Rakennuttamisprosessin tietoverkot

Transkriptio

1 Rakennuttamisprosessin tietoverkot Arto Kiviniemi Tekes Vera-teknologiaohjelma Page 1

2 Tekes Vera - Tietoverkottunut rakennusprosessi, Teknologiaohjelman tavoiteena oli edistää tietotekniikan hyödyntämistä kiinteistöja rakennusalan prosesseissa sekä saada rakennusta koskevat tietovirrat hallintaan rakennuksen koko elinkaaren ajaksi. Kiinteistö- ja rakennusalanp rosessit SYNERGIA Tietotekniikan hyödyntä-minen Tiedon elinkaariajattelu Tietoverkot Osapuolten välinen tiedonhallinta 3 Tekes Suomen kiinteistö- ja rakennusklusteri Tuottaa ja ylläpitää rakennetun ympäristön asumiselle, palveluille ja liiketoiminnalle Muodostaa pääosan, 70%, Suomen kansallis-varallisuudesta Työllistää yli ihmistä = 20% työvoimasta Kuluttaa noin 50% energiasta Käyttö 35 miljardia /vuosi Korot 15 miljardia /vuosi Metsien arvo 40 miljardia Rakennetun ympäristön arvo 400 miljardia Lähde: Rembrand -ohjelma Page 2

3 Tekes Tiedonhallinnan ongelma Informaatio kulkee pääosin paperien välityksellä osapuolelta toiselle, jolloin sekä aikaa että työtä haaskaantuu ja virheet lisääntyvät 5 Tekes Vera ohjelman tavoite Informaatio kulkee datana hyödynnettävässä muodossa järjestelmästä toiseen 6 Page 3

4 Tekes Rakennuksen ohjelma Luonnostiedot Suunnittelutiedot Muutosohjelma Oppiminen As built- tiedot Kustannustiedot Rakennuksen purkaminen Kiinteistönhallintatiedot Rakentamistiedot 7 Tila liiketoiminnan resurssina Kaupallisissa toimistorakennuksissa investointi on vain pieni osa kokonaisuudesta: Suhteelliset arvot 25 vuoden tarkastelussa: Investointi- Käyttö ja Liiketoiminnan kulut ylläpito arvo (Source: The Long Term Costs of Owning and Using Buildings, Royal Academy of Engineering, UK) (Source: Davis Langdon Consultancy, UK, used capital interest 6%) Investointikulut on vain % liiketoiminnan arvosta ja suunnittelukulut vain noin 1/10 investoinnista! Mitä jos pystyisimme osoittamaan paremman suunnittelun ja rakentamisen tehostavan liiketoimintaa edes hiukan 8 Page 4

5 Tekes Oikea painopiste tiedon elinkaariajattelussa? Asiakkaan liiketoiminta Muutostarve Missä ovat todelliset hyödyt? Muutokseen sopeutuminen Kiinteistöpalvelut Rakennuttaminen Suunnittelu Rakentaminen 9 Kansainvälinen tuotemallistandardointi Moving beyond the documents I A I Page 5

6 IAI - International Alliance for Interoperability North America Iberian Nordic UK German French Korea Japan Singapore Australia Mukana on 10 osastoa (Chapter) ja ~650 yritystä yli 20 maasta Valmiina lukuisia IFC versioita ja niitä tukevia kaupallisia ohjelmistoja Kotisivu ja lisätietoa löytyy osoitteesta Pohjoismainen kotisivu 11 Korjaus ja saneeraus Standardoinnin merkitys Kiinteistöjen ylläpito Myynti- ja vuokraustoiminta Omaisuudenhoito Markkinointi Laitteistojen huolto IFC-malli Visualisointi Rakennesuunnittelu Rakennusautomaatio LVISsuunnittelu 3D mallinnus Arkkitehtisuunnittelu Kiinteistö- ja rakennusalalla on lukuisia tehtäviä, joissa perusdatan tarve on yhteinen Kaikkien tehtävien sisältöä ei ole mielekästä pyrkiä standardoimaan, ainoastaan yhteinen osuus Tähän pyritään mm. Vera-teknologiaohjelmassa sekä IAItoiminnassa 12 Page 6

