1 (18) BUILT ENVIRONMENT PROCESS RE-ENGINEERING (PRE) WP5: InfraFINBIM Pilotti: Lentoasemantien tukimuurit 3.3.2014 InfraFINBIM pilottiraportti Jarkko Savolainen Maria Kuuhimo Muutoshistoria: Versio Pvm Tila (luonnos / ehdotus / hyväksytty) Tekijä(t) 1.0 2.12.2013 Luonnos Jarkko Savolainen (JSa), Maria Kuuhimo(MarKu), 2.0 28.2.2014 Ehdotus Jarkko Savolainen (JSa) Huomautukset (määrittely / toteutus / dokumentointi) raportointiluonnos kommenteille ehdotus hyväksyttäväksi Maria Kuuhimo (MarKu) 2.1 3.3.2014 Ehdotus Tuula Hakkarainen (THa) arviointisapluunan päivitys, ehdotus hyväksyttäväksi 6.3.2014 Hyväksytty AP5
2 (18) SISÄLTÖ 1 Johdanto... 3 1.1 Tausta... 3 1.2 Pilottia tukevan hankkeen kuvaus... 3 1.3 Pilotoinnin osapuolet ja viestintä... 4 2 Pilotin tavoitteet... 5 2.1 Hankkeessa pilotoivat asiat... 5 2.2 Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit... 5 3 Pilotin dokumentointi... 6 3.1 Pilotin kulku... 6 3.2 Tietotekninen ympäristö... 9 3.3 Prosessikuvaus... 10 3.4 InfraFINBIM-nimikkeistöt ja ohjeet... 11 4 Johtopäätökset... 11 4.1 Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet... 11 4.2 Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisapluuna... 12 4.3 Jatkotoimenpiteet... 15 Liite A Kokonaisyhteenveto pilotista... 16 Liite B Arviointisapluunan kategoriat ja valmiustasot... 18
3 (18) 1 Johdanto 1.1 Tausta Lentoasemantien eritasoliittymän tukimuurien pilottiprojekti on osa A-Insinöörit Suunnittelu Oy:ssä tehtävää tietomallintamisen kehitys- ja pilotointityötä. A-Insinöörit Suunnittelu Oy:n tavoitteena pilottiprojekteissa oli sillan tietomallipohjainen suunnitteluprosessin kehittäminen, siltasuunnittelijan mallinnustyökalujen määrittelyt, uusien sovellusten testaukset, soveltaminen ja käyttöönotto. Pilottikohteita valittiin toteutettavaksi neljä; Nybron sillan uusiminen (Kristiinankaupunki), Kehä III Lentoasemantien tukimuurit ja S143 Karhumäen ylikulkukäytävä sekä Vt4-Vt7 kehäsillat S6 ja S12. Valituista kohteista kehäsillat S6 ja S12 jäivät toteuttamatta, sillä ne päädyttiin korvaamaan vaihtoehtoisella ratkaisulla. Kaikilla kohteilla oli jokin erityispiirre, minkä vuoksi ne valittiin pilottikohteiksi. Tavoitteena oli koekäyttää ja kehittää olemassa olevia ja uusia työkaluja ja menetelmiä. Tukimuureissa erityispiirteinä olivat mallinnuksen kannalta vaikea geometria ja poikkileikkaus. Muurien sijaintiin ja korkeuteen vaikuttavat kaksi eri väylää ja ne liittyvät lisäksi molemmilta puolilta myös hankkeeseen kuuluvan rakennettavan sillan maatukeen. Yksi iso tavoite oli väylän ja silta- ja taitorakenteiden suunnitelmien yhdistäminen sekä avoimeen tiedonsiirtoon perustuva kokeilu suunnittelutiedon siirtämisestä mittaus- ja koneohjausjärjestelmiin. Kaikille pilottikohteille asetettiin yhteiseksi tavoitteeksi se, että niistä ei tuotettaisi lainkaan perinteisiä piirustuksia. Näin myös pääasiassa toimittiin urakkatarjousvaiheessa. Joitain detaljipiirustuksia oli tarkoituksenmukaisempaa esittää perinteisinä 2D-CAD-suunnitelmina. Tähän liittyen huomiota päätettiin kiinnittää myös suunnitelmien tarkastamiseen tietomallipohjaisessa suunnitteluprosessissa, sillä perinteisesti suunnitelmat on tarkastettu 2D-piirustuksista. 