Työelämän tutkimuspäivät Tampereen yliopisto 3-4 marraskuuta 2016 Työryhmä: Työn uudet teknologiat kehittämisen ja oppimisen haasteena

Transkriptio

1 Työelämän tutkimuspäivät Tampereen yliopisto 3-4 marraskuuta 2016 Työryhmä: Työn uudet teknologiat kehittämisen ja oppimisen haasteena Artefaktit tietomallintamisen oppimisessa ja kehittämisessä rakennusalalla Hannele Kerosuo Käyttäytymistieteiden laitos Helsingin yliopisto Avainsanat: artefaktit, tietomallintaminen, oppiminen, kehittäminen, rakennusala 1. Johdanto Tietomallintamisen käyttö on parhaillaan maailman laajuisesti leviämässä rakennushankkeiden toteutukseen. Tietomallit ovat kolmiulotteisia (3D/4D) arkkitehti-, rakenne- ja LVI- ja sähkömalleja, joiden avulla pyritään mallintamaan rakennus, sen eri osia ja ulottuvuuksia. Pyrkimyksenä on hyödyntää tietomalleja koko rakennuksen elinkaaren ajan suunnittelusta rakennusten ylläpitoon ja loppukäyttäjien kanssa tehtävään yhteistyöhön (Mäki, Paavola, Kerosuo & Miettinen 2012). Tietomallintamisen uskotaan muuttavan vallitsevia työkäytäntöjä ja toimijoiden välisiä suhteita sekä vuorovaikutusta (Hardin 2009). Vanhat työkäytännöt ovat kuitenkin syvään juurtuneet teollisuuden alalla, eikä niiden muuttaminen ole helppoa (mm. Harty & Whyte 2010). Yleisen käsityksen mukaan artefaktit ovat ihmisten muokkaamia materiaalisia esineitä. Wartofsky (1979) puolestaan esittää, että artefaktit voivat olla myös representaatioita, joita ihmiset käyttävät esimerkiksi siirtäessään taitoja ja käytäntöjä toisilleen. Tietomallit ovat, kuten artefaktit yleensä, samanaikaisesti sekä käsitteellisiä (ideaalisia/ representaatioita) että materiaalisia (Miettinen & Paavola käsikirjoitus). Ne ovat käsitteellisiä, koska niiden materiaalisuus on muotoutunut vastaamaan johonkin tarpeeseen ihmisten välisessä toiminnassa. Tietomallit koostuvat erilaisista artefakteista (käsitteistä, malleista ja työkaluista), joita eri toimijat käyttävät (mm. Mäki ym. 2012, Kerosuo, Miettinen, Paavola, Mäki & Korpela 2015, Mäki & Kerosuo 2015). Tässä paperissa tutkimuksen kohteena ovat tietomallit ja niiden käyttöä täydentävien artefaktien merkitys osana tietomallien käytön oppimista. Tutkimuksen aineisto on kerätty kahden rakennusyrityksen suunnittelu- ja työmaakokouksissa vuosina 2011 ja Tämän tutkimuksen kohdetta ei ole ennen tutkittu näissä aineistoissa. 2. Teoreettinen lähestymistapa Teknologian tutkijat painottavat materiaalisen ja sosiaalisen erottamattomuutta ja tunnistavat uusien teknologioiden käyttöönottoon sisältyviä toiminnan kehittymismahdollisuuksia (mm. Orlikowski & Scott 2008). Artefaktien merkitystä on jonkin verran tutkittu organisaatioiden oppimisprosesseissa Macpherson, Kofinas, Jones & Thorpe 2010). Artefaktit vaikuttavat oppimiseen monin tavoin vaikka ne ovat usein huomaamattomia jokapäiväisissä käytännöissä. Macpherson ja hänen kollegansa toteavat, että artefaktit voivat tulla näkyviin toiminnan muutoksen yhteydessä. Toiminnan muutos ja kehittämisvaihe on näin ollen otollinen artefaktien merkityksen tutkimukselle oppimisessa. Vygotskyn teorialle pohjautuvan tradition mukaan artefaktien käytön oppiminen muuttaa toimintaa välittäviä merkkejä ja välineitä, sääntöjä ja työnjakoa (Engeström 2015/1987, Blackler 1993, Miettinen 2009). Toiminnan tekijät, kohde ja yhteisö voivat niin ikään muuttua oppimisen seurauksena. Toiminta kehittyy erilaisissa sosiaalisissa 1

