Rehabilitation Planning Model considering Cost Profile and Interaction for Maintenance of Educational Facilities

김종협 서울시립대학교 2015 국내박사

건축물의 운영단계 동안 적정한 건축물의 기능을 유지하기 위해서는 정기적인 수선교체(maintenance, repair and rehabilitation; MR&R)를 실시하여야 한다. 또한 건축물을 좋은 상태로 유지하기 위해서는 일상적인 유지보수(maintenance)와 수선(repair) 뿐만 아니라 교체(rehabilitation)를 위한 계획을 수립해야 한다. 이를 위해서는 개별 구성요소의 적정한 교체시점을 계획하고, 그 시점에 발생하는 비용을 알 수 있어야 한다. 따라서 유지관리 계획을 수립할 때, 개별 구성요소간의 상호작용을 미리 파악하여 교체일정 및 비용계획에 반영하고 교체 적용시점을 적절하게 조정하여 연간 교체비용의 변동을 최소화시킬 수 있는 방안이 요구된다. 이를 해결하기 위하여, 본 연구에서는 다음의 4가지 방안을 제시하였다. 첫째, 사회관계망 분석기법을 활용하여 건축물의 구성요소들의 교체 간의 상호작용을 파악할 수 있는 방법을 제시하였다. 그리고 이를 통해 파악된 상호작용을 최소화하여 교체계획에 미치는 영향을 줄일 수 있도록 했다. 둘째, 건축물의 기능에 미치는 영향 없이 교체시점을 조정하여 연간 교체비용의 변동을 평준화할 수 있는 방안을 제시하였다. 셋째, 도출된 상호작용을 교체계획에 반영할 수 있는 방안과 상호작용으로 인해 추가된 교체를 최소화할 수 있는 방안을 함께 제시하였다. 마지막으로, 앞서 제시된 방안들을 통합하여 교체계획을 수립할 수 있는 모델을 제시하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 1) 교체 간의 상호작용 설정; 건축물 구성요소들의 교체 간의 상호작용을 파악할 수 있는 방법을 제시하였다. 상호작용 설정을 위한 연구는 크게 상호작용 파악, 상호작용 최소화의 2단계로 진행되었다. 상호작용의 파악을 위하여 사회관계망 분석(social network analysis; SNA) 기법이 활용되었으며, 상호작용 최소화는 구성요소의 결합과 중개자 분할을 통하여 교체 일정에 미치는 영향을 줄일 수 있는 방안을 제시하였다. 2) 비용변동 평준화를 위한 교체시점 조정; 교체비용의 비용계획의 변동을 최소화하기 위하여 교체시점 조정방안을 제시하였다. 평준화를 위한 방법은 자원평준화기법을 바탕으로 개발되었으며, 이를 위하여 교체여유(rehabilitation float; RF)의 개념을 제시하였다. 교체여유는 개별 구성요소의 기능상실로 인한 악영향이 건축물에 미치지 않도록 한, 교체시점 조정 범위이다. 개별 구성요소의 교체시점은 개선인자(improvement factor; IF)를 기반으로 결정하였으며, 평준화가 적정하게 이루어졌는지 여부는 최소모멘트방법(minimum moment method; MMM)을 사용하여 측정하였다. 3) 상호작용을 고려한 교체일정 조정; 파악된 상호작용을 교체일정에 반영하여 조정할 수 있는 방법을 제시하였다. 그리고 주요 구성요소의 교체시점을 조정하여 상호작용으로 인하여 추가될 수 있는 교체를 최소화할 수 있는 방안을 제시하였다. 4) 비용계획과 상호관계를 고려한 교체일정계획 수립모델 개발; 앞서 제시된 3가지 결과를 통합한 교체계획 수립모델을 제시하였다. 개발된 모델은 교체 간의 상호작용 설정, 상호작용을 반영한 일정 조정, 추가 교체계획 최소화, 교체비용 변동 최소화, 교체계획 제시의 5단계로 구성된다. 그리고 모델의 활용을 위하여, 각 단계에 대한 상세한 기능과 절차를 정리하여 제시하였다. 또한 모델의 활용성 제고를 위하여 유전자 알고리즘을 적용하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 5개의 학교시설에 대하여 사례분석을 실시하였다. 사례분석은 각각의 시설에 대한 모델적용, 5개 학교시설을 하나의 프로그램으로 간주한 모델적용으로 나눠서 수행되었다. 사례분석 결과 개별 시설측면, 프로그램 측면에서 모두 평준화된 교체계획을 제시할 수 있다는 것을 검증하였다. 하지만 평준화된 교체계획은 생애주기비용의 현재가치를 다소 상승시키는 것으로 분석되었다. 기존의 유지관리 관련 연구는 의사결정자 측면에서, 최소의 유지관리비용을 발생시키는 계획 또는 유지관리 예산의 적정한 배정 등에 대한 것이 주를 이루었다. 이에 본 연구에서는 주어진 유지관리 예산 내에서 시설관리자가 시설물을 적정한 기능으로 관리할 수 있는 유지관리 계획 수립방안을 제시하였다. 이를 통하여 시설관리자가 주어진 예산 내에서 예방적 수선교체를 안정적으로 수행하기 위한 장기 교체계획 수립에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구에서 구성요소의 수선교체 정보의 상호관계 분석 모델은 상호관계 파악을 위한 방법을 제시하는데 주요 목적이 있다. 따라서 사회관계망 분석을 위한 수선교체의 관계정보는 전문가의 의견을 바탕으로 수행되었다. 향후 실증적인 수선교체의 관계데이터를 바탕으로 한 일반적인 상호관계 분석이 필요하다. 또한 본 연구는 건축물의 기계설비를 분석대상으로 하였다. 따라서 전체적인 유지관리 계속의 수립을 위해서는, 제시된 모델이 건축, 전기 등의 다른 분야에 적절하게 적용이 가능한지에 대한 연구가 필요하다. Preventive and regular maintenance, repair, and rehabilitation (MR&R) are critical to maintain the buildings in a condition in which it continues to satisfactorily fulfill its functions through its operational phase. In addition, there is a need not only to conduct maintenance and repair activities but also to establish a systematic rehabilitation plan in order to keep the buildings in good condition. For this, it is required to set an appropriate rehabilitation implementation timing for individual components and identify the costs occurring at the point in time. Therefore, the establishment of maintenance plan requires a method that can identify the interaction between individual components in advance, reflect it in the rehabilitation schedule and cost plans, adjust the rehabilitation application timing and reduce the fluctuation of the annual rehabilitation cost profile. In this regard, this research presents the following methods: ⅰ) the method that can identify the interaction between rehabilitation activities of building components by utilizing a social network analysis. In addition, it presents the method that can reduce the effects on the rehabilitation scheduling through to reduce the interaction; ⅱ) the method for leveling the fluctuation of the annual rehabilitation cost profile by adjusting rehabilitation timing without the adverse effects that have on the function of buildings; ⅲ) the methods that can reflect the derived interaction in the rehabilitation schedule and reduce the rehabilitation activities added by the interaction; and ⅳ) the model that can help to establish the rehabilitation plan by integrating methods presented above. the main outputs of this research are as follows; 1) Setting Interaction of Rehabilitation Activities; a method that can identify the interaction between rehabilitation activities of building components was presented. The research for interaction setting was conducted in two steps of identifying the interaction and reducing the interaction. A social network analysis was utilized for identification of the interaction, and a method to reduce the effects on the rehabilitation scheduling through component coupling and broker dividing was proposed. 