Lecture #6 공정계획 및 관리 < 자원에 근거한 공정계획 >

자원분석(Resource Analysis) 목적 작업을 수행함에 있어서 필요한 자원의 사용시기(Timing)와 투입수량(Amount)을 산출하고 자원을 효율적으로 관리 소요자원의 수량변화(Fluctuation)를 최소화 할당자원(Allocated resources)의 활용(Utilization)을 최대화 자원분석(Resource aggregation leveling allocation)및 경제적 자원계획을 통하여 프로젝트의 원가절감을 꾀함 자원의 수요/공급의 최적화를 통한 초기 계획의 향상방안 및 대안을 모색

자원의 종류 및 범위: 자재(Material; 가설자재, 투입기자재), 인력(Labors), 건설장비(Construction Equipment), 공구(Major tools), 자본(Money) , 작업공간(Shop space), 생산활동을 위한 에너지원천 (Energy source for production) 자원의 특성: 1. 비축성(Stockability) * 비축 가능한 자원(Stockable resources) - 콘크리트, Hot mixtures, 페인트 등을 제외한 일반 건축, 토목자재 - 작업 당 수량(Total quantity/Activity)으로 표현 가능한 자원 - 차후(Next day or project)에 사용 가능한 잉여(Surplus) 자원 * 비축 불가능한 자원(Non-stockable resources) - 인력, 건설장비(Construction heavy equipment) - Rate-Day/Activity으로 표현 가능한 자원 - 당일 사용하지 않으면 이용할 수 없는(직접적 손해가 생기는) 자원

2. 자원 요구량/집중성(Demand intensity) * 요구량이 일정(Constant or Uniform)한 자원: 해당 작업기간(Activity duration) 동안 동일하게 요구되는 자원 * 요구량이 변화(Various or Non-uniform)하는 자원: 해당 작업기간 동안 투입자원의 소요량이 변화하는 자원 3. 복합성(Resource complexity) 단순 자원(Simple resources)과 복합(Complex resources) 자원; 예를 들어, 철근 콘크리트 공사의 경우 -> R1; 형틀(Form), R2; 철근(Reinforce bar), R3; 콘크리트(Concrete), R4; 인력(Labor), R5; 장비 (Equipment) …

자원기반 공정계획기법의 필요성 기존공정계획법의 현실성 결여 및 현실운용상의 한계성 자원 집계(Resource Aggregation) 목적 및 정의: - 소요자원의 가용성은 무한하다는 가정하에 작성된 공정계획에 따라 프로젝트 단위시간별, 자원종류별 소요자원을 집계하는 방법 - 추후 자원분석 및 관리의 기초가 되며 크게 프로젝트 완성을 위한 인력, 장비, 자금집계 등으로 구분됨. - 프로젝트 매니저(Project Manager)는 자원집계를 수행함에 있어 소요자원의 실제 동원 가능한계, 공사수행 중 동일 자원의 양으로 얼마나 많은 작업(Activities)을 동일 기간 내에 수행할 수 있는지 등을 분석 - 자원 부족 시 대체자원의 유무 등을 파악하는 등의 자원제약 (Resource constraints)으로 인한 작업순서의 변화로 발생되는 문제점을 해결하는데 많은 도움이 됨.

An Example of Requirement of a Resource

<자원집계 절차> 1단계 : 자원집계를 위하여 해당 프로젝트의 CPM네트워크 작성

2단계: CPM 네트워크의 일정계산 후 네트워크상의 모든 작업들 (Activities)을 Early Start (ES), Total Float (TF) 또는 Late Start (LS), Total Float (TF)의 순서로 작업의 순서를 분류(sorting)하고 그 순서에 따라 해당 CPM네트워크를 막대차트 (Bar chart)로 변환 3단계: 해당 프로젝트의 완성을 위한 자원의 종류별, 일별 총 소요자원을 집계

4단계: 프로젝트 단위 시간(Project time unit)별 자원 요구량에 근거하여 ES와 LS schedule에 따른 자원별 Histogram을 작성 R1 R2 R3

5단계: 집계되어진 각각의 소요자원에 대한 ES와 LS schedule별 누계곡선을 동일 그래프 선상에서 비교, 검토하고 이를 토대로 향후 자원분석 및 관리를 위한 계획 등을 수립.