2 tilanteissa toteutuvissa teoissa. Uuden teknologian käyttöönotto kietoutuu yhteen vanhaa teknologiaa edustavien välineiden käytön kanssa. Toiminnan teoreettisen lähestymistavan mukaan tietomallit ovat monimutkaisia digitaalisia artefakteja, jotka kehittyvät käytössä (Miettinen & Paavola käsikirjoitus). Nyt käytössä olevat tietomallit perustuvat useita vuosia kestäneeseen tutkimus- ja kehitystyöhön. Nykyisessä rakennusten suunnittelussa ja toteutuksessa käytetään tietomallien lisäksi aikaisemmin kehitettyjä työvälineitä kuten tietokoneavusteista suunnittelua (CAD, computer-aided design) ja piirustuksia. Tietomallien käyttö voi myös luoda tarpeen kehittää uusia täydentäviä työvälineitä. 3. Aineisto ja tutkimusmenetelmät Tutkimuksen aineisto on kerätty havainnoimalla kahden suomalaisen rakennusyrityksen suunnittelu- ja työmaakokouksia rakennushankkeissa. Yrityksen 1 aineisto kerättiin kolmen eri rakennushankkeen suunnittelu- ja työmaakokouksissa (n=10) kevään 2012 aikana 1. Videotallennetun aineiston koko on n. 21 tuntia. Yrityksen 1 aineisto on esimerkki tietomallintamisen käytöstä suunnittelu- ja työmaakokouksissa siinä vaiheessa, kun tietomallien käyttö levisi korjausrakennushankkeisiin. Yrityksen 2 aineisto on kerätty yhden koulurakennuksen suunnitteluryhmän kokouksista vuosina 2011 ja Tutkimuksen kirjoittaja havainnoi suunnittelukokouksia ja tallensi ne tutkimusaineistoksi videoimalla. Tämän tutkimuksen tutkimuskohteeksi valittiin viisi suunnitteluryhmän kokousta (n=5), joissa tietomallien ohella otettiin käyttöön Excel-pohjainen aikataulusuunnitelma. Kokoukset kestivät yhteensä n. kahdeksan tuntia (7 tuntia 49 minuuttia). Excel-pohjainen aikataulusuunnitelma on esimerkki tietomallintamisen käyttöä täydentävästä artefaktista. Kummankin yrityksen kokoustyöskentelyssä käytettiin tietomalleja, jotka heijastettiin taululle. Osallistujilla saattoi olla käytössä myös omia suunnittelualakohtaisia tietomalleja, CAD-piirustuksia tai muita dokumentteja. Aineiston laadullinen analyysi edustaa aineiston tyypittelyä ja alustavaa tulkintaa (Hammersley & Atkinson 1983). Aineistosta on pyritty tunnistamaan tietomallintamisen ja sitä täydentävien artefaktien erilaisia käyttötapoja ja niiden sisältöjä, jotka kuvataan seuraavassa kappaleessa. 4. Tulokset 4.1 Tietomallintamisen käyttö kolmessa rakennushankkeessa Yrityksessä 1 Tietomallia käytettiin suunnittelu- ja työmaakokouksissa osallistujien yhteisenä tietoalustana suunnittelu- ja työmaakokouksissa. Perinteiset suunnittelu- ja työmaakokoukset ovat virallisia kokouksia. Eri alojen suunnittelijat raportoivat niissä työnsä edistymistä. Niissä hyödynnetään mm. CAD-piirustuksia, paperipiirustuksia tai muita dokumentteja kuten esityslistoja ja muistioita. Tutkimuksen kohteena oleviin kokouksiin osallistui projektipäällikkö, eri suunnittelualoja edustavat rakennussuunnittelijat (arkkitehti, rakennesuunnittelija, LVI-suunnittelija ja sähkösuunnittelija), urakoitsija(t) ja tietomallinnuksen käyttöä ohjaava ulkopuolinen asiantuntija(t) yrityksen keskushallinnosta. Käytössä ollut malli oli yhdistelmämalli, mikä oli koottu eri suunnittelualojen malleista. Osallistujat käyttivät tietomallia rakennusten suunnittelun ja tuotannon ongelmakohtien tarkasteluun tietomallintamisen asiantuntijan näyttäessä mallia tietokoneeltaan. Lisäksi kokoukseen osallistujat esittivät mallin avulla jo tehtyjä ratkaisuja toisille osallistujille. Yhteisen käsittelyn pohjalta kehitettiin myös uusia suunnitteluratkaisuja. Uusia ratkaisuja ei kuitenkaan työstetty malleihin kokouksen kuluessa vaan asianomainen asiantuntija sai tehtäväksi työstää malliin tulevat muutokset kokouksen jälkeen. 2

3 Tietomallin ohella asiantuntijat käyttivät paperille tulostettuja piirustuksia apuna ratkoessaan vaikeampia rakennusten suunnittelun ja tuotannon ongelmia. Osallistujat katsoivat yhdessä paperisuunnitelma ja osoittivat kynällä keskustelun kohteita suunnitelmissa sekä luonnostelivat mahdollisia ratkaisuja paperille. Näissä tilanteissa seinälle heijastetulla tietomallilla oli vähäisempi rooli. Seinälle heijastetun tietomallin ja paperilla esitettyjen suunnitelmien ohella osallistujat käyttivät myös omilla koneillaan olevia tietomalleja. Yhdessä kokouksessa eräs suunnittelija käänsi kannettavan tietokoneensa näytön pöytätasoon jolloin muut