KR101484450B1 - QFD(Quality Function Deployment development)-HOQ(House of Quality) 기반의 시설물 자동 품질 평가 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

QFD(Quality Function Deployment development)-HOQ(House of Quality) 기반의 시설물 자동 품질 평가 관리 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 QFD-HOQ 기반의 시설물 품질 평가 관리 방법은, (a) 정보입력모듈에 시설물의 기본정보가 입력되는 단계; (b) 대안정보입력모듈에 각 대안기능정보 및 대안성능정보가 입력되는 단계; (c) 대안분류모듈에서 상기 입력된 각 대안기능정보가 기설정된 형식에 따라 정의되며, 상기 각 대안기능정보에 기능중요도가 부여되고, 그리고 상기 각 대안성능정보의 성능항목, 성능척도 및 성능등급이 설정되는 단계; (d) 관계정의모듈에서 기설정된 방법에 따라 상기 각 대안기능정보와 상기 각 대안성능정보의 관계성이 정의되고, 상기 정의된 관계성에 따라 관계성 가중치가 설정되는 단계; (e) 성능기준설정모듈에서 요구성능기준 및 대안성능기준이 설정되는 단계; (f) 적합도 연산모듈에서 상기 요구성능기준과 상기 대안성능기준을 비교하여, 상기 성능척도에 따라 정량적인 적합도로서 연산되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이에 의하면, 건축프로젝트의 모든 단계에서 수행하는 다기준 의사결정에서 품질 적합성 판단을 즉각적으로 지원할 수 있고, 시스템의 사용자는 발주자, 설계자, 시공자, 엔지니어 등 다양한 참여자가 보다 합리적이고 객관적인 품질평가를 수행할 수 있다.

Description

QFD(Quality Function Deployment development)-HOQ(House of Quality) 기반의 시설물 자동 품질 평가 관리 시스템 및 방법{Quality of facilities automatic management system and method}
본 발명은 시설물(facility) 구성요소의 품질을 평가하고 그 데이터를 저장하여 사용자간 정보의 공유 및 재활용을 목적으로 하는 컴퓨터 시스템과 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시설물 유형, 공간 유형, 부위 유형, 공종(work) 유형별로 분류할 수 있다. 시스템에 의하여 고유 번호를 가진 품질 평가대상이 정의되면 사용자는 상세 요구기능과 상세 요구성능을 입력하고 대안 프러덕트(alternative product)의 실제 성능과 상호 비교 평가를 수행하는 시설물 품질 평가 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
오늘날의 건축 산업은 날로 대형화, 복잡화, 고도화되어 가는 추세와 더불어 건설품질관리의 문제도 점차 복잡화되어 가고 있다. 프로젝트 성공에 직접적으로 영향을 미치는 품질은 복잡하게 얽혀있는 제반 요구조건을 만족해야하며 이를 위한 적합한 의사결정이 프로젝트 성패의 중요한 영향요소로 작용하고 있다.
시설물 설계단계에서 품질관리를 위한 노력으로 설계검토, VE기법 등이 활용되고 있으나 전문가의 기술수준, 기술경험에 따라 많은 차이가 발생되고 있다. 적용가능한 다수의 대안중 현장제반 조건에 가장 적합한 대안의 선정은 전문적 분석을 요구한다.
프로젝트 요구사항을 정의하고 그 기준에 의해 설계를 수행하는 것은 품질관리의 핵심 개념이다.
이는 품질이 단지 절대적인 측정치를 기준으로 모든 대상에 적용하는 것이 아니라, 사용자 측면에서 정하는 현장의 상황과 상대적 기준에 따라 그 적합도가 달라질 수 있다. 따라서 건설 프로젝트의 특성상 각각의 프로젝트에서 요구하는 품질이 제각기 다르고, 이에 따라 각 요구사항을 명확히 정립하는 것은 적합한 의사결정을 위한 첫 번째 단계이다.
다수의 대안에서 주어진 시설 환경 및 요구기준에 적합한 의사결정은 프로젝트의 품질을 만족시켜 성공적인 결과를 이끌어 준다.
하지만 적절하지 못한 의사결정 결과는 설계품질 저하는 물론 추후 설계변경을 유발하여 프로젝트의 생산성에 부정적 영향을 주게 된다.
현재 100억 이상 시설물의 경우 설계품질 및 기능향상을 위하여 VE업무를 법적으로 수행하고 있고, VE가 기능향상과 비용감소의 두가지 측면이 있지만, 기능이나 품질보다는 비용감소에 중점을 두고 추진되는 경향이 많으며, 건축물의 기능향상을 위한 대안선정이 주로 이루어지지 못하고 있다.
이것의 주요 원인은 시설물 품질확보를 위한 사용자 요구기능정의 방법이 지원되고 있지 않으며, 더하여 VE평가방법이 주어진 조건에 최적대안이 아닌 최고품질에 초점이 맞추어져 있기 때문이다.
따라서 시설물의 다양하고 복합 요구기준에 따라 적합한 대안선정을 위하여 요구성능을 정의하고 그 기준에 비추어 대안의 적합성 여부를 정량적으로 제시할 필요가 있다.
