Reijo Mie(nen, Helsingin yliopisto, CRADLE

Transkriptio

1 Tietomallintamisen haasteet ja rakentamisen muutos PRE-ohjelman seminaari Toiminnan teorian ja yhteiskunta1eteiden näkökulma BIM tutkimukseen Reijo Mie(nen, Helsingin yliopisto, CRADLE

2 Projek1 ja projek1ryhmä Tietomallintamisen käy<ö rakentamistoiminnassa. Helsingin yliopiston hanke RYM SHOK:n PRE- ohjelman Model Nova- työpakelssa. ProjekLryhmä: Prof. Reijo Mie(nen (Let. Johtaja) DI ja KM Tarja Mäki (projeklpäällikkö, BIM:n rakennusaikaisen käytön tutkimus), FT Hannele Kerosuo, (etnografia, intervenlot, suunni<elunaikainen käy<ö), FT Sami Paavola (Letotyökalut ja hajaute<u Letotyö), DI Jenni Korpela [BIM:n käytön edellytykset ylläpidossa] Tutkimuskohteena elinkaarihanke (4 koulua ja päiväkol), jonka avaintoimijoita on haastateltu ja kokouksia havainnoitu.

3 Esityksen sisältö 1) Yhteiskunta- ja käy<äytymisleteellisestä BIM tutkimuksesta 2) Kul<uurihistoriallinen toiminnan teoria (CHAT) ja sen viitekehys toiminnan kehityksestä ja oppimisesta 3) BIM sosioteknisenä järjestelmänä ja mitä uu<a toiminnan teoria voi tuoda sen tutkimiseen 4) Alustavia huomiota BIM:n käy<öönoton avainhaasteista ja kehitysrislriidoista

4 1. Yhteiskunta- ja BIM- tutkimuksesta

5 ja yhteiskunta1eteellisiä tutkimustradi1ota, joita voidaan hyödyntää BIM- tutkimuksessa 1) Toiminnan teoria: toiminnan kehitys ja oppiminen 2) InnovaaLotutkimus: InnovaaLoprosessi, teknologinen muutos ja sen organisatoriset ja insltulonaaliset ehdot 3) Mallintamisen filosofia: simulaaloiden ja mallien luonne ja kelpoisuus representaaloina ja työkaluina 4) Tietojärjestelmien tutkimus ja Letokoneavusteinen yhteistyö ( computor supported collaboralve work ) 5) OrganisaaLo- ja johtamisen tutkimus; Leteen ja teknologian tutkimus (STS)

6 Innovaa1otutkimus ja teknologisen kehityksen dynamiikka Teoria teknologisista kumouksista talouden pitkien aaltojen (50 v) käynnistyjänä (Perez 2002). Uusi geneerinen teknologia synny<ää uusia teollisuuden aloja ja mullistaa vanhoja (luova tuho). Kehitykselle on ominaista eriaikaisuus: teknologinen muutos käy edellä ja organisatoriset ja insltulonaaliset muutokset seuraavat jäljessä. Uudet teknologiat tuodaan aallon ensi vuosikymmeninä vanhoihin organisatorisiin rakenteisiin. Informaa-oteknologinen kumous käynnistyi luvun alussa.

7 Työn ja yhteistyön organisoin1tavat informaa1oteknologian kaudella ja 1980 Letotekniikkaa tuolin massatuotannon aikakauden hierarkkisiin organisaaloihin huonolla menestyksellä (Zuboff 1990). Solowin (1987) paradoksi: Tietotekniikka näkyy kaikkialla paitsi työn tuo<avuusllastoissa. Perezin mukaan organisatoriset ja insltulonaaliset rakenteet muu<uvat teknologisen kumouksen jälkimmäisellä kaudella siten, e<ä teknologian mahdollisuuksia voidaan hyödyntää täysimääräisesl. Hierarkioista verkostoihin, avoimeen innovaaloon, ennakoivaan sopimiseen jne. Analogia: minkälainen organisatorisia ja sopimuksellisia muutoksia BIM:n täysimääräinen hyödyntäminen edelly<ää?