2) Rehabilitation Timing Adjustment for Leveling Fluctuation of Cost Profile; rehabilitation timing adjustment method was developed for reducing the fluctuation of the life cycle rehabilitation cost profile. For rehabilitation cost profile leveling, a method was developed based on the resource leveling method, and the concept of the rehabilitation float (RF) was proposed for proper use in the operational phase. RF is the rehabilitation timing adjustment range that does, not adversely affect the performance level of the unit facility. The rehabilitation timing of each component was adjusted based on the improvement factor and whether or not the leveling was properly performed was measured using the minimum moment method. 3) Rehabilitation Schedule Arrangement reflecting Interaction; the method was presented so that it can perform arrangements by reflecting the identified interaction in the rehabilitation schedule. And a method that can reduce the rehabilitation activities additionally planned due to the interaction through the timing adjustment of the main component was also proposed. 4) Development of Rehabilitation Planning Model considering Cost Profile and Interaction; the rehabilitation planning model made by integrating three outputs presented earlier was proposed. The developed model was designed for the following stages: ⅰ) setting interaction of rehabilitation activities; ⅱ) schedule arrangement reflecting interaction; ⅲ) reducing the additional rehabilitation activities; ⅳ) reducing the fluctuation of rehabilitation cost profile; and ⅴ) presenting rehabilitation plan. Detailed functions and procedures for each step were organized and presented. In addition, a genetic algorithm was applied to enhance the utilization of the model. A case study was conducted with 5 school facilities to verify and validate the developed model. For the case study, the subjects for application were divided into the application to individual facilities and the one to the entire 5 school facilities as a program. As a result of the case study, a model that can present the rehabilitation plan leveled in terms of both individual facilities and program was verified. However, the leveled rehabilitation plan was found to slightly increase the present value of the life cycle cost. Thus, there is a need for future research to further analyze the trade-offs between the increase of life cycle rehabilitation cost and the reduction of its fluctuation in order to support decision-makers in establishing an optimal and acceptable rehabilitation schedule. Existing maintenance-related methodologies mainly dealt with research on the plan that causes a minimum cost or proper allocation of maintenance budget in terms of decision makers. In this regard, this research presented a method to establish maintenance plans that allow a facility manager to manage facilities properly within the given maintenance budget. The model proposed in this research is expected to serve as a basis for the facility manager to perform preventive rehabilitation stably within the given budget. In this research, the interaction setting model of rehabilitation for components amis to present a method that can identify the interaction. To this end, the relational connections of rehabilitation for social network analysis was performed based on the opinions from experts. For future work, there is a need to conduct a general interaction analysis based on the related data of empirical rehabilitation. In addition, analysis targets were limited to the mechanical system of buildings. Thus, in order to establish the overall maintenance, repair, and rehabilitation plans, further research on the applicability of the proposed model to other fields such as architecture and electricity needs to be conducted.