또한 평가를 위해 사용된 모든 정보는 시설별, 공간별, 부위별, 공종별 분류체계에 따라 체계적인 D/B로 구축하여 프로젝트 참여자가 그 정보를 공유하고 새로운 프로젝트에 재활용할 수 있는 기회를 제공해야 한다.
현재 이러한 기능을 만족하는 시스템은 이론적, 개념적으로는 몇몇 연구에서 제시되고 있으나 실제평가가 가능한 방법과 정보관리시스템이 구축되어 있지 못하다.
따라서, 시설물 설계대안의 요구사항을 체계적으로 반영하고, 다양한 성능속성을 가지고 있는 대안의 품질을 자동으로 평가할 수 있는 시스템이 필요하다.
시설물의 요구성능는 공간단위, 부위단위, 프러덕트단위 수준에서 수치적, 명목적, 물리적 계량화된 정보를 가지고 있음으로 시설물의 대부분의 공종이 평가 대상이 된다.
시설물 설계의 경우, 대안의 선택 문제는 인접 시스템과 연관하여 복합 성능에 관한 종합적 검토 과정이 필요하다.
곽청, QFD기법을 활용한 건설공사 주요 설계품질저하원인의 분석 방법에 관한 연구, 성균관대 대학원, 석사학위 논문, 2011.02 박찬식, 건설 VE프로젝트에서의 효과적인 FAST 적용 방안, 대한건축학회논문집 구조계, v.17, n.9, 2001 양진국, 품질기능전개(QFD) 기법을 적용한 건설프로젝트 설계 VE 준비단계 업무개선 및 체계화, 한국건설관리학회논문집, v.6, n.4, 2005
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 시설물의 설계단계, 시공단계에서 적합성을 고려한 품질평가를 수행하고 사용자의 의사결정을 지원하며, 품질평가에 사용된 모든 정보는 D/B에 저장되어 효과적으로 사용자가 대안의 비교평가 및 지식관리가 가능한 시설물 품질 평가 관리 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 시설물 품질 평가 관리 방법은, (a) 정보입력모듈에 시설물의 기본정보가 입력되는 단계; (b) 대안정보입력모듈에 각 대안기능정보 및 대안성능정보가 입력되는 단계; (c) 대안분류모듈에서 상기 입력된 각 대안기능정보가 기설정된 형식에 따라 정의되며, 상기 각 대안기능정보에 기능중요도가 부여되고, 그리고 상기 각 대안성능정보의 성능항목, 성능척도 및 성능등급이 설정되는 단계; (d) 관계정의모듈에서 기설정된 방법에 따라 상기 각 대안기능정보와 상기 각 대안성능정보의 관계성이 정의되고, 상기 정의된 관계성에 따라 관계성 가중치가 설정되는 단계; (e) 성능기준설정모듈에서 요구성능기준 및 대안성능기준이 설정되는 단계; (f) 적합도 연산모듈에서 상기 요구성능기준과 상기 대안성능기준을 비교하여, 상기 성능척도에 따라 정량적인 적합도로서 연산되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 성능척도는 서열척도, 명목척도 및 Binary척도 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 (f)단계 이후, (g) 적합성 평가모듈에서 상기 연산된 적합도를 기설정된 범위 내의 수치로 정규화하고, 기설정된 평가방식에 따라 상기 요구성능기준과 상기 대안성능기준의 적합성을 평가하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 평가방식은 불만족기준 적합지수, 만족기준 적합지수, 근접도 및 근접도 편차 중 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 평가방식은 상기 요구성능기준이 기설정된 범위 내의 최고 또는 최저수준인 것이 바람직하다.
상기 (g) 단계 이후, (h) 데이터 저장모듈에 상기 각 단계의 수행결과를 저장하는 단계 및 출력모듈에서 상기 각 단계의 수행결과를 출력하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 설계 또는 시공될 시설물의 기본정보가 입력되는 기본정보입력모듈; 상기 시설물의 대안기능정보 및 대안성능정보가 입력되는 대안정보입력모듈; 상기 입력된 대안기능정보 및 상기 대안성능정보가 분류되는 대안분류모듈; 상기 입력된 대안기능정보와 대안성능정보의 관계성이 정의되는 관계정의모듈; 상기 시설물의 요구성능기준 및 대안성능기준이 설정되는 성능기준설정모듈; 상기 설정된 요구성능기준과 대안성능기준을 비교하여 적합도가 정량적으로 연산되는 적합도 연산모듈;을 포함하는, 시설물 품질평가 관리 시스템을 제공한다.
상기 연산된 적합도에 따라 상기 설정된 대안성능기준의 적합성이 평가되는 적합성 평가모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 평가된 적합성이 저장되는 데이터 저장모듈 및 상기 평가된 적합성이 출력되는 출력모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 시설물 품질 평가 관리 시스템 및 방법에 의하면, 건축프로젝트의 모든 단계에서 수행하는 다기준 의사결정에서 품질 적합성 판단을 즉각적으로 지원할 수 있고, 시스템의 사용자는 발주자, 설계자, 시공자, 엔지니어 등 다양한 참여자가 보다 합리적이고 객관적인 품질평가를 수행할 수 있다.
