Koneohjaus ja 3D-mallit maarakennustyömaalla. Teppo Rauhala, WSP Finland Oy

Transkriptio

1 Koneohjaus ja 3D-mallit maarakennustyömaalla Teppo Rauhala, WSP Finland Oy

2 Miksi BIM? Kustannuksien aleneminen Teknisen laadun paraneminen Rakentamisaikataulun lyheneminen Älykästä tiedonhallintaa Mahdollisuus rakentaa kerralla oikein 2

3 TIETOMALLIPOHJAISEN HANKKEEN SUUNNITTELU Hankkeen käynnistysvaiheessa tulee suunnitella tietomallinnuksen toteutus (YIV 2015, osa 1): mallintamisen tavoitteet inframallin käyttötarkoitukset mallintamisen laajuus, tarkkuustaso ja noudatettavat ohjeet mallin dokumentointi prosessin kuvaus: organisointi yhteistyö ja tiedonvaihto aikataulu määrälaskennan ja kustannushallinnan menettelyt laadunvarmistus 3

4 TIETOMALLIPOHJAISEN HANKKEEN SUUNNITTELU 4

5 Inframallivaatimukset 5

6 MIKÄ TIETOMALLINNUSSUUNNITELMA? Tietomallin laajuuteen ja tarkkuustasoon vaikuttavat asiat voidaan määritellä ja dokumentoida esimerkiksi suunnitteluohjelmassa tai erillisessä tietomallinnussuunnitelmassa. Yleiset mallinnusvaatimukset: tarjoavat perustan, johon asiakirjoissa voidaan nojautua Suunnitteluohjelma: kaupallinen asiakirja, jossa on määritelty työn laajuus Suunnitteluperusteet: tekninen asiakirja, jossa määritellään tekniset ja toiminnalliset vaatimukset suunnitteluohjelman mukaisille suunnittelukohteille Tietomallinnussuunnitelma: hankekohtainen, mallinnuksen toteutustapaa määrittelevä asiakirja 6

7 TIETOMALLINNUSSUUNNITELMA MIKSI? Tästä syystä: Toimintatapa, työvälineet ja rajapinnat tietomallinnushankkeissa ovat uusia ja kehittyviä, ts. lisää uutta on tulossa koko ajan. Asiakkaan tarpeet ja tavoitteet projekteissa ovat erilaisia. Projektien kokoonpano ja osallistuvat sidosryhmät ovat vaihtuvia. Yleinen ohjeistus YIV 2015 tukee toimintaa projekteissa, mutta vakiintuneita menettelytapoja ei vielä ole syntynyt. Tietomallinnussuunnitelman avulla voidaan varmistaa, että tilaajan ja suunnittelijan näkemykset ovat yhtenevät voidaan viestiä mm. mallinnuksen tavoitteet, sisältö ja työn toteutustapa voidaan tarkistaa, pysyykö työ tavoitteiden mukaisena projektin johtaminen eli projektin suunnittelu, toimeenpano ja valvonta on helppoa tai ainakin mahdollista 7

8

9 Tietomallintaminen Espoon pilottikohteissa 9

10

11 NOTKOTIE Kuva: Oulun kaupunki 11

12 NOTKOTIE, TIETOMALLISUUNNITELMA 12

13 Inframallivaatimukset 13

14 Tietomallintamisen tarve työkoneautomaatiossa Rakentamisessa on havaittu laadukkaiden inframallien tarve Työmaalla tarvitaan tietoa/malleja Joudutaan mittaamaan paperikuvista Monimutkaiset rakenteet vaikea hahmottaa 2D-kuvista Koneohjaus tarvitsee 3D-malleja Mallit jouduttu tekemään työmaalla Riskitekijä jos joku muu kuin kohteen suunnittelija laatii malleja. Asioita ei voida jättää suunnittelematta, vaan rakenteet pitää mallintaa läpi asti, suunnitelmien laatu paranee, materiaalien määrät tarkentuu Työnaikainen valvonta helpottuu, suunnitelmia voidaan tarkastella maastossa Tehokas toiminta perustuu laadukkaisiin tietomalleihin Uudella toimintatavalla voidaan parantaa tuottavuutta ja kannattavuutta. Parempi mahdollisuus rakentaa kerralla oikein! Proxion

15 Koneohjaus Työkoneet varustetaan paikannuslaitteistolla, tietokoneella ja antureilla Paikannuksen referenssinä GNSS tukiasema tai takymetri Suunnitelma tuodaan digitaalisessa 3D-muodossa Kuljettaja näkee työkoneen ohjaamiseen tarvittavat tiedot (poikkeamat suunnitelmaan) työkoneen tietokoneen ruudulla Koneohjausmalli Leikkaukset Muu mittatieto

