫폼별 자원 사용량으로 정의하였으며, Table 5와 같이 분석되었다.
Table 5.
Resource consumption and estimated costs by BIM collaboration platform
12개의 어플리케이션 서비스를 제공하는 A 유형 BIM 협업 플랫폼의 최대 자원 사용량은 32core, 128GB로 전체 자원 대비 CPU은 80%, 메모리는 88.8%를 사용하는 것으로 분석되어, 통상적으로 8 core, 32 메모리를 탑재한 VM의 경우, 4개면 충분한 것으로 파악되었다. 9개의 어플리케이션 서비스를 제공하는 B 유형의 최대 자원 사용량은 24core, 96GB로 전체 자원 대비 CPU은 60%, 메모리는 66.6%를 사용하는 것으로 분석되어, VM 3개면 충분한 것으로 파악되었다. 마지막 6개의 어플리케이션 서비스를 제공하는 C 유형의 최대 자원 사용량은 16core, 64GB로 전체 자원 대비 CPU은 40%, 메모리는 44.4%를 사용하는 것으로 분석되어, VM 2개면 충분한 것으로 파악되었다. 그리고 각각 플랫폼 유형별 자원 소요량에 대해 통상적인 클라우드 요금을 적용한 월별 예상 비용은 A 유형은 1,768,320원, B 유형은 1,326,240원, C 유형은 884,160원으로 산정되었다. 이와 같이 본 사례적용을 통해 기능 단위로 모듈화된 협업 프레임워크를 활용하여 기관 및 사용자 업무 특성에 맞게 필요한 기능만 적용하여 BIM기반 협업플랫폼을 구축한다면 플랫폼 구축 시간뿐만 아니라 운영비용도 최소화 할 수 있기 때문에 BIM 도입 비용을 효과적으로 절감하는데 기여할 수 있다.
4.2 BIM 협업 프레임워크의 사용성 분석
연구에서는 상용 BIM CDE 솔루션인 BIM360과 ProjectWise를 대상으로 설문조사 및 인터뷰를 실시하여 BIM 협업 프레임워크에 대한 사용성을 평가하였다.
설문 및 인터뷰 대상은 총 26명이며, 이중 국내 토목 설계사의 BIM 관련 실무자 및 전문가는 20명으로 구성하고, 현실적으로 BIM360, ProjectWise을 사용한 경험이 있는 전문가가 부족한 점을 고려하여 BIM 전문 업체의 실무자 6명을 포함하였다.
설문조사 내용은 Figure 12와 같이 BIM CDE의 필수 기능들의 사용성을 평가할 수 있도록 개별 프로젝트 공간 제공, CDE기반 데이터 업로드 및 정보관리, 데이터 공유, 이력 및 추적관리, 버전 관리, 승인 검토, 이슈 관리 등 총 7개 항목으로 구성하였다. 각 문항은 ‘매우편리하다’, ‘편리하다’, ‘보통이다’, ‘불편하다’, ‘매우불편하다’ 등 Likert 5점 척도로 구성하여 평가하였다. 설문결과는 솔루션별 사용성을 파악하기 용이하도록 ‘매우편리하다’, ‘편리하다’로 응답한 결과치만 활용하여 Figure 12와 같이 정리하였다.
프로젝트 단위별 프로젝트 공간 제공에서는 BIM 협업플랫폼이 편리하다고 98%가 응답하였고, 나머지 두 제품은 해당 기능을 제공하지 않는다고 조사되었다. CDE 기반 데이터 업로드 및 정보관리에 대한 사용 편의성의 1, 2, 3순위는 BIM 협업플랫폼(89%), A사(55%), B사(57%)로 조사되었다.
