CAD/BIM/GIS 융복합 활용 방향과 디지털 트윈
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한국환경정책평가연구원이 2019년 12월 6일 서울 양재동 엘타워에서 개최한 KEI환경포럼에서 발표한 자료입니다. CAD/BIM/GIS의 융복합 활용 동향, 현실적 어려움, 그리고 궁극적 방향으로서 디지털 트윈에 관해 발표했습니다.
CAD/BIM/GIS 융복합 활용 방향과 디지털 트윈
- 1. CAD/BIM/GIS 융복합 활용 방향과 디지털 트윈 2019년 12월 6일 가이아쓰리디㈜ 대표이사 신상희([email protected]) <KEI환경포럼>
- 3. CAD/BIM 분야 특성 1. 특별한 SW가 필요 - CAD/BIM 데이터에 접근하거나 가시화하기가 어려움 2. 독점적이고 폐쇄적인 기술 3. 공간적 맥락과 약한 결합 3 CAD/BIM 분야 특성
- 4. Geospatial 분야 특성 1. 특별한 SW 없이 웹 상에서 서비스하는 게 일상화 2. 활성화된 오픈소스 프로젝트와 표준화(OGC) 3. 실외 공간을 주로 다룸 4 Geospatial 분야 특성
- 5. BIM/CAD GeoSpatial GeoBIM • 미시적 • 설계 • 적지 선정 • 자산 관리 • 공정 관리 • 안전 관리 • 에너지 관리 • 패러메트릭(Parametric) 모델 • 거시적 • 도시 계획 • 스마트시티 • 실내외 공간 모니터링 • 소방/방재 • 에너지 관리 • 비상 계획 • 서피스(Surface) 모델 GeoBIM 개념의 등장 5
- 6. 배경 1990년대 2000년대 2010년대 2020년대? <Source : 이기준, 2012, “공간정보관련 현안 이슈와 대응전략” 발표 자료를 재구성 > > 10km 전문가 사용자 - 도시계획 - 국토건설 > 1km 일반 사용자 - 네비게이션 - 인터넷 지도 > 100m 일반 사용자 - 보행자 - SoLoMo > ?m 기기? - 실내? - Invisible? 사용자 층의 변화 사용자 역할 변화 어떤 변화??? 6
- 8. CAD/BIM/GIS의 이상적인 통합 모습 CAD/BIM + GIS = GeoBIM 8
- 9. GeoBIM의 기대 효과 • 건축, 토목 분야의 계획, 설계, 시공 단계에 효율적으로 공간정보 제공 • 광역적 기간 시설 건설 시 BIM 사용 효율성 증대 • 지역적, 국가적 차원의 시설물 관리 용이 • 빠르게 변화하는 건물, 인공구조물 등을 생애주기 측면에서 추적하고 관리 • BIM 데이터를 재활용함으로써 스마트시티 등의 3차원 모델 구축 비용 및 시간 절감 • 스마트시티 등의 도시 관리 분야에서 건물 부터 지구, 시 단위까지 통합적 관리 • 각 시설물의 생애주기에 맞춘 다양한 수준의 공간분석과 시뮬레이션 • 디지털 트윈의 기본 정보 중 하나로 활용 <Source : F. Noardo 외, 2019, EUROSDR GEOBIM PROJECT A STUDY IN EUROPE ON HOW TO USE THE POTENTIALS OF BIM AND GEO DATA IN PRACTICE> 9
- 10. EuroSDR(유럽 국가지도제작기구 협회)의 GeoBIM 연구 <Source : http://www.eurosdr.net/research/current> <Source : https://3d.bk.tudelft.nl/projects/eurosdr-geobim/> The spatial data research interests of European countries are represented through the membership in EuroSDR of national organisations from their production and research sectors.
- 11. 표준화 기구들의 통합을 위한 활동(IDBE) “… to increase interoperability between the geospatial and built environment domains, specifically through coordination of standards development… “ 11
- 12. 산업계의 시도들 12
- 13. 오픈소스 진영의 도전
- 14. 쉽지 않은 도전 – 정보의 손실 ADE (Application Domain Extension) <Source : Filip Biljecki, 2019, Extending CityGML for IFC-sourced 3D city models> 14
- 15. 쉽지 않은 도전 - 서로 다른 언어 ត ើអ្នកកំពុងនិយាយអ្វី?మీరు దేని గురించి మాట్లా డుతున్నారు? • 다양한 전문용어와 약어 • 동일한 용어에 대한 다른 이해 • BIM/CAD의 속성 정보 통합의 어려움 • 자신의 분야에 대한 자부심 BIM/CAD GeoSpatial 15
- 16. 쉽지 않은 도전 - 음악 없는 MP3 플레이어 • 당신이 평생 동안 본 BIM 데이터의 개수는? • BIM/CAD로 된 데이터가 많을까? 아니면, 그냥 종이도면이 많을까? • BIM/CAD 소유자들은 자신들의 데이터 공유에 비우호적 • 3차원 데이터를 구축하는데 많은 비용이 들지만, BIM/CAD 데이터 구축은 그 이상의 비용이 소요됨 16
- 17. 쉽지 않은 도전 – 표준! • BIM/CAD 분야는 산업계 전반적으로 표준 활용이 저조 “왜 Revit 파일을 IFC로 변환해서 드려야 하죠?” “정부가 시켜서 어쩔 수 없이 IFC나 CityGML로 납품하죠.” • 포맷 변환 과정에서 설계 데이터의 도형/속성 정보가 손실되는 경우가 많음 • 산업계 고객들은 설계 소프트웨어의 자체 포맷을 선호 • 포맷 변환은 고객이나 사용자에게 부담으로 작용 17
