사업성을 고려한 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off 모델에 관한 연구 = A Study on the Model for CBR-based Time-Cost Trade-off by Feasibility Study

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The importance of accuracy on validity analysis of a certain project has been emphasized recently. For that reason, more accurate budget expectation is required in order to implement a successful project. Especially, it is considerably crucial at a project, which anticipates owner's additional income afterwards of completion of construction such as commercial complex, in the early stage of project. Therefore, there have been a number of studies on more accurate and reasonable project and construction budget and proper construction period so far.
In recent times, a model, derived from CBR(Case Based Reasoning) method for expectation of the cost and period of construction has been focused. Studies for enhancing accuracy of expectation, moreover, have been in progress. However, a study on construction cost and period with CBR is not thoroughgoing enough despite of studies on reducing rate of error with CBR.
Unlike previous studies, this study will cover utilization of CBR for the purpose of construction cost and period calculation. Specifically, this study focuses on optimization of project revenue by applying result of construction cost and period calculated by CBR to Trade-off in the case of a certain project, such as commercial complex, greatly effected by reducing construction cost and period. The followings are brief summary of this study.
① To deduce an influence factor and attribute weight for the stage of revise by using regression analysis based on case data base. and To invent regression model on the stage of revise. ② To draw the most similar case through the stage of retrieve of CBR model. ③ To apply trade-off to construction cost and period value, deduced through previous stage. ④ To draw a optimal construction cost by applying the trade-off model to business cost analysis sheet of the object project.
In this study, value of construction cost and period derived from Trade-off model based on CBR was applied to case project in order to make sure of validity of Trade-off model based on CBR. Accordingly, comparative analysis between ordinary CBR model method and CBR model applied to Trade-off process was conducted. As a result, 1.27% increase on NPV in the case of Trade-off process based on CBR than ordinary CBR model was discovered. This result shows variation of revenue in line with application of CBR model with Trade-off model. In case of commercial complex, expecially, it is appropriate to apply Trade-off model based on CBR.
However, it is required to invent a model for the stage of planning/foundation/implementation not only planning phase in order to design more effective model. In this study, furthermore, construction cost and period as a dependant variable were deduced. At further research, it is worthwhile to merge various dependant variables into a single. Finally, 30-days period was randomly assumed as construction period reduce standard by consultation of an expert. At further research, it is also worthy to set up construction period by an expert with accurate data collection of each process of cases.

국문 초록 (Abstract)

