녹색 건설 사업의 FiT 및 CDM 보조방안에 의한 수익성 향상 분석에 관한 연구

구본상,Koo, Bonsang 한국건설관리학회 2013 한국건설관리학회 논문집 Vol.14 No.3

지구온난화 문제에 대한 대책으로 녹색 사업에 대한 관심과 투자가 높아지고 있다. 국내 건설 기업들도 기존 토목 및 건축 공종에서 신재생에너지 사업으로 영역을 확대해 나가고자 한다. 그러나 신재생에너지 사업은 투자경제성이 검증되지 않고 건설 기업들은 관련 리스크에 대해 명확히 인지하지 못하고 있다. 본 연구에서는 녹색 건설 사업의 일환으로 국내에서 수행되고 청정개발체제(CDM)사업으로 등록된 신재생에너지 사업의 투자경제성에 관한 단계별 분석을 수행하였다. 1단계에서는 UNFCCC에 등록된 국내 CDM 사업을 대상으로 분석을 수행하였으며, 그 결과 평균 IRR은 -3.19%로 사업들의 수익성이 저조한 것을 파악하였다. 2단계에서는 사업별(태양광, 풍력, 수력, 매립가스)로 IRR이 가장 낮은 사업을 선정하여 국내의 발전차액지원제도(FiT)와 탄소배출권(CER)판매를 통한 추가 수입을 적용하여 수익성 향상 여부를 정량적으로 분석하였다. 그 결과 투자경제성이 있는 사업은 매립 가스 및 풍력 사업이었으며 두 보조방안에도 불구하고 태양광 및 수력 사업은 수익성이 없었다. 또한 사업별로 보조방안의 비중이 상이한 것을 볼 수 있었는데 특히 FiT는 태양광, CER판매는 매립가스 사업이 가장 혜택을 보았다. 이에 비해 풍력 및 수력 사업은 보조방안으로 인한 추가 수입이 적은 것을 파악하였다. 4개의 대상 사업 중 매립가스의 IRR이 가장 개선되었으나 풍력사업이 NPV가 가장 높고 보조방안에 대한 의존도가 낮아 투자매력도가 좋은 사업으로 드러났다. 건설 기업들은 신재생에너지 관련 기술이 성숙하면서 경쟁력이 높아짐에 따라 장기적 관점에서 관련 사업에 투자와 경험을 구축하는 것이 중요할 것으로 판단된다. Green infrastructure projects have the potential to reduce global warming and deliver sustainable energy solutions. Recently, the construction industry has been expanding their portfolios in New and Renewable (NRE) projects. However, the economic feasibility of NRE projects have not been validated and construction companies are not acquainted with their associated risks. This research performed a two-tiered feasibility study of the domestic projects registered for CDM in the UNFCCC. The first phase involved calculating the average IRR and NPV of the domestic CDM projects, which showed that their profitability to be very low. In the second phase, four NRE projects (Solar, Wind, Hydro, Landfill Gas) were selected and additional income generated from Feed-in-Tariff and CER sales were added to determine the improvements in the projects' IRR and NPV. Results indicate that Solar and Landfill Gas projects benefited the most from the two support mechanisms, while benefits to Wind and Hydro projects were minimal. While the Landfill Gas project had the highest IRR, the Wind project was the most investment attractive due to its NPV and minimal dependency on FiT and CER sales. Construction companies should enter into NRE projects with a long term view as related technologies mature.

