선형공정계획

왜 배우는가: 선형공정계획은 아파트·도로·터널처럼 같은 작업이 구간마다 반복되는 공사에서 공종별 작업조가 쉬지 않고 이어지도록 공정을 짜는 기법이다. 공기와 자원 낭비를 줄이는 방법으로 실무 현장 공정관리에 쓰이며, 공정관리 기법을 비교하는 문제에서 CPM과 대비해 반복적으로 출제된다.

출제 이력: 제114회 1교시 4번, 제103회 1교시 9번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

선형공정계획(LSM)은 반복되는 작업을 공간(위치)별로 나타낸 그래프에서 작업조가 쉬지 않고 연속 작업하도록 공기와 자원을 계획하는 도식적 공정계획 기법이다.

• 핵심 키워드: 선형공정계획(LSM), 반복작업(repetitive activity), 연속 자원 투입, 작업 위치(공간)축, 작업조 생산성(기울기), 선형 공정(linear project), LOB 기법, 임계경로법(CPM)과의 차이

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 같은 일을 구간을 옮겨 가며 반복하는 공사에서 작업팀이 한 구간이 끝나면 바로 다음 구간으로 넘어가도록 일정을 그리는 방법이다. 도로 포장, 송유관 매설, 고층 아파트 골조처럼 작업 방향이 한 방향으로 길게 이어지는 공사에 맞는다.

정식 정의는 다음과 같다. 선형공정계획은 반복 작업을 가로축에 시간, 세로축에 위치(구간 또는 층)를 두어 표현하고, 각 작업의 시작점과 끝점을 직선으로 이은 그래프로 공정을 나타내는 기법이다. 그래프의 작업선(작업 직선)은 작업조가 위치를 이동하는 궤적이며, 그 기울기는 작업조의 이동 속도, 즉 생산성을 뜻한다.

핵심 용어를 정리하면 다음과 같다.

• 작업선(line of work): 한 작업조가 구간을 따라 이동하는 선이다. 기울기가 완만할수록 느리게 진행된다.
• 여유시간(buffer): 선행 작업조와 후속 작업조 사이에 두는 최소 간격이다. 작업조가 서로 기다리지 않도록 둔다.
• 연속성(continuity): 한 작업조가 한 구간을 떠나면 바로 다음 구간에 들어가도록 하는 조건이다. 이 연속성이 LSM의 핵심 목적이다.

3. 등장 배경과 필요성

기존 공정계획은 단위작업의 선후관계만 보고 공기를 줄이는 방식이었다. 임계경로법(CPM)은 네트워크로 선후관계를 표현하지만, 같은 작업이 여러 구간에서 반복될 때 작업팀이 구간 사이를 옮겨 다니는 모습을 드러내지 못했다. 그 결과 작업팀이 한 구간에서 끝나고도 다음 작업이 준비되지 않아 대기하거나, 같은 공종이 동시에 몰려 자원이 급격히 늘고 줄기를 반복하는 문제가 생겼다.

LSM은 이 문제를 줄이기 위해 작업을 위치 기준으로 그린다. 작업조가 구간마다 쉬지 않고 이동하도록 일정을 짜면 인력과 장비의 유휴시간과 재동원(hiring-and-firing)이 줄어든다. 또 반복 작업을 수행할수록 작업자의 숙련도가 올라가는 학습효과를 일정에 반영할 수 있다. 이런 이유로 선형 공사에서 자원 연속성을 확보하는 수단으로 필요해졌다.

작업조 사이의 간격을 정하는 방법도 이 배경에서 나온다. 선행 작업조가 한 구간을 끝낸 뒤 후속 작업조가 그 구간에 들어갈 때까지 필요한 최소 간격을 두어야 간섭이 없다. 이 간격이 공기를 결정하는 기준이 된다.

4. 구성요소·원리·절차

선형공정계획(Linear Scheduling)은 반복 구간을 가로축 공기와 세로축 위치로 놓고, 작업조가 구간을 옮겨 가는 경로를 선으로 그리는 방법이다. 구성요소는 다음과 같다.

구성요소 중 작업선과 기울기가 핵심이다. 구간 수가 같은 반복 공사에서는 작업선이 기울기별로 정리되어 한눈에 공정이 보인다. 기울기가 완만한 선은 작업 속도가 느리고, 가파른 선은 빠르다.

원리는 작업조의 연속성이다. 작업조가 구간을 끊김 없이 이동하도록 작업선을 평행하게 배치한다. 선행 작업선과 후행 작업선이 교차하면 자원이 겹치거나 기다리는 시간이 생긴다. 따라서 교차를 피하도록 간격을 잡는 것이 간섭여유를 확보하는 일이다.

작업 속도는 다음 식으로 구한다.

$v = \frac{L}{t}$

여기서 v는 작업 속도(m/일 또는 구간/일), L은 구간 길이(m) 또는 구간 수, t는 해당 구간의 작업 기간(일)이다. 예를 들어 구간 길이가 30m이고 작업 기간이 3일이면 v = 30 ÷ 3 = 10m/일이다. 결과는 현장 작업조의 일 생산성과 비교해 상식 범위인지 확인한다.

LSM은 작업조가 구간을 중단 없이 이동하도록 작업선을 배치하는 일정계획 기법이다.

작성 절차는 다음과 같다.

• 반복 구간을 나누고 구간 수를 정한다.
• 단위작업별로 구간당 소요 기간을 산정한다.
• 작업 속도 v = L/t를 계산하여 작업선의 기울기를 정한다.
• 선행 작업선과 간섭여유를 두고 작업선을 평행하게 작도한다.
• 작업선이 서로 교차하거나 겹치는 구간을 찾아 자원 중단 여부를 검토한다.
• 마지막 구간의 종료 시점을 읽어 전체 공기를 확정하고 자원을 평준화한다.

5. 관련 법령·기준·표준

LSM은 특정 법령이 정한 계산 방식이 아니다. 공사 관리 체계 안에서 공정표 작성 방법으로 쓰인다. 관련 근거는 다음과 같다.

법률 조문에 LSM의 기준값은 정해져 있지 않다. 따라서 답안에는 법령 조항 번호를 쓰지 않고 기준 이름만 쓴다. 발주기관이 요구하는 공정표 양식이 있으면 그 양식을 따른다.

LSM에서 핵심이 되는 값은 두 가지다. 첫째는 구간 길이 L이고, 둘째는 작업 기간 t다. 두 값에서 작업 속도 v가 정해진다. 이 값들은 설계도와 작업 실적에서 나오므로, 기준표에 고정된 수치로 적지 않는다.

표의 값은 계산으로 얻는 관계식이다. 발주기관이 정한 공정 관리 기준이 있으면 그 값이 우선한다.

6. 유형과 비교

선형공정계획은 반복작업의 공간 이동을 기준으로 여러 공정계획 기법과 구분된다. 같은 반복 구간을 다루는 기법이라도 시간축과 공간축 중 무엇을 기준으로 삼는지에 따라 적용 대상이 달라진다.

LSM은 가로축에 시간, 세로축에 위치(연장, 층)를 두고 작업을 사선으로 그린다. 사선의 기울기는 작업 속도(생산성)를 뜻한다. 같은 기울기를 유지하면 작업조가 구간을 떠나지 않고 연속으로 이동한다.