1.2 Pilottia tukevan hankkeen kuvaus Lentoasemantien alueen urakassa Lentoasemantien yhteyteen rakennetaan kaksi uutta eritasoliittymää: Lentoasemantien ja Tikkurilantien eritasoliittymät. Uusien liittymien myötä pääliikennevirrat pääsevät kulkemaan katkotta Lentoasemantien ja Kehä III:n sekä Lentoasemantien ja Tikkurilantien välillä. Myös Pakkalan eritasoliittymän ramppijärjestelyjä muutetaan liikenteen sujuvoittamiseksi. Kehä III:lle tehdään lisäkaista Tuusulanväylän ja Lentoasemantien välille. Tikkurilantielle ramppien päihin rakennetaan liikennevalot. Alueen maankäyttö kytketään Kehä III:een Lentoasemantien eteläosan ja Virkatien järjestelyjen, kuten paikalle rakennettavan kiertoliittymän kautta. Lisäksi alueelle rakennetaan linjaautopysäkit kevyen liikenteen yhteyksineen, ja alueen muuta kevyen liikenteen verkkoa täydennetään. Hankkeen rakennussuunnittelu käynnistettiin A-Insinöörit Suunnittelu Oy:ssä helmikuussa 2012 ja tukimuurien osalta alkuvuodesta 2013. Tukimuurit 101 ja 106 sijoittuvat Lentoasemantien eritasoliittymään. Tukimuuri 101 jakaantuu kahteen osaan. Tukimuurin alkuosa (Lentoasemantien länsipuolinen osa) sijaitsee rampin R1 vasemmalla puolella alkaen rampin paalulta n. 540 ja päättyen Lentoasemantiellä olevan Silvastin risteyssillan maatukeen. Tukimuurin loppuosa (Lentoasemantien itäpuolinen osa) sijaitsee rampin R3 vasemmalla puolella alkaen Silvastin risteyssillan maatuelta ja päättyen rampin paalulle n. 76. Tukimuuri 106 sijaitsee rampin R1 oikealla puolella alkaen rampin paalulta n. 590 ja päättyen rampin paalulle n. 650. Tukimuurit ovat tyypiltään paikallavalettuja teräsbetonisia tukimuureja. Tukimuurin 101 etupinta molemmissa osissa on kallistettu 4:1 kaltevuudella rampille päin ja takapinta kaltevuudella 8:1. Tukimuurin 106 takapinta on suora ja etupinta on kallistettu kaltevuudella 8:1.
4 (18) Hankkeen toteuttajaksi on valittu Graniittirakennus Kallio, ja rakennustyöt on aloitettu elokuussa 2013. Tukimuurien osalta rakentaminen on kirjoittamishetkellä juuri käynnistymässä. Kuva 1. Havainnekuva tukimuurien Tekla Structures -mallista 1.3 Pilotoinnin osapuolet ja viestintä Sillan tilaaja: Liikennevirasto / Antti Koski Vantaan kaupunki / Henry Westlin Pilotin tilaajat ja yhteistyökumppanit: Infra FINBIM, Oulun Yliopisto, 5d-Silta3 Sillan suunnittelija ja pilotin veturi: Projektipäällikkö Antti Jussila Suunnittelija Jari Kolkka Pääsuunnittelija / sisäinen tarkastaja Antti Jussila Suunnitelmien tarkastaja LiVi (sisäisenä tarkastuksena) Kari Niemi (Suunnitelmien hyväksyjä LiVi Antti Rytkönen) Geotekninen pääsuunnittelija Jari Nousiainen Sillan tietomallintamisen yhdyshenkilö Mauri Kuvaja Sillan tietomallin tekeminen Jarkko Savolainen, Maria Kuuhimo, Eero Särkkä Tietomallintamisen ohjaus Jarkko Savolainen Yhteistyökumppanit: Urakoitsija Graniittirakennus Kallio Oy Raudoitetoimittaja Celsa Steel Service
5 (18) 2 Pilotin tavoitteet 2.1 Hankkeessa pilotoivat asiat Hankkeen tärkeimmät pilotoinnin tavoitteet liittyivät vaikeiden geometrioiden mallintamisen ja tietomallin laajamittaisen hyödyntämisen kehittämiseen. Tukimuurit soveltuivat pilotoitavaksi hyvin, koska mallinnusteknisesti vaikeasta geometriastaan huolimatta ne ovat selkeä kokonaisuus ja rakenteena yksinkertaisia. Tämän toivottiin soveltuvan hyvin myös mallipohjaiseen urakkakyselyyn ja rakentamiseen. Hankkeen rakennesuunnitteluvaiheessa kehitetyt pilotoinnin kohteet lyhyesti ovat: o Tekla Civil -mallin ja Tekla Structures -mallin yhdistäminen o Mallinnustyökalujen kehittäminen o Väylärakentamisen koneohjauskokeilu Rakentamisvaiheessa pilotoitavia asioita ovat o Mallipohjainen urakkatarjouskysely o Mallin laajamittainen hyödyntäminen työmaalla 2.2 Keskeisimmät kehitysaskeleet ja oletetut riskit Hankkeen tärkeimmät pilotoinnin tavoitteet liittyivät tietomallin