Pilotti: Bassenkylän asemakaavan kadut. InfraFINBIM -pilottiraportti

Transkriptio

1 1 (13) BUILT ENVIRONMENT PROCESS RE-ENGINEERING (PRE) WP5: InfraFINBIM Pilotti: Bassenkylän asemakaavan kadut InfraFINBIM -pilottiraportti Muutoshistoria: Versio Pvm Tila (luonnos / ehdotus / hyväksytty) Tekijä(t) Huomautukset (määrittely / toteutus / dokumentointi) Luonnos Aki Leislahti (ALe) raportointiluonnos kommenteille Luonnos Jutta Peura (JPe) täydennykset ja kommentit Luonnos Tuula Hakkarainen kommentit (THa) Ehdotus Ale täydennetty Hyväksytty AP5

2 InfraFINBIM -pilottiraportti 2 (13) SISÄLTÖ 1 Johdanto Tausta Pilottia tukevan hankkeen kuvaus Pilotoinnin osapuolet ja viestintä Pilotinnin tavoitteet Hankkeessa pilotoiva(t) asia(t) Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit Pilotin dokumentointi Pilotin kulku Tietotekninen ympäristö Prosessikuvaus InfraFINBIM-nimikkeistöt ja ohjeet Johtopäätökset Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisabluuna Jatkotoimenpiteet Liite A: Kokonaisyhteenveto pilotista Liite B: Arviointisapluuna... 13

3 InfraFINBIM -pilottiraportti 3 (13) 1 Johdanto 1.1 Tausta Pilotti on tehty osana Espoon teknisen keskuksen teettämää pilottikokonaisuutta. Pilottikokonaisuudessa Espoon tekninen keskus selvittää kumppanuuskonsulttien ja heidän käyttämiensä ohjelmistojen valmiutta tuottaa tietomalliaineistoa katujen rakentamista varten. Kaikki pilottikokonaisuuden neljä pilottikohdetta on tehty osana PRE-ohjelman Infra FINBIM - hanketta. Espoon teknisen keskuksen pilottikohteet Infra FINBIM hankkeessa ovat: ID Pilottikohteen nimi Veturiyritys ja yhteyshenkilö Suunnitteluympäristö Ohjelmisto 02a Kirkkotie (Nöykkiö) Sito, Tapio Karvonen Rakennettu pientaloympäristö Tekla Civil Citycad 02b Bassenkylä (Kauklahti) Pöyry, Aki Leislahti Rakentamaton metsämaasto Tekla Civil 02c Storhemtintie (Suurpelto) Ramboll, Panu Putkonen Rakentamaton pehmeikköalue NovaPoint 02d Tammitie (Eestinmalmi) Finnmap Infra, Marko Ranta Rakennettu pientaloympäristö InRoads (TerraSolid) Pöyry Finland Oy:n pilottikohteena on ollut Espoon Kauklahden kaupunginosassa sijaitsevan Bassenkylän kadut. Katujen suunnittelu on toteutettu Tekla Civil ohjelmalla. Hankkeen perussuunnittelu on toteutettu perinteisin sopimusmenettelyin. Normaalityöstä pilotoinnin vuoksi poikkeava toiminta on muiden Infra FINBIM pilottien tapaan osin Tekes rahoitteista. Espoon tekninen keskus on linjannut, että kaupungin teettämät katusuunnittelukohteet tullaan vastaisuudessa tekemään tietomallinnusta hyödyntäen. Tekla Civil ohjelmiston tuottaja Tekla Oy ollut aktiivisesti mukana tietomallinnuksen kehityksessä. Pöyry Finland Oy on tuottanut ohjelmistolla tietomalleja mm. Vt 7:lle Haminan ohitustien kohdalla (ks. Infra FINBIM pilottihanke: 01_Vt7_Hamina_Inframodel_geometriat). 1.2 Pilottia tukevan hankkeen kuvaus Bassenkylän katujen suunnittelutyö on tehty Pöyry Finland Oy:n ja Espoon teknisen keskuksen välisen kumppanuussopimuksen mukaisesti. Osana hanketta on sitouduttu Infra FINBIM -pilotointiin. Suunnittelutyön aikataulu oli 6/2011-6/2012. Kuten laajoilla hankkeilla monesti, tämän hankkeen suunnittelu venyi kuitenkin 1/2013 asti. Infra FINBIM pilotointia tehtiin pienissä määrin koko suunnittelutyön ajan. Varsinainen tietomalli tuotettiin kuitenkin aivan suunnittelutyön loppuvaiheessa. Itse mallintamista tehtiin kuitenkin koko työn ajan erityisen pienimuotoisesti ja tarkasti perinteideen mallintamiseen verrattuna.