- 18. 쉽지 않은 도전 – 데이터 생애주기에 대한 이해 • 고객에게 받은 BIM/CAD 파일은 거의 대부분 최종본이 아님 • 수많은 버전의 BIM/CAD가 존재 • CAD/BIM은 생애주기에 따라 지속적으로 수정, 갱신 BIM/CAD Format IFC CityGML 활용 서비스 • 당신의 고객도 어느 파일이 최종본인지 모르는 경우가 많음 • BIM/CAD 데이터가 깨끗할 것(!)이라는 기대를 버릴 것 – 소위 Dark Data! 18
- 19. 쉽지 않은 도전 – 시각화 • 대용량 BIM/CAD 데이터의 시각화는 여전히 도전적 과제 • 많은 고객들은 예쁜(!) 시각화를 바람 • 예쁜 시각화를 만족시켜주면 이제 고객들은 뭔가 다른 기능을 원하기 시작함 • 궁극적으로 3차원 분석, 3차원 시뮬레이션 등을 희망 19
- 20. 디지털 트윈(Digital Twin) <Source: https://www.pbctoday.co.uk/news/bim-news/digital-twin-4-0/64519/> Digital Twin A realistic digital representation of assets, processes or systems in the built or natural environment. The complexity of that representation, and degree of connectedness, varies depending on maturity. 20
- 21. 디지털 트윈(Digital Twin) - 가트너의 2018, 2019년 주목해야 할 10대 기술 <Source: https://gartner.com/SmarterWithGartner> 21
- 22. 디지털 트윈(Digital Twin) – 연원 Concept: Digital Informational Construct Vision: Create, Test, Build ➔ 통제된 환경(Controlled Environment)이 가능한 제조업에서 활용 시작 22
- 23. 디지털 트윈(Digital Twin) – 디지털 트윈의 단계와 기본 요소 Element Defining principle Outline usage 0 Reality capture As-built survey 1 2D map/system or 3D model Design/asset optimisation and coordination 2 Static data, metadata and BIM Stage 2 4D/5D simulation 3 Real-time data Operational efficiency 4 Two-way data integration and interaction Remote and immersive operations 5 Autonomous operations and maintenance Self-governance, oversight and transparency <Source: https://theiet.org/digital-twins><Source: https://blog.lgcns.com/1864 > 23
- 24. 디지털 트윈(Digital Twin) – 정부 차원의 움직임 24
- 25. 디지털 트윈(Digital Twin) – 정부 차원의 움직임(영국) Building Locale Neighborhood City Region Nation <Source: https://www.cdbb.cam.ac.uk/national-digital-twin-programme, and Jeremy Morley> 25
- 26. 디지털 트윈(Digital Twin) – 정부 차원의 움직임(한국) <Source: 2019년 스마트시티 시범도시(세종, 부산) 디지털트윈 마스터플랜 수립 및 시범시스템 구축용역 제안요청서, LX공사> 26
- 27. 디지털 트윈(Digital Twin) – 기회와 위험요소 기회 위험요소 • 건축 및 운영 비용 감소 • 사이버 보안 문제 • 보다 효율적인 각종 설계 • 과대 홍보와 과도한 기대 • 장단기 효율성 및 생산성 향상 • 시스템의 복잡도에 따라 증가하는 디지털 트윈 구 축과 관리 비용 • 각종 자산 상태에 대한 더 나은 이해 • 미흡한 표준화와 산업계 협력 • 가상공간에서 시뮬레이션 혹은 리허설을 해 봄으로 써 사전 위험 요소 파악 및 갈등 비용 저감 • 부족한 인력 • 협력 증진 • 공통 용어와 지식의 부재 <Source: IET, Digital twins for the built environment> 27
- 28. 시사점 • 목적에 맞는 정확도와 정밀도 데이터 구축 및 활용 필요 • CAD/BIM/GIS 같은 데이터 뿐만 아니라 Point Cloud, Mesh, Geo-Media 같이 새롭게 등장하는 다종다기한 센서, 데이터의 통합 필요 • GeoBIM과 디지털 트윈이 만병통치약이 아님 • 상호운용성 확보를 위한 표준이 매우 중요 – 포맷이나 최소한 인터페이스 표준 • 데이터의 생애주기를 이해하고 이에 따른 활용 방안 모색 필요 • GeoBIM과 디지털 트윈 구축은 긴 여정. 지치지 않고 각 단계별 성과물과 가치에 집중할 필요 • 정부, 산업계, 학계, 연구계의 협력과 소통이 중요 • GeoBIM, 디지털 트윈의 진정한 가치는 타 영역과 연동될 때 발휘됨 – 개별 산업 위주 관점에서 벗어나 국가적, 통합적 정책과 통찰 필요 • 그럼에도 산업현장과 사회는 Digital Transformation을 통해 디지털 트윈 세상으로 급속히 이동 중이며, UN SDG 목표를 달성하기 위한 필수 도구로 점차 인식되어지고 있음 28
- 29. 분석 시뮬레이션 가시화 정적/ 동적 지상 / 지하 실내/ 실외 객체/ 현상 다출처/ 이기종 센서 <Source: https://www.arcweb.com/ja/node/149 수정> 29 국가 디지털 트윈의 미래상 National Digital Twin