시장변화와건설산업의미래 bim, ipd,...

시장변화와 건설산업의 미래BIM, IPD, Modular

2012. 10. 16.김우영

2012. 10. 16.김우영

한국 건설기업의해외 건설 실적 현황 및 분석

3Construction & Economy Research Institute of Korea. All Rights Reserved in CERIK

해외건설 공사 수주 현황

* 해외건설협회, 해외건설종합정보서비스

* 2012년 현재 10.2억 달러


해외 건설시장 추이 (1995년 대비 증가율)

• ENR, The Top 225 International Contractors, 각 년호

• 해외건설협회, 해외건설종합정보서비스


International Top 225 기업의 국적별 매출Mil.$

* ENR, The Top 225 International Contractors, 각 년호


국내 건설회사의 위상

n 초대형 건설기업 부재n 국내 Top 건설기업 매출

목표 : 300억$(30조) è수주 500억$

n 초기술 건설기업 부재n 원천기술(FEED) 보유 경

주 è 미국 엔지니어링업체 인수

자료 : The Global Top 225 Contractors(ENR, 2011.8)

순위-1 순위-2 회사명

총매출(자국시장포함)

($MIL.)해외시장매출($MIL.)

Global Top 1 1 China Railway Construction 76,206.0 3,424.0Global Top 2 2 China Railway Group 73,012.1 3,158.6Global Top 3 3 China State Construction 48,868.0 4,871.7Global Top 4 4 VINCI 45,110.0 16,557.6Global Top 6 6 BOUYGUES 30,671.0 12,432.0U.S.A Top 1 10 Bechtel 19,714.0 12,500.0U.S.A Top 2 13 Fluor 17,194.4 11,565.6KOREA TOP 1 30 현대건설 8,876.5 4,308.9U.S.A Top 3 32 KIEWIT 8,206.6 2,222.9U.S.A Top 4 34 KBR 7,648.1 5,863.5KOREA TOP 2 35 GS건설 7,043.3 1,969.4KOREA TOP 3 39 삼성건설 6,437.9 1,625.2KOREA TOP 4 43 대우건설 5,913.6 1,612.2KOREA TOP 5 44 대림산업 5,673.0 2,383.0KOREA TOP 6 45 포스코건설 5,339.7 574.4U.S.A Top 5 50 THE SHAW 4,966.0 472.0KOREA TOP 7 55 삼성엔지니어링 4,660.0 3,070.0U.S.A Top 7 59 JACOBS 4,120.7 1,243.9U.S.A Top 8 60 FOSTER WHEELER 4,067.7 3,471.7KOREA TOP 8 62 SK건설 4,011.5 1,434.8KOREA TOP 9 101 한화건설 2,390.8 501.6KOREA TOP 10 102 현대산업개발 2,348.3 0.0KOREA TOP 11 115 두산건설 2,003.8 38.5


국내 건설산업의 현주소2012.7.23.일자 CERIK건설정보


국내 건설산업의 현주소

하반기 국내 건설 수주 8.0% 감소 전망

CERIK의 2012년 전망

하반기 수도권 주택 매매가 2% 하락․전국 전세가 2% 상승


국내 건설산업의 현주소

부동산 경기 침체

국가예산의 편중 : 4대강 사업

신규사업 감소§ 장기계속계약공사§ 정치적 목적의 과도한 신규사업발주§ 기존 사업 지연§ 4대강 사업으로의 예산 편중§ 선진화에 따른 SOC비중 축소

토목 vs. 복지§ 정치 이슈화 : 보수 vs 진보§ 토목사업투자에 대한 반감§ 선진국화에 따른 사회적 요구§ 건설산업에 대한 부정적 이미지


해외 건설시장으로의 진출

철도시설공단의브라질 고속철도사업

UAE원전건설사업 수주

한국도로공사글로벌 시장진출 준비


도전받고 있는 한국건설기업의 현실

중국이나 터키 등에비해 역량은 비슷하나 가격 경쟁력 상

실

미국이나 프랑스 등에 비해 가격경쟁력은 있으나 역량경쟁

력 저하

중국이나 터키에서선진국으로 !!!