사업의 타당성 분석에 대한 정밀도의 중요성은 어느 때보다 커지고 있다. 따라서 성공적인 프로젝트를 이끌기 위해서는 보다 정확한 사업비 예측이 요구되고 있다. 특히, 상업시설과 같이 조기 준공으로 인하여 발주자의 추가수입이 예상되는 프로젝트에서 사업초기단계에서의 사업의 타당성 분석은 매우 중요하다. 이로 인해, 보다 정확한 사업비, 공사비, 공사기간 예측을 위해 많은 연구가 진행되어 왔다.
최근에는 사례기반추론(CBR) 기법을 활용한 공사비 및 공사기간 예측모델이 주목받고 있으며, 더 나아가 이러한 공사비 및 공사기간 예측모델의 예측성능을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 CBR을 활용함에 있어서는 사례의 오차율을 줄이는 연구가 진행되었을 뿐, 도출된 공사비 및 공사기간을 활용하는 연구는 아직 미흡할 실정이다.
본 연구에서는 기존 연구와는 달리, CBR에 의해 도출된 공사비 및 공사기간을 활용하는 연구를 진행하였다. 특히, 상업시설과 같이, 공사기간 단축이 수입에 영향을 미치는 프로젝트를 기반으로 CBR에 의해 도출된 공사비 및 공사기간에 Trade-off를 적용하여 사업수익을 최적화하는 방안을 마련하고자 하였다. 본 연구에서 제안하는 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off 모델의 개발과정을 요약하여 정리하면 다음과 같다.
①사례베이스 내에 구축된 DB를 토대로 회귀분석을 실시하여 CBR의 Retrieve단계에 활용할 영향요인 및 속성가중치를 도출하고, Revise단계에 활용할 회귀모델을 개발한다. ② 기존 CBR 모델의 Retrieve단계를 통해 신규사례와 가장 유사한 사례를 도출한다. ③ 도출된 각각의 유사사례의 공사비 및 공사기간을 연계하여 Trade-off를 적용한다. ④ 구축된 CBR기반 공사비 및 공사기간 Trade-off 모델을 사례 프로젝트의 사업성분석시트에 적용하여 최적의 사업비를 도출한다.
본 연구에서는 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off 모델의 유효성 및 타당성을 확인하기 위하여, 본 연구에서 제시한 모델을 사례 프로젝트에 적용하였다. 그리고 기존 CBR에 의해 도출된 공사비 및 공사기간을 그대로 적용하는 것과 CBR을 활용한 공사비 및 공사기간의 Trade-off를 적용한 모델과의 비교분석을 실시하였다. 비교분석 결과, ① CBR 프로세스에 의해 도출된 공사비와 공사기간을 활용한 NPV값과 비교해서 ② CBR기반 Trade-off 프로세스를 활용할 때, NPV 값이 약 1.27% 가량 상승함을 확인할 수 있었다. 이를 통해, 본 연구에서 개발한 CBR기반 공사비 및 공사기간의 Trade-off의 적용에 따른 사업수익의 증감의 여부를 확인할 수 있었다. 특히, 상업시설과 같이 조기 준공으로 인하여 발주자의 추가수입이 예상되는 프로젝트에 관하여 사업성분석을 실시할 때, 본 연구에서 제시한 CBR기반 Trade-off 모델은 발주자의 의사결정수단으로 적절할 것으로 판단된다.
하지만, 보다 효율적인 모델개발을 위해 기획단계만이 아니라 계획/기본/실시단계에서도 적용할 수 있는 모델을 개발해야할 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 종속변수인 공사비 및 공사기간을 각각 도출하였는데, 추후 연구에서는 이러한 종속변수를 하나로 통합하는 연구도 진행되어야 할 것이다. 마지막으로, 공사기간 단축지수를 설정함에 있어, 전문가 자문을 통해 1개월(30일)의 수치를 임의로 가정하였다. 추후 연구에서는 사례 DB에 공정별로 상세하게 정보를 입력하여 전문가가 이를 토

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 연구의 배경 및 목적 1
• 제2절 연구의 범위 및 방법 3
• 제2장 예비적 고찰 6
• 제1절 기존 연구문헌 고찰 6
• 1. 타당성분석 방법론 6
• 2. 공사비 및 공사기간 예측 방법론 9
• 3. 비용과 일정의 Trade-off 방법론 15
• 제2절 분석방법론 17
• 1. 다중회귀분석(MRA) 17
• 2. 사례기반추론(CBR) 23
• 3. 유전자 알고리즘(Genetic Algorithms) 27
• 제3장 공사비 및 공사기간의 Trade-off 적용방안 30
• 제1절 공사비 및 공사기간 예측모델 현황 및 한계 30
• 1. 공사비 및 공사기간 예측모델 개발 현황 30
• 2. 공사비 및 공사기간 예측모델 한계점 33
• 제2절 공사비 및 공사기간의 Trade-off 적용방안 설정 36
• 1. CBR 프로세스 개선방안 36
• 2. 공사비 및 공사기간 Trade-off 적용방안 38
• 제4장 공사비/공사기간 Trade-off 모델 개발 53
• 제1절 모델개발 개요 53
• 1. 실적자료 개요 53
• 2. 건설공사비지수를 통한 공사비 보정 57
• 3. 데이터 표준화 58
• 제2절 공사비 및 공사기간 예측모델 개발 62
• 1. 영향요인 선정 62
• 2. 속성가중치 산정 62
• 3. 속성유사도 산정 68
• 4. 사례유사도 산정 69
• 5. 유사사례 조회 69
• 제3절 공사비/공사기간 Trade-off 모델 개발 71
• 1. 공사비 및 공사기간의 Trade-off 적용 방안 71
• 2. 공사비 및 공사기간 Trade-off 가정사항 설정 73
• 3. 공사비 및 공사기간과 사업비와의 연계 방안 76
• 4. 유전자 알고리즘을 활용한 사업비 최적화 방안 78
• 제4절 모델 검증 79
• 1. 사례소개 79
• 2. 모형의 사례적용 79
• 3. 유전자 알고리즘을 활용한 사업비 최적화 90
• 4. 분석 결과 92
• 제5장 결론 96
• 참고문헌 99
• 부 록 102
• Abstract 108
• 감사의 글 111