CDE 기반 데이터 유통 및 공유에 대한 사용 편의성도 BIM 협업플랫폼(96%), A사(55%), B사(69%)로 조사되었다. 그 외 CDE 기반 데이터 이력 및 추적관리는 BIM 협업플랫폼(92%), A사(62%), B사(67%), CDE 기반 데이터 버전 관리는 BIM 협업플랫폼(82%), A사(65%), B사(64%), 승인 검토 기능은 BIM 협업플랫폼(90%), A사(59%), B사(61%)이며, 마지막 이슈 관리 기능에 대한 사용 편의성은 BIM 협업플랫폼(85%), A사(76%), B사(73%)로 조사되었다.
7개의 평가항목에 대한 종합적인 사용 편리성은 BIM 협업플랫폼이 평균 90.28%로 가장 높았으며, B사(평균 55.85%)와 A사(평균 53.14%)가 뒤를 이었다. 이러한 조사 결과는 연구에서 제안한 BIM 협업 프레임워크가 국내 실정을 반영한 한국형 BIM CDE 도구로 충분한 활용도가 있음을 보여준다.
5. 결론
본 연구에서는 BIM 의무화에 맞춰 효과적으로 BIM을 운영하기 위한 BIM 협업 프레임워크를 개발하였다. 이를 위해 ISO 19650 기준과 국내 실무자들의 CDE 체계 요구사항 등 선행연구에서 수행한 결과를 분석하고, 국내외 상용 CDE 솔루션 분석을 통해 국내 건설 산업의 실정에 적합하고, 실제 기능 구현이 가능한 BIM 협업 프레임워크의 업무기능을 개발하였다. 그리고 이를 기반으로 사용자 및 프로젝트의 특성에 따라 협업 기능을 제공하고 인프라 자원을 탄력적이고 유연하게 제공할 수 있도록 IaaS, PaaS 및 SaaS 등 클라우드 기술을 활용하여 BIM 협업 프레임워크를 개발하고, 주요 협업 기능에 대한 활용방안을 제시하였다. 이와 같이 클라우드기반의 CDE 솔루션의 개발 환경과 협업 기능에 대한 활용방안을 제시함으로써 향후 다양한 BIM CDE 솔루션을 마련하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.
본 연구에서 개발한 BIM 협업 프레임워크는 ISO 19650기반 CDE체계만을 반영한 기존 상용 SW와는 달리 프로젝트 관리 단위, 각종 승인 및 결제 프로세스 등과 같이 국내 건설 산업 업무 실정을 반영하고, 사용자가 원하는 협업 기능, 인프라 자원 및 프로젝트 공간을 제공할 수 있다는 점에서 차별성을 갖는다. 특히 개발된 BIM 협업 기능은 ISO1965의 CDE 요구사항을 대부분 충족하였기 때문에 국내외 건설 프로젝트 수행 시 BIM 데이터의 생성-승인/검토-공유 과정에 대한 신뢰성 및 투명성 확보가 가능하다. 또한 사례 구축을 통한 성능 평가를 실시하여 기관 및 사용자 업무 특성에 맞게 필요한 기능만 적용하여 BIM기반 협업플랫폼을 구축할 수 있고, 이를 통해 플랫폼 구축 시간뿐만 아니라 운영비용도 최소화 할 수 있음을 확인하였다. 그리고 사용성 평가 조사를 통해 기존 상용 BIM CDE 솔루션에 비해 BIM 협업 프레임워크로 구축한 BIM 협업플랫폼의 사용 편리성이 평균 90.28%로 가장 높게 분석되었기 때문에 연구에서 개발한 BIM 협업 프레임워크가 BIM기반 건설 프로젝트 운영을 위한 온라인 협업 플랫폼 구축을 위한 프레임워크로서 활용도가 높을 것으로 기대된다.
또한 향후 AR, XR 등 같이 BIM 모델과 연계하여 운영되는 각종 스마트 기술들도 BIM 협업 프레임워크에 탑재하기 위한 기술개발을 진행하고 있다. 이를 통해 다양한 스마트 기술이 BIM기반으로 통합되어 건설업무 생산성을 획기적으로 향상시키는데 앞장서는 BIM 표준 협업 프레임워크가 될 것이다.
