ISO 19650 기반 BIM 정보관리 프레임워크 도입방안

▲ 원지선 KICT 미래스마트건설연구본부 수석연구원

들어가며

‘Digitize or Die’ 시대, 디지털 전환은 기업의 생존을 위한 필수 전략으로 인식되고 있으며, 전 산업 분야에 걸쳐 가속화되고 있다. 건설산업은 BIM ( Building Information Modeling ) 도입, 건설기계 자동화, OSC ( Off-Site Construction ) 활성화와 같은 스마트 건설기술 확산을 통해 패러다임 변화에 대응하고 있다.

올해 7월 국토교통부는 ‘2030년 건설 전 과정 디지털화 및 자동화’를 목표로 하는 「스마트 건설 활성화 방안 ( S-Construction 2030 ) 」을 발표하였다. 목표 달성을 위한 3가지 추진과제로 건설산업 디지털화, 생산시스템 선진화, 스마트 건설산업 육성을 제시하고 있으며, 이 중 건설산업 디지털화 실현을 위한 세부 계획으로 BIM 제도 정비, BIM 의무화 대상 사업 단계별 확대를 명시하고 있다. 영국, 덴마크, 아일랜드 등 국외에서도 기존 BIM 로드맵에 디지털화 개념을 도입하여 국가 디지털 전환 전략 또는 디지털 트윈 전략으로 개편하고 있다. 이제 BIM은 디지털 전환을 위한 필수 전략 도구로 인식되고 있다.

펴보면, ISO 19650을 적극적으로 도입하고 있음을 알 수 있다. ISO 19650은 생애주기별 BIM 정보 조달에 필요한 주체별 프로세스와 정보 요구사항을 규격화한 BIM 정보관리 프레임워크로 2018년 제정되었다. 이는 BIM 도입 초기 글로벌 기준처럼 활용되던 영국 BIM 표준 ( BS 1192 시리즈 ) 에 디지털 정보관리 개념을 추가하여 개발된 국제표준이다. 영국, 유럽, 호주는 ISO 19650 원문 또는 번역본을 국가 BIM 표준으로 지정하고 있으며 싱가포르, 홍콩, 사우디 등은 국가 BIM 표준에 ISO 19650을 반영하도록 개정하고 있다. 국외 공공 건설사업 입찰 시 ISO 19650 인증을 입찰 자격으로 의무화하거나 인센티브를 부여하는 국가가 많아지고 있으며, 국내에서도 글로벌 수준의 BIM 정보관리 기술과 역량을 입증받기 위해 ISO 19650 인증 획득 기업이 늘고 있다.

이처럼 BIM 기반 디지털 전환 정책의 일환으로 ISO 19650을 적극적으로 활용하는 추세이고, 기업의 ISO 19650 인증 획득 여부나 ISO 19650 준수 역량이 경쟁력의 척도가 됨에 따라 국내에서도 국가 차원의 ISO 19650 도입에 대한 검토가필요한 시점이다. 이에 국내에 ISO 19650을 도입하기 위한 방안과 전략을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 ISO 19650의 주요 개념을 국내 상황에 맞게 반영하는 도입방식을 채택하고 다음과 같이 연구를 수행하였다. 첫째, 국외의 ISO 19650 도입 현황을 조사하고 국제표준 문서를 분석하여 BIM 정보관리 프레임워크의 주요 구성요소를 도출하였다. 둘째, ISO 19650을 지원하는 소프트웨어, 플랫폼 등 지원 도구를 분석하여 실무 적용을 위해 구현이 필요한 주요 기능을 선정하였다. 셋째, ISO 19650의 주요 구성요소와 ISO 19650 지원 도구의 주요 기능을 기반으로 ISO 19650 활용모델을 제안하고 이를 국내에 도입하기 위한 방안을 제시하였다.