Novelty detection을 이용한 BIM객체와 IFC 클래스 간 매핑의 무결성 검토에 관한 연구

구본상,신병진,Koo, Bonsang,Shin, Byungjin 한국건설관리학회 2017 한국건설관리학회 논문집 Vol.18 No.6

건설사업의 생애주기 단계별로 BIM의 활용도가 다양해지면서 이를 위한 전문화된 소프트웨어가 증가하고 있다. 이들 소프트웨어 간 BIM 정보 교환 시 상호호환성이 중요하며, 이때 국제표준 포맷인 IFC 데이터 모델을 채택하고 있다. 그러나 BIM 데이터를 IFC로 변환하기 위해서는 개별 객체에 IFC 클래스를 매핑해야 하는데, 현재까지 본 작업은 수동 작업으로 이뤄지고 있어, 매핑 상의 오류나 누락이 발생하게 된다. 본 연구에서는 BIM 객체 및 IFC 클래스 간 매핑의 무결성 검증을 위해 이상탐지분석 기법 중 하나인 Novelty detection을 적용하였다. 동일한 IFC 클래스의 객체들은 기하형상이 유사하다는 전제하에. 매핑이 잘못된 객체를 이상치로 판별하고자 하는 것이다. 3개의 BIM모델로부터 IFC 클래스별로 객체를 분류한 후 이 중 2개의 IFC 클래스(벽체 및 문)에 대해 one-class SVM을 학습시키고 검증하였다. 분석한 결과 총 160개의 이상치 중 141개를 정확하게 분류하여 이상치 판별능력이 높게 나왔다. Novelty detection 기법은 다중 경계면을 형성하고 사전적 학습이 가능하다는 점에서 높은 예측력을 발휘하여, 기존 방식이나 타 알고리즘보다 매핑 오류를 검증하는데 더 적합한 방법인 것으로 확인되었다. With the growing use of BIM in the AEC industry, various new applications are being developed to meet these specific needs. Such developments have increased the importance of Industry Foundation Classes, which is the international standard for sharing BIM data and thus ensuring interoperability. However, mapping individual BIM objects to IFC entities is still a manual task, and is a main cause for errors or omissions during data transfers. This research focused on addressing this issue by applying novelty detection, which is a technique for detecting anomalies in data. By training the algorithm to learn the geometry of IFC entities, misclassifications (i.e., outliers) can be detected automatically. Two IFC classes (ifcWall, ifcDoor) were trained using objects from three BIM models. The results showed that the algorithm was able to correctly identify 141 of 160 outliers. Novelty detection is thus suggested as a competent solution to resolve the mapping issue, mainly due to its ability to create multiple inlier boundaries and ex ante training of element geometry.

세계은행 엔지니어링 사업의 국가별 경쟁력 분석을 통한 해외 진출 전략 구축에 관한 연구 - 베트남 사업을 중심으로-

구본상,신병진,유영수,정재원,Koo, Bonsang,Shin, Byungjin,Yu, Youngsu,Jung, Jaewon 한국건설관리학회 2017 한국건설관리학회 논문집 Vol.18 No.4

본 연구에서는 세계은행 오픈데이터베이스에 수록된 베트남 설계부문 사업 1,466건에 대한 4,715건의 입 낙찰 데이터를 수집하고 이를 토대로 국가별 경쟁력을 비교 분석하여, 국내 엔지니어링 기업의 성과를 파악하고 향후 진출 전략을 제시하고자 하였다. 분석 결과 국내 기업은 낙찰성공률이 30.23%로 선진국 수준으로 높았으며 이는 기술경쟁력을 높이 평가해준 것에 기인한 것으로 드러났다. 반면, 가격경쟁력은 중국 및 인도와 같은 개발도상국에게 뒤쳐진 것으로 나타났다. 'Skitmore' 기법을 활용하여 입찰 경쟁력을 평가한 결과, 국내 기업은 중규모 사업에서 우위를 점하고 있으며, 선진국과 개발도상국 사이에 위치하여, 전형적인 '샌드위치 현상'을 보였다. 이를 종합해봤을 때, 1) 서비스형태 중 기본 및 상세 설계 분야로의 확대가 필요하며, 2) 가격경쟁력을 높이기 위해 현지기업과 제휴 확대 및 IT기술을 통한 생산성 증대, 그리고 3) 선진국형 경쟁력 모델을 지향할 필요가 있다. Using bidding data collected from the World Bank's open database, this research performed a series of competitive analyses of the major countries that have participated in the Bank's engineering consulting services contracts in Vietnam. The goal of the analysis was to evaluate the performance of Korean engineering firms to date, and provide strategic recommendations for future projects. Results showed that Korean firms had a high bid acceptance rate, comparable to major developed countries. The success was attributed to the high technical scores in the selection process. Comparatively, financial scores were not competitive and inferior to developing countries such as China and India. Results of a 'Skitmore' analysis revealed that Korea was competitive in medium size projects and were situated between developed and developing countries. Korea thus needs to increase participation in basic and detailed design services, 2) improve labor costs through 'localization' and latest technologies, and 3) and venture into larger sized projects.

