Rakennusalan tuottavuuongelma Ratkaisu reaaliaikaisen tilannekuvan avulla? Rakennuskonepäivät Olli Seppänen 1.11.2018
Olli Seppänen Lean kokemusta 2000- Erityisesti ajanhallinta Väitöskirja tuotannonohjauksesta Rakentamisen digitalisaation sarjayrittäjä 2005-2015 DSS Oy 2000 2005 (Graphisoft) DynaRoad Oy 2005-2011 (Topcon) Vico Software Oy 2007-2013 (Trimble) 2013-2015 Trimble Navigation VDC-palveluyksikön johtaja Professori Aallossa 2015- Asiantuntija aikatauluihin liittyvissä erimielisyyksissä 2014- (3-4 juttua per vuosi)
Rakennusalan tuottavuusongelma McKinsey 2017: Reinventing Construction: A route to higher productivity
Digitalisaatio on auttanut toimistoa mutta ei työmaata Yritetty parantaa suunnitteluprosessia, hankintaa, projektien suunnittelua... Työntekijöiden tuottavuus ei ole ollut painopisteenä Näihin päiviin asti työmaalta ei ole saatu reaaliaikaista dataa
Asentajan tuottavuus Miksi mesta ei ole valmiina? Mitä pitäisi tehdä työkohteessa? Mistä tiedän, että työ on valmis ja virheetön? 1 3 Voiko työntekijä x työskennellä tuottavasti työkohteessa y aikaan z? 2 4 Missä ovat työkalut ja materiaalit? Milloin työ pitää tehdä? Sovellettuna: Fira/Otto Alhava 2017
Mitä työntekijät tarvitsevat ollakseen tuottavia? Kaikki kahdeksan virtausta täytyy toimia esteettä, jotta työ olisi tuottavaa Jos esteitä ei poisteta, syntyy hukkaa
Hukka on matalan tuottavuuden juurisyy Vain 30% työajasta on arvoa lisäävää tuottavaa työtä Esim. putkimiehet Suomessa: Putkityöt 30% Materiaalilogistiikka 35% Odotus / häiriöt / tauot. 30% Tapaamiset, siivous, sekalaiset 5% Kansainvälisten tutkimusten keskiarvo 30-40% arvoa lisäävää työtä Alkuperäinen lähde: Skanska / Jan Elfving
Miten hukkaa voi mitata? 1. Havainnointi sekuntikellon kanssa 2. Kyselyt / haastattelut 3. Uudet digitaaliset menetelmät (mm. sisäpaikannus)
Opiskelijoiden tekemät aikamittaukset tyypillinen tulos Harvalaudoituksen asennus 18.2.2016 Käytännössä aina 30-40%... 16 % Varsinainen työ: 3 % 12 % 1 % 1 % 11 % 38 % Logistinen työ: Arvoa tuottamaton työ: Laadunvarmistus: Siivous: Tauot: Kommunikointi: Tukeva työ: 18 %
Kyselyt: Logistiikan aiheuttama hukka-aika 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Kuinka paljon käytät aikaa materiaalisiirtoihin viikossa (h)? Miten monta tuntia menee hukkaan viikossa materiaalipuutteiden vuoksi? 6 5 4 3 2 1 0 Kuinka usein viikossa käy niin, ettei materiaaleja ole saatavilla? Kuinka monta kertaa viikossa työ pysähtyy materiaalipuutteiden vuoksi? Kuinka usein viikossa muu materiaali estää mestalle menon?