4 InfraFINBIM -pilottiraportti 4 (13) 1.3 Pilotoinnin osapuolet ja viestintä Suunnittelutyöhön ovat Pöyry Finlandilta osallistuneet Aki Leislahti (projektin johto/ katusuunnittelu), Pasi Leskinen (katusuunnittelu), Hannele Pitkänen (geo), Emma Keski-Kuha (geo), Tarja Kojo (liikenteenohjaus, katumiljöö), Hanna Hirvikangas (puistosuunnittelu) sekä Sanna Rantanen (vesihuolto). Espoon teknisen keskuksen puolesta työhön ovat osallistuneet Heli Rautio, Laura Yli-Jama, Jaakko Koivunurmi sekä Jouni Hartikainen. HSY:n puolesta työtä on ohjannut Laura Kuismin. Tutkijayhteyshenkilöinä ovat olleet Kaisa Belloni ja Jutta Peura VTT:ltä. Pilotointia on seurattu työn aikana Espoon teknisen keskuksen vetämin pilottikokouksin. Itse materiaalia ei kuitenkaan ole kokouksissa käyty läpi, koska mallien esittely vaatii yhteyden suunnittelun tietokantaan. Hanke on julkinen. Aineisto tallennettiin rakennussuunnitelman yhteyteen urakka-asiakirjaksi ja suunnittelun lopussa luovutetulle konsultti-cd:lle. 2 Pilotinnin tavoitteet 2.1 Hankkeessa pilotoiva(t) asia(t) Pilotissa on ollut tarkoituksena selvittää Tekla Civil ohjelmiston soveltuvuus tietomallien tuottamiseksi katusuunnittelussa. Suunnittelun tuloksena syntyvä tietomallipohjainen aineisto on tarkoitus koekäyttää rakentamisen aikana koneohjauksessa. Tietomallinnuksen vieminen rakentamisvaiheeseen vaatii aiempaa tarkemmin suunniteltua pintamallipohjaista aineistoa. Tämä tarkoittaa merkittävää lisäystä suunnittelutuntimäärään.