다(多)공구 도로 건설 현장의 장비 공유시스템 구축을 통한 생산성 향상에 관한 연구

구본상,Koo, Bonsang 한국건설관리학회 2013 한국건설관리학회 논문집 Vol.14 No.3

국내에서 시행되는 대형 도로건설사업은 공구별로 분리 발주되고 개별 시공사는 단절된 형태로 시공을 하게 된다. 공구별 공종 및 활용 장비는 유사하나, 공구 간 장비의 공유는 비공식적이고 부분적으로만 일어난다. 이로 인해 도로 현장에서 사용되는 고가의 장비들은 낮은 가동률을 보이며 임대비용이 공사비의 높은 비중을 차지한다. 본 연구에서는 린 건설과 프로그램 매니지먼트의 이론에 근거하여 개별 공구에서 발생하는 유휴 및 부족 장비를 전체 사업 차원에서 공유함으로서 장비 생산성을 향상 시킬 수 있는 방안을 모색하였다. 개발된 장비공유시스템은 정의된 기준(최단거리, 연속성, 빈도 및 일대일) 및 일련의 절차에 따라 공구들의 장비 수급현황을 바탕으로 비용을 최소화하면서 가동률을 높여주는 조건하에 두 공구 간 장비의 매칭(matching)을 자동화해준다. 본 시스템을 실제 도로공사 현장 4개 공구에 3개월 간, 3개 장비를 대상으로 시뮬레이션을 실시한 결과, 다공구에서의 생산성을 측정하는 지표인 nDPR이 향상되었으며, 장비 비용 또한 4.45% 개선되었다. 더불어, 공유횟수가 많은 장비일수록 nDPR 및 비용이 비례적으로 개선되는 것을 관찰할 수 있어 장비의 공유를 통한 긍정적 효과를 입증하였다. 본 연구의 결과는 개별 사업이 아닌 전체사업 차원의 관리를 통해 증대되는 사업 가치를 정량적으로 제시함으로서 프로그램 차원의 사업관리모델을 조기 도입하는데 일조할 수 있을 것으로 사료된다. Road construction projects are parcelled into sub-sections which are then tendered to individual contractors for construction. The type of work and equipments used are similar for each sub-section. However, such equipment are not shared on a regular basis among the contractors and only partially performed in an informal and ad hoc manner. Consequently, road construction equipment suffer from low utilization and increased leasing costs. Lean construction and Program Management approaches stress the importance of collaboration among individual participants in a way that increases the collective cost savings of the entire project. This research attempts to apply such theories with the notion that under utilization of expensive equipment can be improved by formalizing a way to enable the sharing of equipment in large, public sponsored, multi-sectioned road construction projects. A system was developed consisting of a set of criteria and processes that enables automatic allocation of equipment to multiple sites on daily basis, in a way that minimizes equipment costs and improves their individual utility. The system was then applied in allocating three different types of equipment to an actual road construction project with four sub-sections for three months. A new metric, nDPR showed that utilization improved for all equipment and also equipment related costs were decreased by 4.45%. Results also showed that increased shared opportunities of equipment correspond to an increase in utilization and cost savings.

