1. AI기반의 발주자 설비사양서 리스크 자동 검출 기술 개발
Development of automatic risk detection technology for AI-based owner technical specifications

활용기관 : 포스코(POSCO) 공정엔지니어링연구소 AI연구그룹
연구기간 : 2021.3.1 ~ 2022.2.25
과제개요 :
1) 개요: AI를 활용한 정비성 투자 사업 및 프로젝트 투자 사업의 설비사양서 상 핵심 리스크 추출 모델 개발을 통해 계약 단계에서 확인이 요구되는 설비사양서의 핵심 리스크 조항에 대한 사전 검토 및 AI를 통한 예측 기반의 의사결정을 통해 기업의 생산성·효율성 향상 및 민간부문 경쟁력 강화 등 다양한 부문에 활용
2) 목표

○ 설비사양서의 발주자 기술요구사항 탐지
- 투자 사업 발주 시 설비사양서 상 발주자 기술요구사항 반영 여부 자동 탐지 기능 / 자연어 처리 등 AI 기법을 활용한 누락 사항 여부 자동 탐지
- 영문 외자설비사양서 분석을 시작으로, 영문에서 입증된 분석 기술을 한글 문서에 확대 적용
○ 설비사양서의 독소조항 추출 모델 개발
- 설비사양서 상 독소 조항 및 핵심 리스크 조항 사전 체크 기능 / 머신러닝의 NLP 기술 활용을 통한 계약 리스크 및 독소조항 추출 알고리즘 개발
○ 설비사양서 변경 추적(revision tracking)
- 계약 전 설비구입사양서, 계약 후 확정구매사양서, 제작승인사양서 등에 대한 오리지널 원문과 수정 파일의 유사도 비교 및 변경 추적
○ 설비사양서 디지털화를 위한 전처리(pre-process) 자동화  
- 비정형데이터 탐지와 다양한 문서의 포맷 통일을 위한 데이터 정제 및 문서 전처리
- 데이터 소스: ERP ECM에 저장된 설비사양서 등의 문서 활용 (향후 PO 어플리케이션과 연계는 별도)
○ 파일럿 PoC 프로젝트를 통한 모델 검증
- 머신러닝 기반 파일럿 모듈을 이용 알고리즘 테스트  /  주요 계약서를 대상으로 독소조항 탐지 정밀도 분석 검증
- 분석 대상 PoC: 외자설비 - 압연 설비 중 Drive, PLC / 내자설비 : air-compressor

주요성과 :
1. 설비사양서의 발주자 기술요구사항 탐지 모델 개발

1.1. 표 OCR 인식 및 DB화 기술 : Tesseract OCR 기술을 적용, 기술문서 내 표 인식 기술(표 분석을 위한 전처리 기술 개발)
 - Tesseract OCR과 Open CV 활용을 통해 기술 문서 내 표의 영역 탐색 후 데이터 추출 기술 개발
 - 문서 전체의 텍스트를 수집, 가공, 전 처리를 통해 학습 모델 생성 후 데이터 검증 시 활용
 - 표의 헤더 분리 기술 개발을 통해 표 비교 분석 시 정확도 향상
 - 멀티 페이지의 표 데이터 분석, 한글로 이루어진 기술 문서의 표 데이터 분석 확장

[기술사양서 표 OCR 인식 및 DB화 기술]

1.2. 표 비교 분석 : 2가지 문서의 주요 기술 요구 사항 중 표 내용 비교 분석
 - 전처리 기술을 통해 저장한 2가지 표의(CSV) 비교 분석 수행
 - 문장 정규화를 통해 표 안에 사용되는 문장에 대한 Standard parameter 정리
 - 2가지 문서의 차이점 비교 후 엑셀 출력, 구체적인 정보 출력

[기술사양서 표 비교 분석 기술]

2. 설비사양서의 독소조항 추출 모델 개발

- 기술 문서 내 핵심 독소 조항 사전 체크 및 추출 기술 개발
 - Performance guarantee 조항의 비교 기술을 통해 test duration과 availability 분석 수행
 - Delivery of goods (Schedule) 조항의 비교 기술을 통해 항목별 날짜 일치 여부 분석 수행


