Li, Mingkai;Li, Dezhi;Zhang, Jiansong;Cheng, Jack C.P.;Gan, Vincent J.L.
국제학술발표논문집
/
The 8th International Conference on Construction Engineering and Project Management
/
pp.75-84
/
2020
Modular construction is a construction method whereby prefabricated volumetric units are produced in a factory and are installed on site to form a building block. The construction productivity can be substantially improved by the manufacturing and assembly of standardized modular units. 3D printing is a computer-controlled fabrication method first adopted in the manufacturing industry and was utilized for the automated construction of small-scale houses in recent years. Implementing 3D printing in the fabrication of modular units brings huge benefits to modular construction, including increased customization, lower material waste, and reduced labor work. Such implementation also benefits the large-scale and wider adoption of 3D printing in engineering practice. However, a critical issue for 3D printed modules is the loading capacity, particularly in response to horizontal forces like wind load, which requires a deeper understanding of the building structure behavior and the design of load-bearing modules. Therefore, this paper presents the state-of-the-art literature concerning recent achievement in 3D printing for buildings, followed by discussion on the opportunities and challenges for examining 3D printing in modular construction. Promising 3D printing techniques are critically reviewed and discussed with regard to their advantages and limitations in construction. The appropriate structural form needs to be determined at the design stage, taking into consideration the overall building structural behavior, site environmental conditions (e.g., wind), and load-carrying capacity of the 3D printed modules. Detailed finite element modelling of the entire modular buildings needs to be conducted to verify the structural performance, considering the code-stipulated lateral drift, strength criteria, and other design requirements. Moreover, integration of building information modelling (BIM) method is beneficial for generating the material and geometric details of the 3D printed modules, which can then be utilized for the fabrication.
모듈러 시방서는 모듈제작, 운송, 설치에 필요한 요구사항을 기술하는 계약문서이다. 그러나 기존 모듈러 시방서의 문제점은 모듈러 공사에서 요구하는 성능수준을 보장해주지 못하고 공사별 특성을 배제한 채 건축공사 표준시방서의 내용을 그대로 차용하고 있다는 것이다. 본 연구에서는 모듈러 건축의 품질개선 방안으로 모듈러 특성에 적합한 공사시방서를 제안하였다. 연구의 범위는 하자발생이 높은 방수공사 및 기계설비공사에 한하여 진행하였다. 본 연구에서 제안하는 모듈러 시방서 개선방안은, 1) 마스터 포맷에 따른 descriptive형식의 서술, 2)누수점검 및 검사 항목 반영, 3) 모듈러 특성을 고려한 시방서 내용 작성이다. 개선안을 전문가 면담을 통해 검증하였으며 이와 같은 개선방안이 모듈러 공사시방서를 보완하여 향후 모듈러 건축의 품질향상을 가져올 수 있을 것으로 평가하였다. 본 연구에서 제안하는 시방서 개선안은 전체 공사시방서 작성의 가이드가 될 수 있으며, 이를 통해 모듈러 건축의 하자발생률을 낮추는데 큰 영향을 미칠 수 있을 것이다.
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
/
pp.484-491
/
2022
A paradigm shift in teaching modular construction in higher education and K-12 is proposed as a means to increase the future adoption of the modular construction technique. To this effect, a new education module is presented to STEM educators. This education module is based on LEGOs and directed towards educators in the architecture, engineering, and construction (AEC) industry. The main objectives of the education module are to increase interest and knowledge of modular construction, acknowledge the benefits of using 3D design with 4D scheduling, and create a simulating hands-on educational opportunity. The education module is designed to allow participants to experience a hands-on simulation of modular construction and stick-built construction through building a LEGO project. Participants are challenged to find the advantages and disadvantages in both construction systems first-hand and record their findings. Results are presented from the preliminary testing of this education model on a group of construction management students at the University of Nevada, Las Vegas. Overall, the survey results showed that the LEGO education module was successful at achieving the project's three main objectives: 1) increasing the participants' interest and knowledge of modular construction through an interactive project; 2) increasing the participants' understanding of the benefits of 3D design with 4D scheduling over the use of 2D drawings; and 3) creating a simulating hands-on educational opportunity to help participants compare modular construction to stick-built construction. In the end, this proposed a new LEGO education module addressing the problems identified from this study with more participants.
