KR102627203B1 - Bim 대시보드를 통한 현장 관리 시스템 - Google Patents

Bim 대시보드를 통한 현장 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 BIM 대시보드를 통한 현장 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 작업자와 관리자 등이 건설 현장을 관리하기 위해 BIM 대시보드를 통하여 시각적으로 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 대시보드를 통하여 건설현장(On-Site)에서 진행되는 과정이 서로 공유하고, 건축 과정을 실시간으로 관리 및 필요에 따라 건축 일정을 수정할 수 있어 작업현장의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

BIM 대시보드를 통한 현장 관리 시스템{Field management system via BIM dashboard}
본 발명은 BIM 대시보드를 통한 현장 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 작업자와 관리자 등이 건설 현장을 관리하기 위해 BIM 대시보드를 통하여 시각적으로 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.
전세계적으로 3차원 건물모델(BIM)의 수요가 증가하고, 3차원 건물모델을 이용한 활용분야가 다양해지면서, 3차원 건물모델 및 지형정보를 이용하여 도시모델 단위의 공간정보를 서비스할 수 있는 플랫폼의 중요성이 부각되고 있다.
이러한 BIM 은 건축 설계에 있어서 시공, 유지 관리에 이르는 건축의 전 단계를 관리하기 위한 통합 데이터베이스에 대한 효용성과 필요성이 제기됨에 따라서 발생된 것으로서, 설계와 시공 프로세스를 관통하는 통합 데이터의 활용 가치를 인정받아 널리 활용되고 있다.
현재의 건설 현장에서의 업무 보고서가 중요한 요소인데, 금일에 일어난 업무를 일목요연하게 작성하여 공유하기 위하여 매일 작성 보관하여야 하는 업무이나, 종이서류로 되어 있어 확인이 힘들고 작성하는 과정도 각각의 공정 담당자에게 취합을 하며 각공정의 담당자에게 메일 또는 메시지 기능으로 매일 받아야 작성이 가능 하였지만, 이에 대한 정확한 데이터가 오지 않을 가능성이 높아 건설현장에 차질이 발생되는 문제가 있다.
한국등록특허공보 제10-2488092호 한국등록특허공보 제10-2542916호
본 발명의 목적은 대시보드를 통하여 건설현장(On-Site)에서 진행되는 과정이 서로 공유하고, 건축 과정을 실시간으로 관리 및 필요에 따라 건축 일정을 수정할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은 현장작업자단말기(300)로부터 작업현장정보를 제공받고 건설현장에서 진행되는 과정을 실시간으로 제공받아 인터페이스로 시각화하여 대시보드에 표시되기 위한 모듈러형건축서버(100)와, 건설현장에서 작업자가 소지하는 것으로 작업현장정보를 전송하기 위한 현장작업자단말기(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 BIM 대시보드를 통한 현장 관리 시스템을 제공한다.
본 발명은 대시보드를 통하여 건설현장(On-Site)에서 진행되는 과정이 서로 공유하고, 건축 과정을 실시간으로 관리 및 필요에 따라 건축 일정을 수정할 수 있어 작업현장의 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 모듈러형건축서버(100)를 나타낸 도면이다.
도 3, 4는 본 발명의 대시보드화부(140)의 예시도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서에서 네트워크는 유무선 네트워크를 모두 포함하는 개념일 수 있다. 이때, 네트워크는 디바이스와 시스템 및 디바이스 상호 간의 데이터 교환이 수행될 수 있는 통신망을 의미할 수 있으며, 특정 네트워크로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 기술된 실시예는 전적으로 하드웨어이거나, 부분적으로 하드웨어이고 부분적으로 소프트웨어이거나, 또는 전적으로 소프트웨어인 측면을 가질 수 있다. 본 명세서에서 "부(unit)", "장치" 또는 "시스템" 등은 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 소프트웨어 등 컴퓨터 관련 엔티티(entity)를 지칭한다. 