네트워크 공정표

왜 배우는가: 네트워크 공정표는 공사 전체의 작업 순서와 여유시간을 계산해 공기를 관리하는 기본 도구다. 실무에서 공정 지연의 원인인 주공정선을 찾는 데 쓰이며, 기술사 시험에서는 장·단점, CPM 계산, 여유 개념이 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제132회 1교시 3번, 제126회 1교시 7번, 제101회 1교시 10번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

네트워크 공정표는 작업 간 선후관계를 화살선과 결합점으로 나타내고, 작업의 시작·종료 시기와 여유시간을 계산하여 전체 공기와 주공정을 파악하는 공정표이다.

• 네트워크 공정표(Network Schedule)
• 주공정선(Critical Path)
• 총여유(Total Float, TF)
• 자유여유(Free Float, FF)
• 최조시작시각(Earliest Start Time, EST)
• 최지시작시각(Latest Start Time, LST)
• CPM(Critical Path Method)
• PERT(Program Evaluation and Review Technique)

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 공사의 모든 작업을 순서대로 이어 놓고, 어느 작업이 늦어지면 공사 끝이 밀리는지 찾는 표다. 이 표는 작업을 화살선으로 나타내고 작업과 작업 사이의 연결점을 결합점으로 나타낸다. 작업 순서가 명확해서 공종 간 간섭을 미리 볼 수 있다.

정식 정의로는 작업의 선후관계를 네트워크(망) 형태로 표현하고, 각 작업의 최조시작시각(EST, 앞 작업이 모두 끝난 뒤 가능한 가장 이른 시작 시각)과 최지시작시각(LST, 전체 공기를 넘기지 않는 가장 늦은 시작 시각)을 계산하는 공정표다.

핵심 용어는 다음과 같다. 주공정선은 시작 결합점에서 종료 결합점까지 가장 긴 경로이며, 여기에 있는 작업은 여유가 0이다. 총여유는 후속 작업과 전체 공기에 영향을 주지 않고 지연될 수 있는 최대 시간이다. 자유여유는 후속 작업의 최조시작시각에 영향을 주지 않고 지연 가능한 시간이다.

CPM은 작업의 소요시간을 하나의 값으로 보고 주공정을 계산하는 방법이고, PERT는 낙관·정상·비관 시간을 써서 기대 시간을 구하는 방법이다. 두 방법은 같은 네트워크 구조를 쓰되 시간 추정 방식이 다르다.

계산은 두 단계로 한다. 전진 계산에서는 EST와 EFT(최조종료시각)를 구하고, 후진 계산에서는 LFT(최지종료시각)와 LST를 구한다. 여유는 LST - EST 또는 LFT - EFT로 구한다. 여유가 0인 작업들이 이어진 경로가 주공정선이다.

3. 등장 배경과 필요성

횡선식 공정표(Gantt 차트)는 작업별 시기를 보기 쉽지만 작업 간 선후관계와 한 작업의 지연이 전체 공기에 주는 영향을 보이기 어렵다. 공사 규모가 커지고 공종이 많아지면서 이 한계를 보완할 도구가 필요해졌다.

1950년대 말 미국 해군과 방산 프로젝트에서 PERT가, 화학 플랜트 공사 분야에서 CPM이 개발되어 네트워크 기법이 체계화되었다. 이후 건축·플랜트 공사에서 공정 지연 분석과 공기 연장 clam 판단의 근거로 쓰이게 되었다.

네트워크 공정표는 작업의 선후관계를 명시하므로 공정 변경의 영향을 빠르게 계산할 수 있다. 따라서 공정 회의에서 지연 책임과 대책을 정하는 근거로 쓰이고, 건설사업관리에서 공기 관리 기준으로 활용된다.