개발투자사업 증가로 경쟁력 불리

설계와 시공 등생산기술력 부문설계와 시공 등생산기술력 부문

프로세스관리 부문프로세스관리 부문

경쟁의 상대국변화

경쟁의 상대국변화

토목∙건축 상품군에서의 경쟁력

토목∙건축 상품군에서의 경쟁력

중국∙터키 등개발도상국

가격

경쟁

력

상실

경쟁

력

한시

적

보유

미국∙영국 등선진국

비 경

쟁

계층

기술

경쟁

력

열세

역량제고

사업책임자(Project Manager)

관리전문역량

리더급 기술역량

생산기술역량

공사기능인력


Broad Sustainability Building§ 30층 호텔§ 15일 시공§ 모듈러 공법

중국기업


Fast Follower

먹을 것이 분명하게 있을 때에는Fast Follower가 유효했다.

그러나…

물량도 부족하고 경쟁도 심화되면…?

First Mover

새로운 먹거리를 선점하는것이 생존의 방법!!

Modular


모듈러 주택 사례

청담동 뮤토MUTO


Broad Sustainability Building


각종 의장품(장비, Accessary류, Seat, Pipe, Cable 등)을 낱개로 설치하는 대신2개 이상의 의장품을 조합하여 선제작, 조립후 설치하는 공법

조선산업의 Modular


Modular공법의 적용 목적

설치 효율화 모듈을 일괄 제작/설치함에 따른 작업성 향상

최적 설계 모듈화를 위한 compact한 기기 배치 및 시스템별 계통도 완성

생산성 향상 Dock내 on-board 물량 최소화로 건조 생산 능력 향상

옥내작업(공장내)

옥외작업(P.E장)

선내작업(Dock)

진수후 작업(안벽)

1 3 6 9: : :

Stage별 자원(공수) 투입 비율


조선산업의 Modular 공법 적용

§ Modular 공법 적용을 위한 설계 및 설치 기술 인프라 구축§ 시스템별 최적 설계를 통한 모듈 적용§ 모듈 구성을 위한 생산기술 표준화 및 요소 기술 정립§ 구조물과 의장품 설치 작업의 전체 공정 및 구획을 감안한 공정설계§ 조립/운반/탑재 등의 설비 능력 고려

적용의 조건

§ BIM과 같은 객체정보를 기반으로 하는 통합설계 시스템을 사용§ 설계단계부터 각 생산라인과 관련 공급자, 전문업체가 참여하고 설계정보

공유§ 생산자가 설계와 생산의 주체로서 해당 사업을 주도함.§ 사업초기에 공급자와 생산자가 결정 => 각 모듈에 대한 정보와 생산관련 노

하우가 모듈 설계에 반영

시사점


플랜트건설의 Modular 공법

Escaravos Gas to Liquid Project / Escaravos, Nigeria

– Oil & Gas upstream

EGTL PJ Site Overview


EGTL PJ Module Concept

• Module Consideration (Total 23 Modules / Heavy Weight 1,800 Ton)

1) GPC Yard / UAE Process : 9 Modules Main Piperack : 9 Modules

2) QTech / TailandUtility Piperack : 5 Modules


Fabrication of Module at Gulp Piping Company in Abu Dhabi


Utility Piperack Module at QTech / Tailand

Inspection Activities


Site Activity Construction Sequence Study (Work Package), Nigeria EGTL Sequence

Study


Delivery of Modules at Escaravos, Nigeria


Installation & Delivery of Module at Escaravos, Nigeria


EGTL PJ Layout (Current) in Nigeria


플랜트건설의 Modular

§ 건설산업의 산업구조와 유사하지만, 대상물이 구조물과 시스템으로

구성

§ 장비와 파이프 구조물 등의 모듈화가 적절

§ BIM과 같은 객체정보화된 통합설계시스템을 사용

§ 공기와 품질, 경제성 관점에서 제작장소를 결정

§ 운송장비의 용량과 설치방법을 고려하여 모듈구성

§ 설계단계에 제작자와 시공자의 노하우를 반영

§ 현장작업을 최소화하고 공장생산부분을 높임으로써, 현장의 불확실

성에 따른 리스크를 감소시키고, 공기단축이 가능함.