5 InfraFINBIM -pilottiraportti 5 (13) Erityisen haastaviksi tiedettiin jo ennakkoon mm. liittymäalueet, siirtymäkiilat sekä kalliopinnan ja katurakenteen rajapinnat. 2.2 Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit Tietomallinnuksen tarkka mallinnus vaatii merkittävästi aiempaa enemmän suunnittelutunteja. Mallinnuksen tuoma lisätyö selkiytyy tulevaisuudessa rutiinien kehittymisen myötä. Äärimmäisenä riskinä oli, että tietomallin tuottamien ei onnistu. Tarkan mallinnuksen hyötyjä odotettiin katusuunnitteluvaiheessa olevan mm. kohteen virtuaalimallin nopea ja sulava tuottaminen sekä laskettavien määrien tarkkojen arvojen nopea tulostus. Lähtökohtaisesti Tekla Civil on kykenevä tuottamaan vaadittua tietomallia. 3 Pilotin dokumentointi 3.1 Pilotin kulku Pilotoinnin alussa pidettiin pilotoinnin aloituskokous kaikkien pilotointiin osallistuvien konsulttien (Pöyry, Ramboll, Finnmap Infra, Sito) kesken. Kokouksessa sovittiin, mitä suunnittelulla toivottiin tulostettavan ja missä muodossa. Projektin ensivaiheessa laadittiin lähtötietomalli tilaajlta saadun sunnitelma-, kartta- ja mittaaineiston perusteella. Lähtötietomallin tarkoitus on todentaa nykyinen tilanne: nykyiset katurakennepinnat, kaivot ja putket, varusteet. Tähän vaiheeseen kului vain vähän normaalihanketta enemmän aikaa, koska kohde sijaitsi pääosin rakentamattomassa metsämaastossa, jonka vuoksi nykyisiä rakenteita ja varusteita on vähän. Pilotoinnin toisessa vaiheessa tähdättiin kelvollisen yleisötilaisuusaineiston saavuttamiseen. Tässä vaiheessa viimeisteltiin yleissuunnitelmatarkkuudella katurakenteiden yläpinnat. Yläpinnat siirrettiin virtuaalimuotoon ja virtuaalimalliin siirrettiin muut havainnointia helpottavat elementit kuten nykyiset rakennukset, säilyvät metsät ja kaavojen rajat. Yleisötilaisuudessa aineisto esitettiin virtuaalimallin avulla, mutta itse virtuaalimallista ei saatu palautetta. Katusuunnitelman laadinnan loppuvaiheessa yleisötilaisuuteen tuotettua mallia tarkennettiin lautakunnan esittelyä varten. Malli luovutettiin tilaajan (Espoon tekninen keskus) käyttöön. Toisessa vaiheessa vaikutus suunnittelun kokonaisaikaan oli noin 30 % - 40 %. Mallinnuksen yhteydessä tehtiin erilaisia mallinnusmenetelmiä, joista ei vielä tässä vaiheessa löytynyt yhtä selkeästi muita parempaa. Pilotoinnin kolmannessa vaiheessa katurakenteiden pintojen mallinnuksessa tähdättiin mahdollisimman tarkkojen pintamallien tuottamiseen. Ennakkoon haastaviksi kohdiksi tiedetyt liittymä- ja siirtymäkiilakohdat osoittautuivat odotetun haastaviksi. Pilottikohteessa oli erityisen vähän helppoja ja selkeitä osia, sillä kohteessa on liittymiä keskimäärin 100 metrin välein, siirtymäkiilaosuutta noin 20 % koko osuuden pituudesta ja

6 InfraFINBIM -pilottiraportti 6 (13) poikkileikkaus vaihtelee: pysäköintitaskuja vaihtelevasti kadun molemmin puolin, välikaistojen leveydet vaihtelevat, pintamateriaalit vaihtelevat, katurakenteen jatkuminen torirakenteena ym. Rakenteiden mallintamiseen kulunut ylimääräinen aika oli jo merkittävä %. Ajasta suuri osa meni tosin erilaisten mallinnusmenetelmien kokeiluun. Riittävän hyvän menetelmän löytäminen vaatii kuitenkin edelleen pilotoinnin suunnitteluvaiheen jälkeenkin tarkastelua. Erityisesti mallinnusohjeen jatkuvuusehto vaikuttaa olevan haaste. Rakennussuunnitelmien luovutusvaiheessa jouduttiin luovuttamaan osin puutteellinen aineisto ja todettiin, että malleja tarkennetaan rakentamisen aikana tarvittavaan tarkkuuteen. Rakentamisvaiheessa urakoitsija kommentoi mallin käytettävyyttä koneohjaukseen. 3.2 Tietotekninen ympäristö Suunnittelutyö tehtiin Tekla Civil ohjelmalla. Siirtoformaatiksi oli pilotin alussa sovittu Inframodelia tukeva LandXML -formaatti. Luovutettavaan aineistoon sisällytettiin kuitenkin lisäksi perinteiset dwg-, viiva- ja kolmiomallit ja gt-muotoinen mitta-aineisto. Muu aineisto toimitettiin siltä varalta, että urakoitsijat pystyisivät tekemään urakkatarjouksensa perinteiseen tapaan. Mallit on tarkoitus viedä koneohjaukseen rakentamisen aikana, jolloin mallien toimivuutta seurataan. Työn aikana tehtiin aiempaa tarkemman mallinnuksen lisäksi myös kaikki perinteiset piirustukset, jonka vuoksi mallista mahdollisesti tulevaisuudessa saatava hyöty ei vielä tässä työssä näkynyt. 3.3 Prosessikuvaus Tilaaja Aineiston toimittaminen dwg Autocad Tilaajan edustaja suunnittelija LandXML urakoitsija Aineiston toimittaminen Kadun suunnittelu Koneohjaus paperi Tekla gt-formaatti Tilaaja Aineiston toimittaminen ASCII Tekla