또한, 다수의 조직이 품질평가에 관한 데이터를 공유하고 프로젝트 진행단계에서 지속적으로 변화하는 요구사항을 추적할 수 있을 뿐만 아니라 Update된 요구사항에 따라 적합한 의사결정을 지원할 수 있다.
뿐만 아니라, 결과적으로 건설 프로젝트의 품질 향상과 고객만족 두 가지 측면을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 시스템의 개략도이다.
도 2는, 종래 일반적인 QFD-HOQ 기법의 일반적인 모델의 개념도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 모델의 개념도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법의 흐름도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 기본정보 및 대안정보 입력화면을 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 기능정의 및 기능중요도가 적용되는 화면을 나타낸 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 평가 대안 정보의 분류 및 성능등급 설정화면을 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 다수의 성능척도와 요구성능기준의 설정 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 성능척도 중 서열척도 5점척도의 요구성능기준에 의한 적합성 평가 개념도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 적합도 정규화 과정 및 요구기준성능과 대안성능기준의 비교를 통한 근접도 분석의 개념도이다.
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 상대적 평가방식에 의한 적합성 평가의 개념도이다.
도 12는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 절대적 평가방식에 의한 적합성 평가의 개념도이다.
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 절대적 평가방식에서 요구성능기준을 최저수준으로 설정하였을 때의 적합성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 절대적 평가방식에서 요구성능기준을 최고수준으로 설정하였을 때의 적합성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 15 내지 도 19는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 각 단계별 정보를 저장 및 출력하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 20은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 복합적 대안의 적합성 평가 적용례를 나타낸 도면이다.
도 21은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 다수의 대안별 비교평가 적용례에서, 다수의 요구성능기준이 설정되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 22는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 다수의 대안별 비교평가 적용례에서, 다수(4개)의 요구성능기준에 의한 적합성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 23은, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 요구성능기준의 변경에 관한 적용례에서, 요구성능기준 변경 전의 적합성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 24는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 요구성능기준의 변경에 관한 적용례에서, 요구성능기준 변경 후의 적합성 평가 결과를 나타낸 도면이다.
도 25는, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 관리 평가 방법에서의 요구성능기준의 변경에 관한 적용례에서, 요구성능기준 변경 전후의 적합성 평가 결과를 그래프로 나타낸 도면이다.
본 발명의 시설물 품질 평가 관리 시스템을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다.
본 발명에 따른 시설물 품질 평가 관리 시스템 및 방법의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 25를 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 평가 관리 시스템을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 평가 관리 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 기본정보입력모듈(100), 대안정보입력모듈(200), 대안분류모듈, 관계정의모듈, 성능기준설정모듈, 적합도 연산모듈, 적합도 평가모듈, 데이터 저장 모듈 및 출력모듈을 포함하며, 상기 각 모듈은 서로 간에 정보의 이동이 가능하도록 연결된다.
기본정보입력모듈(100)에는 설계 또는 시공될 시설물의 기본정보가 입력된다.
대안정보입력모듈(200)에는 시설물의 대안기능정보(kF) 및 대안성능정보(kP)가 입력된다.
대안분류모듈(300)에서는 입력된 대안기능정보(kF) 및 대안성능정보(kP)를 분류한다.
관계정의모듈(400)에서는 입력된 대안기능정보(kF)와 대안성능정보(kP)의 관계성을 정의한다.
성능기준설정모듈(500)에서는 시설물의 요구성능기준(RPC) 및 대안성능기준(PP)이 설정된다.
적합도 연산모듈(600)에서는 설정된 요구성능기준(RPC)과 대안성능기준(PP)을 비교하여 적합도(xij)를 정량적으로 연산한다.
적합성 평가모듈(700)에서는 연산된 적합도(xij)에 따라 대안성능기준(PP)의 적합성을 평가한다.
데이터 저장모듈(800)은 평가된 적합성을 저장한다.
출력모듈(900)은 평가된 적합성을 출력한다.
상기 각 모듈은 QFD-HOQ 기법을 응용한 다기준기반의 적합성 평가 매트릭스에 의하여 시설물의 품질을 평가, 관리한다. 이에 대한 상세한 내용은 후술한다.
이하, 도 4 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 평가 관리 방법을 설명한다.
도 2는 일반적인 QFD-HOQ 기법을 이용한 시설물 품질 평가 관리 방법 및 시스템의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 평가 관리 방법 및 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 평가 관리 방법의 흐름도이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 시설물 품질 평가 관리 방법은 VBA-엑셀 기반의 컴퓨터상에서 구현됨이 바람직하나, 특별히 이에 한정되지 않는다.
먼저, 기본정보입력모듈(100)에 설계 또는 시공될 건물의 기본정보가 입력된다(S100).
도 5에 도시된 바와 같이 시설물 또는 다수의 시설물 하위 구성요소의 대안(k)을 평가하기 위하여 시설의 기본정보를 입력한다. 기본정보의 입력이 완료되면 대안평가 고유 ID가 자동 생성되도록 할 수 있다(도 5의 좌측 표).