7 Model Capabilities and Usage Usage Paper & 2D data exchange USA Finland Now Product model data exchange Demonstrations Piloting Production Capabilities Paper & 2D data exchange Product model data exchange Kari Karstila/Eurostep 13 Structural Design Robobat Client Brief to Space Plan qpartners Architecture Design Fukui IFC Model Viewer VTT IFC Model Viewer CSTB Architectural Desktop Autodesk Alplan FT Electrical System Design Alpi Arch & Structure Design Kozo Architecture Design Fujitsu Architecture Design Graphisoft IFC Model Viewer CISRO Nemetschek Richard See/ MS Visio Construction Nykyiset IFC 2.0/BLIS-ohjelmistot Specifications Cost Viewers IFC R1.5.1 Models HVAC System Design BBS HVAC System Design Progman Architecture Design BricsNet Visio Design & Drawing Microsoft Design IFC Toolbox Eurostep Computational Fluid Dynamics AEA Model Conversion CSIRO Thermal Simulation LBNL BS Pro Server Energy Olof Granlund Thermal Simulation Rocca Thermal Simulation Olof Granlund IFC R2.0 Models P21 / XML BSD Codes/Specs QualiSTEP BLIS Project AEC/FM Software Interoperability IAI CSTB Product Catalogs NEC Code Checking PNNL Code Checking CSIRO Promote VTT Cost Estimating Timberline Qty/Cost IFC Server Secom Cost Estimating Sumitomo Apps Estimating Bernard Info Quantity Takeoff qpartners Construction Design Model Checking Solibri. Legend. Tool sets 14 Cost Estimating Tocoman Construction Planning YIT legacy format Financial Managmenet Muli-Mgmt. 4D Modeler Disney/CIFE R2 - Now R2 - Planned Truss Manufacturing Construction Management PHAROS Gangnail Japan BS software R Now Non-IFC - Now Page 7

8 Rakennusteollisuus RT ry 15 Tietoverkkojen nykytilanne Page 8

9 Internetin mahdollisuuksia Tietoverkko voi edistää vain informaation siirtoa paikasta toiseen seurauksena voi (ja pitäisi) olla myös parempi informaation hallinta Rakentamiseen sekä kiinteistön käyttöön ja ylläpitoon liittyy runsaasti informaatiota käsitteleviä prosesseja: suunnittelu kokonaisuudessaan projektinhallinta hankintatoimi sopimukset käyttöasteen ja kustannusten seuranta ylläpidon suunnittelu ja budjetointi teknisten ja turvatoimintojen valvonta Internetin tarjoamia välineitä Nykytilanne rakennusalaa ajatellen sähköposti ja projektipankit ovat jo toimivia välineitä kiinteistö- ja rakennusalaa palvelevat tietokannat tehokas informaation haku ja markkinointi alkaa vähitellen olla todellisuutta rakennustuotteiden/materiaalien informaatio kasvamassa, ensimmäisiä tuotemalleja saatavissa verkon kautta palveluja tarjoavat yritykset suunnittelu, erilaiset simuloinnit ja analyysit kiinteistöjen hallintaan ja hoitoon liittyvät palvelut Tulevaisuus oliopohjaiset rakennustuotteet verkossa indeksoitu tuotetieto ja erikoistuneet hakuliittymät käyttö- ja huolto-ohjeet??? 18 Page 9

10 Viva - Olof Granlundin valaistus-suunnittelu suunnittelu ja simulointiohjelmisto GDL Technology: icatalogues 19 ProCE-projekti Suomalais-amerikkalainen tutkimushanke Alkoi 09/2000, päättyi 12/2001 Loppuraportti saatavissa osoitteesta Tavoitteet: Tilannekatsaus sähköisen tiedonsiirron käytöstä rakennushankkeissa Sähköisen tiedonsiirron vaikutuksien mittaaminen ja mahdollisten hyötyjen osoittaminen Sähköisen tiedonsiirron vaatimusten määrittely Usean osapuolen projektin toimintatapojen määrittely sähköisen tiedonsiirron hyödyntämisessä Nopeiden parannustoimenpiteiden toteuttaminen Raksanet Oy:n projektipankkipalvelussa 20 Page 10