osallistujat keskustelivat mallin äärellä ikään kuin se olisi paperikuva. He osoittelivat mallista keskustelun kohteena olevia yksityiskohtia samalla kun sopivat malliin liittyvien tehtävien hoitamisesta. Yhteisen työstämisen kohteena olevien tietomallien pyöritys oli kaikissa kokouksissa pääsiassa tietomallintamisen suunnitteluryhmän ulkopuolisen asiantuntijan tehtävä. Yhdessä kokouksessa asiantuntija joutui poistumaan paikalta ja mallin pyöritystehtävä siirtyi yhdelle osallistujista. Paikalle olleen tutkijan mielestä tehtävän siirto suunnitteluryhmän jäsenelle paransi yhteistä ongelmanratkaisua. Myöhemmin tietomallinnuksen käytön ohjaamisesta vastuussa ollut henkilö totesi haastattelussa, että tietomallinnuksen oppiminen edellyttää oppijan omakohtaista kokemusta. Hän jopa väitti, että oppimista ei tapahdu, jos tehtävän ulkopuoliset asiantuntijat ottavat liikaa vastuuta mallinnuksesta. 4.2 Täydentävät artefaktit tietomallintamisen käytössä: esimerkkinä aikataulutus Yrityksessä 2 Yrityksen 2 rakennushankkeessa tietomallintamisen käyttöä täydentävä työkalu liittyi rakennussuunnittelun aikataulutukseen. Perinteisesti rakennushankkeissa tehdään hankkeen alussa yleisaikataulu, jonka toteutumista seurataan suunnittelukokouksissa. Tietomallintamisen käyttöönoton seurauksena suunnittelutehtävät valmistuivat myöhässä tutkimuksen kohteena olevan yrityksen rakennushankkeissa. Tästä johtuen yrityksessä päätettiin tietomallintamisen ohella ottaa käyttöön Last Planner menetelmä, joka tarjoaa monenlaisia työkaluja suunnittelu- tai tuotantotehtävien hallintaan (Koskela, 2000). Tutkitussa hankkeessa menetelmän kaikkia työkaluja ei kuitenkaan otettu käyttöön vaan keskityttiin ainoastaan kahden viikon aikana tehtyjen tehtävien valmistumisen läpikäymiseen, kahden seuraavan viikon tehtävien sopimiseen sekä pidemmällä olevien aikataulutavoitteiden ja niiden vaatimien tehtävien alustavaan suunnitteluun ja sopimiseen. Aikataulun suunnittelu ja seuranta toteutettiin tätä tarkoitusta varten kehitetyn Excellomakkeen avulla. Lomakkeen kokeilu toteutui viidessä suunnittelukokouksessa suunnitteluprosessin aikana. Kokouksiin osallistui projektipäällikkö, eri suunnittelualoja edustavat rakennussuunnittelijat (arkkitehti, rakennesuunnittelija, LVI-suunnittelija, sähkösuunnittelija, infrasuunnittelija) ja urakoitsijan edustajat. Lomakkeeseen merkittiin kaikkien hankkeen suunnittelijoiden nimi, tehtävän suunniteltu valmistumisajankohta, tuliko tehtävä tehtyä aikataulun mukaisesti (kyllä/ei) ja syy jos ei tullut tehdyksi. Excellomake täydennettiin kokouksen aikana heijastettuna valkokankaalle kaikkien nähtäväksi. Kokouksien jälkeen lomake lähetettiin jokaiselle suunnittelijalle muistioksi palaverista. Seuraavissa kokouksissa käytiin läpi olivatko edellisessä palaverissa suunnitellut tehtävät valmistuneet ajoissa. Lopuksi sovittiin seuraavien kahden viikon aikana tehtävistä suunnittelualakohtaisista tehtävistä. Verrattuna aikaisempaan työskentelyyn Excel-lomakkeen käyttö lisäsi määräajassa tehtyjen tehtävien määrää (Kerosuo, Mäki, Codinhoto, Koskela & Miettinen, 2012). Perinteisesti suunnittelukokouksissa käytössä olleet artefaktit kuten edellisen kokouksen pöytäkirja, suunnittelutilanteen päivitys ja yleinen suunnitteluaikataulu korvautuivat sovittujen tehtävien, kokousten väliaikana tehtyjen tehtävien ja seuraavan kahden viikon aikana tehtävien tehtävien listalla. Suurin muutos oli kuitenkin 3