스테레오 비전 방식을 이용한 자율 이동 로봇의 점유격자 지도 작성

김종협 고려대학교 2001 국내석사

미분쇄 플라이애쉬를 사용한 모르타르 압축강도발현에 관한 실험적 연구

김종협 대구대학교 대학원 2000 국내석사

非常用昇降機의 消防活動에 適合한 安全性能 向上方案에 관한 硏究

김종협 서울市立大學校 2004 국내석사

고속도로 화물자동차 휴게시설 실태의 문제점 및 개선방안

김종협 경북대학교 행정대학원 2004 국내석사

본 연구에서는 고속도로를 이용하는 화물자동차의 운행실태를 정확히 조사ㆍ분석하여 편의시설의 규모와 적정 설치거리를 산출하고, 각종 문제점을 찾아 논의 후 개선방안을 제시함으로써, 보다 차별화 된 편의서비스제공과 함께 교통사고를 줄이고, 고속도로 이용효율성을 제고할 수 있는 시사점을 제공해 보려는데 그 목적을 두었다. 화물자동차 휴게소는 일반적 기능외에 대형 화물차 운전자의 운전특성을 감안하여, 단순히 짧은 휴식을 위해 거쳐가는 공간이 아니라 식당, 매점, 샤워시설, 수면실 등을 갖춰 야간운전을 주로 하는 화물자동차 운전자의 실질적인 재충전의 역할을 할 수 있는 구조로 편성되어야 한다. 현 단계에서 고속도로 물류환경의 개선의 측면에서 본다면 늘어나는 물동량과 화물자동차수로 인한 휴게시설의 부족으로 인해 화물자동차 운행여건이 개선되지 않고 있으며, 이로 인한 파급효과가 화물자동차의 교통사고의 증가로 이어지면서 물류비용이 증가하고 있다. 인적중심의 고속도로 운영으로 물류이동차량인 화물차의 운행시간의 증가와 대형차량의 불법주정차에 의한 소통저해, 기존 휴게소의 대형차량을 위한 진입 및 휴식공간의 부족 등으로 대형사고요인으로 작용하기 때문에 이러한 요인을 해소할 필요성에 따라 화물차 운전자를 위한 전용휴게소를 설치하여야 할 것으로 분석되었다. 이에 본 연구는 화물차 전용휴게소의 확충과 대체휴게시설의 보완측면에서 개선방안을 모색하였으며, 그 방안으로 화물차 운전자들의 이용욕구 측면에서 서비스를 제고시키려는데 있으므로 입지선정에 있어서 기본적으로 교통량을 기초로 하여, 부족한 주차면의 산출을 통한 휴게소의 추가설치 및 확충, 버스주차면의 탄력적 활용, 가변정보 시스템의 활용, 전용시설 및 복지제도의 개량, 기존휴게소와 연계된 대체주차 시설의 고안 등으로 요약할 수 있다.