11 Rakennushankkeen CE-ympäristön kehitysaskeleita Paperi Tuotemalli- palvelin Projektinhallintajärjestelmä Projektipankki Kopiopankki Sähköposti Kristiina Sulankivi/VTT 21 Esiin tulleita kustannushyötyjä Kustannussäästöt keskimäärin ~ /projekti noin 1,6 kertaa sovellusten käyttökustannukset noin 0,08% hankkeen kokonaiskustannuksista Suorat kustannussäästöt liittyivät pääasiassa kommunikointiin ja dokumenttien hallintaan. Kustannushyötyjä eniten pääurakoitsijalle ja tilaajalle Esimerkkejä löydetyistä kustannushyödyistä: alentuneet matkustuskulut säästöjä pöytäkirjojen ja muistioiden yms. postituskuluissa alentuneet suunnitelmien paperikopiokustannukset alentuneet puhelinkulut säästöjä palkkakuluissa tehokkaamman ajankäytön seurauksena Kristiina Sulankivi/VTT 22 Page 11

12 Hyötypotentiaalia Vielä paljon hyödyntämätöntä potentiaalia: kaikki osapuolet eivät kuuluneet sovellusten käyttäjiin rinnakkain perinteisen paperijärjestelmän kanssa Tärkeinä pidettyjä, mutta heikosti saavuttuja laadullisia ja toiminnallisia hyötyjä: sovelluksen vaikutus rakennusten loppukäyttäjien osallistumiseen Hyötypotentiaalia tulevaisuudessa: suoria kustannussäästöjä tarjouspyyntöasiakirjojen keskitetyllä sähköisellä jakelulla Langattoman teknologian kehittyminen voi tuoda mielenkiintoisia uusia hyötyjä erityisesti työmaakäytössä Kristiina Sulankivi/VTT 23 Rakennushankkeiden projektipankit Tällä hetkellä parhaimmillaankin lähinnä Internet-pohjaisia dokumenttienhallintajärjestelmiä Eri osapuolten tiedostot kaikkien saatavissa Automaattinen tiedottaminen muutoksista ja lisäyksistä Sähköinen ilmoitustaulu Tulostuspalvelu Toistaiseksi hyvin harvoin prosessinhallintaa Tulevaisuudessa projektin yhteinen tietovarasto, jonka ytimenä on rakennuksen tuotemalli Dokumenttien sijasta hallitaan informaatiota Malliin kytkeytyy prosessin ja vaatimusten hallinta, aikataulut, hankinnat, LCA/LCC -arviot... Toteutustietojen lisäksi yhä tärkeämmäksi käy rakennuksen koko elinkaaren hallinta ja elinkaaren aikaiset palvelut 24 Page 12

13 Final project evaluation report available at Martin Fischer and Calvin Kam / CIFE - Stanford University Page 13

14 Design and Analysis Tools in PM4D Approach Source: Calvin Kam / CIFE - Stanford University Lähde: Insinööritoimisto Olof Granlund Page 14

15 The Importance of Energy Costs Today's Top-Level Take-Away Jerry Laiserin 2002: The annual cost to heat, cool, and light human-occupancy buildings in USA is US$250 billion per year, of which it is feasible to save nearly onehalf, using currently available technologies. At a conservative capitalization rate this hundred-billion dollars in potential savings would justify an investment of roughly one trillion dollars. Recent pilot projects suggest that 3D modeling may add 0.05% to total project costs, and intelligent 3D modeling at the preliminary design phase is absolutely essential to energy efficient design. Leaving aside the net value of future annual savings in the operation of this year's crop of buildings, the first-year ROI benefit looks like 20,000% Granted, this is a grossly over-simplified hypothetical example, but even if it were 99.9% wrong, the return is still 20% 29 Lähde: Insinööritoimisto Olof Granlund Page 15