4. 구성요소·원리·절차

네트워크 공정표는 작업(activity)을 화살선으로, 작업의 시작과 끝을 결합점(node, event)으로 나타낸다. 작업 사이의 선후 관계(logic)가 한눈에 드러나므로 크리티컬 패스(Critical Path) 를 찾고 공기를 계산하는 데 쓴다. 기본 구성요소는 다음과 같다.

작업 간 관계는 선행·후속 관계로 정의한다. 한 결합점에서 여러 작업이 모이면 가장 늦게 끝나는 작업이 그 결합점의 시점을 정한다. 이것이 공정표 계산의 핵심 원리다.

가장 긴 경로가 전체 공기를 결정하며, 이 경로의 작업이 지연되면 전체 공기가 늦어진다.

네트워크 공정표 작성 절차는 다음과 같다.

• 공사 범위를 작업으로 분해하고 작업 간 선후 관계를 정한다.
• 작업별 소요일수를 산정한다.
• 네트워크 도면을 그리고 더미로 선후 관계를 정리한다.
• 전진 계산으로 각 작업의 가장 이른 시작 시각(EST) 과 가장 이른 종료 시각(EFT) 을 구한다.
• 후진 계산으로 가장 늦은 시작 시각(LST) 과 가장 늦은 종료 시각(LFT) 을 구한다.
• 여유 시간을 계산하고 여유가 0인 작업을 연결해 크리티컬 패스를 찾는다.
• 공정표를 검토하고 자원 배분을 조정한다.

전진 계산의 식은 다음과 같다.

$EFT_j = EST_j + D_j$

$EST_j = \max(EFT_i)\quad (i \in \text{선행 작업})$

여기서 D_j는 작업 j의 소요일수(일)이다. 후진 계산은 다음과 같다.

$LST_i = LFT_i - D_i$

$LFT_i = \min(LST_j)\quad (j \in \text{후속 작업})$

마지막 작업의 LFT는 전체 공기(프로젝트 완료 예정일)와 같다. 이 값을 기준으로 역방향으로 계산한다. 여유 시간은 다음과 같이 구한다.

$TF_i = LFT_i - EFT_i = LST_i - EST_i$

$FF_i = EST_{j} - EFT_i \quad (j\text{: 바로 뒤 작업})$

TF는 총여유(Total Float), FF는 자유여유(Free Float)다. TF = 0인 작업이 크리티컬 패스를 이룬다.

계산 순서를 정리하면 다음과 같다. 전진 계산에서는 시작 결합점의 EST를 0으로 두고 앞에서 뒤로 진행한다. 후진 계산에서는 마지막 결합점의 LFT를 공기로 두고 뒤에서 앞으로 진행한다. 두 계산이 끝나면 각 작업의 TF를 구하고, TF가 0인 작업만 연결하여 크리티컬 패스를 확정한다.

5. 관련 법령·기준·표준

네트워크 공정표는 법령이 정한 방법이 아니라 공정관리 실무와 공정관리 기법 교재에서 쓰는 표준 기법이다. 건설 현장에서는 발주처와 감리가 승인한 공정계획서에 이 방식을 포함하도록 요구하는 경우가 많다. 공정표 작성의 기준이 되는 기법과 수치는 다음 표와 같다.

위 표의 기준은 공정관리 기법에서 널리 쓰는 계산 규칙이다. 개별 공사의 공정표 작성 세부 규정은 해당 발주처 공사계약 조건과 시방서를 따른다.

네트워크 기법은 활동 중심(Activity on Arrow, AOA)과 노드 중심(Activity on Node, AON) 두 방식이 있다. 현재는 노드 중심 방식이 주로 쓰이며, 노드에는 작업명, 소요시간, EST, EFT, LST, LFT, 여유를 함께 적는다. 공정관리 소프트웨어는 이 계산을 자동으로 수행한다.

관련 기준의 개정 연혁은 공정관리 교재의 판본에 따라 다르다. 법령 개정과 직접 연결되는 내용은 본 절에서 다루지 않는다.