2~3단계는 도시/지역 단위 관점에서 다수의 건축물을 적절한 지표를 토대로 스캐닝하는 절차로 이해될 수 있으며 (whole-building level identification), 4~5단계는 건축물 세부 단위 관점에서, 스캔된 건축물을 특정하여 면밀히 살펴보는 절차로 이해될 수 있을 것이다 (system level diagnostics). 이 글에서는 이러한 맥락에서 2~3단계에 해당하는 건물에너지 광역 검진 기술을 소개하고자 한다.

국외 ISO 19650 도입 현황

일반적으로 국가 BIM 로드맵은 BIM 도입 수준과 상황에 맞는 단계별 목표를 설정하기 위해 BIM 성숙도 모델을 활용하고 있다. 그동안 많은 국가에서 2011년 발표된 영국 BIM 로드맵 ( British Standards Institution B/555 ) 에 정의된 BIM 성숙도 모델을 글로벌 기준처럼 활용해왔다. 영국의 BIM 성숙도 모델에서 Level 0은 2D 도면과 문자 등 문서 중심의 환경, Level 1은 2D 도면과 3D 데이터 파일이 병행되는 환경, Level 2는 분야별 BIM 모델 환경, Level 3은 단일 모델을 통하여 중앙 집중적으로 데이터를 관리하는 통합 웹 기반 BIM 환경으로 설정되어 있다. 영국은 Level 2 달성에 ISO 19650을 적극적으로 활용하고 있으며, Level 3 달성 준비를 위해 디지털 전환 로드맵을 마련 중이다. 현재 대부분의 국가는 Level 2 도입 단계 또는 활성화 단계이며 표 1과 같이 다수의 국가가 ISO 19650을 도입 중이다. 이처럼 ISO 19650 도입은 BIM Level 2 수준 달성을 위한 필수 요건으로 인식되고 있다.

2018년 제정된 ISO 19650-1에서는 디지털 정보관리 단계별 성숙도를 Stage 개념으로 제시하고 있다. 영국 BIM 성숙도 모델에서 다루는 2D, 3D, BIM 등과 같은 데이터의 유형은 정형, 비정형, BIM, 서버 기반 BIM과 같은 개념으로 변경되었으며, CDE ( Common Data Environment ) 개념은 파일, 모델 기반의 CDE 형태와 빅데이터 기반의 CDE 형태로 세분화되었다. 디지털 정보관리 단계별 성숙도는 가로축 방향으로 3개의 정보관리 Stage로 구분되며, 세로축 방향으로 정보관리 주요 관점을 의미하는 4개 ( 표준, 기술, 정보, 산업 ) 의 레이어로 구성된다. 표준에 따른 정보관리 관점에서 Stage 1은 정형, 비정형 데이터를 다루는 기존 국가 표준에 의한 정보관리, Stage 2는 공유 BIM 모델을 다루는 ISO 19650 표준에 의한 정보관리, Stage 3은 서버 기반의 BIM 모델과 정형, 비정형의 빅데이터를 함께 다루는 미래 표준에 의한 정보관리로 설정되어 있다. 현재 단계는 Stage 2로 이에 맞는 수준 달성을 위해서는 ISO 19650-1과 2에 의한 정보관리가 요구된다.

ISO 19650 분석을 통한 BIM 정보관리 프레임워크 주요 구성요소 도출

BIM 성숙도 또는 디지털 정보관리 성숙도에 맞는 목표 달성을 위해서는 단계별로 준수해야 할 국가 차원의 BIM 표준 제시가 중요하다. 세부적으로 BIM 가이드 라인과 BIM 분류체계, 정보 조달과 관련된 계약 및 LOD 기준, BIM 성숙도 측정방법론 등이 있다. BIM 정보관리 프레임워크란, 건설 생애주기 동안 BIM 데이터를 통합된 디지털 구축환경에서 생성, 활용, 관리하기 위해 워크플로 ( Work Flow ) 와 데이터 조달을 지원하는 표준화 체계를 의미한다. BIM 정보관리 프레임워크와 관련된 표준으로는 BIM 표준분류체계, buildingSMART International의 IFC, IDM, IFD, COBie 등이 있다. ISO 19650은 이러한 개방형 표준을 종합적으로 활용하는 관점에서 주체별 정보 요구사항, 디지털 모델 산출물, 워크플로, 정보관리 계획, CDE 등 디지털 협업체계에서의 프로세스를 다루고 있다. 현재 발간된 ISO 19650 시리즈는 다음과 같다.