[기술사양서 독소 조항 추출 기술]

3. 설비사양서의 변경 추적(revision tracking)

 - 기술 문서 원문과 수정 본 (Revision)의 문장 추출 및 비교 분석을 통해 유사 도를 비교하여 변동 사항 추적

2. AI기반 엔지니어링 빅데이터 통합 분석 지원 시스템 개발
    AI based Engineering Big Data Integrated Analysis Support System Development

활용기관 : 산업통상자원부
연구기간 : 2012.1.31 – 2022.7.31
과제개요 :
1) 개요: 플랜트 설계·시공·운영·유지보수의 전주기 과정에서 데이터 기반의 최적 의사결정을 가능하게 하는 AI기반 엔지니어링 빅데이터 통합 분석 지원 시스템 개발
2) 목표

○ 빅데이터 기반 지식베이스 구축
- Bidding, Engineering, Procurement, Construction & Commission, Operation & Maintenance 단계에서 발생하는 다양한 데이터를 AI 기반 의사결정 시스템에서 활용하기 위하여 지식베이스를 구축
○ 엔지니어링 머신러닝 플랫폼 개발
- 엔지니어링 산업에 특화된 머신러닝 통합 플랫폼을 개발해 피처엔지니어링, 모델학습, 모델운영 프로세스를 지원
○지능형 의사결정 지원기술
- 회귀, 분류, 클러스터링, 딥러닝 등의 AI 알고리즘을 이용하여 엔지니어링 단계별 빅데이터를 활용하여 사업 수행 상의 위험도를 예측
- 예측된 위험도를 시각화하여 선제적 대응을 할 수 있는 의사결정을 지원
○프로젝트 단위 적용 시스템 구축
- 단위 프로젝트 별 및 사업 단계별 시공 데이터의 유형 특성 분석 및 표준화 분류체계 구축
- 프로젝트 단위 분류 기준 수립 및 시공 데이터 범위 선정과 프로젝트 유형별 시공 데이터 생성 및 적용 시스템 개발

주요성과(1차년도 주요성과) :
- 엔지니어링 지식베이스 아키텍쳐 설계
- 엔지니어링 빅데이터정제 개발
- 엔지니어링 지식베이스 데이터 수집 및 데이터 개방 설계
- 엔지니어링 머신러닝 플랫폼 특질공학 및 모델 학습/운영 설계
- 엔지니어링 ITB 분석 프로토타입 개발
- 엔지니어링 설계원가 예측 / 설계오류 및 변경 분석
- 플랜트 설비 예측정비 설계 및 엔지니어링 표준데이터 모델 설계

[엔지니어링 통합 분석 지원 시스템 구성도]

[자연어처리(NLP)를 통한 엔지니어링 계약서 리스크 분석 주제 세미나(2019년 10월 11일 Wise iTech 창립 기념 세미나 중)]

3. 엔지니어링 프로젝트의 지능형 통합관리 지원 시스템 개발
    To develop an intelligent integrated management support system for engineering project