7 InfraFINBIM -pilottiraportti 7 (13) 3.4 InfraFINBIM-nimikkeistöt ja ohjeet 4 Johtopäätökset Bassenkylän mallinnuksessa pyrittiin mahdollisimman tarkkoihin pintamalleihin. Näitä olivat: Päällystekerrokset: ajoradan ja jk+pp-teiden asfalttikerrokset Kantavan kerroksen yläpinta tukikerroksen yläpinta rakenteen ylä- ja alapinnat kaivantojen leikkauspinnat kaivantojen arinoiden yläpinnat putkikaivantojen tasauskerrosten yläpinnat putkistojen viivamallit InfraFINBIM:n nimikkeistöstä sovittiin pilottiryhmän sisällä piloitinnin aloituskokouksessa. TeklaCivil ohjelmalla nimikkeistön hallinta vaatii erityisosaamista, jota tavallinen suunnittelija ei omaa. Suunnittelijaryhmä tarvitsee siis vähintään yhden, mielellään useita superkäyttäjiä, jotka on koulutettu muokkaamaan kirjastojen sisältöä. 4.1 Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet. Pilotin todellinen onnistuminen selviää rakentamisvaiheessa. Tiettyjä puutteita, kuten taiteviijen jatkuvuus ja mallien taiteviivojen päälekkäisyydet, tiedetään aineistossa olevan ja niistä on tiedotettu tilaajalle. Rakennetyyppien mallintaminen sellaisiksi, että mallien jatkuvuus olisi ohjeistuksen mukainen, on haasteellista. Mallien rakentaminen selkeillä osuuksilla onnistuu ilman erillistä ponnistelua. Selkeillä osuuksilla tarkoitetaan tässä sitä, että osuus on liittymätön, rakennetyypiltään muuttumaton, pysäkitön eikä siinä ole muitakaan poikkileikkausta muokkaavia tekijöitä. Siirtymäkiilat osoittautuivat kohtuuttoman työläisiksi mallinnuksesta saatavaan hyötyyn nähden. Siirtymäkiilan mallintamiselle ei löytynyt selkeää automaatiomallia. Toisaalta lähtötietotaso, tässä kalliomalli, harvoin on riittävä luotettavan siirtymäkiilan mallintamiselle. Olemassa olevien kunnallisteknisten laitteiden mallintaminen koettiin erittäin hyödylliseksi, joskin työlääksi. Lähtöaineiston toivoisi tulevaisuudessa olevan nimikkeistöä tukevassa siirtoformaatissa, jolloin ylimääräiseltä työltä näiltä osin vältyttäisiin. Tässä työssä varusteet siirrettiin suunnittelutietokantaan perinteiseen tapaan digitoiden maastomittauksista (tielaitoksen gt-formaatti), vektorikartoista (dgn- ja dwg formaatti) ja kaivokorteista (excell/pdf). Lisäksi aineistoa digitoitiin vanhoista rasteri muotoisista kuvista. Pilotointi osoitti, että mallinnus on TeklaCivil ohjelmalla mahdollista, mutta työlästä. Pilotoinnin aikana löytyi joitakin rutiineja, joilla mallinnus onnistuu, mutta kaduille tyypilliset moniulottuvuudet (liittymät, kevyen liikenteen väylien risteilyt, korotetut kiveysalueet ym) vaativat erityistä ponnistelua onnistuakseen. Yleisesti tietomallien tuottaminen vaatii vielä merkittävästi harjoitusta tullakseen rutiininomaiseksi. Ohjelmistontuottaja Tekla on kiitettävän valmis vastaanottamaan tietoa puutteista ja puuttuu puutteisiin. Ohjelmisto ei vielä tuota automaattisesti jatkuvia taiteviivoja, joita ohjeistus edellyttää. Ongelma on kuitenkin Teklas-

