HVAC 시스템의 意思決定分析을 위한 LCC 영향도 다이어그램 開發에 관한 硏究 = (A) study on the development of life cycle costing influence diagram for decision analysis of HVAC system

국문 초록 (Abstract)

LCC 분석은 한 유기체에 의해 이행되는 일련의 단계로서 유기체가 생성된 후 다음 세대가 생길 때까지의 생활과정이 반복된다는 生物學의 개념에서 유래되어 현재 공학의 각 분야에서 응용하여 활발히 연구가 진행중이다.
국내의 경우 최근 建設交通部의 "공공 건설사업 효율화 종합 대책"에 의해 LCC 분석 절차 및 기법 개발에 많은 사람들의 관심이 집중되고 있으나 외국에 비해 LCC에 관한 연구수준은 미흡한 실정이다.
이에 본 연구에서는 生涯週期費用 分析制度의 도입시 건축설비분야의 LCC 분석 절차 및 기법 개발을 위하여 HVAC 시스템의 意思 決定 分析을 위한 LCC 영향도 다이어그램 開發에 관한 硏究를 진행하였다. 이것의 주요 내용으로는 HVAC 시스템의 국내 실정에 적합한 費用分類體系(CBS) 구축, LCC 평가 모델 개발, LCC 평가 시스템 구축을 위한 LCC 해석 프로그램 개발, 리스크 인자 규명, 위의 연구 결과를 바탕으로 意思決定分析을 위하여 시각적 표현 방법인 영향도에 의사 결정 과정이 포함된 LCC 영향도 다이어그램을 개발하고자 한다.
본 연구를 통하여 얻어진 연구성과 및 결과는 다음과 같다.
첫째, LCC 분석을 하기 위하여 가장 중요한 단계인 비용분류체계에 대한 연구 결과는 다음과 같다.
(1) LCC 비용분류체계는 Blanchard의 분류 방법인 프로젝트의 진행 순서에 따라 발생하는 비용을 바탕으로 건축설비적 특성과 국내 실정을 고려하여 기획·설계비, 초기투자비, 각종 지원금, 에너지비, 상·하수도비, 보전비, 일반관리비, 폐각비, 갱신비, 기타 비용 등 10가지로 대분류하고, 그 내에서 발생 비용을 소분류하였다.
(2) HVAC 시스템의 LCC 비용분류체계에서 각 비용분류체계 블록에 대한 적절한 수준, 제목, CBS 번호, 블록번호를 결정하였으며, 특히 비용분류 체계에 각종 현가 계수를 첨가함으로서 현가법에 의한 LCC 비용분류체계를 더욱 더 明確하게 할 수 있으므로 이 방법을 제안하였다.
둘째, LCC 평가모델과 LCC 평가시스템에 대한 연구 결과는 다음과 같다.
(1) 냉열원시스템, 온열원시스템 및 공조시스템 해석을 위한 LCC 평가 모델은 다음과 같다.LCC-system = C1+C2-C3+C4+C5+C6+C7±C8+C9-C10_(-1)+C10_(-2)+C10_(-3)
(2) HVAC 시스템의 통합 종합 모델은 냉열원시시템, 온열원시스템 및 공조시스템을 합산하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.
LCC_(-HVAC)=LCC_(-냉열원시스템+LCC-온열원시스템+LCC-공조시스템
(3) 컴퓨터를 이용하여 LCC 계산을 수행하는 LCC 평가 시스템 구축을 위하여 HVAC 시스템의 LCC 평가모델을 전산화하여 LCC 해석 프로그램인 "POWER LCC ver 1.0"을 개발하였다.
셋째, HVAC 시스템의 리스크 분석에 관한 연구결과로서 LCC 분석시 不確實性을 계량할 수 있는 상황에서 발생하는 리스크 인자는 이자율, 할인율, 에너지비 상승률, 상·하수도비 상승률, 물가상승률, 내용연수, 일반관리비 상승률(운전인건비, 세금, 보험료) 등으로 나타났다.
넷째, HVAC 시스템의 意思決定分析을 위한 LCC 영향도 다이어그램 開發에 관한 硏究 결과는 다음과 같다.
(1) LCC 분석 측면에서는 본 연구의 LCC 비용분류체계 및 LCC 평가 모델을 이용하였으며, 리스크 분석 측면에서는 不確實性을 계량할 수 있는 상황에서의 리스크 분석 기법인 感度分析을 이용하였다. 또 영향도 측면에서는 의사 결정 문제를 영향도로 모형화한 뒤 의사 결정 나무로 변환시키지 않고 영향도에서 바로 最適 代案을 구하는 방법을 이용하였으며, 意思決定 分析을 위한 의사결정과정 측면에서는 Stanford 대학의 SDG 그룹에서 개발한 의사결정분석 사이클 기법을 이용하였다.
(2) 본 연구에서 개발한 LCC 영향도 다이어그램의 특징은 다음과 같다.
