RAKENTAMISEN KÄYTÄNNÖT SUUREN MUUTOKSEN EDESSÄ

Scroll

RAKENTAMISEN KÄYTÄNNÖT SUUREN MUUTOKSEN EDESSÄ

Digitalisaatio on jo pitkään ollut päivän puheenaihe vähän joka alalla. Rakentamisessa uuden teknologian tuomat mahdollisuudet ovat valtavia. Aalto yliopiston toteuttama ICONS-tutkimushanke luotaa alan tulevaisuutta.  

Nykypäivän rakentamisessa vain 30 prosenttia ajasta käytetään todelliseen tuottavaan työhön. Toinen 30 prosenttia käytetään logistiikkaan ja liikenteeseen. Suurin osa ajasta, 40 prosenttia, menee odottamiseen.

”Hälyttävin luku on tuottavan työn osuus”, sanoo Aalto-Yliopiston professori Olli Seppänen.

”Tuottava työaika voitaisiin nostaa 50–60 prosenttiin. Tutkimusprojektissa olemme luoneet järjestelmän, joka mahdollistaa materiaalien ja työkalujen etsimiseen käytetyn ajan minimoimisen”, hän sanoo.

Tarkoituksena on, että kaikki rakennustyömaalla pääsevät käsiksi reaaliaikaiseen tilannetietoon. Kun Seppänen aiemmin työskenteli konsulttina ja selvitti rakentamiseen liittyviä kiistoja, hän mietti miten rakennustyömaasta voisi saada kaiken kattavan yleiskatsauksen.

”Kukaan ei ollut tietoinen kokonaisuudesta. Reaaliaikainen tilannetieto on osa muiden alojen toimintaa, esimerkiksi sairaaloiden ja toimistojen, miksei siis myös rakentamisen?”

Pian Seppänen ymmärsi, että aihetta kannattaa tutkia tarkemmin.

 

Työvälineiden etsiminen

iCONS (Intelligent Construction Site) -tutkimusprojekti aloitettiin lokakuussa 2016. Sitä seurasi kaksi digitalisaatioon syvemmin pureutuvaa tutkimusta, ReCap (Reality Capture) ja DiCtion (Digitalized Construction Flows).

”Jälkimmäiset projektit liittyvät vahvasti iCONS-projektiin. Ensin tarvitsemme dataa, sitten analysoimme kyseistä tietoa ja lopuksi meidän täytyy toimia tietojen analysoinnin pohjalta. Tällä tavalla voimme luoda yksityiskohtaisia suunnitelmia ja ennustaa työnkulkua tarkasti”.

Projektissa on mukana myös useita muita yliopistoja, kuten Tianjin University Kiinasta, Stanford University USA:sta ja Unicamp Brasiliasta. Teknologiapartnereina ovat israelilainen Technion Institute of Technology ja Tianjin University sekä Trimble eli yritys rakennusten tietomallinnukseen ja rakennesuunnitteluun tarkoitettujen Tekla BIM –ohjelmistoratkaisujen takana. Useat rakennusliikkeet ovat projektissa myös mukana, joko tutkimukseen osallistuvina yrityksinä tai seuraajina.

iCONS-projektin kantavana ajatuksena on, että rakennustyömaalla voidaan säästää paljon aikaa ja hukkaan heitettyjä resursseja, mikäli kaikki osalliset pääsevät käsiksi dataan, joka kertoo missä ihmiset, materiaalit ja työkalut milläkin hetkellä ovat.

Toisin sanoen jatkuvan etsimisen sijaan työntekijä voi tarkistaa vaikkapa iskuporakoneen tai seinäelementin paikan helposti kännykästä.

”Me vain kiinnitämme RFID-tunnisteen työkaluihin, materiaaleihin ja työntekijöihin, jotta voimme saada reaaliaikaista tilannetietoa kaikesta.”

 

Elementtituotanto 2.0

Uusi teknologia avaa monia mahdollisuuksia elementtituotantoon. RFID-tunniste voidaan kiinnittää laattaan jo tehtaalla, jolloin tieto kyseisen elementin liikkeistä välittyy reaaliaikaisesti myös rakennustyömaalle. Tehdas ja työmaa voivat molemmat seurata milloin laatta saapuu perille. Asentamisen jälkeen laatta voidaan merkitä asennetuksi BIM-järjestelmässä.  

Tämä on vain yksinkertainen esimerkki. Kun tilannetieto on saatavilla ja työmaan etenemistä seurataan, kerättyä tietoa voidaan hyödyntää tekoälyn avulla.

Tämä tarkoittaa automaattista tiedonsiirtoa rakennustyömaan ja elementtitehtaan välillä. Molemmat osapuolet pääsevät käsiksi projektin digitaaliseen kaksoseen, joka päivittyy automaattisesti tehtyjen muutosten perusteella.