8 InfraFINBIM -pilottiraportti 8 (13) sa tiedostettu ja raportin laadintahetkellä ongelmaan ollaan etsimässä ratkaisua. Tällä hetkellä viivojen yhtenäistäminen on tehtävä mittalaiteohjelmiston omaavan ja sen hallitsevan osaajalla. 4.2 Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisabluuna Infra FINBIM hanketta varten VTT on kehittänyt arviointisapluunan, jonka avulla arvioidaan pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksia. Arviointisapluuna on jaettu 11 eri kategoriaan ja kussakin kategoriassa on kuusi valmiustasoa. Arvioitavat kategoriat ovat seuraavat: A: Procurement and delivery method B: BIM skills C: Project participant roles D: Process description E: Initial data F: BIM scope G: GIS-BIM integration H: Geometric modelling I: OpenBIM/Standards J: Information delivery management K: As-built information Arviointisapluunaa käytetään eri pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksien vertailuun ja haasteellisuuden arviointiin sekä tavoitteiden asettamisessa ja niiden saavuttamisen todentamisessa. Arviointisapluuna on esitetty liitteessä B. Espoon kaupungin pilottikohteet arvioitiin arviointisapluunan avulla kaksi kertaa katusuunnitteluvaiheen alussa ja lopussa. Hankkeen alussa tehdyllä haastattelukierroksella asetettiin pilottihankkeelle tietomallinnuskategorioiden perusteella tavoitteet ja jälkimmäisellä kierroksella arvioitiin, mikä taso kussakin kategoriassa oli saavutettu. Bassenkylän pilottikohteesta arvioinnin teki Aki Leislahti Pöyryltä. Haastattelun tulokset on esitetty kuvissa 1 ja 2.

9 InfraFINBIM -pilottiraportti 9 (13) Kuva 1. Bassenkylän pilottikohteen ensimmäisen haastattelukierroksen tulokset ( ). Kuva 2. Bassenkylän pilottikohteen jälkimmäisen haastattelukierroksen tulokset ( ). Infra FINBIM hankkeen alussa arviointisapluunan avulla määriteltiin infrarakentamisen nykytila ja hankkeen jälkeinen tavoitetila. Tulokset on esitetty kuvissa 3 ja 4. Määrittely tehtiin esteidenpoistoryhmässä, johon kuuluivat seuraavat henkilöt: Kimmo Laatunen Harri Mäkelä Antti Karjalainen Juha Liukas Tapani Toivanen Rauno Heikkilä Juha Hyvärinen Tarja Mäkeläinen VR Track Oy Innogeo Oy WSP Oy Sito Lemmikäinen Oyj Oulun yliopisto VTT VTT Kuva 3. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen nykytilasta arviointisapluunan kategorioiden perusteella ennen Infra FINBIM hanketta.

10 InfraFINBIM -pilottiraportti 10 (13) Kuva 4. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrakentamisen tavoitetilasta Infra FINBIM hankkeen jälkeen. Tuloksista nähdään, että ensimmäisen ja toisen haastattelukierroksen tulokset eivät suoraan vastaa toisiaan. Neljässä kategoriassa valmiustaso on matalampi verrattuna ensimmäiseen kierroksen tuloksiin. Tämä johtuu osittain siitä, että ensimmäisen kierroksen näkemys on ollut liian optimistinen ja kokemuksen karttuessa kategoriakohtainen vaatimustaso on noussut. Kategoriaa G (GIS-BIM Integration) ei voida tässä yhteydessä pitää relevanttina, koska VTT:n tekemien haastattelututkimusten perusteella pilottien veturit tulkitsevat kategoriaa hyvin eri tavoin ja tämän takia kategorian kuvausta tulisi tarkentaa. Koska pilotti ei ollut edennyt vielä koneohjausvaiheeseen haastattelujen tekojen aikana, on kategoria K on suunnittelijan esittämä toive koneohjauksesta hankkeen myöhemmässä vaiheessa. Tässä hankkeessa tilaaja on määritellyt hankkeen laajuuden (BIM scope), joka täyttää tason 3 vaatimukset eikä tätä ole katsottu tarpeelliseksi nostaa ilman tilaajan erillistä pyyntöä. Hankkeen aikana ei ole myöskään tehty erillistä prosessikuvausta, koska hanke on edennyt normaalien organisaatiokäytäntöjen mukaisesti eikä prosesseissa ole tapahtunut muutosta tilaajan tai suunnittelijan näkökulmasta. Myös tietomalliosaamisen ja geometrisen mallintamisen tasot ovat tunnistettu jo hankkeen alussa. Vaikka kategoria J (tiedonvälittäminen) on erittäin alhaisella tasolla, on kaikilla projektin osapuolilla valmiudet perustaa esimerkiksi projektipankki. Tätä ei kuitenkaan ole katsottu tarpeelliseksi. Hankkeen edetessä projektin osapuolten väliset roolit ovat selkeytyneet. Samoin rajallinen tiedonsiirto on koettu mahdolliseksi. Espoon kaupungin Bassenkylän pilottikohteen lähtökohdat olivat hiukan paremmalla tasolla kuin infra-alalla yleensä. Tämän pilotin kohdalla esteidenpoistoryhmän asettamista tavoitteista jäätiin kuitenkin selvästi. Tavoitteet saavutettiin ainoastaan hankintamenetelmä- ja projektiosapuolten roolit-kategoriossa. Selvästi heikommalla tasolla olivat lähtötietoaineiston laatu ja luotettavuus, prosessikuvaus tai sen puute sekä viestintä. Tässä pilottihankkeessa hankimenettelyn taso oli korkea (vrt. muut Espoon kaupungin pilottikohteet), mikä tarkoittaa sitä, että tilaaja on halunnut erityisesti panostaa käynnissä oleviin pilottihankkeisiin.