시사점


Modular 공법의 효과

획기적인 공기단축 현장의 불확실성 극복

건설현장의 공장화 인력투입의 최소화 및 업무량의 평준화

IPD(Integrated Project

Delivery)


■ 발주자·건축가·시공자·컨설턴트를 하나의 팀

으로 구성

■ 사업구조 및 업무를 하나의 프로세스로 통

합하여 수행

■ 모든 참여자가 공동으로 책임과 성과를 분

담하는 사업발주 방식

■ 발주자·건축가·시공자·컨설턴트를 하나의 팀

으로 구성

■ 사업구조 및 업무를 하나의 프로세스로 통

합하여 수행

■ 모든 참여자가 공동으로 책임과 성과를 분

담하는 사업발주 방식

■ 기획단계에 공종별 설계 및 엔지니어링 전

문가 참여

■ 설계단계에 전문건설업체도 참여

■ 조기에 업무범위를 구체화하고 설계정합성

확인을 통해 설계변경을 최소화

■ 기획단계에 공종별 설계 및 엔지니어링 전

문가 참여

■ 설계단계에 전문건설업체도 참여

■ 조기에 업무범위를 구체화하고 설계정합성

확인을 통해 설계변경을 최소화

IPD의 정의


Des

ign

Effo

rt/E

ffec

t

Traditional

Integrated

Predesign

Conceptualization

Schematic Design

Criteria Design

Design Development

Detailed Design

Construction Document

Implementation Document

Agency Permit/Bidding

Agency Coord/Final Buyout

Construction

Construction

① ability to impact cost and functional capabilities

1

② cost of design changes

2

③ traditional design process

3

④ IPD design process

4

Macleamy Curve


○ Traditional design process

○ Integrated design process

Predesign Schematic Design

Design Development

Construction Document

Agency Permit/Bidding

Construction

WHAT

HOW

WHOREALIZE

Closeout

Agency

Owner

Designer

Design Consultants

Constructors

Trade Constructors

Conceptualization Criteria Design Detailed Design Implementation Document

Agency Coord/Final Buyout

Construction Closeout

WHAT

HOW

WHOREALIZE

Agency

Owner

Designer

Design Consultants

Constructors

Trade Constructors


구분 전통적 발주방식 Integrated Project Delivery

조직구성§ 독립적인 참여주체가 ‘필요요구’에 의

해 단편적, 위계적, 통제적으로 구성

§ 프로젝트에 관계된 참여자가 집합적,공개적, 협력적으로 하나의 팀으로 구성

프로세스

§ 업무가 일련의 단계로 분리되어 이루어지고, 관련 정보는 ‘필요요구’에 따라순차적으로 저장되어 관리됨

§ 업무는 동시적으로 다중작업이 이루어지고, 초기협업이 가능하며 관련정보는 공개되어 참여자들에게 공유됨

리스크§ 개별적으로 관리되며, 추후 큰 범위의

리스크로 바뀔 위험성이 있음.§ 협력적인 관리를 통하여 리스크를 적

절하게 공유함.

결과물§ 개별적으로 관리되며, 일반적으로 견

적의 기초자료가 됨

§ 팀작업으로 수행하며 품질을 우선으로만들어진 결과물은 프로젝트의 성공으로 이어짐.

의사소통/기술§ 의사소통은 문서를 통해 이루어지고, 2

차원적인 아날로그 기술을 활용함§ 디지털 기반의 BIM 기술을 활용함(3D,

4D, 5D)

계약§ 참여자 중 하나의 일방적인 노력에 기

인하고, 리스크는 각각 분담함.§ 참여자 공동의 협력을 통해 이루어지

며, 리스크 역시 공유함

전통적 발주방식과 IPD의 차이점


■ Mutual Respect and Trust : 프로젝트 참여자간의 상호존중

■ Mutual Benefit and Reward : 프로젝트 참여자간 IPD로부터 얻어지는

혜택의 공유

■ Collaborative Innovation and Decision Making : 협력적인 혁신과 의

사결정

■ Early Involvement of Key Participants : 핵심 인력의 프로젝트 조기 참

여

■ Early Goal Definition : 프로젝트 목표의 조기설정

■ Intensified Planning : 계획의 중요도 부여

■ Open Communication : 개방적이며 직접적이고, 솔직한 의사소통

■ Appropriate Technology : 적절한 개방형 첨단기술의 활용

■ Organization and Leadership : 협력적 조직과 분야별 전문성에 따른 리

더십

■ Mutual Respect and Trust : 프로젝트 참여자간의 상호존중

■ Mutual Benefit and Reward : 프로젝트 참여자간 IPD로부터 얻어지는

혜택의 공유

■ Collaborative Innovation and Decision Making : 협력적인 혁신과 의

사결정

■ Early Involvement of Key Participants : 핵심 인력의 프로젝트 조기 참

여

■ Early Goal Definition : 프로젝트 목표의 조기설정

■ Intensified Planning : 계획의 중요도 부여

■ Open Communication : 개방적이며 직접적이고, 솔직한 의사소통

■ Appropriate Technology : 적절한 개방형 첨단기술의 활용

■ Organization and Leadership : 협력적 조직과 분야별 전문성에 따른 리

더십

IPD도입을 위한 9가지 원칙


DPR사§ Integrity(정보와 모델의 무결성. 즉, 설계변경을

0%까지 줄이도록 함)§ Enjoyment(즐겁게 일해야 함)§ Uniqueness(특별해야 함)§ Ever forward(두려움을 갖지 말고 기술에 적응