다음, 대안정보입력모듈(200)에 각 대안기능정보(kF) 및 대안성능정보(kP)가 입력된다(S200).
대안(k)에 대한 기본정보를 입력하고(도 5의 우측표), 각 대안의 대안기능정보(kF) 및 대안성능정보(kP)가 입력된다.
입력이 완료되면 대안평가 고유 ID가 자동 생성되도록 할 수 있다.
다음, 대안분류모듈(300)에서는, 입력된 각 대안기능정보(kF)가 기설정된 형식에 따라 정의되며, 각 대안기능정보(kF)에 따라 기능중요도가 설정되고, 그리고 각 대안성능정보(kP)의 성능항목, 성능척도 및 성능등급이 설정된다(S300).
대안기능정보(kF)의 정의는 도 6에 도시된 바와 같이, 3단계의 위계구조인 대분류, 중분류, 소분류(1, 2, 3차)의 형식으로 이루어질 수 있고, 각 대안의 요구사항에 따라 기능정의가 이루어질 수 있다.
또한, 각 대안기능정보(kF)의 중요도에 따라 기능중요도(Ii)가 설정된다, 기능중요도(Ii)는 설계 또는 시공 참여자들의 앙케이트 조사 형식으로 이루어질 수도 있으나, 본 실시예에서는 직접평가방식을 이용하여 10점 척도에 따른 수치가 설정e됨이 바람직할 수 있다. 다만, 기능중요도(Ii)의 설정방식은 설계 및 시공의 여건에 따라 다양한 방식이 적용될 수 있고 본 실시형태에 한정되지 않음에 유의한다.
기능중요도(Ii)는 하기 식 1과 같이 설정된다.
Figure 112014072324221-pat00001
= 1~10점 척도
그리고, 부여된 기능중요도(Ii)의 수치를 하기 표 1에 나타낸 예시와 같이, 언어학적으로 평가하여 표시할 수 있다.
Figure 112014072324221-pat00002
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 대안성능정보(kF)의 성능을 분류하고 해당 성능에 따른 대분류, 중분류를 수행할 수 있다. 각 성능의 등급명칭, 성능척도, 성능value를 분석하여 해당 데이터 설정을 완성한다.
성능척도의 타입은 9점, 7점, 5점의 서열척도타입과 명목척도타입(Good, Normal, Poor), Binary척도(문자조건, 수치조건)중 어느 하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
다음, 관계정의모듈(400)에서 기설정된 방법에 따라 각 대안기능정보(kF)와 상기 각 대안성능정보(kP)의 관계성이 정의되고, 상기 정의된 관계성에 따라 관계성 가중치(ωij)가 설정된다(S400).
대안기능정보(kF)와 대안성능정보(kP)의 관계성 가중치(ωij)를 설정한다.
예를 들어, 관계성이 매우 높을 경우(●: 1점), 높을 경우(◎: 0.8점), 보통의 경우(○: 0.6점), 관련성이 적을 경우(▲: 0.4점), 매우 적을 경우 (▽: 0.2점), 관련이 없는 경우 (-: 0점)와 같이 표시될 수 있다(도 20 참조).
여기서 기능은 적어도 한 개 이상의 성능과 관계성을 가질 수 있다.
관계성 가중치(ωij) 척도는 절대적이지 않으며, 다양한 척도를 사용자가 선택할 수 있다.
관계성 가중치 행렬(W)는 하기 식 2와 같다. 여기서, ωij은 기능과 성능의 관계성-가중치이다.
Figure 112014072324221-pat00003
여기서 임의의 기능 Fi 항목에 대한 ωj는 다음과 같다.
Figure 112014072324221-pat00004

다음, 성능기준설정모듈(500)에서 요구성능기준(RPC) 및 대안성능기준(PP)이 설정된다(S500).
요구성능기준(RPC)을 설정한다. 요구성능기준(RPC)은 시설물의 목표성능과 같은 의미이다. 대안(k)의 기능(F) 및 성능(P)에 따라 하나의 성능은 2개 이상의 요구성능기준(RPC)을 가질 수 있다. 이와 같은 요구성능기준(RPC)의 설정방법은 도 8에 나타낸 바와 같다.
대안(k)에서 m개의 기능(F)과 이와 관계된 n개의 성능(P)에 대한 요구성능기준 행렬(DRPC) 및 대안(k)에서 m개의 기능(F)과 이와 관련된 n개의 성능(P)에 대한 대안성능기준 행렬(DPP)은 각각 하기 식 3과 같다.
Figure 112014072324221-pat00005
Figure 112014072324221-pat00006

그리고, 하기와 같이 대안성능기준 행렬에서 각 성능 '열=j'을 비교하여 각 성능의 간섭여부를 판단하고, 서로 다른 경우 간섭표시(일례로서 ▲ 등의 표시)를 표시할 수 있다(도 13 참조).
다음, 적합도 연산모듈(600)에서 요구성능기준(RPC)과 대안성능기준(PP)을 비교하여, 성능척도에 따른 적합도(xij)가 정량적으로 연산된다(S600).