활용기관 : 산업통상자원부
연구기간 : 2017.04.01.  ~  2019.12.31.
과제개요 :
산업자원통상부의 “엔지니어링 프로젝트의 지능형 통합관리 지원 시스템 개발” 과제는 2017년 1차년도를 시작으로 2019년 12월에 종료되는 과제로서 총사업비 52억원에 7개의 기업이 참여하고 수행하고 있음.
POSTECH은 이중 3세부인 “지능형 프로젝트 통합관리를 지원하는 의사 결정 기술 개발”과 4세부 중 4.1 “사업주(발주처) Life Cycle에 PMC 업무 단계별 자료 정리 및 DB화” 를 실행 중임.
주요성과 :
POSTECH의 1차년도(2017년) 주요 성과:
3.1 손실 프로젝트의 공정 및 원가를 요소기술(공정분야)별 진도율에 따라 분석
3.1.1 의사결정 지원을 위한 기술 개발 방향성 설정
  1) 국내 주요 건설사 PMIS 사용 현황 조사 수행
  2) 해외 선진 PMIS Tool 벤치마킹
3.1.2 Project Life Cycle에 따른 WBS-CBS 체계 수립
  1) 국내 주요 건설사 WBS-CBS 연계 현황 조사 수행
  2) WBS-CBS 연계를 위한 이론적 체계 정리
  3) WBS-CBS 연계 체계 개선 방향성 수립
3.1.3 프로젝트 관리 세부 프로세스 설계
  1) 의사결정 지원을 위한 기술 개발 방향성 수립
  2) 지능형 PMIS의 System Frame 중 모듈 3에 대한 System Architecture 작성
  3) E,P,C 별 PV, EV, AC 에 대한 ITTO 정리
  4) DECRIS (Design Completion Rating Index System) 개발 및 적용
3.1.4 예상공정(ES) 및 원가분석(EV) 요소기술 개발
  1) Earned schedule(ES)에 대한 이론적 체계 정리
4.1 사업주(발주처) Life Cycle에 PMC 업무 단계별 자료 정리 및 DB화
4.1.1 PMC 요구사항 수집
  1) 발주처-PMC 간 Contract 분석
  2) PMC-EPC Contractor 간 Contract 분석
  3) FIDIC Silver Book – EPC Contract 분석
  4) PMC 업무 진행 단계별 요구사항 수집을 위한 PMC 전문가 활용

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4. 시스템 엔지니어링 개념의 플랜트 설계 기반 / 구매 엔지니어링 관리 지원 시스템 개발
    Development of design-based purchase engineering management system

활용기관 : 국내 EPC 플랜트 업체
연구기간 : 2017.10.01 – 2019.12.31
과제개요 :
1) 과제의 필요성
- 프로젝트의 대형화 및 복잡화로 인한 설계 사양 및 요건 변경 증가에 따른 엔지니어링 중요성 부각.
- 구매는 시공 건전성과 수익성을 좌우하는 EPC 프로젝트의 핵심 업무로서 설계 요건 및 기준, 사양서의 철저한 검토를 바탕으로 하여 수행되므로 체계적인 엔지니어링 검토 필요.
- 효과적인 조달 관리를 위하여 복잡한 시스템 및 장치의 체계적인 개발 및 관리를 지원하는 시스템 공학적 (SE, System Engineering) 접근 방법에 기초한 구매 엔지니어링 기법 개발 필요.
2) SE 구매 엔지니어링 시스템의 구성


주요성과 :
1) 설계요건 관리 및 구매사양 산출 시스템 개발
 - 설계요건 (고객 요구사항, 설계 기준, 기본 설계 내용) 의 계층화 및 추적성 관리
 - 고객 요구사항 변경 또는 설계 요건 변경의 체계적 관리
 - 설계 요건과 지식기반으로부터 구매 요건 자동 생성
2) 구매사양 및 공급사양 추적 관리 시스템
 - 장비 구매사양 내용 분석 기술
 - 공급자 데이터의 체계적 관리 및 DB 화 기술
 - 구매사양-공급사양 간 양방향 추적성 관리 기술
3) 구매 엔지니어링 지원 통합 시스템
- 구매사-공급사 간 구매 사양에 대한 의사소통 관리 기술
- 설계-구매-공급 사양 간 정합성 관리 기술
- ERP, 구매관리 시스템 등 외부 시스템 연계