laajamittaisen hyödyntämiseen kehittämiseen elinkaaren suunnittelu- ja rakentamisvaiheissa. Hankkeen kehitysaskeleet ja riskit kulkevat ainakin tässä vaiheessa käsi kädessä, ja lähes kaikkiin kehitysaskeleisiin sisältyy joitakin riskejä. Siltojen ja taitorakenteiden suunnittelussa on lähtötietoriippuvuuksia väyläsuunnitteluun. Hankkeissa infran eri toimialojen suunnittelu kuitenkin etenee samanaikaisesti. Mallipohjaisen rakennesuunnittelun osalta vaatimukset lähtötiedoillekin ovat tarkemmat kuin perinteisessä suunnittelussa. Tämä täytyy ottaa suunnittelun vaiheistuksessa huomioon, jotta kaikki osapuolet saavat tarvitsemansa lähtötiedot oikeaaikaisesti. Silta- ja taitorakenteet ovat yhä ainakin tässä hankkeessa käytetyillä ohjelmistoilla mallinnusteknisesti vaikeita. Kokemuksen myötä mahdollisesti eteen tulevia ongelmia pystyy arvioimaan, mutta aina uusia työkaluja ja työtapoja kehittäessä kaikkia mahdollisia rajoituksia ei voi ennalta nähdä. Käytännön mallinnustyössä työkalujen rajoitukset ja niiden kierto vaativat jossain määrin luovuutta, jotta lopputuloksesta saataisiin halutun kaltainen. Tähän liittyy sekä aikataulu- että laaturiskejä. Tarkastusmenettettelyjä mallipohjaisesti on jo tehty, mutta suhteellisen vähän. Mallin sisältöön, tiedostoformaattiin, käytettyihin ohjelmistoihin ja tarkastajien tietotekniseen taitoon liittyy vielä riskejä. Suunnittelun osalta mallinnus ei enää ole uusi asia ja sisäisen tarkastuksen onnistumisessa ei ole suuria ongelmia. Koneohjausmallien käytössä urakoinnin osalta on havaittu selkeitä aikataulu- ja laatuhyötyjä. Tämä asettaa kuitenkin myös väylämallintamiselle aiempaa tarkemmat vaatimukset. Koneohjausmallit täytyy tehdä jatkuviksi ja viimeistellä sellaiseen tasoon jota ei ole perinteisillä menetelmillä vaadittu. Virheet koneohjausmalleissa siirtyvät automaattisesti rakentamiseen ja osittain ohjelmistot koneohjausmallien tarkastamiseen ovat vielä puutteellisia. Suunnittelun vaatimusten tiukentuminen ja ohjelmistojen ja formaattien muutokset aiheuttavat sekä aikataulu- että laaturiskejä.
6 (18) Tietomallin laajamittaisen hyödyntämisen edistäminen vaatii osittaista perinteisistä 2d-piirustuksista luopumista. Samalla tämä on hankkeen kannalta suuri riski, sillä uudet toimintatavat aiheuttavat hankaluuksia muun muassa sopimusmenettelyihin. Uusi menettelytapa aiheuttaa myös suunnittelijalle aluksi lisätyötä. Urakkatarjouskyselyyn ja rakentamiseen liittyy lisäksi suuria riskejä liittyen formaatteihin, ohjelmistoihin ja urakoitsijan tietotekniseen taitoon sekä käytettävissä oleviin ohjelmistoihin. Natiiviformaatti palvelisi parhaiten urakkakyselyä ja rakentamista, mutta ei voida olettaa että kaikilla urakoitsijoilla olisi juuri tietyt ohjelmistot käytössään. Avoimiin formaatteihin liittyy kuitenkin riskejä tiedon siirtymisestä tai sen löydettävyydestä. Monimutkaisempien kohteiden rakentaminen muulla kuin natiivimalleilla lienee käytännössä jotain vaikean ja mahdottoman väliltä. 3 Pilotin dokumentointi 3.1 Pilotin kulku Tekla Civil -mallin ja Tekla Structures -mallin yhdistäminen Edellisissä hankkeissa on kokeiltu kolmea erilaista tapaa siirtää väylä- ja maakerrospintoja. Siirtotavoissa on hyvät ja huonot puolensa, eikä mikään niistä ole täydellinen. Tekla on kehittänyt suunnitelmatietojen siirtämiseksi Tekla Civilistä Tekla Structuresiin oman työkalun, mikä tuo halutut pinnat Civilistä Structuresiin natiiviobjekteina. Testattaessa työkalua todettiin sen olevan hankala käyttää väylä- ja mallikoordinaatiston välisessä muunnoksessa. Toinen iso haaste työkalun käytössä todettiin olevan se, että työkalu lukee pinnat suoraan Civilin mallikansiosta. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että Civil mallikansion on oltava samassa verkossa kuin Structures mallin. Tämä ei ole ongelma kun kohdetta suunnitellaan yhden suunnittelutoimiston sisällä, mutta jos väylän suunnittelu kuuluu toiselle suunnittelutoimistolle, on työkalun käyttö lähes mahdotonta Civil mallikansion siirtämiseen liittyvien haasteiden vuoksi. Työkalun hyvä puoli verrattuna muihin tapoihin on että sillä ainakin teoriassa väyläaineiston voi halutessaan tuodessa konvertoida IFC-tiedostoksi. Joissain tapauksissa tästä voi olla apua, etenkin tapauksissa joissa väyläpintojen tuonti kolmioverkkona natiiviosina saattaisi luoda kymmeniä tuhansia objekteja malliin. Lisäksi Teklan oma työkalu on tällä hetkellä ainoa tapa jolla Tekla Structuresista voi siirtää rakenteiden pintoja Tekla Civiliin. Käytännössä tämän suuntaisessa siirrossa työkalussa on vielä liikaa rajoitteita, jotta sitä voitaisiin kunnolla hyödyntää käytännön työssä. Aiemmin väylä- ja maakerrospintojen siirrossa on käytetty dwg-tiedostoa joka on tuotu referenssiksi malliin. Koordinaattimuunnos aiheuttaa kuitenkin jonkin verran riskejä ja ylimääräistä työtä. Toisaalta referenssiä voi olla mallissa jonkin verran helpompi käsitellä, mutta mahdolliset muokkaukset siihen on tehtävä mallin ulkopuolella. Maanpintojen ja väyläsuunnitelmien pintojen siirtäminen natiivimuodossa Structures malliin nähtiin kuitenkin tarpeelliseksi projekteissa, minkä vuoksi päädyttiin kehittämään oma työkalu niiden siirtämiseksi. Työkalu siirtää pintatiedon avoimen tiedonsiirtoformaatin (LandXML) kautta, eikä ole näin ollen sidottu vain yhteen väyläsuunnitteluohjelmistoon. Työkalu kehitettiin käyttäjien toiveiden mukaisesti, jolloin siitä saatiin juuri sellainen kuin haluttiin. Tukimuuri ei geometrialtaan noudata suoraan mitään liittyvien väylien linjaa. Tukimuurin linjaus suunniteltiin alustavasti Tekla Civilissä. Muurin yläreuna noudattaa osittain rampin reunaa, mutta rampin muuttuvan poikkileikkauksen takia yläreunan korkoa säädettiin myös jonkin verran käsin. Muurin etupinta piti saada samaan tasoon muuriin liittyvän Silvastin rs:n maatuen kanssa. Etupinnan
7 (18) kaltevuuden takia muurin reunapalkin sijaintiin vaikuttaa myös muurin korkeus. Tukimuurin reunapalkin sijainti määrittyi näin epätyypillisesti etupintojen kautta. Koska muurin poikkileikkaus vaikutti reunapalkin linjaukseen, käytettiin tässä dwg-tiedostoja ja maatuen korkoja ja iteroitiin geometriaa sopivaksi yhdessä väyläsuunnittelijan kanssa. Mallinnustyökalujen kehittäminen Tekla Structuresin paikalliskoordinaatiston ja maantieteellisen koordinaatiston yhteys on ollut ongelma väyläympäristön rakenteissa. Aiemmin suunnittelijoilla on ollut käytössään omia ratkaisuja koordinaattimuunnostiedon tallentamiseen. Tekla Structuresin suomi-ympäristöön versiossa 18 lisätty FI-Koordinaatisto UDA-välilehti on harmonisoinut tilannetta niin, että nyt sama välilehti on käytössä kaikilla Tekla Structuresia käyttävillä suunnittelijoilla. Muunnosparametrien löytyessä yhdestä paikasta mallin projektitiedoista, voidaan ne asettaa projektin alussa ja hyödyntää niitä eri työkaluissa. FI- Koordinaatiston päälle on tämän hankkeen aikana sekä siirretty omia käytössä jo olleita työkaluja sekä rakennettu uusia. Muunnosparametrit toimivat työkaluissa molempiin suuntiin. Koordinaattipisteraporteilla