교육정보화 기반구축 사업에 대한 담당 교사들의 인식차이

김종협 계명대학교 교육대학원 2001 국내석사

韓國 金融市場에서의 金利差地代의 規模와 그 社會的 費用

김종협 崇實大學校 大學院 1994 국내석사

Treponema denticola와 Porphyromonas gingivalis의 혼합배양에 의한 복합 감염성 구강질환 세균의 프로테옴 분석

김종협 전남대학교 대학원 2012 국내박사

구강 내에 존재하는 다양한 미생물들 중 Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis)와 Treponema denticola (T. denticola)가 성인치주염 환자에서 치주질환을 유발하는 주요 원인균으로 알려졌으며, 이들 균주의 증가가 치주질환의 진행에 중요한 지표로 이용된다. 따라서 이 연구에서는 다양한 독성인자를 갖고 있는 것으로 보고되고 있는 P. gingivalis와 순수배양이 까다롭다는 문제로 인해 치주질환 내에서 이들의 역할을 밝히는데 어려움이 있었던 T. denticola를 각각 순수배양과 혼합배양을 하여 이차원전기영동 및 질량분석기로 프로테옴 분석을 하고 각각의 차이를 비교, 분석 하였다. 그 결과 major outer sheath protein, Glycin reductase complex protein GrdE2, Elongation factor G, 30S ribosomal protein S1, putative 8-amino-7-oxononanoate synthase, 및 dentilisin 등의 6종의 단백질이 증가하거나 새로 생성됨을 확인할 수 있었다. 이들 단백질의 아미노산 서열을 분석한 결과 T. denticola의 구강상피세포 감염에 중요한 역할을 하는 것으로 보고 된 dentilisin의 발현이 혼합배양에서 상대적으로 증가함을 확인하였다. 이러한 결과는 dentilisin이 T. denticola의 감염 및 성장에 있어서 중요한 역할을 한다는 것을 시사하며, T. denticola의 감염을 조절할 수 있는 새로운 물질로서의 가능성을 확인하였다.