능형회귀분석을 활용한 부동산 헤도닉 가격모형의 정확성 및 해석력 향상에 관한 연구 - 서울시 구로구 아파트를 대상으로 -

구본상,신병진,Koo, Bonsang,Shin, Byungjin 한국건설관리학회 2015 한국건설관리학회 논문집 Vol.16 No.5

헤도닉 가격 모형은 부동산 가격에 영향을 미치는 여러 요소를 모델링하는데 활용되는 대표적 방법이다. 부동산 가격은 전용면적, 방의 개수, 주차공간과 같은 내재적 속성 뿐 아니라 주변 선호/비선호시설의 존재여부에 따라 영향을 받는다. 주변 입지시설의 경우, 그 영향을 파악하기 위해서는 해당 부동산과의 인접거리를 설명변수로 사용하게 된다. 그러나 다수의 입지시설이 인접해 있는 경우에는 설명 변수 간 다중공선성이 발생하는 문제가 존재한다. 본 연구에서는 분산팽창지수 및 능형회귀분석을 이용해 다중공선성을 파악하고 유의한 설명변수를 선별하는데에 활용하였다. 이들 기법을 서울시 구로구 아파트들에 적용한 결과, 전철 차량 기지, 디지털 단지 및 위도에 해당하는 변수간의 다중공선성을 파악하였으며, 능형회귀분석을 통해 적합한 변수들을 체계적으로 선정할 수 있었다. 본 사례를 통해 상기 기법들이 더 정확하고 적정한 헤도닉 가격 모형을 구축하는데 중요한 보완적 기능을 해준다는 것을 알 수 있다. The Hedonic Pricing model is the predominant approach used today to model the effect of relevant factors on real estate prices. These factors include intrinsic elements of a property such as floor areas, number of rooms, and parking spaces. Also, The model also accounts for the impact of amenities or undesirable facilities of a property's value. In the latter case, euclidean distances are typically used as the parameter to represent the proximity and its impact on prices. However, in situations where multiple facilities exist, multi-colinearity may exist between these parameters, which can result in multi-regression models with erroneous coefficients. This research uses Variance Inflation Factors(VIF) and Ridge Regression to identify these errors and thus create more accurate and stable models. The techniques were applied to apartments in Guro-gu of Seoul, whose prices are impacted by subway stations as well as a public prison, a railway terminal and a digital complex. The VIF identified colinearity between variables representing the terminal and the digital complex as well as the latitudinal coordinates. The ridge regression showed the need to remove two of these variables. The case study demonstrated that the application of these techniques were critical in developing accurate and robust Hedonic Pricing models.

이항옵션가격 모형을 활용한 CER 판매전략 구축과 이를 통한 CDM 사업 수익성 향상 방안에 관한 연구

구본상,박종호,김청운,Koo, Bonsang,Park, Jong-Ho,Kim, Cheong-Woon 한국건설관리학회 2014 한국건설관리학회 논문집 Vol.15 No.1

The Clean Development Mechanism (CDM) allows New & Renewable Energy projects to make additional income by selling CER's, which represent the amount of Green House Gases(GHG) that is reduced in the project. However, forward contracts used to hedge fluctuating market prices does not allow projects to sell CER's at a premium. As an alternate approach to maximize CER revenue, CER's are modeled as a 'real option', in which CER's are sold only above the desired sales price. Using the Binomial Option Pricing model, the resultant lattices are used to determine whether to sell, defer or abandon the option at individual nodes. Overlaying Pascal's Triangle on the lattices also enabled the calculation of the annual probabilities for deferring CER sales without incurring downside losses. Application to an actual Landfill Gas project showed increased overall NPV, and that CER sales could be deferred at a maximum of 2 years. The proposed framework allows transparency in the analysis and provides valuable and strategical information when making investment decisions related to CER sales of CDM projects. 청정개발체제(Clean Development Mechanism, CDM)사업은 온실가스 배출을 줄이는 대신 그에 상응하는 탄소배출권(Certified Emission Reductions, CER)의 판매를 통해 추가 수입을 얻는 대표적인 신재생에너지 사업 보조 수단이다. 그러나 선물계약으로 고정된 가격에 CER을 판매할 경우 손실위험은 피할 수 있으나 CER 가격 상승에 따르는 프리미엄 혜택은 받지 못한다. 본 연구에서는 CER 매출을 극대화하기 위한 방안으로 CER이 일정 가격이상 일 경우에만 판매하는 권한을 실물옵션으로 모델링하였다. 옵션 가치를 정량화하기 위해 이항옵션 가격 모형을 활용하였으며, 생성된 라티스를 통해 예상되는 CER의 시장가격에 따라 옵션의 행사, 지연 및 포기여부의 절점별 분석을 가능케 하였다. 더불어, '파스칼의 트라이앵글' 원리를 적용하여, 손실은 피하면서 CER 판매를 지연시킬 수 있는 연도별 확률을 구할 수 있는 방안을 정립하였다. 이를 실제 국내 CDM 사업 중 매립가스 사업에 적용해 본 결과, 옵션으로 인해 사업의 NPV가 증대되었고, 최대 3년까지 CER 판매를 지연해도 손해를 보지 않는 것으로 관측되었다. 본 연구에서 제시한 프레임워크는 분석과정에서 투명성을 제공하고 NPV분석 외에 추가적인 사업성 정보를 제공하여 CER 판매 전략에 관한 중요한 투자 의사결정 정보를 제시해 준다.