8 2. toiminnan teoria (TT) ja sen viitekehys toiminnan kehityksestä ja oppimisesta

9 kehitys ja oppiminen Toiminnan teorian peruskäsite on kul2uurisen väli2yneisyys. Ihminen on vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa aina kul<uuristen välineiden, merkkien (esim. kieli) ja työkalujen välityksellä (Vygotsky 1978). Mielen ja aja<elun sosiaalinen alkuperä: yksilö sisäistää kielen ja työkalujen käy<ötavat oman aja<elunsa ja toimintansa välineiksi. Hän kehi<yy osallistuessaan näiden välineiden yhteisölliseen käy<öön ja kehi<elyyn. Oppiminen sisältää aina uusien välineiden (käsi<eiden, metodien, työkalujen) omaksumista tai kehi<ämistä.

10 Kollek1ivinen toiminta ja toiminnan kohde Yksilön teot toteutuvat työnjaollisen kokonaistoiminnan osana (Leontjev 1987). Toiminnan kohteellisuus: Toiminnan kohde (tarkoitus, tavoiteltava käy<öarvo ja inhimillinen tarpeen tyydy<äminen) on toiminnan molivi, joka kokoaa ja lii<ää toimijoiden tekojen ja panosten sarjat yhteen (esim. koulurakennus) Toiminnan kohde on sekä anne<u (materiaaliset lähtökohdat- ja ainekset) e<ä kuviteltu ja suunniteltu. Se on tekojen horison(.

11 Toimintajärjestelmän malli (Engeström 1987) Instrumentit, Merkit ja työkalut Subjekti Kohde Tulos Säännöt Yhteisö Työnjako

12 Toiminta muiden toimintojen verkkossa, ajallinen muutos ja kehitysris1riidat Työkaluja tuottava toiminta (esim. ohjelmistoyritys) Instrumentti subjekti Kohde Oppilaitos Kohdetoiminta Säännöt Yhteisö Työnjako Sääntöjä tuottava toiminta (viranomainen) Kaikki toiminnan elementit muuttuvat (esim. 2D BIM) aiheuttaen jännitteitä ja ristiriitoja elementtien välillä sekä jatkuvia törmäyksiä uusien ja vanhojen käytäntöjen ja välineiden välillä

13 Toiminnan teorian haaste tänään: toimintajärjestelmien yhteistyö Osittain jaettu kohde Moniäänisyys : useat toimijat antavat panoksensa kohteen jonkun osan tai ulottuvuuden rakentamiseen ja tulkitsevat kohdetta erityisosaamisensa ja kiinnostuksensa näkökulmasta

14 3. BIM sosioteknisenä järjestelmänä. Mitä toiminnan teoria (TT) tuo sen tutkimiseen?

15 BIM sosioteknisenä järjestelmänä, ja kohteellisuus a) 3D + parametrinen objektitieto b) Yhteinen/jaettu standardeihin (IFC) perustuva tietovarasto c) Joukko BIM ohjelmistoja BIM ohjelmistotyökalujen käyttö ja niiden suhde muihin työvälineisiin Työnjako ja yhteistyön muodot Mallin sisältö ja käyttötarkoitus. Mitä tietoa malliin sisällytetään ja miksi? Sopimus- ja liiketomintamallit

16 Tietomallintamisen lupaukset ja toiveet 2D:hen verra<una BIM:llä on potenlaalisesl rakentamistoimintaa mullistavia ominaisuuksia. Visuaalisuus ja rakennuksen osia koskeva yhdiste<y eksakl Leto tekee mahdolliseksi Aiempaa tarkemman ja virhee<ömämpi suunni<elu Erillissuunni<elusta aiheutuvien virheiden väl<ämisen Rakennuksen ominaisuuksiin simuloiminen, Monien rakentamiseen ja ylläpitoon lii<yvien toimenpiteiden tehostamisen. Kokonaan uuden rakentamisen tavan esim. integroitu rakentaminen.

17 BIM joukkona ohjelmistoja BIM:n realislnen kehitys tapahtuu ohjelmistoyritysten tuo<amien ohjelmistojen muodossa. Eri suunni<elijat käy<äjät näitä ohjelmistoja vaihtelevasl ja ei- BIM ohjelmistojen ja muiden työvälineiden kanssa. Haasta<eluissamme tuli esiin 13 ohjelmistoa: 4 BIM suunni<eluohjelmaa (ArchiCad, MagicCad, Tekla Sructures, Solibri Model Checker), 2 BIM katseluohjelmaa, 4 ohjelmistoa, jotka voivat käy<ää BIM mallin dataa (energiasimulaalot, kustannus- ja aikataululaskelmat) ja ylläpito- ohjelmisto (RyhL), joka ei vielä kommunikoi BIM- ohjelmistojen kanssa. Haasta<eluissa yleisimmin mainitut ongelmat olivat teknisiä: Letokoneiden kapasitee( rajoi<aa BIM ohjelmistojen ja käy<öä ja erityisesl yhteiskäy<öä. Jotkut ohjelmistojen toiminnoista ovat kömpelöitä ja niiden käy<ö vie liian paljon aikaa (esim. muutosten vieminen talotekniikkamalliin).