적합도(xij)는, 요구성능기준과 비교하여 얼마나 적합한지, 부적합한지의 정도를 나타낸다. 요구성능기준(RPC)은 사용자가 최소성능 또는 권장성능 등의 값으로 정의할 수 있다. 최소성능 또는 권장성능 값은 후술할 적합성 평가에 활용될 수 있다.
대안정보에서 m개의 기능과 이와 관련된 n개의 성능에 대한 적합도 행렬(Sscore)은 하기 식 4와 같다.
Figure 112014072324221-pat00007
여기서,
Figure 112014072324221-pat00008

상기 식 4와 같이, 대안성능기준(PP) 값과 요구성능기준(RPC) 값을 비교하여 적합도(xij)를 연산한다. 대안성능기준(PP)의 적합도(xij)는 각 성능(P)들의 적합도(xij)의 총합으로 연산된다.
하기와 같이 적합도 행렬(Sscore)의 각 성능 '열=j'를 기준으로 성능(P)의 만족, 불만족 여부를 표시한다.
Figure 112014072324221-pat00009
Figure 112014072324221-pat00010
[
Figure 112014072324221-pat00011
= 품질(성능)만족], (j=1, 2,..., n)
Figure 112014072324221-pat00012
Figure 112014072324221-pat00013
[
Figure 112014072324221-pat00014
= 품질(성능)불만족], (j=1, 2,..., n)
또한, 하기와 같이 적합도 행렬(Sscore)의 각 기능 '행=i'를 기준으로 기능(F)의 만족, 불만족 여부를 표시한다.
요구성능기준(RPC)과 대안성능기준(PP)이 같은 경우 적합도(xij)는 0이며, 0은 요구성능기준(RPC)과 대안성능기준(PP)이 일치하여 적합함을 나타내는 기준이 된다.
일례로, 상기한 성능척도의 하나인 서열척도 중 5점척도로 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이 대안성능기준(PP)의 값이 요구성능기준(RPC)보다 2등급(grade) 이상 높을 경우(2점), 대안성능기준(PP)의 값이 요구성능기준(RPC)보다 1등급 높을 경우(1점), 대안성능기준(PP) 값이 요구성능기준(RPC) 값과 동일할 경우(0점), 대안성능기준(PP) 값이 요구성능기준(RPC) 값보다 1등급 낮을 경우(-1점), 대안성능기준 (PP)값이 요구성능기준(RPC) 값보다 2등급 낮을 경우(-2점)로 나타낼 수 있다.
그외의 서열척도(7점, 9점 등)도 같으며, 이와 같은 서열척도의 적합도(xij)는 하기 식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014072324221-pat00015
Figure 112014072324221-pat00016
또한, 상기와 같은 5점척도의 경우 적합도(xij)의 연산예를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112014072324221-pat00017
그리고, 서열척도와 명목척도가 같이 사용된 경우의 예를 설명하면, 서열척도와 명목척도가 같이 사용된 경우에, 명목척도는 서열척도의 최대값(예를 들면 5점척도의 경우 5점, 7점척도의 경우 7점 등)을 기준으로 표준화되며, 이상적, 부이상적 성능의 적합도의 연산은 상기 식 5와 같다.
요구성능기준(RPC)의 명목척도(measure) 등급(grade)이 Good, Normal, Poor일 경우의 대안성능기준(PP)의 명목척도 변화에 따른 명목척도의 등급(grade)연산은 각각 하기 식 6, 7, 8과 같다(여기서, Gmax는 서열척도의 최대값).
Good일 경우,
Figure 112014072324221-pat00018
Normal일 경우,
Figure 112014072324221-pat00019
Poor일 경우,
Figure 112014072324221-pat00020
상기한 바와 같이 명목척도와 서열척도가 같이 사용된 경우의 예를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112014072324221-pat00021
추가로, 서열척도와 Binary척도가 같이 사용된 경우의 예를 설명하면, 서열척도와 Binary척도가 같이 사용된 경우에, 요구성능기준(RPC)과 대안성능기준(PP)이 일치할 경우 적합도(xij)는 상기 식 4에서와 같이 0점으로 연산된다.
요구성능기준(RPC)의 척도가 True, False일 경우의 대안성능기준(PP)의 척도변화에 따른 적합도(xij)는 각각 하기 식 9, 10과 같이 연산된다.
Figure 112014072324221-pat00022
Figure 112014072324221-pat00023
상기한 바와 같이 Binary척도와 서열척도가 같이 사용된 경우의 예를 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112014072324221-pat00024
다음, 연산된 적합도(xij)를 기설정된 범위 내의 수치로 정규화하고, 기설정된 평가방식에 따라 상기 요구성능기준(RPC)과 상기 대안성능기준(PP)의 적합성이 평가된다(S700).
적합도(xij)를 도 10에 도시된 바와 같이, 기설정된 범위로 표준화하고, 정규화를 수행한다. 적합도의 정규화 범위는 바람직하게는 -1~+1의 범위일 수 있다. 정규화된 적합도(xij)를 이용하여 기설정된 평가방법에 따라 대안성능기준(PP)의 적합성이 평가되며, 평가방식으로는 상대적 평가방식으로서, 불만족기준 적합지수(S-), 만족기준 적합지수(S+), 근접도(RCC) 및 근접도 편차(RCCV) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 도 11은 상대적 평가방식의 평가도출 개념도이다.