예를 들어, 본 명세서에서 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등은 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체(object), 실행 파일(executable), 실행 스레드(thread of execution), 프로그램(program), 및/또는 컴퓨터(computer)일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨터에서 실행중인 애플리케이션(application) 및 컴퓨터의 양쪽이 모두 본 명세서의 부, 모듈, 장치 또는 시스템 등에 해당할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 디바이스는 스마트폰, 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스 및 HMD(Head Mounted Display)와 같이 모바일 디바이스뿐만 아니라, PC나 디스플레이 기능을 구비한 가전처럼 고정된 디바이스일 수 있다. 또한, 일 예로, 디바이스는 차량 내 클러스터 또는 IoT (Internet of Things) 디바이스일 수 있다. 즉, 본 명세서에서 디바이스는 어플리케이션 동작이 가능한 기기들을 지칭할 수 있으며, 특정 타입으로 한정되지 않는다. 하기에서는 설명의 편의를 위해 어플리케이션이 동작하는 기기를 디바이스로 지칭한다.
본 명세서에 있어서 네트워크의 통신 방식은 제한되지 않으며, 각 구성요소간 연결이 동일한 네트워크 방식으로 연결되지 않을 수도 있다. 네트워크는, 통신망(일례로, 이동통신망, 유선 인터넷, 무선 인터넷, 방송망, 위성망 등)을 활용하는 통신 방식뿐만 아니라 기기들간의 근거리 무선 통신 역시 포함될 수 있다. 예를 들어, 네트워크는, 객체와 객체가 네트워킹 할 수 있는 모든 통신 방법을 포함할 수 있으며, 유선 통신, 무선 통신, 3G, 4G, 5G, 혹은 그 이외의 방법으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 유선 및/또는 네트워크는 LAN(Local Area Network), MAN(Metropolitan Area Network), GSM(Global System for Mobile Network), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), 블루투스
(Bluetooth), 지그비(Zigbee), 와이-파이(Wi-Fi), VoIP(Voice over Internet Protocol), LTE Advanced, IEEE802.16m, WirelessMAN-Advanced, HSPA+, 3GPP Long Term Evolution (LTE), Mobile WiMAX (IEEE 802.16e), UMB (formerly EV-DO Rev. C), Flash-OFDM, iBurst and MBWA (IEEE 802.20) systems, HIPERMAN, BeamDivision Multiple Access (BDMA), Wi-MAX(World Interoperability for Microwave Access) 및 초음파 활용 통신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 통신 방법에 의한 통신 네트워크를 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 명세서의 실시예의 범위에 포함된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 BIM 대시보드를 통한 현장 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 작업자와 관리자 등이 건설 현장을 관리하기 위해 BIM 대시보드를 통하여 시각적으로 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 나타낸 도면이다.
모듈러형건축서버(100)는 현장작업자단말기(300)로부터 작업현장정보를 제공받고 건설현장에서 진행되는 과정을 실시간으로 제공받아 인터페이스로 시각화하여 대시보드에 표시되기 위한 것이다.
또한 상기 모듈러형건축서버(100)는 건축물 형태의 기본구성유닛을 모델링하여 모듈단위로 생성하고, 생성된 모듈을 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 모듈러형건축서버(100)를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면 상기 모듈러형건축서버(100)는 건축물모델생성부(110), 시뮬레이션부(120), 건설현장관리부(130), 대시보드화부(140)를 포함하여 구성된다.