18 1. BIMn ja etnografia (1) BIM työkalujen käy<ö suunni<elussa, rakentamisessa ja ylläpidossa (2) Käytön ongelmat ja häiriöt (3) Yhteistoiminnalliset käytöt (tai niiden puu<uminen) (4) BIM työkalujen suhde muihin ohjelmistoihin ja ei IT- työkaluihin. (5) Uusien käy<öjen (niiden itujen) tunnistaminen ja kuviteltujen tulevien käy<öjen kartoi<aminen. Mitä tulevia käy<öjä avaintoimijat ehdo<avat ja pitävät tärkeinä. Esim: huoltomies saa mallista lamppujen sijainnit ja reilt niiden luo, siivooja kuvauksen Llatyypeistä ja niiden puhtaustasovaalmustasoista, palomiehet voivat tutkia rei(ä matkalla palopaikalle, oppilaat voivat laskea ja suunnitella energian säästöä koulurakennuksessa.

19 2. Kohteellisuus: BIMn sisällön ja tarkoituksen pohdinta Mitä Letoja (osia ja parametrejä) malleihin sisällytetään, mitä vuoro- ja yhteisvaikutuksia simuloidaan ja mitä (käy<öä) varten? Mitä, kuinka tarkkaan ja missä muodossa on Leto sisällytetään malleihin esim. Ylläpidon ja ympäristötekijöiden huomioon o<amiseksi. Esim. mitä palomiehet tarvitsisivat voidakseen suunnitella pelastustehtävän? v. Hippel (2005): Tarvitaanko erityisiä välineitä käy<äjien tarpeiden spesifioimiseksi ja niiden lii<ämiseksi BIMiin?

20 3 ja 4: Kehitysris1riidat ja interven1ot: tutkimustulosten ja aineiston tuominen perspek1ivin ja seuraavan kehitysaskeleen välineiksi BIM käytön keskeisten kehi<ämisrislriitojen ja haasteiden määri<eleminen. Tutkimustuloksia ja aineistoa tuodaan mallien käy<äjille välineeksi kehi<yneemmän käy<ötavan määri<elemiseksi. Uusi malli on työhypoteesi tai lähikehityksen vyöhyke : Sen avulla pyritään ratkaisemaan kaikkein kiireisimmät ja olennaisimmat käytön haasteet ja rislriidat eikä sen kuvitella olevan lopullinen tai oikea tapa. Kokeilun tuloksia arvioidaan seuraavien kehitysaskelten o<amiseksi.

21 4. Alustavia huomiota BIM:n avainhaasteista ja kehitysris1riidoista

22 Kehitysris1riitojen ja avainhaasteiden etsiminen 1) RisLriita teknologisten mahdollisuuksien/lupausten ja BIM:n kohdistute<ujen polii(sten odotusten sekä vallitsevan käytännön välillä 2) RisLriidat eri toimijoiden päämäärien ja BIMn käy<öä koskevien käsitysten välillä 3) RisLriidat uusien BIM- työvälineiden ja perinteisten välineiden ja ammalllisten käytäntöjen välillä 4) Nykyisten BIM- työkalujen käytön häiriöt, ongelmat, yhteiskäytön kommunikaalokatkokset sekä käy<ökokeilut ja innovaaloyritykset Näiden tulkitsemiseksi tarvitaan historiallista ymmärrystä meneillään olevasta siirtymästä 2D:sta 3D:n sekä muista rakennustoiminnan keskeisistä muutosprosesseista