( 1 ) ISO 19650-1 ( 2018 ) : BIM을 활용한 정보관리 프레임 워크의 개념과 원칙
ISO 19650-1은 건설 생애주기 전반에서 BIM 협업을 위한 정보관리 프레임워크의 개념과 원칙을 담고 있으며, 정보관리를 “건설자산 생애주기 동안 정보의 생산과 관리를 지원하는 건설 전반에 걸친 프로세스”라 정의하고 있다. BIM 정보관리 프레임워크의 주요 구성요소는 ①정보 요구사항 명세 ( specification of information requirements ) , ②정보 조달 계획 ( planning for information delivery ) , ③정보 조달 산출물 ( delivery of information ) 이며, 정보관리는 프로젝트별, 주체별, 목적별로 다르게 납품되는 산출물을 일관성 있는 프로세스와 전달 체계로 수행할 수 있도록 협업 환경을 지원한다. 프로젝트 수행단계 ( Delivery Phase ) 와 자산관리 단계 ( Operational Phase ) 에서는 참여자와 계약자의 정보 요구사항으로부터 정보 조달 계획이 수립되며, 이를 반영한 PIM ( Project Information Models ) 과 AIM ( Asset Information Models ) 이라는 산출물이 납품되고 승인받는 조달 흐름을 가진다. 효과적인 정보관리를 위해서는 책임, 권한, 업무의 범위 설정이 중요하며 해당 기능은 프로젝트와 자산관리 수행기간 동안 부여되어야 한다. 자산관리를 위해서는 AIM 승인 역량을 가진 사람, 프로젝트 수행을 위해서는 정보 표준, 프로세스, 프로젝트의 CDE 설정 역량을 가진 사람으로 지정되도록 책임 할당 항목이 계약 문서 ( 예: Responsibility matrix ) 상에 명시되어야 한다.

( 2 ) ISO 19650-2 ( 2018 ) : 프로젝트 수행 ( Delivery ) 단계의 BIM을 활용한 정보관리
ISO 19650-2는 프로젝트 수행 단계에서 정보 요구사항을 설정하고, 건설사 등 계약사와 협력사가 효율적인 방법으로 정보를 생산하기 위한 협업적 환경과 프로세스를 정의한다. 프로젝트 수행 단계의 정보 주체를 발주기관, 주관 수행사, 협력사로 설정하고 프로젝트 수행 단계마다 정보관리 프로세스와 주체별 기능 및 표준 요구사항을 제시한다. 프로젝트 수행 단계에서 정보관리 기능을 총 8가지로 정의하고 ISO 19650-2의 본문 5장 각 절 ( 5.1 평가 및 요구 → 5.2 입찰공고 → 5.3 입찰 참여 → 5.4 계약 → 5.5 자원 동원 → 5.6 협업적 정보 생산 → 5.7 정보모델 납품 → 5.8 프로젝트 종료 ) 에 주체별 세부 정보관리 프로세스가 정의되어 있다.본 연구에서는 정보관리 주체, 요구정보와 프로세스, 산출물과 관련된 명세를 파악하기 위해 ISO 19650-1과 2를 분석하여 프레임워크의 주요 구성요소를 표 2와 같이 총 7가지 ( 1. 정보 요구사항, 2. 정보 납품, 3. 정보관리의 주체 및 역할, 4. 워크플로, 5. 정보 조달 계획, 6. 정보관리 수준, 7. CDE ) 로 도출하였다.