16 Rekisteri Muokkaa Näkymä Ikkuna Ohje VIITEKOHDE MENETELMÄT Tehtävä Osatehtävä Osatehtävä Tehtävä Tehtävä Tehtävä PANOKSET Rekisteri Muokkaa Näkymä Ikkuna Ohje VIITEKOHDE MENETELMÄT Tehtävä Osatehtävä Osatehtävä Tehtävä Tehtävä Tehtävä PANOKSET Rakennuttamisprosessin tietoverkot RIL YIT Cost and Value Engineering Tool YIT-HOUSE COVE Quantity Management PlaNet+ Scheduling Method Data Base Product Model Time Standard Solutions Cost Knowledge Tender Calculation Task Management The model based system saves Quantities 50-80% of & Locations the work in cost estimation, and the accuracy in the early stages improves from +/- 15% to +/- 3% Project Database Delivery Management Procurement Needs Delivery Database Supplier register Construction Planning - 4D Experiment with IFC import of 3D building geometry 4D model integrated with the construction schedule of YIT Align 4D view with view from the web camera 4D case study in HVAC system with Granlund designers There will be case studies in space and facility management Page 16

17 33 34 Page 17

18 Some 4D Examples DPR Emeryville project Spending in 3D/4D modeling $39,720, which was 0.06% of the total $72 million budget Project gained 3 weeks in the schedule Other benefits: Better sequencing Seeing and resolving problems early Better understanding of the project and problems Gehry's Experience Music Project in Seattle Contractor spent $12,000 in 4D modeling The main discovery was the location problem of the crane, which company s best experts could not see before the modeling in spite of the extensive planning effort Savings from the modeling at least $2 million Source: Virtual Builders Roundtable at DPR, June Page 18

19 Veran tuloksia Mitä saatiin aikaan: Useita teknologisesti edistyneitä ohjelmistoja Muutamia yrityksiä, jotka kehittivät uuteen teknologiaan selkeästi perustuvan uuden liiketoimintamallin Selvä vaikutus koko rakennusalan teknologiastrategiaan Suomesta tuli tällä alueella näkyvä vaikuttaja ja maailman johtava uuden teknologian soveltaja Mitä jäi puuttumaan: Kiinteistöalan aktiivinen osallistuminen Teknologian laaja käyttöönotto Teknologian vaikutuksia organisaatioon ja liiketoimintaan ei tutkittu eikä ymmärretty riittävästi 37 Tekes Teknologian ja prosessien kehittämisen yhteisvaikutus Page 19

20 Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 39 Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 40 Page 20

21 Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 41 Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 42 Page 21

22 Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 43 Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 44 Page 22

23 GRANLUND SOFTWARE BUILDING SIMULATION ANNUAL ENERGY CONSUMPTION RIUSKA Simulation 1 ANNUAL ENERGY CONSUMPTION AND COST MWh/a mk/a MWh MONTHLY HEATING ENERGY MONTHLY COOLING ENERGY MWh MWh Heating energy: mk/mwh (VAT not included 2%) Electric energy: mk/mwh (VAT not included 2%) Cooling electricity includes the electricity consumption of the compressors, condensers and circulation pumps. COP of cooling = 3 HEATING OF ROOM EQUIPMENTS COOLING OF ROOM EQUIPMENTS HEATING OF SUPPLY AIR COOLING OF SUPPLY AIR DOMESTIC WATER HEATING Rakennuttamisprosessin tietoverkot RIL LCA/LCC Analysis, Energy Simulation Environmental and Activity Simulation etc Value Network of Integrated ICT Systems Production Planning & Production Owner s & Client s Needs Object Based Design & Engineering Software New services based on Integrated Building Procurement Information System Models As-built information Environmental Data Manufacturers Data FM Software Johtopäätökset Teknologia on huomattavasti edellä sen laajamittaista hyödyntämistä Ilman teknologian kehittämistä muutos ei kuitenkaan olisi mahdollista... Uusien teknologioiden tuottamat hyödyt ovat kiinteästi sidoksissa organisaation ja liiketoiminnan uudistamiseen Toistaiseksi olemme vasta raapaisseet pintaa ; tietotekniikan todellinen potentiaali tietojen ja prosessien hallinnassa on vielä pääosin hyödyntämättä 46 Page 23