자원 평준화(Resource Leveling) 목적 및 정의: 정해진 공사기간(Project completion date) 내에서 프로젝트 단위시간(Project time unit; Day) 당 요구되는 소요자원의 급격한 변동(Fluctuation)을 최소화 유휴자원을 줄이며 공사기간(Project duration) 동안 소요되는 자원을 균등하게 할당, 자원활용을 극대화함 프로젝트의 완료시점 혹은 중간 관리(Interim milestone)시점 까지 프로젝트 단위시간당 요구되는 소요자원의 변동을 최소화하기 위해 작업(Activities)의 사용 가능한 여유일수 범위 내에서 자원의 가용성(Availability)에 관한 어떠한 제약 없이 공사일정을 변경/수립하는 자원기반 공정계획 기법. 자원 평준화를 위한 체계적인 절차는 A. R. Burgess 와 J. B. Killebrew에 의해 처음으로 제시 이 절차는 소요자원의 요구량을 감소시키기 위하여 작업들을 총 여유시간(Total Float) 내에서 지연시킴으로써 정해진 공사기간 내에 소요자원의 요구량을 최소로 하는 것이며 그 절차는 프로젝트 단위시간당 요구되어지는 소요자원의 제곱의 합을 최소화 하여 자원을 평준화

Burgess / Killebrew Resource Leveling 규칙 초기 공사 완료일(Early project completion date)은 연기 되지 않아야 한다. 지정공기가 절대적인 조건이므로 소요 자원량에 제한을 두지 않는다 (Fixed project completion date, Resource unlimited). 총 여유시간(TF)을 지닌 작업들만이 자원평준화를 위한 작업지연의 대상이 된다. 단 하나의 자원만이 자원 평준화를 위하여 고려되어 진다. 일단 자원평준화가 개시된 작업은 그 작업이 완료될 때 까지 분리됨 없이 지속적으로 평준화 되어야 한다(No activity splitting). 일단 평준화 되어진 작업(Activity)의 일정은 재 조정(Reschedule)되지 않는다.

평준화 절차 1단계: CPM 네트워크의 일정계산 후 네트워크상의 모든 작업들(Activities)을 Early Start(ES), Total Float(TF)의 순서로 작업의 순서를 분류(sorting)하고 그 순서에 따라 해당 CPM네트워크를 막대차트(Bar chart)로 변환하고 평준화를 위한 자원을 설정, 해당 자원에 대한 자원 히스토그램(Resource histogram)을 구한다

2단계: 평준화를 위해 설정된 자원에 대한 프로젝트 단위시간(Day)당 작업별 소요자원의 양을 합산(column sum)하고 각각의 column sum을 제곱하여 그것의 합을 구함으로써 평준화의 최적화를 위한 Vnew(Optimization objective function)값을 계산한다(그림a). 자원평준화 절차에 있어서 일단 Vnew값이 계산되면, 이는 평준화 작업 동안 연속적으로 계산되어질 Vnew값과의 비교를 위하여 Vold라 명명된다 3단계: 총 여유시간(TF)을 지닌 작업들에 대해서만 Bottom to Top방식(i.e. 그림의 경우 작업 B부터 평준화를 시작)으로 총 여유시간 내에서 해당작업의 ES를 한 단위시간(One time unit; One day)씩 지연시키고 그때마다 같은 방식으로 최적화를 위한 Vnew값을 계산하여 앞서 구한 Vold값과 그 가치(크기)를 비교한다(그림b). 4단계: 계산되어진 Vnew값과 Vold값의 가치를 비교하여 만약 1)새로운 최적화 가치(Vnew)가 이전의 최적화 가치(Vold) 보다 작거나 같다면 그리고 2)잔존하는 총 여유시간이 0보다 크다면 작업을 한번 더 지연시키고, 계산되어졌던 Vnew값은 앞서 2단계에서 언급된 바와 같이, 작업지연으로 인하여 차후에 계산되어질 Vnew값 과의 비교를 위하여 Vold값으로 바뀌고 이러한 일련의 과정은 새로운 최적화 가치가 이전의 최적화 가치보다 크게 될 때(Vnew > Vold)까지 반복된다.(그림 b~i).

5단계: 한 작업(i.e. 작업B)에 대한 평준화 절차가 완성되면 앞서 언급되어진 Bottom to Top방식에 따라 총 여유시간을 지닌 다음 작업(i.e. 작업C)이 자원평준화를 위한 그 대상이 되며 해당 프로젝트에 있어 자원평준화를 위한 모든 대상 작업들이 평가 되어 질 때 까지 또는 최적화 가치에 있어서 더 이상의 향상이 기대되어 지지 않을 때 까지 그 과정을 반복한다(그림 j~k). 6단계: 자원평준화 이전과 이후의 자원 히스토그램(Resource Histogram)을 비교 검토한다.