16 RTK (Real Time Kinematic)

17

18 Inframallit työmaalla 18

19

20

21 Tietomallipohjainen tuotanto ja laadunvarmistus ratatyömaalla 21

22 Tietomallipohjaisen rakentamisen ohje 22

23 Tiiveyden seuranta GPS jyrällä -pilotti 1 Nykytilanne GPS-jyrän tiiveyden seurantatyökalua käytetty Riippa-Eskola RU2 projektissa touko-syyskuun 2014 ajan Tiiveyden seurannassa saatu hyötyjä, karttanäytön osoittaessa vihreää on levykuormitusmenetelmällä mitatut kantavuudet olleet vaatimusten mukaisia Ongelmaksi on koettu GPS-jyrän CMV (compaction meter value) arvojen ja levykuormitusmittaustulosten vertailtavuus Visionlink -työkalun puutteiden vuoksi Norjassa tiiveydenseurantakriteerinä CMW muutoksen seuranta eri ajokerojen välillä on käytössä, kun muutos < 10 % ajokertojen välillä tiiveys riittävä (Janne Paitsola/Sitech mukaan) 2 Tavoite Kehittää GPS-jyrää hyödyntävä toimintatapa, jolla urakoitsija voi työnaikaisella laadunvarmistuksella todentaa (tilaajalle) rakenteen tiiveyden/kantavuuden vaatimustenmukaisuuden ja vähentää maastossa tehtäviä erillisiä mittauksia

24 24

25 Visionlink näkymä CMV arvoista

26 Tulokset: RU2 mallipohjainen laadunvarmistusmenetelmä Kesäkuun toisella tarkastelujaksolla ( ) (kmv ) välikerroksen korkeustarkkuuden tunnusluvut: Takymetrimittaus (833 mittaushavaintoa) vs. teoreettinen toteutusmalli: KESKIARVO: 0,003 m KESKIHAJONTA: 0,007 m GNSS-jyrän mittaustulos (507 mittaushavaintoa) vs. teoreettinen toteutusmalli KESKIARVO: 0,002 m KESKIHAJONTA: 0,013 m GNSS-jyrän mittaustulos (495 mittaushavaintoa) vs. takymetrimittauksesta tehty malli KESKIARVO: 0,000 m KESKIHAJONTA: 0,014 m 26

27 Päätelmät Tuotannon seurannassa kuitenkin voitiin todeta, että GNSS -jyrän karttanäytön osoittaessa vihreää olivat levykuormitusmenetelmällä mitatut kantavuudet vaatimusten mukaisia ja rakenteiden tiiveys kehittyi vaatimusten mukaan. Vaikka korrelaatiota eri tiiveyden mittausmenetelmistä saatavien tulosten välillä oli vaikea osoittaa, niin mallipohjaisesta tiiveydenseurannasta saatiin hyötyä jo pilotin aikana tuotannossa. Tässä pilotissa havaittiin GNSS jyrällä tehtävän tiiveyden seurannan tuottavan hyötyjä tuotantovaiheessa. Mallipohjaista seurantaa hyödyntämällä ylijyräämistä voitiin välttää ja jyräyksen läpimenoaika lyheni. Tilaajan kokeneen rakennuttajakonsultin, mukaan mallipohjaisen rakentamisprosessin havaittiin tuottavan ainakin seuraavia hyötyjä: Radan tai väylän rakennekerroksen muotoilu kerralla oikeaan tasoon vähentää materiaalin lajittumista ja johtaa laadun hajonnan pienenemiseen, samalla kerrosrakenteiden homogeenisuus ja pinnan tasaisuus paranevat. 27

28 YHTEENVETO Mallintaminen voidaan määritellä ja suunnitella monella eri tavalla. Osaamista tarvitaan edelleen ja uusi teknologia edesauttaa, muttei korvaa osaamista. Tietomallinnussuunnitelman formaatti ja sisällön yksityiskohtaisuus riippuu mm. hankekoosta ja osapuolten lukumäärästä. Pelkät YIV ohjeet ei riitä, vaan tarvitaan projektikohtaista soveltamista. Keskeistä on, että projektin johtamiselle ja työn tekemiselle muodostuu riittävä pohja. Nopean kehityksen vuoksi vielä ei ole huomioitu kaikkia osapuolia ja käytännöt eivät ole vakiintuneet. Tietoa siiloutuu eikä vielä siirry älykkäästi infran elinkaaren aikana. Tietomallipohjaisen rakentamisen prosessi on rakennettu niin, että työn aikana urakoitsijalla ja tilaajalla on mahdollista seurata rakentamista lähes reaaliaikaisesti. Tämä mahdollistaa rakentaa kerralla oikein (lean), koska rakentamisen laatua seurataan reaaliaikaisesti ja tuotantoa voidaan ohjata tehokkaasti. InfraRYL:n vaatimukset eivät kuitenkaan tällä hetkellä mahdollista täysimääräisesti uuden tekniikan hyödyntämistä rakentamisessa. Mitä on oleellista mitata rakenteesta? Infran hallinnan kehittäminen! 28

29 Kiitos!