하며 앞으로 정진함)

핵심가치

§ 현재 120개 BIM 프로젝트 진행(2005년부터 2011년 현재)

§ 병원(헬스케어), 사옥(애플, 페이스북, 오토데스크 등)과 같은 복잡한 사업에 IPD 적용

§ IPD는 아직 민간시장(공공에 적용된 바는없음.)

§ IPD+Lean construction+BIM 기술의 전사적 적용

§ BIM 레벨은 현재 4단계, Visualization → Coordination → Construction → Fabrication

§ IPD 목적은 설계변경을 0%까지 줄이는것 → 비용절감 및 이익공유(Profit sharing) 가능

§ 매출의 20%가 IPD 프로젝트 : 스마트한민간발주자

사업방향

BIM + Lean Process + Integrated Team(IPD Team)

§ CD(개념설계) 후에 발주자가 Target Cost 제시§ IPD팀이 Profit Sharing 획득을 위해 Big Room에

서 설계변경 0%될 때까지 Lean Construction§ 이익과 손실의 공정한 배분

IPD

Big Room


DPR사

§ Owner Leadership is a MUST§ IPD requires a shared commitment

to owner's goal§ Early involvement of builders in the

design process§ Co-location of project team

IPD 성공요소§ 1cm 이상 모델은 모두 모델링(설계사 + Fabricator –

MEP 등)§ 시공사 전달§ 완벽한 시공도면작성을 위해 total station 측정§ 생산성 2.5배 향상§ MEP도 설치 시공순서도 고려해 시뮬레이션§ 비용 절감

BIM모델링의 목표

§ 6주 공기단축, 400만달러 절감 => 시공사 45%, 설계사 10% 배분

§ MEP모델 간섭 180만개 => 99.85% 제거, 만개 정도 남음.

§ 개별 회사의 이익보다 프로젝트 이익을 우선함. => 재수주/확대

§ 매출의 40~50%를 하나의 클라이언트가 발주

§ 현장작업 최소화, Prefabrication 추구 => Subcon의 상세모델 요구

IPD 결과§ Level 1. Visualization : 3D modeling.§ Level 2. Coordination : 시공, MEP 등 조율, 간섭체크§ Level 3. Construction : 완벽한 시공모델§ Level 4. Fabrication & Installation : Prefabrication

BIM Level

BIMBuilding Information

Modeling


Design or Drawing


CAD Systems

Entity based CAD System Object CAD System Parametric CAD System


그래픽적인 요소와 일반 데이터간의 연결

Building Information Modeling


형상데이터를 비롯한 수치 및 문자 데이터도 포함




DesignerData

Owner / Occupier Data Environmentalist

Data

Specifier Data

FinancialData

LegalData

SustainersData

GeospatialData

BIMBIM


BIM Data 유형

BIM

Database(s)

Drawings

Data models for calculation

Spreadsheets

Text

Visualizations Schedules


BIM의 활용영역

•Geometry

•Materials

•Structure

•MEP

•Energy

•Lighting

•Cost

•Scheduling

•Specs

•etc.


BIM Interoperability의 가치

Info

rmat

ion V

alue

TimePlanning ConstructionDesign Operation

Value of Improvements

As-Is• Continuous data loss• Value of information reduced

To-Be• Minimized data loss• Maximized information value

부적절한 interoperability로 연간 $15bil 손실

Gap ofProjectValue


HOW TO Create BIM?