국제 BIM 표준계약서 분석을 통한 국내 BIM 저작권 보호 및 운용 체계 수립에 관한 연구

구본상,신병진,Koo, Bonsang,Shin, Byungjin 한국건설관리학회 2016 건설관리 : 한국건설관리학회 학회지 Vol.17 No.6

BIM은 사업차여자간 협업을 요구하는 동시에 3차원 형상 정보와 더불어 개별 사업정보의 공유를 필요로 한다. 이에 따라 BIM 정보에 대한 소유 및 사용권한에 대한 지식재산권, 즉, 저작권 보호에 대한 체계적인 수립을 요한다. 현재 국내 표준계약서는 BIM 정보에 대한 보호를 담기엔 한계가 있다. 본 연구에서는 미국 및 영국의 주요 BIM 표준계약서를 분석하여 이를 토대로 국내 실정에 맞는 법률적 조항과 운용 방식을 추려내었다. 그 결과 소유권은 저작자; 사용권은 라이선스 서브라이선 방식으로 부여, 취소권한을 주되 사업차질에 최소화하는 선에서 제공, 그리고 데이터오류에 대한 책임 역시 최소화함을 명시할 것을 제안한다. 또한 통합 빔 모델은 연합모델로 구축하고 사업진행중 모델 책임자 및 상세수즌을 사전적으로 합의할 수 있는 책임 메트릭스를 제공할 것을 권유한다. Building Information Modeling, and its associated work practices, requires project participants to share not only 3D geometric data, but also information in the model that may be considered proprietary and even trade secrets. Thus protection of intellectual property, or BIM copyrights, must be in place for participants to share proprietary information among project stakeholders. Currently Korea does not have adequate copyright laws or mechanisms to provide such protection. This research examined three BIM copyright legal documents, namely U.S.' ConsensusDOCS 301, AIA Document E203/G202, and U.K.'s CIC BIM Protocol to determine how copyright protection is realized, and to formulate appropriate stipulations within the Korean construction context. The resultant requirements include stipulating ownership at to the BIM originator, adopting a license-sublicense scheme, employing a federated model, and use of a formal model delivey table to allocate responsibilities. Given Korea's adoption stage, liability should be minimal, and license revocation should be allowed if payments are not met. The three BIM legal documents focus on practical measures that allow participants to customize requirements for individual projects, and such conventions should be emulated in Korea.