ISO 19650 실무 적용 지원 도구 분석을 통한 주요 기능 도출

ISO 19650 구성요소 개념을 실무에 적용하기 위해서는 실제 구현된 기능과 인터페이스를 파악하는 과정이 필요하다. ISO 19650 지원을 명시하고 있는 소프트웨어와 웹사이트, 플랫폼 등을 조사한 결과, ISO 19650 개념을 전체적으로 충실히 반영하여 개발된 지원 도구로는 미국의 Plannerly 플랫폼이 대표적이며, 미국의 BEXEL 소프트웨어와 같이 정보 납품 및 CDE 개념 그리고 IFC, BCF, COBie와 같은 개방형 BIM 포맷 지원 등과 같이 ISO 19650 개념의 일부만 지원하는 경우가 다수인 것으로 파악된다.

( 1 ) 미국, Plannerly
Plannerly는 BIM 정보관리 플랫폼 ( The BIM Information management platform ) 으로 발주자, 설계사, 시공사 및 계약업체가 한 곳에서 BIM 요구사항의 계획, 관리, 검증을 수행할 수 있도록 통합적으로 지원하는 플랫폼이다. 사용자가 ISO 19650의 구성요소인 BIM 표준, 요구사항, 프로세스 지정 및 추적, BIM 규정을 편하고 쉽게 활용할 수 있도록 구현되어 있으며, 한 사이트에서 모든 건설 주체가 정보와 프로세스의 단절 없이 협업할 수 있는 환경을 제공하고 있다. ISO 19650의 주요 개념과 함께 UK BIM Framework 가이드 라인 문서에서 제공하는 ISO 19650 템플릿 ( OIR, PIR, EIR, AIR, BEP 등 ) 기반의 워크플로를 탑재하여 쉽고 일관된 작업을 수행할 수 있도록 인터페이스를 제공하는 것이 특징이다. 정보를 중앙 집중화하여 생성, 저장, 관리할 수 있도록 CDE 개념도 접목되어 있다. 크게 6개의 모듈 ( Plan, Scope, Contract, Schedule, Track, Verify ) 로 구성되어 있다.

( 2 ) 미국, BEXEL Manager
BEXEL Manager는 ISO 19650에 따른 개방형 BIM 환경에서 디지털 워크플로를 지원하는 소프트웨어로 CDE 환경에서 정보납품 모델인 PIM과 AIM을 관리하도록 협업을 위한 환경을 지원하며 IFC 표준과 MVD, BCF, COBie 등 개방형 표준 포맷을 지원하는 것이 특징이다.두 지원 도구를 분석한 결과, BIM 계약 및 요구사항 관리, BIM 업무수행, BIM 데이터 검증, 협업 등을 포함한 BIM 기반 워크플로를 비롯하여 정보 요구사항 정의, 정보 조달 계획 수립, 정보관리 수준 설정, 개방형 BIM 표준 포맷 등 지원 여부가 핵심인 것으로 파악된다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 국내 도입 시 벤치마킹할 주요 기능을 표 4와 같이 도출하였다.

건물 단위 선별지표를 만들기 위해서는 건축물대장 단위로 수집된 데이터셋을 매칭-통합해야한다 (그림 2, ② 데이터 전처리). 다만 수집된 공공데이터 등은 각기 다른 정책적, 행정적 목적으로 생성되기 때문에 건축물대장 정보와 연계-매칭할 고유키가 없는 경우가 대부분이다. 따라서 각 데이터의 위치정보 (위경도), 주소정보 (지번, 동, 호) 등을 가공하여 건축물대장 해상도에 맞추어 연계-매칭해야 한다. 해당 작업은 비표준화된 주소와 위치정보에 대한 문자열 처리 기술이 요구되며, 상당히 까다롭고 많은 예산과 시간이 소요된다.

