AWP기반 배관 및 철골 구조물의 3차원 시공 모델 생성 기술

한국 CDE학회 2024 동계학술대회에서 'AWP기반 배관 및 철골 구조물의 3차원 시공 모델 생성 기술'로 우수포스터상을 수상하게 된 것은 휴엔시스템 팀에게 큰 영광입니다. 이 연구는 플랜트 프로젝트에서 생산성 및 시공성을 극대화하기 위하여 AWP(Advanced Work Packaging)를 적용하는데 필요한 3차원 시공 모델 생성 방법을 제안하기 위하여 진행되었습니다. 연구의 핵심은 BIM(Building Information Modeling) 설계 모델을 기반으로 실제 시공 단계에서 활용 가능한 시공 3D 모델을 생성하는 것입니다.

연구 배경 및 목표

플랜트 프로젝트의 복잡성과 규모가 증가함에 따라, 프로젝트 관리의 효율성과 생산성 향상은 더욱 중요해지고 있습니다. AWP는 프로젝트 관리를 효율화하고 생산성을 높이기 위한 혁신적인 접근 방식입니다. 그러나 AWP의 적용 과정에서 여러 이슈가 발생하였으며, 휴엔시스템 팀은 이를 극복하고자 본 연구를 시작하였습니다.

연구 과정 및 방법론

본 연구는 크게 두 가지 단계로 진행되었습니다. 첫 번째 단계에서는 BIM 설계 모델에서 3D 형상 및 속성 정보를 추출할 수 있는 모듈(그림1)을 개발하였습니다. 이 모듈은 BIM 모델에서 추출한 정보와 자재 및 상세 작업 정보를 결합하여 중립 파일로 변환하는 과정을 수행합니다. 두 번째 단계에서는 변환된 중립 파일을 기반으로 실제 현장 시공에 활용 가능한 3D 시공 모델을 생성하고 시공 작업 패키지(CWP)와 매칭하여 재구성하는 알고리즘(그림2)을 개발하였습니다. 이 알고리즘은 시공 단계에서 발생할 수 있는 다양한 변수를 고려하여, 실시간으로 모델을 업데이트하고 최적화할 수 있도록 하였습니다.

그림 1. 3D 형상 및 속성 정보 추출 모듈

그림 2. 시공 3D 모델 생성

핵심 연구 및 기술

본 연구의 핵심은 이기종 3D-CAD 시스템으로부터 설계 정보를 추출하고 이를 다양한 프로젝트에 적용하는 것입니다. Autodesk Revit, AVEVA PDMS와 같은 여러 3D-CAD 로부터 정보를 추출하고, Autodesk Navisworks와 호환되는 시공 모델을 생성하는 과정이 포함됩니다. 본 연구에서 개발된 모듈과 알고리즘은 AWP 기반의 플랜트 프로젝트 관리에 있어 핵심적인 기술로 기대됩니다.

실제 적용 및 효과

'AWP기반 배관 및 철골 구조물의 3차원 시공 모델 생성 기술'은 인도네시아의 대규모 석유화학 단지 건설 프로젝트에 적용되었습니다. 이 프로젝트에서 본 기술은 프로젝트의 생산성과 시공성을 크게 향상시켰으며, 프로젝트 관리자와 현장 작업자들로부터 높은 평가를 받았습니다. 특히, 시공 단계에서 발생할 수 있는 다양한 변경 사항을 신속하게 반영하고, 프로젝트의 진행 상황을 정확하게 파악할 수 있었습니다.

연구의 의의 및 미래 방향

본 연구는 AWP 기반의 3D 시공 모델 생성 기술을 통해 플랜트 프로젝트의 관리 및 실행 방식을 혁신할 수 있는 가능성을 보여주었습니다. 이 기술은 향후 다양한 규모와 유형의 플랜트 프로젝트에 적용될 수 있으며, 프로젝트의 성공률을 높이는 데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다. 휴엔시스템 팀은 이 연구를 바탕으로, 건설 플랜트 산업에서의 디지털 변환을 가속화하고, 더욱 효율적이고 지속 가능한 플랜트 프로젝트 관리 방안을 모색할 계획입니다.

감사의 말

이번 연구와 수상에 도움을 주신 모든 분들께 진심으로 감사드립니다. 휴엔시스템 팀은 앞으로도 지속적인 연구와 혁신을 통해 건설 플랜트 산업의 발전에 기여하고자 합니다. 감사합니다.