최근 도로 사업에 대한 BIM(Building Information Modeling) 의무화 등 토목분야의 BIM 확대 적용이 현실화됨에 따라 BIM 적용과 운영을 위한 기준, 시스템 개발 등 대비가 필요한 시점이다. 토목시설물은 국가 공공시설로서 건설생애주기 데이터를 통합적으로 생산, 공유 및 관리하기 위한 BIM 데이터 표준 개발이 중요하다. 국내외적으로 BIM 데이터 교화표준은 국제표준인 IFC(Industry Foundation Classes)를 활용 및 확장하는 추세이나, 하천시설에 대한 IFC 확장은 진행된 바 없다. 본 연구는 하천분야 IFC 기반 스키마 확장을 위한 기초연구로서, 작업분류체계를 활용한 IFC 확장 개발방안을 제시하고자 한다. 이를 위해 다음과 같은 절차로 연구를 수행하였다. 첫째, IFC 구조와 IFC 스키마 확장개발 선행사례를 분석하여 하천시설 표현을 위한 IFC 확장 개발방안을 선정하였다. 둘째, 하천 WBS(Work Breakdown Structure)를 분석하여 확장할 구성요소를 도출하고 IFC 스키마 상위 구조에 맞게 분류하였다. 셋째, 분류한 하천시설 구성요소를 IFC 클래스 위계와 구성에 맞게 배치하여 하천 IFC 스키마 상위 구조 확장안을 마련하였다. 본 연구는 하천분야 IFC 기반 스키마 확장을 위한 기초연구로서, 제시한 IFC 상위 구조 확장안과 개발방법론을 기반으로 향후 부품 및 부재, 배수시설 요소 등의 추가 개발과 함께 세부 유형과 상세 속성을 도출하여 스키마를 완성해 나갈 예정이다.
IFC, a neutral standard data model for BIM, ensures data interoperability across BIM applications but struggles with adapting to diverse construction standards across countries and regions. In practice, the standard IFC schema does not include the entity and attribute information necessary for reviewing Korean Construction Standards. To overcome this, this study developed an extended IFC schema that incorporates design and construction standards data specifically for bridge. The extended IFC schema defines entities for representing types of bridges, structures, and elements, and Psets for containing relevant standards information. This schema is customized to be compatible with both Korean Design Standards (KDS) and Korean Construction Specifications (KCS). Additionally, based on the extended IFC schema, a specialized extension module was developed, capable of embedding design and construction standards data by element within IFC Physical File. Through this module, the necessary design and construction standards were inserted into specific elements.
As BIM(Building Information Modeling) technology advances in architecture around the world, projects and industries using BIM are increasing. Unlike previous developments that were limited to buildings, BIM is now spreading to other fields such as civil engineering and electricity. In architecture, BIM is used in the entire process from design to maintenance of a building, and IFC(Industry Foundation Classes), a neutral format with interoperability, is used as an open BIM format. Since firefighting requires intuitive 3D models for evacuation and fire simulations, BIM models are desirable. However, due to the BIM model, which was developed centered on building objects, there are no objects and specific properties for fire evacuation in the IFC scheme. Therefore, in this study, when adding a new object in the firefighting area to the IFC schema, the IFC interoperability is not broken and the building WBS(Work Breakdown Structure) is analyzed with a hierarchical system similar to the IFC format to define the scope for a new object and the firefighting part within of the building WBS to derive a firefighting HBS(Hierarchy Breakdown Structure) with the extension of the object-oriented IFC file. And according to HBS, we propose an IFC schema extension method. It is a methodology that allows BIM users to instantly adapt the IFC schema to their needs. Accordingly, the methodology derived from this study is expected to be expanded in various areas to minimize information loss from IFC. In the future, we will apply the IFC extension methodology to the actual development process using HBS to verify that it is actually applicable within the IFC schema.
본 연구는 도로분야의 표준 정보모델 구축을 목표로 하고 있으며 도로 부대시설을 대상으로 IFC 스키마를 확장 개발하였다. 국내 도로설계 관련 문헌 분석을 통해 도로 부대시설을 구성하는 요소를 도출하였으며, 이를 통해 IFC스키마의 엔티티, 타입, 프로퍼티를 정의하여 스키마를 확장 개발하였다. 또한 새로운 스키마를 수용하는 컨버터와 뷰어를 개발하여 부대시설 BIM 모델을 IFC모델로 변환하여 연구결과를 검증하였다. 개발된 스키마를 통해 변환된 표준 모델을 활용할 경우 도로분야 BIM 발주시 표준화 된 모델 기반의 납품 및 검증이 이루어질 수 있으며, 설계단계 뿐만 아니라 시공, 유지관리 단계까지 IFC를 활용하는 토목분야 개방형 BIM 체계를 구축할 수 있을 것이다.
본 연구는 도로분야의 정보모델 표준 구축을 목표로 하고 있으며 도로 배수시설을 대상으로 IFC 스키마의 토목요소 확장 방안을 제시하였다. 국내 도로설계 관련 문헌 분석을 통해 도로 배수시설 중 IFC 모델로 정의가 가능한 구성요소를 도출하였으며 IFC 엔티티를 정의하였고 속성으로 정의가 가능한 배수시설 별 설계 정보를 도출하여 IFC 프로퍼티로 제시하였다. 본 연구의 결과를 통해 IFC 스키마를 도로 배수시설에 적합하도록 확장 할 수 있으며 추가적인 도로 시설물을 수용할 수 있는 IFC 스키마가 개발된다면 이를 통해 향후 공정관리, 비용 산출 및 시뮬레이션 등이 가능한 어플리케이션에서 상호운용성을 유지하며 활용할 수 있을 것이다.
