적정공사기간 산정을 위한 비작업일의 공정계획 반영방법 개발 - 윤종식 (The Graduate School, Ajou University, 2020)
최근 공정관리 분야의 중요한 이슈는 공정계획 합리화를 통한 적정공기 산정에 있다. 지난 수십년간 지속적으로 이어져온 공기단축 기조와 그로 인한 무리한 공정계획으로 발생하는 추가비용, 환경변화에 따른 비작업일의 증가와 이로 인한 공기지연은 건설공사에서 매우 큰 리스크로 작용하고 있기 때문에 기존의 방식으로는 적정공기 확보가 어려운 실정이다. 공정계획 비합리성의 핵심은 통제가 불가능한 외부 환경 요인(기후, 근로패턴, 정책 등)들이 지속적으로 변화하는데 있다. 이는 과거 실적데이터가 현재 시점에서의 공사기간과 부합하지 않다는 것을 뜻한다. 물량과 자원투입에 따른 실작업일(Working Day)의 경우 비교적 간단하게 산정할 수 있지만, 기후와 근로패턴, 공종별 특성에 따라 변화하는 비작업일(Non Working Day)은 고정되지 않고 변화하기 때문이다. 그럼에도 불구하고 건설공정계획은 외부 환경에 의한 비작업일과 생산성 기반의 실작업일이 동일한 기준에 의해 관리되고 있는 실정이다. 그러다 보니 외부 환경에 의한 영향요인을 반영하여 공기 영향도를 평가하고자 할 때, 기존 실작업일과 비작업일의 분포현황, 고려요인과 그 영향도에 따른 비작업일은 며칠인지 산정하기 어렵다. 또한 비작업일의 발생으로 인한 여유일도 프로젝트 특성에 따라 달라져야 함에도 불구하고 동일한 기준(가동률)에 의해 반영되고 있다. 즉 일반적인 제조업과는 달리 건설공사는 장기간 외부환경에 노출되어 있다 보니 이러한 리스크를 관리하고 대응(계획에 반영)하는 것이 매우 중요하다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 비작업일을 실작업일과 구분하여 공정계획에 반영할 수 있고, 지역·공종·착수시점별로 달라지는 현장 가동률을 도출하는 방법론과 시스템을 개발하는데 중점을 두고 있다. 이를 달성하기 위해 구체적으로 1) 비작업일 요인을 토대로 하는 공종별 비작업일 분석체계, 2) 기후를 포함한 비작업일 캘린더, 3) 이를 종합한 비작업일을 기반으로 하는 공정계획 방법론을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 이와 같은 목적 달성을 위해 본 연구는 크게 3 단계의 연구 프로세스를 포함하고 있다. 우선 선행연구 등 이론적 고찰을 통해 비작업일을 공정계획에서 반영하는 방법 및 한계점을 분석하여 비작업일을 공정계획에 반영하는 방법론에 대한 개념모델을 구축하였다. 이 개념모델은 공종 특성에 따른 비작업일 분류체계 및 산정 방법, 근로패턴에 의한 휴무일과 기후로 인한 비작업일을 캘린더에 통합반영하는 방법, CPM 멀티캘린더를 통해 실작업일과 비작업일을 구분하여 관리하는 방법(ADSM)이 포함된다. 앞서 제시한 개념을 구현하기 위해 기후로 인한 공종별 비작업일 기준, 근로패턴 설정기준을 토대로 월별 비작업일 도출 방법을 개발하고, 이를 기반으로 하는 가동률 저감 계수(RORC)산출 방법론 개발, 이를 통합한 멀티 캘린더 구축 방법론을 순차적으로 제시하였다. 개발된 방법론이 CPM 공정계획에 적용될 수 있도록 시스템으로 구현하였으며, 시스템의 작동을 확인(Verification)하기 위해 외부 환경변화에 따른 공기영향도 분석, 공정계획 적용, 실적 사례 기반 실작업일 분석 사례에 적용하여 시스템의 작동 패턴을 확인하였다. 마지막으로 ADSM의 시스템을 검증(Validation)하기 위해 기존의 선행연구의 방법론, 실무에서 활용하는 방법론과의 비교분석을 통해 ADSM의 비교 우위성을 검토하고, 실제 사례기반(공동주택 골조공사) 분석을 통해 본 시스템이 효과적으로 작동하는지를 검토하였다. 결론적으로 ADSM을 통해 외부환경에 따른 영향도(Impact)를 정량화하여 반영할 수 있으며, 이를 기반으로 적정공사기간의 산정범위를 합리적으로 도출할 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과가 갖는 의미는 건설 공정데이터의 실작업일과 비작업일을 분리하여 실제 생산성 기반의 실작업일 DB가 구축될 수 있고, 이것을 타 현장에서 적용할 때 해당 현장의 환경변화 요인을 반영하여 공정계획을 합리적을 수립할 수 있다는데 있다. 아울러 같은 액티비티라 하더라도 착수시점, 기간에 따라 달라지는 가동률을 계산할 수 있음으로 인해 지역·시기·공종별 환경변화로 인한 공기증가일수를 정량적으로 예측할 수 있다는 점에서 기존의 연구한계를 극복했다고 볼 수 있다. 다만 합리적인 공정계획의 일환으로 세부 공종에 비작업일 기준 및 캘린더 분석, 기후와 근로패턴의 관계로 인해 기후(기온, 습도 등)에 따른 실작업일 영향도 분석은 향후 과제로 남아있다. 비작업일 기준은 공종별로도 구분되지만 나라별, 기관별로도 매우 다양하기 때문에 보편타당성을 갖기 어렵지만, 기준을 수립하는 과정에서 실적기반으로 지속적으로 통계적 검증과정을 거쳐 합당한 기준이 수립되어야 환경변화를 명확하게 정량화 하여 반영할 수 있을 것이다. 아울러 기후, 근로패턴에 의한 비작업일에 대한 영향뿐만 아니라 실작업일에 대한 영향도를 정량화 하여 시스템에 반영할 수 있다면 보다 발전된 공정계획 수립이 가능해질 수 있다고 판단된다.
학위논문(박사)--아주대학교 일반대학원 :건축공학과,2020. 8
Keywords: 건설 공정계획 및 관리; 공사기간 산정 방법론; 비작업일 분석 방법; 액티비티의 작업일수 분할 방법(ADSM); 적정공사기간