BuildLifecycle Phases © AEdgar 2006

Information Exchanges

Know

ledg

e ov

er ti

me

Information Backbone

Project Team

Vendor

Nat

iona

l Bui

ldin

g In

form

atio

n M

odel

Sta

ndar

d

§ BIM은 건설 Process 진행에 따라 성장하는 건설객체§ Process 진행에 따른 단계별 의사결정으로 개념이 명확해지고 정보가 구체화


BIM의 용도

시공성검토

AS-IS

간섭체크

MEP

설계검토Shop


3D CAD

4D CAD

에너지해석

구조해석

법규검토

일조해석

조명설계

공조설계

LCC

Building SystemDesign

간섭체크

Planning & Feasibility

RFID USN GPS 3D SCANNER

WIFI

PDA

Biometrics Data Warehouse LBS BIM

물량객체

공정관리 상세 공정관리 협업관리

발주/기성관리 협력업체관리

양중관리SCM

Construction Management

실행예산관리견적

노무/자재관리

BIM을 이용한 엔지니어링 기술


1997. 5.31

Original Planned Schedule Modified Planned Schedule by 4D-VR


1997. 6.15



1997. 6.29



1997. 7.16



1997. 7.30



1997. 8.16



1997. 8.31



1997. 9.16



1997. 9.29



1997.10.15



1997.10.30



1997.11.15



1997.11.30



1997.12.16



1997.12.31



1. Visualization : 3D modeling.2. Coordination : 시공, MEP 등 조율, 간섭체크3. Construction : 완벽한 시공모델4. Fabrication & Installation : Prefabrication

Summary

Convergence


Convergence?

Convergence란 무엇인가요?


Convergence?

이랬다가


Convergence?

저랬다가


Convergence?

이랬다가


Convergence?

저랬다가


Convergence?

이랬다가


Convergence?

저랬다가


Convergence?

이랬다가


Convergence?

저랬다가


Convergence?

!!!!!!!!!!!!


Convergence?

놀라움 = Convergence ??!!

Convergence란 서로 다른 개체가 만나전혀 새로운 가치를 창출하는 것


Summary

■ 건설혁신의 인프라 BIM

■ 건설정보에 기반한 통합설계를 가능하게 하는 기반

■ 실세계를 반영하는 3D CAD를 통한 의사소통

■ 각종 엔지니어링과 분석을 가능하게 하는 건설정보체계

■ 건설혁신 프로세스 IPD

■ 분절된 전문지식들을 통합하는 프로세스

■ 프로젝트의 이익이 개별 조직의 이익으로 환산되는 체계

■ 실행보다 계획을 우선하는 Lean Construction체계

■ 건설혁신 생산체계 Modular

■ 현장작업 최소화를 통한 현장인력 절감과 불확실성의 제거

■ 공장제작, 현장설치에 의한 획기적인 공기단축

■ 표준화된 설계와 생산체계

■ 건설혁신의 인프라 BIM

■ 건설정보에 기반한 통합설계를 가능하게 하는 기반

■ 실세계를 반영하는 3D CAD를 통한 의사소통

■ 각종 엔지니어링과 분석을 가능하게 하는 건설정보체계

■ 건설혁신 프로세스 IPD

■ 분절된 전문지식들을 통합하는 프로세스

■ 프로젝트의 이익이 개별 조직의 이익으로 환산되는 체계

■ 실행보다 계획을 우선하는 Lean Construction체계

■ 건설혁신 생산체계 Modular

■ 현장작업 최소화를 통한 현장인력 절감과 불확실성의 제거

■ 공장제작, 현장설치에 의한 획기적인 공기단축

■ 표준화된 설계와 생산체계


건설산업의 준비

§ BIM 활용능력 배양§ BIM 적용분야 발굴 및 시스템 개발§ BIM기반의 건설정보체계 개발

§ 스마트한 발주자와의 신뢰관계 구축§ 신뢰성있는 전문업체 확보§ 발주자와 프로젝트 중심의 사고 전환§ 개방형 토의문화와 해결능력 배양§ 신뢰에 기반한 계약문화 정립

§ 상품발굴 : 주택, 호텔, 학교, 오피스, 병원 등§ 공급망 확보 : 설계, 제작, 시공, 전문업체의 계열화§ 전문지식 공유체계 구축 : 설계단계의 지식공유§ 업종을 초월하는 패러다임의 전환 : 설비제작사 중심의

공급망 구조 등 가능


감사합니다.


Keywords

BIMCAD

InformationIntegration

CollaborativeDesign

Interoperability

BuildingSMART

DesignProcess

IPD

Collaboration

LeanConstruction

ModularProjectValue

Incentive

CultureFabrication

Apple’sSpaceship

Tact

Transportation

Uncertainty BSB

PlantShip-building

Contract or Rule?

Speed & Money

SCM

Market

CompetitivenessSandwich Theory?

ChineseCompany

DomesticMarket

ConstructionImage

Need for Change

Survival

Infra

시장변화와건설산업의미래 bim, ipd,...

Documents