기능분류를 통한 VE대안의 기능중심 평가절차 개발

김종협 서울시립대학교 대학원 2009 국내석사

Two important concepts in VE are “function” and “cost.” Cost can be expressed quantitatively. Unlike cost, the function can only be expressed qualitatively. Thus, to accurately evaluate the performance in VE analysis, it is required that the functional aspect should be considered a qualitative one. However in most of VE analysis, quantitative evaluation on function is only done in the function analysis step and there is lack of evaluation on enhanced function through VE alternative. Evaluation on performance enhancement through VE alternative is merely applied in some cases. In fact, when computing the result of VE proposals in many VE analysis cases performed within the nation, alternatives with enhanced function without cost reduction(either no change or slight increase) are expressed with the term ‘performance(function) enhancement’ or with an emphasis on only the part in which the cost increased. Therefore, the purpose of this study is to improve current evaluation procedure of VE alternative, to examine the function of VE alternative and to provide the concept of function classification that can be classified using the function. In addition by utilizing this, this study also aims to provide function oriented VE alternative evaluation procedure for a more logical and objective evaluation on the degree of function enhancement for VE alternative. Results of this study can be summarized as follows. 1) Difference between manufacturing VE and construction VE was examined through characteristics of construction industry and analysis on basic theories of VE. In addition, characteristics of design VE and existing process were discussed. Based on the review of existing literature, AHP methodology that can be used for VE alternative evaluation, the main purpose of this study, was rearranged. 2) Existing domestic VE cases were analyzed to deduce problems of current VE alternative evaluation. Problems deduced in this study were classified into four types including mixture of function and performance, abstract evaluation items, lack of qualitative efforts and evaluation on the degree of function enhancement. In addition, solutions to these problems were found and reflected on VE alternative evaluation procedure to be developed in this study. 3) Function classification, basic theory of function oriented VE alternative evaluation, was rearranged. Function classification was defined as classification of functions that can be enhanced (decreased) through a VE alternative into intended function and additionally obtained function. 4) Function oriented VE alternative evaluation procedure was proposed. Function oriented VE alternative evaluation procedure was proposed with the purpose of improving VE alternative evaluation that is currently being performed. This evaluation procedure is largely divided into four steps including function classification, evaluation for each unit, weight assumption, and comprehensive evaluation result. Details on each step and the entire process were provided. 5) Case application was performed in order to verify applicability of function oriented VE alternative evaluation procedure to be proposed in this study. Case application was conducted separately for two types of VE alternative according to opinions of experts. In addition, based on this, methods of practical utilization of function oriented VE alternative evaluation procedure were discussed. Many experts recognize the importance of understanding the function in VE analysis. However, some domestic design VE cases have a tendency to neglect