각 구성요소를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
건축물모델생성부(110)는 건축물 형태의 기본유닛을 모델링하여 건축골격모듈을 생성하고, 생성된 건축골격모듈의 내부 구조를 모델링하여 내부구조모듈을 생성하는 것을 포함하는 모듈형 건축구조물 BIM모델을 생성하기 위한 것이다.
상기 건축물모델생성부(110)는 적어도 하나의 건설현장에 대한 2D 도면에 기반하여 3차원 가상 공간으로 모델링한 BIM(Building Informateion Modeling)모델을 생성하는 것이 바람직하다.
상기 건축물모델생성부(110)는 건축모듈유닛(111), 내부구조설비유닛(112)을 포함하여 구성된다.
건축모듈유닛(111)은 생산되는 건축 모듈의 주요 구조체로서 기능을 하는 철골 보, 기둥 등을 모듈 형태로 제작하기 위한 것이다.
내부구조설비유닛(112)는 건축모듈유닛(111)을 통해 제작된 건축 모듈 구조체 내부에 형성되는 설비를 제작하기 위한 것으로, 기계, 전기, 통신, 소방 등의 설비가 제작되기 위한 것이다.
시뮬레이션부(120)는 건축물모델생성부(110)를 통해 생성된 모듈형 건축구조물 BIM모델을 로드하고, 건설현장관리부(130)를 통해 제공된 건설현장정보와 건축구조물 모델을 토대로 건축물제작공정을 시뮬레이션하기 위한 것이다.
상기 시뮬레이션부(120)는 건설현장관리부(130)를 통해 모니터링되는 정보를 제공받아 건축물 공정 진행 현황을 시공 초기부터 최종 완성 형태까지 시간 흐름에 따라 시뮬레이션 하기 위한 것이다.
상기 시뮬레이션부(120)는 BIM모델수정부(121)를 더 포함할 수 있다.
BIM모델수정부(121)는 생성되는 건축골격모듈 간에 맞대어 결합되는 부위의 면적을 계산하고, 최소한의 면적만 맞닿을 수 있도록 설정하여 수정된 건축골격모듈을 제시할 수 있다.
BIM모델수정부(121)는 모듈형 건축구조물 BIM모델 내에 포함된 창문 또는 벽들 간에 반사되는 빛의 예상 입사각을 통해 건축물 내부에 입사광이 조사되는 정도를 통하여 [수학식 1]을 통해 계산하여 특정 구조물 간의 이격 거리(M)를 제공해줄 수 있다. 이를 통하여 구조물 간의 이격 거리가 모듈형 건축구조물 BIM모델을 설계한 값과 어느 정도 일치하는지 여부를 판단하여 수정이 필요한지 여부를 판단할 수 있다.
Figure 112023075435845-pat00001
(여기서 M은 선택된 두개의 구조물간 이격 예상거리, U는 선택된 두개의 구조물의 평균 두께, n은 예상굴절률, z1은 두개의 구조물 간의 예상 각도, G은 예상입사광의 입사 예상폭을 나타낸다.)
상기 수학식 1을 통하여 선택된 두개의 구조물 간의 이격 예상거리를 계산하고, BIM모델에 적용된 구조물 간 이격거리와 일치할 경우 BIM 모델의 수정이 필요하지 않으며, 일치하지 않는 경우 상기 수학식 1을 통해 계산된 값(M)을 통해 BIM모델의 수정작업을 진행할 수 있도록 한다.
이는 건물 내부의 열전도효율을 높이기 위해서 반드시 필요한 과정으로 이를 통해 완성된 건축물의 관리효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한 상기 시뮬레이션부(120)는 하자예상부위판별부(122)를 더 포함할 수 있다.
하자예상부위판별부(122)는 외부로부터 제공받은 건축물 시공 지역의 평균 날씨정보, 건축물 시공 지역 내에 시공된 건축물정보를 포함하는 지역특성정보를 토대로 건축물모델생성부(110)를 통해 생성된 모듈형 건축구조물 BIM모델의 하자예상부위를 판별하기 위한 것이다.
구체적으로는 사전에 제공된 지역특성정보를 토대로 모듈형 건축구조물 BIM모델을 토대로 지어질 건축물의 예상내부열손실가능성값을 [수학식 2]을 통해 산출하고, 예상 내부열손실가능성값이 기준값 범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 기준값 범위 대비 예상내부열손실가능성값이 높거나 낮다면 건축물재료를 교체하거나, 건축물재료의 두께를 변경하도록 건축물재료변경정보를 제공할 수 있다.
이때, 모듈형 건축구조물 BIM모델는 건축물 재료에 대한 정보도 포함되는 것은 물론이다.
Figure 112023075435845-pat00002
Figure 112023075435845-pat00003
(여기서 k는 예상내부열손실가능성값, So은 임계단열두께를 나타내며, Si는 재료의 내부두께, m은 재료의 열전도율, P는 실내 열전도율, Ni는 건축구조물의 벽온도, N∞는 실내에 노출되어 있는 단면의 임계두께값을 나타냄)