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
/
pp.336-343
/
2022
Industrial robotic arms are widely adopted in numerous industries for manufacturing automation under factory settings, which eliminates the limitations of manual labor and provides significant productivity and quality benefits. The U.S. modular construction industry, despite having similar controlled factory environments, still heavily relies on manual labor. Thus, this study investigates the U.S., Canada, and Europe-based leading modular construction companies and research labs implementing industrial robotic arms for manufacturing automation. The investigation mainly considered the current research scope, industry state, and constraints, as well as identifying the types and specifications of the robotic arms in use. First, the study investigated well-recognized modular building associations, the Modular Building Institute (MBI), and renowned architecture design magazine, Dezeen to gather industry updates. The authors discovered one university lab and a few companies that adopted Switzerland-based robotic arms, ABB. Researching ABB robotics led to the discovery of ABB's competitor, Germany-based KUKA robotic arms. Consequently, research extended to the companies and labs adopting KUKA models. In total, this study has identified seven modular companies and four research labs. All companies employed robotic arms and gantry robot combinations in a production-line-like system for partial automation, and some adopted design standardization for optimization. The common goal among the labs was to achieve greater flexibility and full automation with robotic arms. This study will help companies better implement robotic arm automation by providing recommendations from investigating its current industry status.
모듈러 공법은 건설 산업 경쟁력 강화를 위한 하나의 방안으로 주목받고 있다. 최근 핵가족화로 인한 소형주택의 수요 증가, 건식공법으로 변화되는 건설 산업 환경, 친환경 건설에 대한 요구 등에 따라 모듈러 공법 시장은 큰 성장세가 기대되고 있다. 하지만 아직 모듈러 업체들이 표준화되지 않은 내역체계로 공사를 수행하고 있어 공사비에 대한 리스크가 증가될 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 모듈러 공법의 특징과 프로세스가 반영된 내역체계를 개발하고자 하였다. 이를 위해 우선 모듈러 공법, WBS, CBS의 개념 정리 및 일반 RC공사에 쓰이는 표준 내역서를 분석하고 모듈러 공법이 적용된 사례 분석과 전문가 인터뷰를 통해 모듈러 공법 내역체계에 적합한 작성기준들을 선정하였다. 한편 모듈러 공법은 공장생산 비율이 높기 때문에 프로젝트 흐름을 반영하여 모듈러 공장제작, 모듈러 현장시공, 일반 현장시공으로 체계를 크게 구분하였으며 각 내역 항목들 중에서도 모든 현장에 공통으로 적용이 가능한지 아닌지, 규격 변경 또는 내역 삭제가 가능한지 아닌지 등을 표시하였고 마지막으로 숫자로 구성된 코딩을 넣음으로써 모듈러 공법의 특징이 반영된 내역서를 개발하였다. 이는 모듈러 공법 공사비 예측 정확도를 높여 공사비에 대한 리스크를 절감시키고, 더 나아가 모듈러 공법 활성화에 기여할거라 기대된다.
The modular construction is as yet early stage of market in Korea. So It is have difficulty of market demand forecast of the modular building. Therefore, this study was done analysis for market trends of the modular building using ARIMA(Auto Regressive Integrated Moving Average) model by time series data.
Domestic construction industry has experienced many difficulties as it has been on a downward. It's a way that active modular structure market to solve this problem. However, as Modular structure technical standard in Korea is in the early stages, our modular factory maufactured rate is almost 40% lower than overseas. Besides, there is less design diversity so it just applies for a few buildings like low-rise building and general group barrackes. To deal with these problems, it is essential to modulating the equipment which can improve the production rate. This will help to ensure the quality, shortening of the construction period, the reduction of labor costs. We have defined the name of segmented by each installation location of the equipment to modulating equipment. And it was examined the suitability of the modulating of the location-specific utility system. The results of the analysis are discussed on the page.