the importance of functions. The author of this study anticipates to see an opportunity to emphasize the importance of functions throughout the entire step of VE Job Plan using function oriented VE alternative evaluation. This study was focused on improvement from performance oriented evaluation to function oriented evaluation in existing VE alternative evaluation procedure. However, existing performance oriented evaluations are not always problematic. Problems of performance oriented evaluation that this study aimed to improve on were abstract evaluation criteria and illogical evaluation procedure. In fact, performance oriented evaluation can also be used importantly in determining the success and failure of VE analysis. Therefore, it is necessary for further studies to examine existing performance oriented evaluation, the function oriented evaluation proposed in this study, or a comprehensive evaluation on these two criteria and cost. VE(Value Engineering)에 있어서 중요한 두 가지 요소는 기능(Function)과 비용(Cost)이다. 이 두 요소 중, 정량적 표현이 가능한 비용과 달리, 기능에 대한 부분은 정성적인 특징을 가지고 있다. 따라서 VE분석의 성과를 정확히 판단하기 위해서는 기능의 정성적 측면을 정량적으로 바꿔줄 필요가 있다. 대부분의 VE분석에서 기능에 대한 정량적인 평가는 기능분석단계에서만 이루어지고 있으며, VE대안을 통해 향상된 기능에 대한 평가는 거의 이루어지지 않고 있다. 다만 VE대안을 통한 성능(경제성, 심미성 등)향상 효과에 대한 평가가 일부 사례에서 적용되고 있을 뿐이다. 실제로 국내에서 수행된 많은 VE분석사례에서 VE제안의 결과를 집계할 때, 원가절감 없이(변화가 없거나 소폭 상승) 성능이 향상된 제안의 경우, 성능향상에 대한 언급 없이 비용이 상승된 부분만 부각되어 표현되고 있다. 따라서 본 연구에서는 현행 설계VE 대안에 대한 평가절차를 개선하여, 설계VE 대안이 가지고 있는 기능을 파악하여 분류할 수 있는 기능분류의 개념을 제시하였다. 또한, 이를 이용하여 VE대안의 기능향상도를 보다 논리적이며, 객관적으로 평가하기 위한 기능중심 VE대안 평가절차를 제시하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 건설업의 특징 및 VE의 기본적인 이론에 관한 분석을 통해 제조VE와 건설VE의 차이점을 규명하였다. 또한 설계VE의 특징 및 기존 프로세스를 고찰하였다. 기존 문헌 고찰을 통해, 본 연구에서 주된 목적으로 하고 있는 VE대안 평가를 위해 사용될 수 있는 방법론인 AHP(Analytic Hierarchy Process)에 대해 정리하였다. 2) 기존에 국내에서 수행된 VE사례를 분석하여 현행 VE대안 평가의 문제점을 도출하였다. 본 연구에서 도출된 문제점은 기능과 성능의 혼용, 추상적인 평가항목, 정량화 노력 미흡, 기능향상도 평가 미실시의 네 가지로 정리되었다. 또한 이에 대한 해결방안을 모색하여 본 연구에서 개발하고자 하는 VE대안 평가 절차에 반영하였다. 3) 설계VE 대안이 가지고 있는 기능을 파악하여 분류할 수 있는 기능분류의 개념을 제시했다. 기능분류는 VE대안의 기능중심 평가를 위한 방안으로서, 하나의 VE대안을 통해 향상 또는 저하시킬 수 있는 기능들을 파악하여 이를 의도된 기능과 추가획득 기능으로 분류하는 것이다. ‘의도된 기능’이란, VE팀이 VE대안을 개발할 때, 당해 아이디어 발상의 근본이 되었던 기능이다. 그리고 ‘추가획득기능’은 VE대안을 개발할 때, 아이디어발상의 근본이 되었던 의도된 기능을 제외한, 부가적으로 향상된 기능을 말한다. 4) VE대안의 기능중심 평가를 위한 절차를 제시하였다. 기능중심 VE대안 평가절차는 기존 방식에서 단순히 원안과 대안을 비교하던 것을 수정하여 제시되었으며, 체계적인 평가를 위해서 각 단계별 내용을 정리하였다. 평가는 크게 4단계로 나누어 진행되며, 각 단계는 기능분류단계, 단위별 평가, 가중치 설정, 평가결과 종합 단계로 이루어져 있다. 기능분류 단계에서는 대안을 통해 향상된 기능을 의도된 기능과 추가 획득 기능으로 분류하며, 단위별 평가 단계에서 평가단위를 설정한다. 그 후, 가중치 설정 단계에서 각 단위에 대한 평가를 실시하고, 그 결과와 가중치를 평가결과 종합단계에서 종합해서 당해 대안의 기능향상도를 평가하도록 하였다. 5) 본 연구에서 제안하고자 하는 기능중심 VE대안 평가절차의 적용성을 검증하기 위하여 사례적용을 실시하였다. 검증은 4명의 전문가를 대상으로 실시되었으며, 전문가들의 의견에 따라 2가지 종류의 VE대안에 대해 각각 실시하였다. 적용성 검증 결과, 기능중심 VE제안 평가절차의 실무적용에는 무리가 없을 것으로 판단되었다. 그러나 처음 제안되는 평가임을 감안하여 기존의 성능위주 평가와 병행하여 실시하는 것이 좋을 것이며, 평가 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 몇 개의 VE 대안에서 적용이 아닌, 여러 VE분석 사례에서 적용이 이루어져야 한다는 의견이 있었다. 또한 이를 바탕으로 기능중심 VE대안 평가절차가 실무에서 활용될 수 있는 방안에 대해 제시하였다. 많은 전문가들이 VE분석에 있어서 기능에 대한 파악을 중요하게 생각하고 있다. 하지만 현재 국내에서 수행되고 있는 일부 설계VE 사례에서는 기능의 중요성을 간과하는 경향이 있다. 본 연구에서 제안하는 기능중심 VE대안 평가를 통해 VE Job Plan 전 단계에 거쳐 기능을 중요하게 다루어야 함을 상기시킬 수 있는 계기가 될 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구는 성능위주의 기존 VE대안 평가 절차에서 기능중심 평가로의 개선을 중심으로 진행되었다. 그러나 기존의 성능위주의 평가가 잘못된 것은 아니며, 본 연구에서 개선하고자 한 사항은 성능위주의 평가 시 사용되는 추상적인 평가항목과 논리성이 부족한 평가절차 등이라고 할 수 있다. 성능위주의 평가 역시, VE분석의 성과를 판단할 때 중요하게 사용될 수 있다. 따라서 향후 연구에서는 기존의 성능위주 평가와 본 연구에서 제시하고자 한 기능중심 평가, 또는 이 둘과 비용(Cost)과의 종합평가를 위한 방안이 연구되어야 할 필요성이 있다.

멀티미디어 통신시스템을 위한 새로운 HiSSR 암호알고리즘 설계에 관한 연구

김종협 圓光大學校 2004 국내박사