23 mukaan Niin innovaalo- kuin organisaalotutkimuskin korostaa tuo<ajien ja käy<äjien yhteistyötä (yhteiskehi<elyä) tuotekehityksen ja tuote/ palvelutuotannon seuraavana kehitysvaiheena. Asiakas- ja käy<äjälähtöisyys on Suomen innovaalopolilikan- ja Letoyhteiskuntastrategian keskeinen lähtökohta. TEKESIN rakennetun ympäristön visio Painopiste siirtyy rakentamisesta asumispalvelujen tuo<amiseen: Tulevaisuuden rakennukset ovat palvelualaustoja, joille käy<äjät itse kokoavat tarvitsemansa palvelut oman elämäntapansa ja mieltymystensä mukaan. Haasta<elujen perustella käy<äjille esitetään valmiita suunnitelmia ja loppukäy<äjiä edustaa kiinteistöalan amma(lainen. Miten käy<äjien kuuleminen on sovite<avissa yhteen kireiden aikataulujen kanssa? Kuka maksaa? Tarvitaanko uusia välineitä käy<äjän/asiakkaan tarpeen huomioimiseksi suunni<elussa? (V. Hippel 2005).

24 BIM:n poistamiseksi Erillissuunni<elun aiheu<amien virheiden poistaminen törmäystarkastelujen avulla on keskeinen BIM- lupaus. Miten ja missä määrin tämä tapahtuu, vaali lisäselvitystä. Yhdistelmämallin tuo<amat virhelistaukset toimitetaan eri suunni<elijoille. Listoissa kehi<ämisen varaa. Suunni<elijat tarkistavat visuaalisesl suunnitelmia hyödyntäen nalivimalleja. Yhdistelmämallia ei käyte<y laajasl. Kuinka yhdistelmämallia voitaisiin hyödyntää? Kuinka eri suunni<elijoiden tarkistustoimenpiteet voitaisiin koordinoida?

25 Mallit ja siirtymä rakentamiseen BIM tekee mahdolliseksi laala enlstä tarkemmat ja täydellisemmät suunnitelmat, jotka ovat niin valmiita, e<ä voidaan toteu<aa rakentamisessa. On halvempaa korjata virheet ennalta virtuaalisesl kuin rakentamisessa. Suunnitelmat olivat myöhässä ja niihin tarvi(in paljon täsmennyksiä ja tarkistuksia. Pitäisikö rakentajien olla mukana suunni<elussa? Miten se järjestetään? Voidaanko löytää uusia tehokkaampia tapoja neuvotella täsmennyksistä ja muutoksista rakentamisen ja suunni<elijoiden välillä rakennusprosessin aikana?

26 BIM ja ylläpito Visio: ajantasaisena pide<ävästä BIM:stä saadaan kullekin ylläpitoon osallistuvalle heidän tarvitsemansa Ledot, mikä edelly<ää ylläpitokohtaisia käy<ölii<ymiä. Ylläpidon päävälineenä on RyhL- huoltokirjaohjelmisto, joka ei kommunikoi BIM- mallien kanssa. Onko BIM ja ylläpito/huoltokirjaohjelmistot integroitavissa toisiinsa? Tarvitaanko IFC:n kaltaisten standardien kehi<ämistä ja kenen tulisi niistä vastata? Kuka kehi<ää käy<ölii<ymät ja kuka/ketkä siitä maksavat? Jos Letomallia ei käytetä ylläpidossa, miksi suunni<elijat ja rakentajat veisivät muutokset malliin ja loisivat as built mallin?

27 Lähteitä Engeström, Y Learning by expanding: An aclvity theorelcal approach to developmental research. Helsinki: Orienta- konsullt. Engeström, Y Expansive learning at work: toward an aclvity theorelcal reconceptualizalon. Journal of EducaLon and Work 14 (1), Leont ev, A.N. (1978). AcLvity, consciousness and personality. Englewood Cliffs: PrenLce Hall. Mie(nen, R Dialogue and CreaLvity. AcLvity theory in the study of science, technology and innovalons. Berlin: Lehmanns Media. (394 pp). Perez, C Technological revolulons and Financial capital. The dynamics and Bubbles and Golden Ages. Cheltenham: Edward Elgar. von Hippel, E DemocraLzing InnovaLon. Cambridge: MIT Press. Available [On- line] at: h<p//web.mit.edu/evhippel/www/books.htm. Vygotsky, L. S Mind in society: the development of higher psychological processes. Cambridge, Mass.: Harvard University Press. Vygotsky, L. S. (1986). Thought and language. Translated and newly revised by Alex Kozulin. Cambridge, Mass.: The MIT Press. Zuboff, S Viisaan koneen aikakausi. Helsinki: Otava