상기 [수학식 2]을 통해 건축물의 예상내부열손실가능성값을 산출하고, 예상 내부열손실가능성값이 기준값 대비 높다면 건축물재료를 교체한 후 다시 [수학식 1]을 통해 예상내부열손실가능성값을 계산함으로서 건축물 자체의 열손실 효율성을 높일 수 있도록 하는 이점이 있다.
예를 들면 재료의 내부두께(Si)가 3cm, 재료의 열전도율(m)이 0.2W/m·℃, 실내 열전도율(P)은 4W/m2·℃, 건축구조물의 벽온도(Ni)는 220℃, 실내에 노출되어 있는 단면의 임계두께값(N∞)은 40℃인 경우 예상내부열손실가능성값(k)은 다음과 같다.
Figure 112023075435845-pat00004
Figure 112023075435845-pat00005
상기 예상내부열손실가능성값(k)은 74.9W/m으로 설정된 기준값인 70~80W/m의 범위내에 해당됨으로서 이대로 건축물을 지을수 있도록 정보를 제공할 수 있다.
건설현장관리부(130)는 현장작업자단말기(300)로부터 작업현장정보를 전송받고, 건설현장의 시공 공정을 모니터링하여 건설현장에 대한 실시간 정보를 제공받기 위한 것이다,
상기 건설현장관리부(130)의 실시간 정보는 공정별 실측 데이터 등을 포함하는 정보이다.
상기 건설현장관리부(130)는 베이스구조체유닛제공부(131), 구조체조립유닛제공부(132)를 포함하여 구성된다.
베이스구조체유닛제공부(131)는 건설현장에서 진행되기 위한 토목, 기초공사 등을 위한 베이스 구조체를 제공하기 위한 것이다.
구조체조립유닛제공부(132)는 현장에서 바로 조립하는 구조체 조립 유닛을 제공하기 위한 것이다.
대시보드화부(140)는 건설현장관리부(130)를 통해 건설현장에 대한 실시간 정보를 제공받아 인터페이스로 시각화하여 대시보드에 표시되기 위한 것이다.
상기 대시보드화부(140)는 도 3과 같이 대시보드의 일측은 건설현장의 물리적인 공간과 동일하게 구성되는 3차원 가상공간인 BIM모델을 나타내고, 대시보드의 타측에는 건설현장의 실시간 공정정보, 자재정보, 온도, 날씨, 제조공장의 제조진행상황 등을 디스플레이할 수 있다.
도 4는 도 3의 3차원 가상공간을 나타내는 부분의 일측을 클릭하면 상세하게 확인할 수 있도록 제공될 수 있는 것이다.
상기 대시보드화부(140)는 프로세스정보제공부(141), 건설관제정보제공부(142), 디스플레이설정부(143)를 포함하여 구성된다.
프로세스정보제공부(141)는 건축물모델생성부(110)를 통해 공정별 실측 데이터 BIM모델을 제공받고 BIM모델에 따른 건축공정의 예상프로세스정보를 제공하기 위한 것이다.
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상기 프로세스정보제공부(141)의 예상프로세스정보는 설계, 조달, 시공, 시운전 등 작업분류체계에 따른 정보, 각 시공공정별 예상일정을 포함하는 정보이다.
건설관제정보제공부(142)는 건설현장관리부(130)를 통해 전송받은 작업현장정보와 프로세스정보제공부(141)를 통해 제공된 예상프로세스정보를 분석하여 건설관제정보를 제공하기 위한 것이다.
즉 상기 건설관제정보제공부(142)는 전체 시공진행율, 시공공정별 진행율, 각 시공공정별 예상일정대비달성율 등을 포함하는 예상프로세스정보를 분석하여 건설관제정보를 제공할 수 있다.
디스플레이설정부(143)는 시각화되어 대시보드에 표시되는 정보를 시뮬레이션 시 표시화면 내의 뷰가 전환될 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉 디스플레이설정부(143)는 확대 축소 네이게이션, 360도 파노라마 등으로 뷰를 전환하도록 하기 위한 것으로 디스플레이를 클릭하거나 위치를 이동하는 것 등을 통하여 뷰를 전환할 수 있도록 한다.
제조공장단말기(200)는 제조공장에서 작업자가 소지하는 것으로 제조현장정보를 전송하기 위한 것이다.
현장작업자단말기(300)는 건설현장에서 작업자가 소지하는 것으로 작업현장정보를 전송하기 위한 것이다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 모듈러형건축서버
110 건축물모델생성부
111 건축모듈유닛
112 내부구조설비유닛
120 시뮬레이션부
121 BIM모델수정부
122 하자예상부위판별부
130 건설현장관리부
131 베이스구조체유닛제공부
132 구조체조립유닛제공부
140 대시보드화부
141 프로세스정보제공부
142 건설관제정보제공부
143 디스플레이설정부
200 제조공장단말기
300 현장작업자단말기

