철도기술사 · 개념서 · 건설사업 관리 및 설계

설계VE

왜 배우는가: 설계VE는 철도 건설사업의 사업비를 설계 단계에서 낮추는 대표 기법이다. 분석절차와 효과, 평가기준을 함께 답하려면 개념의 원리부터 정확히 알아야 한다. 이 개념은 절차, 효과, 평가기준을 나눠 묻는 문제로 출제되었다.

출제 이력: 제124회 3교시 3번, 제115회 3교시 5번, 제103회 2교시 3번, 제102회 1교시 10번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

설계VE는 설계 단계에서 기능의 수준을 유지하면서 총비용을 낮추거나 가치를 높이는 체계적 검토 활동이다.

핵심 키워드

쉽게 말하면 같은 목적의 시설을 더 싸게 짓되, 쓸모는 떨어뜨리지 않도록 설계 단계에서 방법을 찾는 일이다. 발주자가 원하는 기능을 먼저 정하고, 그 기능을 가장 적은 비용으로 구현하는 대안을 고른다.

정식으로 정의하면 설계VE는 가치공학(VE)의 원리를 설계 단계에 적용하는 활동이다. 대상 시설의 기능을 분석하고, 기능별 비용을 비교하여, 낭비되는 비용을 줄이는 대안을 체계적으로 찾는다.

가치공학은 가치를 기능과 비용의 관계로 본다. 가치 V는 V = F ÷ C로 나타낸다. 여기서 F는 기능의 크기, C는 비용이다. 같은 기능이라면 C를 줄일수록 V가 커진다. 설계VE는 F를 떨어뜨리지 않고 C를 줄이는 방향을 우선한다.

기능분석은 설계VE의 핵심 절차다. 대상의 기능을 ‘무엇을 하는가’로 정의하고, 기본기능과 보조기능으로 나눈다. 기능마다 드는 비용을 대조하면 기능에 비해 비싼 부분이 드러난다. 이 차이가 대안을 찾는 출발점이 된다.

설계VE의 대상은 설계 중인 시설이다. 이미 운영 중인 품목의 원가를 낮추는 가치분석과는 목적이 다르다. 가치분석은 이미 쓰이는 품목의 원가절감을 목적으로 하는 반면, 가치공학은 앞으로 설계하거나 생산할 대상에 쓰는 경우가 많다. 설계VE는 후자에 해당한다.

가치를 판단할 때 기능 외의 값도 존재한다. 교환가치, 희소가치, 비용가치 같은 무형의 가치는 기능과 같은 수준으로 측정하기 어렵다. 그래서 설계VE에서는 기능을 기준으로 가치를 판단하는 것이 원칙이다.

설계VE 팀은 설계자와 독립된 전문가로 구성하는 것이 일반적이다. 설계자가 자기 설계를 스스로 검토하면 기존 방식을 고수하기 쉽기 때문이다. 발주자는 검토 결과를 받아 설계에 반영할지 결정한다.

설계VE는 가치공학을 건설 설계 단계에 적용한 것이다. 가치공학은 1940년대 후반 미국 제조업에서 자재가 부족해지자, 같은 기능을 다른 재료와 공정으로 구현하는 방법을 찾으면서 체계화되었다. 이후 제조 원가 절감 기법으로 자리 잡았고, 건설 분야로 넓어졌다.

건설사업에서 설계VE가 필요한 이유는 설계 단계의 결정이 사업비를 크게 좌우하기 때문이다. 설계가 확정되고 시공이 시작된 뒤에 변경하면 설계 변경 비용과 공사기간 지연이 함께 생긴다. 따라서 설계 초기에 개입할수록 절감 효과가 커진다.

철도 사업은 노선이 길고 교량과 터널 같은 구조물 비중이 큰 시설이다. 구조 형식과 시공 방법의 차이가 사업비에 크게 반영된다. 설계 대안을 비교하는 설계VE가 효과를 내기 쉬운 이유다.

철도 사업은 또 규모가 크고 오래 운영되는 시설이다. 건설비뿐 아니라 유지관리비와 교체비까지 함께 봐야 한다. 이 때문에 설계VE는 생애주기비용(LCC) 관점과 연결하여 검토한다. 초기 건설비를 낮추려다 운영비가 크게 늘어나는 대안을 걸러내기 위해서다.

설계VE의 필요성은 다음과 같이 정리된다.

설계VE는 「건설기술 진흥법」에 근거를 두고 공공 건설사업에서 제도로 운영된다. 이 제도는 설계의 경제성을 높이고 사업비 낭비를 줄이려는 목적을 가진다. 적용 대상과 시기는 사업 규모와 발주 조건에 따라 달라진다.

설계안전성 검토와도 목적을 구분해야 한다. 설계안전성 검토는 설계가 안전 기준을 충족하는지 확인하는 절차다. 설계VE는 안전 기준을 지키는 전제에서 기능 대비 비용을 최적화하는 절차다. 두 검토는 함께 수행되지만 판단 기준이 다르다.

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