5. 해외 인프라 공정-원가 통합관리체계(Watch-Dog System) 고도화 및 구축지원

활용기관 : 포스코건설(POSCO E&C) 인프라사업본부
연구기간 : 2017.01.01 ~  2017.12.31
과제개요 :
연구배경
-  포스코건설 해외인프라 프로젝트의 손실에 따른 분석 결과, 공정관리 부재, 공정-원가의 이상징후를 사전에 파악할 수 있는 프로젝트 통합 모니터링 필요에 의해 Watch-dog System이 개발되었으나 공정-원가 관리의 전문성 미흡 등으로 인한 고도화 필요성 대두
연구목표
-  공정-원가 통합관리 방안 수립을 통한 해외 인프라 프로젝트 관리역량 제고
- 해외 인프라 프로젝트의 공정-원가 통합관리의 Practicality 개선
주요성과 :
1. 공정-원가 통합관리체계(WatchDog System) 개선방향 설정 및 EVMS Process 프레임워크 수립
-  인프라사업본부 EVMS 사용현황 진단 및 문제점 도출
-  국내외 주요 선진사의 EVMS 사용 및 Cost 관리에 대한 조사 및 벤치마킹 수행
-  선진 EVMS Tool 비교∙분석
-  시사점 도출 및 개선된 EVMS 프레임워크 수립
2. 공정-원가 통합관리(Watch-Dog System) 향상 위한 WBS-CBS 체계수립
-  인프라사업본부의 WBS, CBS 체계 조사∙분석
-  공정-원가 통합관리 향상을 위한 WBS-CBS 체계 및 공정-원가 연동 인터페이스 방향 설정
-  개선된 Watch-dog System의 Prototype Framework(Excel 기반) 수립
3. Watch Dog System 고도화 구축지원 및 가이드라인 개발
-  EVMS Tool Output 비교∙분석
-  해외인프라 pilot PJT 대상으로 시뮬레이션 모니터링 및 검증
- EVMS 사용 가이드라인(지침서)개발 / 전문가 자문 및 검토

6. SPB기술 상용화를 위한 대형 Engineering Process 최적화

활용기관 : 포스코 기술연구원
연구기간 : 2016.04 ~ 2017.04
과제개요 :
1) 포스코의 대형 SPB기술 수출 및 해외 Engineering PJT 추진 시, 이를 대비한 글로벌 FEED  표준 및 기술 라이선스에 대한 전략 체계가 필요함.
2) Offshore PJT의 설계 변경에 대한 Engineering 대응 미흡 및 FEED 역량 부족은 대형 조선사의 적자 원인으로 분석됨.
이에 따라 POSCO도 대형 PJT 수행을 위한 글로벌 표준의 선진적 Engineering 프로젝트 역량이 요구됨.
3) 중국 및 이란 시장에 FINEX 및 CEM과 같은 대형 SPB 기술 수출 시, 이에 대응 가능한 라이선스 전략에 대한 필요성이 대두됨에 따라,
- 대형 엔지니어링 프로젝트 FEED 단계 엔지니어링 업무 분석 및 프로세스 보완
- SPB기술 라이선스 전략을 수립 함.
주요성과 :
1. 엔지니어링 공급사 관점의 설계엔지니어링 단계 분석 및 프로세스 보완
2. SPB기술 판매를 위한 라이센스 전략수립
3. 국제 License 계약 시 주요 법률적 검토 항목별 global 표준 분석

7. 고로 기반 제선 공정 CO2 저감량 평가 기초 모델 경제성 평가

활용기관 : 산업통상자원부
연구기간 : 2015.12 ~ 2017.4
과제개요 :
- 고로 및 공정 Total CO2 저감량 평가 모델을 통한 시나리오별 CO2 저감 가능량 도출 및 비용편익 도출
1) 고로 CO2 저감량
2) 부생가스 포함 공정간 Material flow 변화 및 탄소 입출량 변화 분석을 통한 고로 포함, 공정 CO2 저감량
3) 부생가스 변동에 따른 대체 에너지 (필요) 추가 사용 및 이에 따른 추가 CO2 발생량 등을 모두 고려한 제철공정 Total CO2 발생량 변화를 모두 평가
 → 수소 함유 가스 고로 취입 시나리오별 (COG, 수소 증폭 개질-COG, LNG) 고로 및 Total CO2 저감 가능량 도출
: 상기 시나리오별 고로 포함 공정 Total material flow 및 Total CO2 저감 가능량을 반영, 기술 개발 적용에 따른 비용-편익 분석
→ 시나리오별 비용-편익 분석 결과 도출
주요성과 :
1. 수소 함유 가스 고로 취입 시나리오별 비용-편익 분석 결과 도출에 따른 투자의사결정 지원
2. Aspen Model Base 구축
  - 고로내 COG 취입에 따라 변화되는 CO2 량을 확인 함으로써 정확한 절감량을 파악하기 위해 Aspen Plus라는 시뮬레이션 툴을 활용해서
고로내 반응 시뮬레이션
3. 철강 BAT(Best Available Technology) 주요예비기술 정리