Claims (3)

  1. 현장작업자단말기(300)로부터 작업현장정보를 제공받고 건설현장에서 진행되는 과정을 실시간으로 제공받아 인터페이스로 시각화하여 대시보드에 표시되기 위한 모듈러형건축서버(100)와,
    건설현장에서 작업자가 소지하는 것으로 작업현장정보를 전송하기 위한 현장작업자단말기(300)를 포함하고,

    상기 모듈러형건축서버(100)는
    현장작업자단말기(300)로부터 작업현장정보를 전송받고, 건설현장의 시공 공정을 모니터링하여 건설현장에 대한 실시간 정보를 제공받기 위한 건설현장관리부(130)와,
    건설현장관리부(130)를 통해 건설현장에 대한 실시간 정보를 제공받아 인터페이스로 시각화하여 대시보드에 표시되는 대시보드화부(140)를 포함하고,

    상기 대시보드화부(140)는
    건축물모델생성부(110)를 통해 공정별 실측 데이터 BIM모델을 제공받고 BIM모델에 따른 건축공정의 예상프로세스정보를 제공하기 위한 프로세스정보제공부(141)와,
    건설현장관리부(130)를 통해 전송받은 작업현장정보와 프로세스정보제공부(141)를 통해 제공된 예상프로세스정보를 분석하여 건설관제정보를 제공하기 위한 건설관제정보제공부(142)와,
    시각화되어 대시보드에 표시되는 정보를 시뮬레이션 시 표시화면내의 뷰가 전환될 수 있도록 하기 위한 디스플레이설정부(143)를 포함하고,

    상기 모듈러형건축서버(100)는
    건축물 형태의 기본유닛을 모델링하여 건축골격모듈을 생성하고, 생성된 건축골격모듈의 내부 구조를 모델링하여 내부구조모듈을 생성하는 것을 포함하는 모듈형 건축구조물 BIM모델을 생성하기 위한 건축물모델생성부(110)와,
    건축물모델생성부(110)를 통해 생성된 모듈형 건축구조물 BIM모델을 로드하고, 건설현장관리부(130)를 통해 제공된 건설현장정보와 건축구조물 모델을 토대로 건축물제작공정을 시뮬레이션하기 위한 시뮬레이션부(120)를 더 포함하며,

    상기 시뮬레이션부(120)는
    생성되는 건축골격모듈 간에 맞대어 결합되는 부위의 면적을 계산하고, 최소한의 면적만 맞닿을 수 있도록 설정하여 수정된 건축골격모듈을 제시하기 위한 BIM모델수정부(121)와,
    외부로부터 제공받은 건축물 시공 지역의 평균 날씨정보, 건축물 시공 지역 내에 시공된 건축물정보를 포함하는 지역특성정보를 토대로 건축물모델생성부(110)를 통해 생성된 모듈형 건축구조물 BIM모델의 하자예상부위를 판별하기 위한 하자예상부위판별부(122)를 더 포함하며,

    상기 BIM모델수정부(121)는
    모듈형 건축구조물 BIM모델 내에 포함된 창문 또는 벽들 간에 반사되는 빛의 예상 입사각을 통해 건축물 내부에 입사광이 조사되는 정도를 통하여 [수학식 1]을 통해 특정 구조물 간의 이격 거리(M)를 계산하며, [수학식 1]을 통하여 구조물 간의 이격 거리가 모듈형 건축구조물 BIM모델을 설계한 값과 어느 정도 일치하는지 여부를 판단하여 수정이 필요한지 여부를 판단하며,

    상기 [수학식 1]은

    (여기서 M은 선택된 두개의 구조물간 이격 예상거리, U는 선택된 두개의 구조물의 평균 두께, n은 예상굴절률, z1은 두개의 구조물 간의 예상 각도, G은 예상입사광의 입사 예상폭을 나타낸다.)으로,

    상기 [수학식 1]을 통하여 선택된 두개의 구조물 간의 이격 예상거리를 계산하고, BIM모델에 적용된 구조물 간 이격거리와 일치할 경우 BIM 모델의 수정이 필요하지 않으며, 일치하지 않는 경우 상기 수학식 1을 통해 계산된 값(M)을 통해 BIM모델의 수정작업이 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 BIM 대시보드를 통한 현장 관리 시스템.
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  3. 삭제
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