An IFC file is dependent on the IFC schema. Because of this relationship, most IFC-using software reads and interprets the IFC File by employing an early binding method, which uses a standard IFC schema. In the case of most open sources, early binding methods using standard IFC schema have a problem that they cannot express extra information of IFC File out of extended IFC schema. Also, in the case of previous studies, they suggested schema extension, such as adding attribute information to the schema, rather than the interpretation of IFC File. This study research on method of extracting shape and attribute information was conducted by analyzing the IFC File produced through the Port schema, which is an extended IFC schema. Three objects were created using the reference relationship between the Port schema definition and the IFC entity, and, at the end, the three objects were combined into one object. It has been confirmed that the shape and property data were express properly while delivering the combined object to the viewer. The process is possible because of the method of matching IFC schema and IFC File, which is dependent on IFC schema but not early binding method. However, this method has some drawbacks, such that contemporaneously generated many objects consume many memory spaces. Future research to investigate that issue further is needed.
There have been several efforts for the investigation of the formal development team which was formed in the IAI to develop a common 2D standard specification between ISO/STEP and IAI/IFC since 2002. As a result, a drafting model has been included in the IFC2.x2 model. However, to be used actively in the construction practice for construction drawing exchange, the IFC model should be extended to the paper space for multiple views, drawing output, and delivery of drawings. Therefore, in this paper, the methodology of relating STEP and IFC has been investigated and schema extension of paper space(drawing sheet, presentation view, view pipeline), complex entity(leader), and dimension(associative) have been achieved. The resulting, IFC model will enable a basic harmonization with KOSDIC. SCADEC, and STEP-CDS by retaining the current IFC architecture. In addition, IT systems for the construction industry can be beneficial from the developed data model.
Industry Foundation Classes(IFC)는 Building Information Modeling(BIM)을 위한 표준 데이터 스키마로 정보의 상호운용성 확보를 위한 핵심이지만, 건물만을 대상으로 하고 있어 토목 시설물에 적용하기에는 한계가 있다. 이에 따라 기존 IFC에 토목 시설물을 위한 새로운 요소를 추가하는 연구가 진행되었지만, 상용 소프트웨어가 해당 기능을 추가하기 전에는 새로운 스키마를 활용할 수 없다. 본 연구에서는 토목 시설물에 적용하기 위한 IFC 데이터 스키마 활용 방안을 제시하고, 토목시설물을 위한 확장 요소와 기존 IFC 요소와의 정보 매핑을 통한 확장 IFC기반의 토목 시설물 정보모델링 방법을 제시하였다. 그리고 철도의 궤도 및 침목에 대한 IFC 확장 스키마를 제시하고 제시한 방법을 적용하여 그 활용성을 검증하였다.
LIU, Yuhan;AFZAL, Muhammad;CHENG, Jack C.P.;GAN, Vincent J.L.
국제학술발표논문집
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The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.157-166
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2020
Automated rebar fabrication, which requires effective information exchange between model designers and fabricators, has brought the integration and interoperability of data from different sources to the notice of both academics and industry practitioners. Industry Foundation Classes (IFC) was one of the most commonly used data formats to represent the semantic information of prefabricated components in buildings, whereas the data format utilized by rebar fabrication machine is BundesVereinigung der Bausoftware (BVBS), which is a numerical data structure exchanging reinforcement information through ASCII encoded files. Seamless transformation between IFC and BVBS empowers the automated rebar fabrication and improve the construction productivity. In order to improve data interoperability between IFC and BVBS, this study presents an IFC extension based on the attributes required by automated rebar fabrication machines with the help of Information Delivery Manual (IDM) and Model View Definition (MVD). IDM is applied to describe and display the information needed for the design, construction and operation of projects, whereas MVD is a subset of IFC schema used to describe the automated rebar fabrication workflow. Firstly, with a rich pool of vocabularies practitioners, OmniClass is used in information exchange between IFC and BVBS, providing a hierarchy classification structure for reinforcing elements. Then, using International Framework for Dictionaries (IFD), the usage of each attribute is defined in a more consistent manner to assist the data mapping process. Besides, in order to address missing information within automated fabrication process, a schematic data mapping diagram has been made to deliver IFC information from BIM models to BVBS format for better data interoperability among different software agents. A case study based on the data mapping will be presented to demonstrate the proposed IFC extension and how it could assist/facilitate the information management.
건축물을 중심으로 개발된 데이터 스키마인 Industry Foundation Class(IFC)를 토목구조물에 적용하기 위하여 IFC 요소를 확장하는 노력이 진행되고 있지만, BIM소프트웨어에서 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성하는 방법이 충분하지 않아 어려움이 따른다. 본 연구에서는 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 철도 궤도부 정보모델을 생성하기 위하여 독립적인 선형중심의 철도 궤도부 요소모델을 생성하고, 생성된 모델을 기반으로 확장 IFC 기반의 모델을 생성하는 방법론을 제시하였다. 이를 위하여 첫째, 철도 궤도부 요소를 연속적 구조물과 비연속적 구조물로 분류하였다. 연속적 구조물은 선형 기반 소프트웨어에서 생성하였고 이산화된 선형정보 연계를 통해 비연속 구조물을 독립적인 객체로 생성하고 이들을 통합하여 철도 궤도부 정보모델을 생성하였다. 둘째, 철도 궤도부의 정보관리를 위한 분류체계 및 확장 IFC 스키마를 제시하였다. 마지막으로 속성정보와 User-interface를 활용하여 객체의 의미정보를 식별하여 확장 IFC 요소와 매핑하였다. 제시한 방법론을 통하여 오송 철도종합시험선로를 대상으로 정보관리가 가능한 확장 IFC 기반의 정보모델을 생성됨을 확인하고 실용성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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