8. 4D BIM 기반 가상시공 업무 정착 및 5D BIM 적용을 위한 연구

활용기관 : POSCO
연구기간 : 2016-12-20 ~ 2018-02-28
과제개요 :
- 투엔실 자력엔지니어링 능력 강화 및 투자 경쟁력 제고를 위한, 체계적인 가상시공 업무수행 기준 및 절차에 대한 현업 적용 요청
(4D BIM 기반 가상시공 업무지침, GEM)
- 기 작성된 “4D BIM 기반 가상시공 업무지침”의 정착 및 포스코 활용 제고를 위해 실제 진행 중인 POSCO 프로젝트의 가상시공 적용 필요성 증대
- 5D BIM 에 대한 철강 산업의 선도적 필요성 검토
주요성과 :
1)   4D BIM 가상시공 프로젝트 적용 Test 1건
2)   4D/5D BIM 가상시공 프로젝트 적용 Test 1건

9. 3D Modeling 방법 개선을 통한 가상시공 최적화

활용기관 : POSCO
연구기간 : 2018-03-01 ~ 2019-02-28
과제개요 :
- 주요 투자사업을 자력엔지니어링으로 수행하면서 가상시공을 위한 3D Modeling을 하고 있으나 현장여건에 따라 3D 도면화가 어려워 가상시공 업무 수행 한계
- 최신 3D Scanning 기술이 적용된 3D Modeling 으로 4D, 5D BIM 기반 프로젝트 관리 기술 정착 필요
주요성과 :
- BIM 기반 업무 정착을 위한 최적 3D Scanning/Modeling 업무 표준화 및 시험적용

10. 철강 플랜트의 가상건설 적용을 위한 기준 정립

활용기관 : POSCO
연구기간 : 2016-03-02 ~ 2017-02-28
과제개요 :
- 최근 플랜트설계의 패러다임이 2D→3D로 변화되고 있고 3D 활용시 설계/제작/시공/운영과정에서 효율성 향상 가능
- 3D 기반의 가상시공 시스템 구축을 통해 실제 시공단계에서의 간섭 및 오류 최소화 가능
주요성과 :
1)   가상시공의 국내·외 선진 사례 분석 및 객관적 효과 검증
2)   가상시공의 POSCO 투자사업 적용을 위한 업무표준 수립
- 효과 우선의 가상시공 적용대상 및 범위 선정
- 가상시공 적용을 위한 업무 프로세스 정립
- 가상 시공을 위한 3D 모델링 수준 (Level of detail) 및 방법 정의

RESEARCH PROJECTS DEVELOPED (Research Fund at UC Berkeley)

No.	Research Project	Sponsors	Fund	Fund
11	CA4PRS Software Version 3.5/4.0 Enhancement	FHWA + 5-DOT (CA, FL, MN, TX, WA)	$200K	Summer 2011-Summer 2014
10	Life-cycle cost analysis (LCCA) Version 2.2 Enhancement	Caltrans	$300K	Spring 2008 – Fall 2011
9	CA4PRS Software	FHWA +	$200K	Spring 2008 –
8	CA4PRS Software	FHWA +	$200K	Spring 2008 –
7	CA4PRS Software Version 1.5 / 2.0 Enhancement	FHWA + 5-DOT (CA, FL, MN, TX, WA)	$235K	Spring 2005 – Summer 2008
6	Construction and Traffic Monitoring Studies for I-15 Devore Project	Caltrans	$250K	Spring 2004 – Summer 2005
5	Pre-construction Analysis for I- 15 Devore Project	Caltrans	$150K	Spring 2002 – Summer 2003
4	Work-zone Traffic Study for I-15 Devore Project	Caltrans	$150K	Spring 2002 – Summer 2003
3	CA4PRS Software Version 1.0 Development	FHWA & 4-State DOT(CA, MN, TX, WA)	$200K	Fall 2000 – Summer 2003
2	Construction & Traffic Case Studies for I-710 LongBeachReconstruction	Caltrans, Asphalt Alliance	$150K	Spring 2001 – Summer 2003
1	Case Study for I-10 PomonaReconstruction	FHWA, ACPA	$100K	Fall 1999 – Summer 2000