이하, 상대적 평가방식에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 불만족기준 적합지수(S-)에 대하여 설명한다.
적합도 행렬(Sscore)에 설정된 관계성 가중치(ωij)를 부여한 행렬(V)은 하기 식 11과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014072324221-pat00025
대안(k)의 불만족기준 적합지수(Sk -)는 이하 식 12와 같이 적합도 0 이하의 적합도(불만족도) 합계(dk -)를 최대불만족의 총적합도(min(dk -))로 나눈 값이다.
Figure 112014072324221-pat00026
대안(k)의 최대불만족의 총적합도(min(dk -))는 기능중요도(Ii)(배분율을 고려하여,)에 적합도의 최소값(min(υij))을 곱한 값으로, 하기 식 13과 같다.
Figure 112014072324221-pat00027
대안(k)의 불만족도 합계(dk -)는 0 미만의 적합도(xij)에 관계성 가중치(ωij)와 기능중요도(Ii)를 곱한 값으로, 하기 식 14와 같다.
Figure 112014072324221-pat00028
Figure 112014072324221-pat00029

대안(k)의 만족기준 적합지수(Sk +)를 설명한다.
만족기준 적합지수(S+)는 적합도 0 이상의 적합도(만족) 총합(dk +)을 최대만족의 총적합도(max(dk +))로 나눈 값으로, 하기 식 15와 같다.
Figure 112014072324221-pat00030
대안(k)의 최대만족의 총적합도(max(dk +))
최대만족의 총적합도(max(dk +))는 기능중요도(Ii)(배분율을 고려하여,)에 적합도의 최대값(max(υij))을 곱한 값으로, 하기 식 16과 같다.
Figure 112014072324221-pat00031
대안(k)의 만족도 합계(dk +)는 0 이상의 적합도(xij)에 관계성 가중치(ωij)와 기능중요도(Ii)를 곱한 값으로, 하기 식 17과 같다.
Figure 112014072324221-pat00032
근접도(RCC)에 대하여 설명한다.
근접도(RCC)는 적합도 총합(dk 0)을 최대 총적합도(만족, 불만족)로 나눈 값이다. 근접도(RCC)는 적합도 총합(dk 0)이 양수, 0, 음수일 경우에 따라 다음의 3가지 방식으로 연산된다.
적합도 총합(dk 0)이 0이하의 음수인 경우 근접도(RCC)는 적합도 총합(dk 0)을 불만족기준 최대 총적합도(min(dk -))로 나눈 값이다.
적합도 총합(dk 0)이 0인 경우 근접도(RCC)는 0이다.
적합도 총합(dk 0)이 0이상의 양수인 경우 근접도(RCC)는 적합도 총합(dk 0)을 만족기준 최대 총적합도(max(dk +))로 나눈 값이다.
상기 3가지의 경우는 각각 하기 식 18에 나타낸 바와 같다.
대안(k)의 근접도(RCCk)
Figure 112014072324221-pat00033
Figure 112014072324221-pat00034

근접도 편차(RCCV)에 대하여 설명한다.
근접도 편차(RCCV)는 대안(k)의 기능에 대한 요구성능기준(RCC)과의 불일치 정도를 절대값으로 나타낸다. 연산방법은 만족기준 적합지수(S+)와 불만족기준 적합지수(S-)의 총 편차로 연산되며, 하기 식 19와 같이 연산된다.
Figure 112014072324221-pat00035
이상, 대안의 상대적인 평가방식에 대하여 설명하였다.
이하에서는, 대안의 절대적인 평가방식에 대하여 설명한다.
절대적 평가방식은 요구성능기준이 최저수준인 경우에 대안성능기준을 평가하는 방식이다. 근접도가 1에 가까울수록 좋은 성능의 대안으로 평가된다. 경우에 따라 요구성능기준이 최고수준인 경우도 활용될 수 있다, 이 경우에는 근접도가 -1에 가까울수록 좋지않은 대안으로 평가된다. 상기한 절대적 평가방식의 개념도를 도 12에 나타내고, 절대적 평가방식을 적용한 결과를 도 13(최저수준) 및 도 14(최고수준)에 나타내었다.
또한, 데이터 저장모듈에 상기 각 단계의 수행결과를 저장하는 단계(S800) 및 출력모듈에서 상기 각 단계의 수행결과를 출력하는 단계(S900)를 더 포함할 수 있다.
상기 각 단계의 수행결과가, 바람직하게는 표 또는 그래프의 형태로 저장 또는 출력된다. 도 15 내지 도 18은 수행결과의 저장을, 도 19는 출력의 일례를 도시한다.
이하에서는, 도 20 내지 도 25를 참조하여, 본 발명에 따른 시설물 품질 평가 관리 시스템 및 방법의 적용례를 보인다.