Työryhmäkohtaisia eroja Kattoasentajat Työ lähes pelkkää haalaamista katto aina välivarastona 1. Muiden materiaalit pois tieltä 2. Kermin asennus 3. Materiaalin siirto seuraavalta mestalta valmiin kermin päälle Sisävaihe väliseinä vs. Etuputsi Etuputsiryhmän edessä väliseinämateriaalit (nostettu rungon aikana) tavaroiden siirto ulkoseinältä keskelle Keskellä olevat tavarat väliseinämiesten edessä haalataan takaisin reunoille Loputon oravanpyörä
Logistiikka muuttuu sisävaiheessa Työryhmien ping-pong lisääntyy hankkeen edetessä
Digitaaliset menetelmät: sisäpaikannus Worker Data storage cloud RFID tags Beacon 2 Gateways 4 5 1 Materials 2 Beacon Locations 3 Equipment Foreman / Superintendent
Ship cabin furnishing (C4, Turku) Warehouse Factory Tehdas Varasto 30.10.2018 14
Stickers Gateways 30.10.2018 15
Putkiremontti (Fira & Kiilto) Kiilto varasto Fira putkiremontti Kiilto tehdas 30.10.2018 16
Asunnot Kuva autohallin varastotilasta 30.10.2018 17
Minutes Sisäpaikannuksen tuloksia Työntekijät sijainnissa enemmän kuin x minuuttia kerrallaan Työntekijät oikeassa sijainnissa 60% 45000 40000 35000 41719 41719 41719 41719 0.52 0.50 0.60 0.50 50% 40% 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 0.37 21893 20954 15566 0 1 5 10 0.34 14358 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 30% 20% 10% 0% Total time Workplace Value-adding schedule-based overall
Sisäpaikannuksen tulokset kokonaisuutena 7 casea analysoitu Olettaen 10 peräkkäistä minuuttia on arvoa lisäävää: Arvoa lisäävä % on 25 35% riippuen hankkeesta 25-40 % riippuen työvaiheesta (mm. timpurit yleensä 40%, TATE matalampi) Noin puolet tuosta ajasta on oikeassa sijainnissa tapahtuvaa työtä Todellisuudessa huomattavasti pienempi osa (puolet?) työkohteessa vietetystä ajasta on arvoa lisäävää...
Kysely vs mittaus Työntekijöiltä ja työnjohdolta kysyttiin heidän näkemystään hukasta 30 min keskiarvo työntekijä / päivä 60 min keskiarvo työnjohto / päivä Mitattu: 5 h / päivä = Työntekijät ja työnjohto eivät ymmärrä hukkaa ilmiönä
Työntekijöiden liikkuminen kaaoottista
Ratkaisun avain: Reaaliaikainen tilannekuva
Reaaliaikainen tilannekuva OWNER / USER - Understanding of construction process - Understanding of impacts of changes and delays - Higher transparency and trust DESIGNER - Participation in the planning process - Understanding of criticality of designs, better prioritization GENERAL CONTRACTOR - Reliable schedules - Transparency into processes of suppliers, subcontractors and designers - Faster cycle times Situation picture Linked platforms SUPPLIER - Right product delivery schedule - Status of construction project BLUE COLLAR WORKER - Less wasted time - Easy access to right information at the right time in the right location (Materials, tools, Workplace, foreman) SUBCONTRACTOR - Understanding of other related work - Ability to integrate plans with others - Increased productivity
Tilannekuvan muodostaminen Tilannekuva muodostuu: Suunnitelmat ja muutoksista suunnitelmiin (esim. aikataulupäivitykset) Automaattinen datankeruu (Sensorit / IoT / drone / valokuvat/videot) Tapaamiset
Minutes Value-adding ratio Sisäpaikannuksen rooli Examples Material number Month Day 25 26 28 53 6 1 1 1 1 0 6 2 0 0 0 0 6 3 0 0 2 0 6 4 2 2 0 0 6 5 0 1 0 0 6 6 2 0 1 0 6 7 0 0 1 0 6 8 1 1 0 0 6 9 0 0 0 0 6 10 1 1 0 0 6 11 1 0 0 0 6 12 0 0 0 0 6 13 0 2 0 0 6 14 0 0 0 0 6 15 0 0 0 2 6 16 0 0 0 0 6 17 0 0 0 0 6 18 0 0 0 0 6 19 0 0 0 0 6 20 0 0 0 2 6 21 0 0 0 0 6 22 0 0 0 0 6 23 0 0 0 0 6 24 0 0 0 0 6 25 0 0 0 0 6 26 0 0 0 0 6 27 0 0 0 0 6 28 0 0 0 0 6 29 0 0 0 0 6 30 0 0 1 0 total 8 8 6 4 sum 7 7 5 3 office 7th floor 6th floor 5th floor 4th floor 3rd floor 1st floor Ground floor entry 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 Työntekijöiden sijainnissa käyttämä aika 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Project level time information and value-adding 67514 67514 67514 67514 0.43 0.40 29054 27147 18593 0.28 0 1 5 10 Project level Total time Project level Value-adding Sensitivity 16733 Project level Workplace 0.25 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