The current architectural design of unit modular has been based on 2D of CAD program, so unit modular character which needs unit information management, as a dried-member system, has no effect on design process. The purpose of this study is We have developed a suitable BIM design process, according to various works of construction, then tried to contribute to supply and activation of the urban-life-housing based on unit modular. The BIM modeling process based on unit modular has been in order of unit combination with preparing manual classification, and, it has been constructed, at construction site, from housing foundation to roof finish by Bottom-up method. At a manufacturing factory, it has been produced in order of 1) grouping materials and parts, 2) fabricating unit boxes, and 3) interference examination of unit boxes, and each order has been classified as housing structure, architecture, plumbing process separately. At a construction site, the fabrication has been done in order of, like as a real housing construction scenario, 1) RC foundation work 2) unit module job-site-fabrication work, 3) roof truss work, 4) plumbing and HVAC work, and 5) housing interior finish work. After modeling process, the interference examination on each work of construction has finally completed modeling. The Unit modular utilizing BIM modeling can make easy housing maintenance through systematic control with preparing manual of unit module information, and securing accurate and speedy construction information. And it will promote design credibility and create maximum effect of unit modular construction method, such as construction period reduction and upgrade of construction quality, etc., through the computer simulation as real as construction environment in cyber space, and with the interfering examination.
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
/
pp.536-542
/
2022
Cost overruns, schedule delays, and a shortage of skilled labor are common problems the construction industry is currently experiencing. Modularization and standardization strategies have the potential to resolve the various problems mentioned above and have been applied for various construction applications for a long time. However, the level of modularization remains low, and modular construction projects have not been getting the full benefits. Thus, this review investigated the cutting-edge technologies currently being utilized to develop the modular construction field. For this paper, qualified research papers were identified using predetermined keywords from previous related research papers. Identified literature was then filtered and analyzed. According to the included reviews, several technologies are being developed for modular construction. For example, automated design and monitoring systems for modularization were developed. In addition, research labs are utilizing robotic arms for modular construction to achieve a high level of completion in the construction industry, as is seen in the manufacturing industry. Despite these efforts, more research and development are necessary because some automation technologies still require manual activities. Thus, there is great potential for further development of modularization techniques, and further research is recommended to achieve high levels of modularization.
모듈러 주택은 많은 장점이 있음에도 불구하고, RC구조에 익숙한 소비자들의 모듈러 주택에 대한 낮은 선호도가 모듈러 주택의 높은 공사비를 초래하고 있다. 모듈러 건축물의 공사비는 RC 구조 대비 130% 전후로 형성되어 있어 모듈러 건축물의 경제성 확보가 시급하다. 따라서 본 연구에서는 모듈러 주택의 공종별 절감가능 금액을 산출한 후, 장기적 관점에서의 경제성 분석을 진행하였다. 연구 진행을 위해 모듈러 주택의 내역서를 공장제작분 및 현장설치분으로 분개하여 공종별 발생하는 재료비, 노무비, 경비를 비교 분석을 진행했다. 그 후 파레토도를 작성하여 비용 누계 80% 내외에 포함되는 핵심 공종을 찾아 공사비 절감 가능대상으로 선정하였다. 국내 모듈러 건축의 시장규모가 일본, 유럽 국가 등 모듈러 선진국 수준과 비슷하다는 가정하에 전문가 인터뷰를 통해 모듈러 공법의 특성을 반영한 비용절감 방법을 설정하였고, 모듈러 업체 전문가를 대상으로 한 설문조사를 통해 비용절감 방법을 적용했을 때의 공종별 절감 가능 금액을 산출하고, 총 절감가능 금액을 산출했다. 비용절감 방법 중 '자동화 및 기계화'방법을 적용했을 때의 절감가능성이 1.54%로 가장 큰 것을 알 수 있었고, 국내 모듈러 생산 과정이 전자동화 및 기계화가 된다면 공사비 절감 뿐만 아니라 공기 단축도 기대해 볼 수 있다고 판단한다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.