① LCC 분석시 費用分類體系 및 感度分析 결과를 시각적으로 표현하여 의사 결정자가 모든 상황을 한 눈에 파악할 수 있다.
② LCC에 영향을 가장 많이 미치는 變數를 식별할 수 있다(기울기가 적을수록 LCC에 갖는 영향도는 민감하다).
③ 할인율을 고정시킨 상태에서 변수가 2개 이상 변화할 때 手計算에 의하여 총비용을 계산할 수 있다.
④ 의사 결정을 위해 의사 결정 나무를 사용하지 않고 LCC 영향도 다이어그램에서 바로 最適 代案을 구하고 분석할 수 있다.
⑤ 意思決定分析을 위한 의사결정과정으로서 의사결정분석 사이클 단계를 LCC 영향도 다이어그램에 포함시킴으로 의사 결정자는 의사 결정을 간편하게 할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A variety of techniques for evaluating economical problems nowadays has been adopted from LCC analysis, which generally consists of five steps such as stage of applying each field, stage of simplistic evaluation, stage of developing optimizing models, stage of applying LCC analysis to decision-making analysis, and stage of applying all of fourth stages to practical works. On considering domestic situations in field of architectural equipment, it is evident that second stage, simplistic evaluation, is most efficient to practices.
To develop procedures and techniques of LCC analysis in architectural equipment, influence diagram for design analysis which is available to decision-making analysis for HVAC system has been researched. It includes CBS settings, LCC analysis models, computer-based software developments for LCC evaluation system, and definition of risk factors. As based on all such outcomes, LCC influence diagram is invented, and therefore, can help decision someone makes with visual representation handles.
Taking several processes of this paper, we can obtain results as follows;
First, results of research in CBS that is one of the most important procedures are that;
(1) LCC Cost Breakdown Structure, which have consideration for both characteristics of architectural equipment and domestic situations, is categorized with main classification systems such as plan ·design cost, initial investment cost, systematic support cost, energy cost, water service and drainage cost, preservation cost, general management cost, disuse cost, repairs cost, and other cost, and lower level classifications on each are deduced from resonable data and factors.
(2) As for LCC Cost Breakdown Structure in HVAC system, pertinent level, title, CBS number, and block number are determined efficiently. Especially, with addition to current cost factor, it is possible to make LCC Cost Breakdown Structure using by current cost method more clear.
Second, results of research to develop LCC evaluation model and LCC evaluation system are that;
(1) LCC evaluation model for analyzing cooling system, heating system, and AC system can be written as follows:
LCC_(system) = Cl + C2 - C3 + Ct + C5 + C6 + C7 ± C8 + C9- C1O_(1) + C1O_(2) + C1O_(3)
(2) General evaluation model of HVAC system, summed up cooling system, heating system, and AC system, can be written as follows:
LCC_(HVAC) = LCC_(Cooling system) + LCC_(Heating system) + LCC_(AC system)
(3) "POWER LCC ver 1.0" is implemented so as to integrally evaluate LCC models with PC-based computer.
Third, as consequences with risk analysis of HVAC system, risk factors that is available in the case of qualifying undetermined condition include the rate of interest, the rate of discount, the escalating rate of energy, the escalating rate of water service and drainage, the rate of inflation, service life, the rate of general management cost, and so on.
Fourth, results of research to develop LCC influence diagram to perform decision-making analysis of HVAC system are that;
(1) In order to perform LCC analysis, both LCC Cost Breakdown Structure and LCC evaluation models are used, and to do risk analysis, sensitivity analysis that is available for qualifying undetermined condition is adopted. With aspect of influence diagram, a method of not modeling decision-making problems as influence diagram, but obtaining results directly is also used. In decision-making processes for decision-making analysis, decision-making analysis cycle method by SDG group, Stanford University is adopted.
(2) Characteristics of LCC influence diagram researched in this study can be summarized as follow;① While analyzing LCC, a decision-maker can make out overall situations easily as to each aspect of steps.
② It is convenient to identify the most effective variables in LCC(The lower the slope is, the more sensitive the effect as to LCC is).
③ With keeping the rate of discount constant and having two variables, total cost can obtain intuitively without a calculator.
④ Instead of decision-making tree, LCC influence diagram can supply decision-maker with optimized alternatives and analysis results.