Mahdollisia sisäpaikannuksen käyttötapoja Reaaliaikaisen sisäpaikannuksen käyttö työmailla Tehtävien tilanne (toteutuma vs. suunniteltu) Sijaintien tilanne Työturvallisuus Resurssie n paikanta minen Reaaliaikainen työn kulku suhteessa aikatauluun Onko työntekijät oikeassa paikassa tekemässä oikeita asioita? Onko materiaalit ja kalusto oikeassa paikassa? Sijaintien tilanteen visualisointi BIMissä Työntekijöiden lupa mennä alueelle tai käyttää konetta Varoitukset vaarallisissa paikoissa Materiaalin, työkalujen tai ihmisten paikannus reaaliajassa
Automaattinen toteutuma kuvien pohjalta Cloud system Progress automatically monitored BIM model automatically updated Mobile robot Quality inspection Automatic schedule update Laser scanner Project Team Augmented reality Drone with camera 9.10.2018 16
Esimerkki: kylpyhuoneet
Muita esimerkkejä 3D pistepilvet nosturikameroista tai droneista Vertailut 3D-malleihin toteutumatiedon keräämiseksi Laatutarkastukset Esim. suoruus, halkeamat, raot Työturvallisuus Putoamisriskit Turvavälineet
Tiedon keruusta tilannekuvaan? Automaattinen tiedonkeruu johtaa valtaviin määriin tietoa Tiedon varastointia on standaroitava Tarvitaan roolipohjaisia näkymiä riippuen tarpeesta
Johtopäätökset
Arvoa tuottava aika on tuottavuuden mittari Ratkaisu rakennusalan tuottavuusongelmaan vaatii reaaliaikaisen mittarin Arvoa lisäävä aika voidaan arvioida sisäpaikannuksella Skaalautuva, reaaliaikainen tuottavuusmittari Millä prosesseilla, kalustolla tai digitaalisilla työkaluilla saadaan mittari värähtämään?
Kaluston / työkoneiden rooli Kalustoa ei pitäisi nähdä vain kustannuseränä Olennaista työntekijän tuottavuuden kannalta: Oikeat koneet oikeassa paikassa Automaattinen löydettävyys Työtehtävään sopiva kone Prioriteetti 1: Työntekijän ei pitäisi koskaan joutua etsimään konetta (hukka) tai tehdä työtä väärällä koneella (tuottavuus / työturvallisuus) Prioriteetti 2: Kaluston käyttöasteen nosto Tutkittava vielä, mikä on kaluston osuus 70% hukasta
Kaluston digitalisointi? Paikannus koneisiin Vähintään millä työmaalla kone on, mieluummin sisäpaikannus Kaluston hallintanäkymät, koneiden etsiminen työmaalla Käyttöaste Tuottavuutta lisäävää älykkyyttä Esim. koneiden varausjärjestelmät, ehdot käynnistymiselle ym. Linkitykset päivätason aikatauluihin oikea kone oikeaan aikaan oikealle henkilölle
Muita testattavia asioita Lisäävätkö seuraavat arvoa lisäävää aikaa: Henkilöiden, materiaalien, kaluston paikantaminen Logistiikan kehitys (JIT toimitukset) Esivalmistusasteen nosto / moduulirakentaminen Uudet suunnittelu ja ohjausmenetelmät (tahtituotanto) Tilannekuva eri rooleille BIMin käyttö työmaalla (AR/MR) Maiden väliset vertailut (käyninssä: Alankomaat, Peru, Kiina; suunniteltu: Ruotsi, Norja, Saksa, Brasilia, Kalifornia)
Seuraavaksi Kaupalliset tilannekuvaratkaisut osittaisratkaisuja olemassa (esim. Bliot Oy, Fira, Kaltiot, ReConstruct yms). Yhteiset tietorakenteet rakentamisen työnkululle Tilannekuvaan perustuva tekoäly Automaattiset ohjeet työntekijöille, materiaalin ja kaluston tilaukset ja palautukset jne. Arvoa lisäävän työn tuottavuuden parantaminen Automaattinen six sigma IoTin kautta Oikeat materiaali- ja kalustovalinnat
Kiitos! Kysymyksiä? aalto.fi