린 건설에 기초한 국내 건설 공사익 시공 계획 신뢰도 평가 및 분석

구본상(Koo Bonsang) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 D Vol.28 No.5D

린 건설에서 권장하는 프로세스 개선 기법은 다양하지만 상세공정 단위에서 신뢰도를 측정하고 작업 지연 사유를 분석하여 현조에서 자체적으로 지속적 개선체계를 구축하는 것이 가장 기본이 된다고 할 수 있다. 국내에도 린 건설에 관한 활발한 연구가 진행 중이나 린 건설이 지향하는 일일 관리 방식을 실제 적용한 사례는 드물다. 이에 본 연구에서는 국내 건축, 토목 및 플랜트 현장에 일일 작업 관리 방식을 각각 2주씩 적용하였다. 그 결과 3개 현장의 PPC는 평균 79%였으며, 2일 기준 PAT는 16%였다. 외국과 비교 시 PAT 점수가 유난히 낮았고, 이는 국내에서 전체 프로세스를 참여 주체들간에 협력하여 기획하고 개선해 나가는 작업이 미흡한 것으로 해석되었다. 작업 지연 사유의 주된 이유는 ‘계획 변경’ 및 ‘준비 작업’이 가장 많은 것으로 나왔으며 외국과 비교 시 상대적으로 높은 것으로 드러났다. 이는 상세 단위에서의 계획 능력이 약한 것으로 해석이 되었으며, 계획한 작업을 실천하려는 의식 또한 부족한 것으로 보였다. 산업차원에서는 국내에서 널리 인식하고 있는 제도적, 구조적 문제점들이 린 건설을 도입하는 데에도 역시 걸림돌로 드러났으며, 이에 따라 선진기법의 도입과 동시에 선진 발주 및 계약 방식의 적용이 병행해야 한다는 것이 드러났다. 본 연구는 린 건설이라는 선진기법을 통해 상세공정 단위에서 분석을 한 결과 구체적인 문제점들이 발견되었고, 그 문제점들의 원인과 린 건설에서 사용하는 측정치들을 사용하여 정량적인 데이터로서 외국과 비교를 함으로서 국내 현장 운영의 현주소를 파악했다는 데에 그 의의를 둔다. Lean Construction recommends implementing site production management by measuring the reliability of daily production tasks, collecting the causes for failure of incomplete tasks, and identifying problems in the existing process based on the collected data. Although many research projects have been performed to introduce Lean Construction in Korea, there are not many cases in which day-to-day site production operations has been stringently evaluated based on such methods . This paper introduces three cases in which such techniques were implemented on a residential, civil infrastructure and plant project. On each project, process maps were created with the superintendents and daily production meetings were held for two weeks. Consequently, the average PPC for the three projects was 79% for PPC and 16% for PAT. In addition, the majority of the failures were due to 'Directive/Plan' and 'Prerequisites.' The results show that project stakeholders (owners, contractors, etc.) lack the ability to plan ahead and keep to their plans, and also lack the capability to synchronize workflow between themselves. The results also reveal that project participants need to be more proactive in solving process problems on site and also need to be better educated in Lean concepts and methodologies.

BIM 부재 및 IFC 클래스 간 시멘틱 매핑 검증을 위한 기계학습 기반 건축 부재 자동 분류

구본상(Bonsang Koo),유영수(Youngsu Yu),정래규(Raekyu Jung) (사)한국CDE학회 2018 한국CDE학회 논문집 Vol.23 No.4

With the growing use of BIM in the construction industry, new software applications are being developed to meet these specific needs. Such developments have increased the importance of the Industry Foundation Classes (IFC), which is the open and neutral format for sharing BIM data and the de facto standard for interoperability. However, the IFC lacks formal logic rigidness and thus is susceptible to errors and omissions during data transfers. This research addressed the issue by applying machine learning techniques to automatically classify elements of a BIM model, thereby allowing for classification checks as well as enriching the semantics of the model. Naïve Bayes, logistic regression and support vector machines (SVM) were trained and tested using 4,187 unique elements from six BIM models. Features included elements’ geometries and the relational semantics between elements. Results showed that SVM provided the highest accuracy at 0.9081 with geometry, and 0.9439 when adding semantics. The algorithms provide a way to accelerate integrity checks and model element classification required for quality control of BIM models.

인공지능 기반 건축 마감 및 설비 설계 상세 자동화 연구

구본상(Koo, Bonsang) 대한건축학회 2021 建築 Vol.65 No.9