“Tulevaisuudessa rakentajat pääsevät hyödyntämään automaattista aikataulun optimoimista. Elementtitehtaat, jotka tarjoavat näitä uusia mahdollisuuksia, ovat varmasti kilpailussa edellä”, Seppänen sanoo.

Liiketoiminta-aluejohtaja Lasse Rajala Swecolta lisää, että rakennusten ja osien lisäksi myös koneita ja laitteita voidaan valvoa digitaalisesti. 

“Laitetoimittajat saavat tietoa laitteen käytöstä. Tämä on iso parannus, sillä se edesauttaa laitesuunnittelijoita suunnittelemaan laitteita käyttäjien tarpeisiin. Ja jos ongelmia ilmenee, toimittaja pääsee analysoimaan tilannetta reaaliaikaisesti.”

 

Reaaliaikainen seuranta

iCONS -projekti on hyvä esimerkki rakentamisen alan kehityksestä. Elematicilla tehdas- ja laiteautomaatiosta sekä ohjelmistoratkaisuista vastaavan Jarkko Salmensivun mukaan yhtenä isona tavoitteena alalla on, että rakennustyömaan eteneminen voisi määrittää kaikkea siihen liittyvää työnkulkua, kuten elementtien valmistusjärjestystä tehtaalla ja logistiikkaa.  

“Jotta työnkulku olisi mahdollisimman saumaton, pitäisi rakennustyömaan oikeastaan kontrolloida elementtituotantoa. Toisin sanoen rakennustyömaa voisi tilata elementit työmaalle juuri silloin, kun niitä tarvitaan. Elematic Plant Control –järjestelmä mahdollistaa tämän, koska se keskustelee saumattomasti BIM-järjestelmien kanssa”, kertoo Salmensivu.

Elematic Plant Control on nimenomaan elementtitehtaiden tarpeisiin vastaava resurssien suunnitteluohjelmisto. Sen avulla saadaan tarkat elementtien suunnittelutiedot suoraan BIM-mallista tuotantolinjalle, mikä auttaa tehdasta optimoimaan resurssit ja vähentämään hävikkiä.

BIM-mallinnus on jo itsessään hieno työkalu, ja sitä pitäisi hyödyntää huomattavasti enemmän. Erityisesti isoissa projekteissa yritysten pitäisi luoda yksi kaiken kattava malli, joka on kaikkien saatavilla.

Tällä hetkellä rakennusprojektin eri toimijat tekevät omat mallinsa sen tiedon pohjalta, mitä heillä sattuu olemaan käytössään. Aivan liian usein tämä tieto on rajoittunutta eikä välttämättä edes paikkansapitävää.

”BIM-malli tulisi olla kaikkien toimijoiden saatavilla heti alusta alkaen. Sen avulla eri tahot voisivat tarkasti laskea kuinka paljon resursseja tarvitaan. Projektin kuluessa BIM-mallia voidaan muokata tarpeen mukaan ja lopulta sitä voitaisiin käyttää keskeisenä tiedonlähteenä rakennuksen koko elinkaaren ajan. Tämä jää todella usein tekemättä. Digitaalisten työkalujen informaation hyödyntäminen unohtuu kun projekti on valmis.”, sanoo Salmensivu.  

 

 

Hitain askelein

Seppäsen mukaan iCONS järjestelmää ei ole vielä kaupallistettu, mutta kiinnostus on kasvussa. Suurin haaste on siinä, että rakennustyömaat ovat aina eri paikassa.

”Muilla aloilla, kuten autoteollisuudessa ja laivanrakennuksessa, paikka pysyy aina samana, joten niiden on paljon helpompi kerätä dataa. Rakentamisen alalla olemme nyt ottamassa ensimmäisiä askelia kohti tehokkaita ratkaisuja,” sanoo Seppänen.

Ratkaisu saattaa kuulostaa yksinkertaiselta, mutta sitä se ei ole. On todella iso askel eteenpäin, jos rakennustyömaalla kaikki voivat tarkistaa missä mikäkin on.

“Työntekijät voivat tehdä työtä tehokkaammin ja työnjohto voi seurata tilannetta reaaliajassa. Jos esimerkiksi näet, että työkalut, materiaalit ja työntekijät ovat samassa paikassa, voit olettaa, että työ etenee.”

 

Liikkeessä mallintaminen

iCONS keskittyy asioiden sijainnin määrittelemiseen ja sitä seurannut ReCap projekti mahdollistaa puolestaan tilanteen ja projektin etenemisen seuraamisen.