먼저, 복합객체의 품질평가 방법으로, 다수의 대안으로 구성된 시설무르 공간, 부위를 대상으로 한 종합적인 품질 평가 방법으로 활용될 수 있다.
하기 표 5는 다수 대안의 각 기능 및 성능을 나타낸 것으로, 일례로서 거주의 쾌적성 평가기준을 나타낸다.
Figure 112014072324221-pat00036
도 20은 상기 표 5의 다수의 대안을 본 발명에 적용하여 적합성을 평가한 결과를 나타낸다.
다음으로, 체크리스트 형태의 품질평가 방법으로, 하기 표 6에 나타낸 바와 같이 Yes 또는 No로 구분되어 있어, Binary척도의 True 또는 False의 값과 대응되므로, 이를 활용할 수 있다.
상기 표 6의 체크리스트 형태에 대한 품질평가 결과는 도 18와 같다.
근접도는 0.65로 분석되었고, 상기한 바와 같이 1의 값에 가까울수록 품질이 좋은 대안으로 평가된다, 상기 품질평가에서는 요구성능기준이 False로 설정되었다.
추가로, 다수의 대안별 품질 평가 비교방법으로, 요구성능기준에 의한 각기다른 대안성능을 가지는 다수의 대안을 평가, 비교하였다. 평가대상으로는 하기 표 6과 같이 창호설계를 대상으로 하고, 표 7과 같이 등간척도에 따라 각 대안(창호)의 성능을 분류하였다.
Figure 112014072324221-pat00037
Figure 112014072324221-pat00038
시설물 공간에 적합한 창호를 선택하기 위해서는 외관 디자인, 에너지 효율, 거주성, 조명운영방식, 기술성능, 비용 등과 같은 다양한 항목을 복합적으로 고려하여야 한다. 창호의 대표적인 성능은 상기 표 7과 같이 단열성능(열관류율, U factor), 차폐계수(SC), 태양열 취득율(SHGC), 기밀성능(AL), 가시광선 투과율(VT) 등 다양한 성능이 복합적으로 관련되어 있다. 공간의 열적 쾌적함(요구성능기준(RPC))은 이들의 복합성능에 의하여 결정된다.
요구성능기준은 하기와 같이 냉난방혼재기후의 난방위주 창문속성에 의한 설계지침규정을 활용하였다.
(1) 열관류율(U-factor) : 채광창의 경우 0.60 이하(3등급이상)
(2) 태양열취득율(SHGC: Solar Heat Gain Coefficient) = 채광창의 경우 0.40이하(4등급이상)
(3) 여름철 냉방비가 높거나, 여름철 태양복사로 인해 온도가 높다면, SHGC가 0.4이하인 창문을 선택(4등급이상)
(4) 난방이 중요한 경우 SHGC 0.55이하(2등급이하)
(5) 가시광선 투과율(Visible Transmittance) : 눈부심 현상이 큰 문제가 되지 않는다면 빛투과율 0.5(50%)이상인 유리를 사용하면 최대의 채광을 얻을 수 있음(3등급이상)
(6) 눈부심 현상을 해결하기 위한 명문화된 설계기준은 없음.
차양 또는 블라이드를 사용하거나 VT 투과율 0.40 이하로 설정(2등급이하)
(7) Air Leakage : 누기율이 0.30cfm/sq 이하인 창문을 선택 (3등급이상)
(8) 결로저항 (CR: Condensation Resistance) : 명문화된 설계기준 없음, 60이상 설정(4등급이상)
(9) 소음저항(OICT) : 명문화된 설계기준 없음, 28이상 설정(3등급이상)
도 21은, 상기 설계지침에 따라 요구성능기준이 설정된 모습을 도시한다.
도 22는, 상기 4개의 창호성능에 대한 불만족기준 적합지수, 만족기준 적합지수, 근접도 및 근접도 편차의 적합성을 비교 평가한 결과를 나타낸다.
그리고, 상대적인 품질평가의 또 하나의 적용례로서, 상기 창호의 기능변경사항을 검토하였다. 최초 요구성능기준은 상기와 마찬가지로 냉난방혼재기후의 난방위주 창문속성에 관한 설계지침규정을 적용하였다.
기능의 변경사항은 사용자 요구에 의한 다음의 4가지로 하였다. 기능중요도(Ii) 변경: 기능1(4.3->6.3), 기능5(5.0->8.0), 기능8(4.3->8.0), 기능1, 기능5의 U_Value성능등급 : 3등급에서 4등급으로 변경, 기능1의 SHGC성능등급 : 4등급에서 5등급으로 변경, 기능1, 기능5, 기능7, 기능8의 AL등급 : 3등급에서 5등급으로 변경, CR등급은 GOOD에 Normal로 변경하였다.
도 23 내지 도 25는 최초기능정의에 의한 적합성 평가결과(도 23 및 도 25 좌측)와 변경된 기능정의에 의한 적합성 평가 결과(도 24 및 도 25 우측)를 비교하였다. 최초기능정의에 의한 경우 요구성능기준과의 근접도는 -0.07로 분석된다. 변경요구성능기준의 경우 근접도는 -0.19로 분석되었다.