11 InfraFINBIM -pilottiraportti 11 (13) 4.3 Jatkotoimenpiteet Pilotoinnin ja yleisesti tietomallinnuksen hallintaa jatketaan tämän projektin osalta rakentamisvaiheeseen. Infra FINBIM:n osalta hanketta seurataan vuoden 2013 loppuun saakka.

12 LIITE A 12 (13) Liite A: Kokonaisyhteenveto pilotista Taulukko 1. Yhteenveto pilotista [02b_Espoon katupilotit_kauklahti] Pilotin nimi Bassenkylän kadut Pilotin tyyppi Pilottihankkeen kuvaus Tietomallinnuspilotti Bassenkylän asemakaava-alueen katujen tuotemalliavusteinen suunnittelu ja rakentamisen aikainen tiedonsiirto. Aikataulu 08/2011-1/2013 Toteutusmuoto Pilotoitavat prosessit Osapuolet ja käytettävät ohjelmistot Pilotoitava(t) asia(t) ja pilotin tavoitteet Tietomallin käyttö hankkeessa Pilottihankkeen erityispiirteet suhteessa tietomallinnukseen Keskeisimmät kehitysaskeleet ja niihin liittyvät odotukset Keskeisimmät esiin nousseet ongelmat ja kehitystarpeet Suunnittelu vuosisopimustyönä, toteutus Omajohtoinen työ tai urakka. Lähtötietomallin kokoaminen, suunnittelumallin tuottaminen ja suunnittelutiedon sähköinen välittäminen työmaalle. Espoon lähtötietojen ylläpitäjät (Espoon kaupinkimittaus ja Geotekninen osasto), teknisen keskuksen arkisto (suunnitelmadokumenttien arkistointi), työmaan mittausorganisaatio. Pilotoidaan Tekla Civil -ohjelmiston sopivuutta katu- ja kunnallistekniikan tuotemallipohjaiseen suunnitteluun vielä rakentamattomassa metsämaastossa ja sähköisen suunnitelmatiedon siirtoa työmaalle tuotemallimuotoisesti. Koko suunnitteluhanke mallinnetaan, nykytilanteesta lähtien. Rakennemallin soveltuvuus rakentamattomaan ympäristöön, saadaanko kaikki tarpeelliset rakenteet mallinnettua (nopeasti vaihtuvat pohjamaaolosuhteet, pieniä yksityiskohtia, tarvittavat detaljit). Mitta- ja pintatiedon siirto ja hyväksikäyttö työmaalla, lisätyön minimointi. Mahdollinen koneohjaus ja sen hyödyntäminen. Pintamallien ohjeiden mukainen jatkuvuus, lähtötietojen siirtomuoto

13 LIITE B 13 (13) Liite B: Arviointisapluuna Arviointisapluunasta lisätietoja: tarja.makelainen@vtt.fi