ISO 19650 기반 BIM 정보관리 프레임워크의 국내 도입방안

ISO 19650 활용모델이란, 디지털 기반 BIM 수행 워크플로와 데이터 조달 등 BIM 정보관리 프레임워크의 주요 구성요소를 사용자 관점에서 통합 활용할 수 있도록 개념적으로 정의한 모델을 의미한다. ISO 19650 분석을 통해 도출한 BIM 정보관리 프레임워크의 주요 구성요소와 ISO 19650 지원 도구 분석을 통해 도출한 주요 기능을 기반으로 ISO 19650 활용모델을 구성하였다. ISO 19650 활용모델은 그림 4와 같이 6개의 모듈로 구성된다. 1번 모듈은 Standards로 BIM 데이터를 교환, 유통하기 위한 개방형 BIM 표준과 국가 BIM 정보관리 운영체계를 정의하는 표준을 의미한다. 2번 모듈은 Requirements로 설계, 시공 등 사업단계와 시설물 운영단계에서 정보 요구사항, 정보관리 주체와 역할, 정보 조달 계획을 설정하는 기능을 한다. 3번 모듈은 Workflows로 사업수행단계와 운영단계별 BIM 세부 프로세스를 정의, 관리하는 기능을 한다. 4번 모듈은 Deliverables로 정보 납품 산출물인 PIM과 AIM 데이터를 정의, 관리하는 기능을 하며, 5번 모듈은 협업과 공유를 위한 CDE 환경을 의미한다. 2번 모듈과 3번 모듈은 프로세스의 영역이며 4번 모듈과 5번 모듈은 프로세스에 따라 생성, 공유, 저장되는 데이터의 영역으로 구성하였다. 2번 모듈부터 5번 모듈은 순차적인 흐름을 가지도록 운영이 필요하다. 1번 모듈은 데이터 생성의 기준으로 적용하며, 6번 모듈은 BIM 정보관리 주체가 1번부터 5번까지의 모듈을 활용하는 인터페이스의 성격을 지닌다. 각 모듈의 개념은 표준, 가이드라인과 같은 스펙 형태 또는 플랫폼의 기능 형태로 제공될 수 있다.

ISO 19650 활용모델을 실무에 적용할 수 있도록 구현하기 위한 추진방안과 향후 과제를 다음과 같이 제안한다. 첫째, 국내 BIM의 Level 2 정착을 위해서는 2번 모듈부터 5번 모듈에 정의된 ISO 19650 주요 구성요소와 1번 모듈에 정의된 개방형 BIM 표준을 국내 상황에 맞게 Customizing하여 국가 표준으로 제시하는 것이 필요하다. 제도 시행 관점에서는 ISO 19650 의무 적용 대상을 일부 공공 건설공사부터 단계적으로 확대하는 전략이 필요하며, 의무화하기 전 시범 프로젝트를 통해 검증하는 과정이 수반되어야 한다. 둘째, ISO 19650 활용모델을 업무에 직접적으로 활용할 수 있도록 3번 모듈의 워크플로를 탑재하고 6번 모듈의 기능을 포함한 BIM 프로젝트 워크플로 지원 플랫폼 개발이 필요하다. 이를 위해서는 문서 단위의 스펙을 디지털 스펙으로 전환하고 조항과 워크플로 단위를 결합하는 것이 중요하다. 또한, ISO 19650 도입의 실효성을 높이기 위하여 상용 BIM 플랫폼 및 기업 ERP 시스템에서 ISO 19650 주요 기능 및 데이터와 연동하여 운영되도록 방안 마련이 필요하다. 셋째, 디지털 전환 패러다임 가속화에 따라 디지털 정보관리 성숙단계 Stage 2 및 BIM 성숙도 Level 2의 도입 및 안정화 전략과 함께 다음 성숙도 단계를 대비하기 위한 BIM 로드맵 개정 연구 등 선제적인 미래 대응이 필요하다.

맺음말

디지털 전환 시대, 글로벌 시장에서 ISO 19650의 도입과 활용은 글로벌 경쟁력 확보를 위한 필수 전략이 되고 있다. 이러한 변화에 국내에서 적극적으로 대응하기 위해 ISO 19650의 도입방안을 제안하였다. ISO 19650의 주요 구성요소 개념을 반영하고 실무에 적용할 수 있는 핵심 기능 구현을 위해 ISO 19650 활용모델을 정의하였으며, 이 모델이 국내에서 구현하기 위한 도입 방안과 추진과제를 제안하였다. 향후 국가 차원의 BIM 정보관리 운영체계 구축 방향을 구상함에 있어 ISO 19650 기반의 도입방안이 함께 검토되길 기대한다.