4 havaittavissa suunnitteluryhmän työorientaatiossa. Se muuttui jälkikäteen toteavasta (reaktiivinen) työskentelystä ennakoivaan (proaktiiviseen) työskentelyyn. Käytännössä tämä ilmeni niin, että suunnittelijat oppivat kertomaan, mitä lähtötietoja he tarvitsevat muilta suunnittelijoilta tehdäkseen suunnitellun tehtävän aikataulun mukaisesti. Edeltävissä kokouksissa yksi syy tekemättömiin tehtäviin oli ollut tarvittavien lähtötietojen puuttuminen (Kerosuo ym. 2012). 5. Diskussio ja johtopäätökset Uusi tietomallintava työtapa vaati rinnalleen uusia menetelmiä ja siihen liittyvien välineiden käytön oppimista. Tietomallien ohella tarvitaan useita muita välineiksi muokattavia artefakteja.tietomallintamisen käyttö mahdollisti kummassakin yrityksessä aiempaa tehokkaamman eri asiantuntijatahojen välisen yhteistyön. Yrityksessä 1 vanhat työntekijät tarttuivat vanhoihin työtapoihin (näytön kääntäminen) hankalampien työtehtävien ratkaisussa. Yrityksessä 2 tietomallintamisen käyttö hyödyllisyydestä huolimatta näytti hankaloittavan entisestään eri suunnittelualojen työn aikataulun mukaista koordinaatiota. Last Planner menetelmän soveltaminen ja siihen liittyen Excel-taulukon käyttö mahdollisti aiempaa paremman hyödyn saamisen tietomallintamisesta. Tietomallinnuksen oppiminen edellyttää oppijan omaa kokemusta. Mallintamisen omakohtainen käyttö ja kokeilu oli kummassakin yrityksessä oleellinen osa oppimisessa. Oppimista ei tapahdu, jos tehtävän ulkopuoliset asiantuntijat ottavat liikaa vastuuta tietomallien käytöstä. Lähdeluettelo: Blackler, F. (1993). Knowledge and the theory of organizations: Organizations as activity systems and the reframing of management. Journal of Management Studies, 30(6), Engeström, Y. (2015/1987). Learning by Expanding, 2 nd Edition. Cambridge: University Press. Hammersley, M. and Atkinson, P. (1983). Ethnography Principles in Practice. Cambridge: University Press. Hardin, B. (2009). BIM and Construction Management: Proven Tools, Methods, and Workflows. Indianapolis, Indiana, US: Wiley Publishing, Inc. Harty, C. & Whyte, J. (2010). Emerging hybrid practices in construction design work: Role of mixed media. Journal of Construction Engineering and Management, 136(4), Kerosuo, H., Miettinen, R., Paavola, S., Mäki, T. & Korpela, J. (2015). Challenges of the expansive use of Building Information Modeling (BIM) in construction projects. Production (Produçao), 25(2), Kerosuo, H., Mäki, T., Codinhoto, R., Koskela, L. & Miettinen, R. (2012). In time at lastadaption of Last Planner tools for the design phase of a building project. In I. D. Tommelein and C.L. Pasquire (toim.), 20 TH Annual Conference of the International Group of Lean Construction. San Diego: Montezuma Publishing, Koskela, L. (2000). An Exploration towards a production theory and Its application to construction. Technical Research Centre of Finland (VTT). Espoo, Finland. Macpherson, A., Kofinas, A., Jones, O. & Thorpe, R. (2010). Making sense of mediated learning: Cases from small firms. Management Learning, 41(3),

5 Miettinen, R. (2009). Dialogue and Creativity. Activity Theory in the Study of Science, Technology and Innovations. Berlin: Lehmanns Media. Miettinen, R. & Paavola, S. (Käsikirjoitus) Reconceptualising object construction: The dynamics of building information modelling in construction design. Information System Journal: Special Issue on Activity Theory in Information Systems Research, (hyväksytty julkaistavaksi). Mäki, T. and Kerosuo, H. (2015). Site managers daily work and uses of building information modelling in construction site management. Construction Management and Economics, 33(3), Mäki, T., Paavola, S., Kerosuo, H. & Miettinen, R. (2012). Tietomallintamisen käytöt rakentamisessa. Konsepti - toimintakonseptin uudistajien verkkolehti, 7(1-2), Orlikowski, W. J. & Scott, S. V. (2008). Sociomateriality: Challenging the separation of technology, work and organization. The Academy of Management Annals, 2(1), Wartofsky, M (1979). Models, Representations and Scientific Understanding. Dordrecht: Reidel. 1 DI, FM Tarja Mäki ja DI Jenni Korpela keräsivät aineiston Professori Reijo Miettisen johtamassa tutkimusryhmässä, jonka muut jäsenet ovat FT Sami Paavola, KM Jiri Lallimo ja tämän laajennetun tiivistelmän kirjoittaja. 5