사례 결론으로, 요구성능기준에 따라 평가결과는 다르게 나타났다.
이상, 본 발명에 따른 시설물 품질 평가 관리 시스템 및 방법은 건축프로젝트의 모든 단계에서 수행하는 다기준 의사결정에서 품질 적합성 판단을 즉각적으로 지원할 수 있고, 시스템의 사용자는 발주자, 설계자, 시공자, 엔지니어 등 다양한 참여자가 보다 합리적이고 객관적인 품질평가를 수행할 수 있다.
또한, 다수의 조직이 품질평가에 관한 데이터를 공유하고 프로젝트 진행단계에서 지속적으로 변화하는 요구사항을 추적할 수 있을 뿐만 아니라 업데이트된 요구사항에 따라 적합한 의사결정을 지원할 수 있다.
뿐만 아니라, 결과적으로 건설 프로젝트의 품질 향상과 고객만족 두 가지 측면을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 기본정보입력모듈
200: 대안정보입력모듈
300: 대안분류모듈
400: 관계정의모듈
500: 성능기준설정모듈
600: 적합도 연산모듈
700: 적합성 평가모듈
800: 데이터 저장모듈
900: 출력모듈

Claims (9)

  1. (a) 정보입력모듈에 시설물의 기본정보가 입력되는 단계;
    (b) 대안정보입력모듈에 다수 대안의 기능이 포함된 대안기능정보 및 다수 대안의 성능이 포함된 대안성능정보가 입력되는 단계;
    (c) 대안분류모듈에서 상기 입력된 다수의 대안기능정보가 기설정된 형식에 따라 정의되며, 상기 다수의 대안기능정보에 기능중요도가 각각 부여되고, 그리고 상기 다수의 대안성능정보의 성능항목, 성능척도 및 성능등급이 설정되는 단계;
    (d) 관계정의모듈에서 상기 다수의 대안기능정보와 상기 다수의 대안성능정보의 기설정된 조합에 따른 행렬에 의해 상기 다수의 대안기능정보와 상기 다수의 대안성능정보의 관계성이 정의되고, 상기 정의된 관계성에 따라 관계성 가중치가 설정되는 단계;
    (e) 성능기준설정모듈에서 상기 다수 대안의 기능 및 성능의 조합에 따른 행렬인 요구성능기준 및 대안성능기준이 각각 설정되는 단계;
    (f) 적합도 연산모듈에서 상기 설정된 요구성능기준의 행렬과 상기 대안성능기준의 행렬을 비교하여, 하기 식에 따라 상기 성능척도에 따른 정량적인 적합도로서의 적합도 행렬이 연산되는 단계; 및
    (g) 적합성 평가모듈에서 상기 연산된 적합도 행렬에 상기 관계성 가중치를 부여하여 기설정된 범위 내의 수치로 정규화하고, 상기 정규화된 수치를 이용하여 기설정된 평가방식에 따라 상기 요구성능기준과 상기 대안성능기준의 적합성을 평가하는 단계;를 포함하는,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 방법.
    Figure 112014108498256-pat00064

    Figure 112014108498256-pat00065

    식 중, PPij는 상기 대안성능기준, RPCij는 상기 요구성능기준, xij는 연산된 적합도, Sscore는 적합도 행렬
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성능척도는 서열척도, 명목척도 및 Binary척도 중 어느 하나 이상을 포함하는,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가방식은 불만족기준 적합지수, 만족기준 적합지수, 근접도 및 근접도 편차 중 어느 하나 이상을 포함하는,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 평가방식은 상기 요구성능기준이 기설정된 범위 내의 최고 또는 최저수준인,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 (g) 단계 이후,
    (h) 데이터 저장모듈에 상기 각 단계의 수행결과를 저장하는 단계; 및 출력모듈에서 상기 각 단계의 수행결과를 출력하는 단계를 더 포함하는,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 방법.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 및 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 방법을 수행하는 시스템으로서,
    설계 또는 시공될 시설물의 기본정보가 입력되는 기본정보입력모듈(100);
    상기 시설물의 대안기능정보(kF) 및 대안성능정보(kP)가 입력되는 대안정보입력모듈(200);
    상기 입력된 대안기능정보(kF) 및 상기 대안성능정보(kP)가 분류되는 대안분류모듈(300);
    상기 입력된 대안기능정보(kF)와 대안성능정보(kP)의 관계성이 정의되는 관계정의모듈(400);
    상기 시설물의 요구성능기준(RPC) 및 대안성능기준(PP)이 설정되는 성능기준설정모듈(500);
    상기 설정된 요구성능기준(RPC)과 대안성능기준(PP)을 비교하여 적합도(xij)가 정량적으로 연산되는 적합도 연산모듈(600); 및
    상기 연산된 적합도(xij)에 따라 상기 설정된 대안성능기준(PP)의 적합성이 평가되는 적합성 평가모듈(700);을 포함하는,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 평가된 적합성이 저장되는 데이터 저장모듈(800) 및 상기 평가된 적합성이 출력되는 출력모듈(900)을 더 포함하는,
    QFD-HOQ 기반의 시설물 품질평가 관리 시스템.
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