Tällä hetkellä rakennusalan yritykset saavat tilanneraportin tyypillisesti kerran tai kaksi kuukaudessa. ReCapin avulla tilannetta voi aina seurata reaaliajassa.

“Voimme esimerkiksi asentaa kameran nostokurkeen tai käyttää dronea rakennuksen kuvaamiseen. Sen avulla voidaan luoda 3D-malli rakennuksesta ja verrata sitä BIM-malliin reaaliaikaisesti. Tämä mahdollistaa nopean reagoimisen, jos ongelmia ilmenee”, sanoo Seppänen.

Kolmas tutkimushanke, DiCtion, näkee monia suuria mahdollisuuksia tehtävänhallinnan, logistiikan ja hävikin vähentämisen saralla.  Tekoäly voi hallita ja optimoida työnkulkua data-analyysin avulla. Myös materiaalitilauksia ja elementtituotantoa voidaan ohjata automaattisesti. BIM-malli voidaan päivittää automaattisesti. Vain taivas on rajana, kun kyse on digitaalisten ratkaisujen mahdollisuuksista, mutta muutos tapahtuu hitaasti.

“Tarvitsemme enemmän tutkimusta ja eteenpäin katsovia yrityksiä kehittämään sovelluksia eteenpäin. Ensimmäistä kertaa ikinä voimme kerätä dataa analyysia varten. Ennen digitalisaatiota kaikki tieto oli piilotettuna tiedostojen ja paperikasojen syövereihin, mahdottomaksi käsitellä.”

 

Ajan ja rahan säästämistä

Jarkko Salmensivun mukaan koko tuotantoketju elementtituotannosta logistiikkaan ja työmaalle tulee tulevaisuudessa olemaan huomattavasti tehokkaampi.

“Keskeisenä tekijänä on tiedon saaminen ja sen prosessointi, mukana olevien yritysten tietojen lisäksi myös toimintaympäristön tietojen – esimerkiksi liikennetietojen – hyödyntäminen”.

Seppänen lisää, että toinen teknologian kanssa erittäin hyvin toimiva työkalu on tahtiaika, takt. Se on keskimääräinen aika yhden yksikön tuotannon alkamisen ja seuraavan yksikön tuotannon alkamisen välillä, kun nämä ovat aikataulutettu asiakkaan tarpeen mukaiseksi.

”Tahtiajan ideana on minimoida hukkaan heitetty aika. Reaaliaikainen tieto on välttämätöntä, jos halutaan prosessin etenevän kuin kello.”

Esimerkit ovat vaikuttavia. Saksassa BMW ja Norjassa Skanska ovat pystyneet lyhentämään rakennusaikaa 50 %:lla tahtiajan ja toteutuksen avulla.

Rakentamista pidetään usein hitaasti muuttuvana teollisuudenalana. Salmensivu ja Seppänen tunnustavat tämän ja kannustavat kaikkia katsomaan eteenpäin. Uusi teknologia hyödyttää koko liiketoimintaa.

“Kaikkien edun mukaista on vähentää käytettyä aikaa, raaka-ainehukkaa ja turhia kuluja", Salmensivu toteaa.

 

 

 

 

 

Aalto-yliopiston tutkimushankkeet

Olli Seppänen

Professor of Practice

Teknillinen korkeakoulu

 

 

 

 

iCONS, Älykäs rakennustyömaa (Intelligent Construction Site)

 

  • Aikataulu: lokakuu 2016 – syyskuu 2018
  • Fokus: reaaliaikaisen tilannetiedon luominen
  • Keinot: RFID-tunnisteiden sijoittaminen työkaluihin, materiaaleihin ja ihmisiin
  • Kohde: kyky tietää missä asiat ja työntekijät ovat reaaliajassa

 

ReCap, Todellisuuden taltiointi rakennusprojektin hallintaan (Reality Capture for Construction Management)

 

  • Aikataulu: lokakuu 2017 – joulukuu 2019
  • Fokus: edistymisen seuraaminen reaaliajassa
  • Keinot: BIM-mallin automaattinen päivittäminen drone-kameroiden ja virtuaalisen todellisuuden avulla
  • Kohde: projektinhallinnan parantaminen, turvallisuuden valvominen ja reaaliaikainen ongelmiin reagointi

 

DiCtion, Digitaalisoitu rakennusprosessin kulku (Digitalized Construction Flows) 

 

  • Aikataulu: tammikuu 2018 – kesäkuu 2020
  • Fokus: työn digitointi ja automatisointi
  • Keinot: tiedon analysointi ja rakentamisen prosessien optimointi keinotekoisenälyn avulla
  • Kohde: kyky työskennellä tehokkaammin, vähentää hävikkiä

 

 

Share:

Thank you for your message. We will respond to your questions and inquiries shortly.