⑤ It makes more convenient for decision-maker to determine his/her situations by articulating LCC influence diagram with stages of decision-making cycle, which play a role as decision-making processes.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• Ⅰ. 序論 = 1
• 1. 硏究의 背景 = 1
• 2. 硏究의 目的 = 4
• 3. 硏究의 範圍 = 5
• 4. 硏究의 方法 및 進行過程 = 6
• Ⅱ. LCC 영향도 다이어그램에 관한 豫備的 考察 = 9
• 1. 序 = 9
• 2. LCC 分析에 관한 一般的 考察 = 9
• 가. LCC 分析의 槪念 및 定議 = 9
• 나. LCC 分析의 歷史와 現況 = 12
• 다. 기존의 LCC 分析 方法論 = 21
• 3. 리스크 分析 技法에 관한 一般的 考察 = 35
• 가. 確定的 狀況에서의 리스크 分析 = 35
• 나. 不確實性을 計量할 수 있는 狀況에서의 리스크 分析 = 37
• 다. 不確實性을 計量할 수 없는 狀況에서의 리스크 分析 = 39
• 4. 영향도에 관한 一般的 考察 = 41
• 가. 영향도의 定議 및 歷史 = 41
• 나. 영향도의 構成 要素 = 42
• 다. 영향도의 水準 및 確率 關係 表現 = 43
• 라. 영향도의 構築 및 轉換 = 45
• 5. 意思決定分析에 관한 一般的 考察 = 46
• 가. 意思決定分析의 基本 槪念 = 46
• 나. 意思決定分析 사이클 技法 = 50
• 다. 可視的 意思 決定 프로세스 = 58
• 6. LCC 영향도 다이어그램 開發을 위한 基本 方向 設定 = 62
• 가. LCC 分析 側面 = 62
• 나. 리스크 分析 側面 = 67
• 다. 영향도 側面 = 67
• 라. 意思決定過程 側面 = 68
• 7. 小 結 = 69
• Ⅲ. HVAC 시스템의 CBS 構築에 의한 LCC 評價 모델 및 LCC 評價 시스템 開發 = 71
• 1. 序 = 71
• 2. 國內 實情에 適合한 HVAC 시스템의 CBS 構築 方法 = 71
• 가. LCC에 관한 社會的 意識 調査 = 71
• 나. 費用分類體系(CBS)의 構築 方法 = 77
• 다. 費用項目 變數 構築 方法 = 116
• 라. LCC 計算의 換算方法 = 129
• 3. HVAC 시스템의 LCC 評價 모델 開發 = 133
• 가. 前提條件 = 133
• 나. HVAC 시스템의 LCC 평가 모델 개발 = 134
• 다. HVAC 시스템의 LCC 綜合 모델 = 141
• 4. LCC 평가 모델 電算化에 의한 LCC 評價 시스템 開發 = 141
• 가. 電算化의 領域 = 141
• 나. 內部 소프트웨어 모듈 = 142
• 다. 프로그램의 機能 構成 = 142
• 라. POWER LCC ver 1.0 프로그램의 仕樣 및 構造 = 145
• 5. 小結 = 147
• Ⅳ. HVAC 시스템의 리스크 分析 = 148
• 1. 序 = 148
• 2. LCC 分析時 HVAC 시스템의 리스크 因子 糾明 = 149
• 가. 建設計劃過程의 리스크 因子 = 149
• 나. HVAC 시스템의 리스크 因子에 관한 社會的 意識調査 = 150
• 다. HVAC 시스템의 리스크 因子 = 151
• 3. 리스크 分析 側面에서 感度分析 技法을 利用한 LCC 영향도 다이어그램 開發 方向 = 152
• 가. 感度分析 (Sensitivity Analysis) = 152
• 나. 리스크 分析 側面에서 感度分析 技法을 이용한 LCC 영향도 다이어그램 開發 方向 設定 = 154
• 5. 小 結 = 154
• Ⅴ. LCC 영향도 다이어그램 開發 = 156
• 1. 序 = 156
• 2. LCC 영향도 다이어그램 開發 = 156
• 가. LCC 영향도 다이어그램의 定義 = 156
• 나. 意思決定分析 사이클 段階를 包含한 HVAC 시스템의 LCC 영향도 다이어그램의 前提條件 = 157
• 다. LCC 영향도 다이어그램 作成方法 = 159
• 라. LCC 영향도 다이어그램에 의한 總費用 計算 方法 = 167
• 3. LCC 영 향도 다이 어 그램 의 特徵 = 169
• 4. 小結 = 171
• Ⅶ. 事例硏究 = 172
• 1. 序 = 172
• 2. 代案 시스템의 選定과 基礎資料 = 172
• 가. 代案의 選定 = 172
• 나. 代案의 裝備 內譯 = 175
• 3. 冷熱源 시스템의 LCC 分析 = 176
• 가. 費用分類體系 決定 및 LCC 評價 모델 決定 = 176
• 나. 費用項目 變數 및 變數 基本 前提條件 決定 = 176
• 다. POWER LCC ver 1.0 結果 = 177
• 4. 冷熱源 시스템의 感度分析 = 178
• 가. 冷熱源 시스템의 리스크 因子 糾明 및 변수 變化率 決定 = 178
• 나. 冷熱源 시스템의 感度分析 결과 = 178
• 5. LCC 영향도 다이어그램 作成 = 182
• 6. LCC 영향도 다이어그램 分析 및 意思 決定 = 184
• 7. 小結 = 185
• Ⅶ. 結論 = 186
• 附錄 A. LCC에 관한 사회적 의식조사 및 비용분류체계에 관한 설문조사 = 190
• 附錄 B. POWER LCC 프로그램 Source = 205
• 參考文獻 = 267
• ABSTRACT = 273