ja templateilla saadaan mallin pisteitä luetteloitua todellisessa koordinaatistossa. Väylätietojen siirrossa taas LandXML-tiedoston koordinaatit muunnetaan parametrien mukaan automaattisesti mallin paikalliskoordinaatistoon. Väyläympäristön esteettisyyteen on Lentoasemantien projektissa panostettu. Kummassakin tukimuurissa on pinnassa epäsäännöllinen kuviointi. Tukimuurin 101 pintaan tulee metallirimat, jotka lähtevät tiheällä jaolla tukimuurin päistä ja harvenevat kohti keskikohtaa. Muurin 106 pinta kuvioidaan epäsäännöllisellä jaolla olevilla urituksilla. Olemassa ollutta kaiteiden luontiin tehtyä työkalua muokattiin hankkeessa niin, että sillä pystyttiin luomaan myös muita objekteja halutulla jaolla referenssilinjoja pitkin. Tukimuurien pinnat ovat sekä kaarevat että myös kaltevat ja ilman aputyökaluja jokainen rima tai ura olisi pitänyt yksitellen mallintaa. Kuva 2. Tukimuurin 106 etupinnan epäsäännöllinen uritus Väylärakentamisen koneohjauskokeilu Hankkeen suunnittelutoimeksiannossa edellytettiin väylien koneohjausmallien tuottamista. Yksittäisissä pienissä hankkeissa malleja on aiemminkin kokeiltu, mutta ei tässä mittakaavassa. Koneohjausmallit tehtiin kaikkien väylien osalta päällysrakenteen ylä- ja alapinnoista sekä kantavan ja jakavan kerroksen pinnoista.
8 (18) Koneohjausmallien tuotanto edellyttää jo suunnitteluvaiheessa perinteisiin totuttuihin tapoihin verrattuna tarkempaa mallinnusta. Hankkeen koneohjausmallit tehtiin rakennussuunnitelman valmistumisen jälkeen ja mallia jouduttiin jonkin verran siistimään toteutusmallien tekovaiheessa. Tekla on kehittänyt Civil-ohjelman työkaluja koneohjausmallien tekoon ja pääasiassa työkalut ovat toimineet hyvin. Civilin uutta ominaisuutta taiteviivojen välisten rakojen korjaukseen ei voitu tässä hankkeessa hyödyntää koska näin monimutkaisessa tapauksessa se ei toiminut toivotusti. Rakoja korjattiin mallissa manuaalisesti. Koneohjausmallit tuotettiin pääasiassa InfraFINBIM mallinnusvaatimusten mukaisesti. Pintatieto toimitettiin nimikkeistön mukaisesti organisoituna mutta taiteviivoissa tätä ei käytetty koska hankkeen suunnittelu oli alkanut ja rakennetyypit tehty jo ennen mallinnusvaatimusten julkaisua. Rakentaminen on aloitettu ja koneohjausmalleja on käytetty eikä niiden kanssa ole ilmennyt suuria ongelmia. Urakkakysely ja rakentaminen tietomallista Suurin muutos perinteisiin tapoihin tässä projektissa oli urakkakyselyn ja rakentamisen sopiminen tehtäväksi tietomallin avulla. Urakkakyselyssä aineistona tukimuurien osalta toimitettiin o IFC-malli ja tietomalliselostus o Yleiskuva o Rakennussuunnitelmaselostus o Määräluettelo (ei-sitova) o Geopiirustukset perinteisinä 2d-piirustuksina Kuva 3. Mallista tuotettu yleiskuva Urakoitsija on tarjousvaiheessa käyttänyt Tekla Bimsightia mallipohjaiseen aineistoon tutustumiseen.
9 (18) Tukimuurien rakentaminen on alkamassa. Aineistona urakoitsijalle on sovittu toimitettavaksi IFC-malli, sekä todellisessa koordinaatistossa oleva 3d-dwg malli mahdollisten työtä tukevien piirustusten tekemiseksi sekä paikalleenmittausta varten. Myös natiivimallia on tarjottu, mutta urakoitsijalla ei ainakaan tällä työmaalla ole mahdollisuuksia sitä hyödyntää. Raudoitetoimittaja valmistaa raudoitukset käyttäen vain natiivimallia. 3.2 Tietotekninen ympäristö Käytetyt ohjelmistot o Tekla Structures 18.0 ja lisäosat o Tekla Civil o Tekla Bimsight o Autodesk Autocad o Autodesk Civil3d Mallinnuksessa käytetyt formaatit o Tekla Structures 18.0 natiivi o IFC o LandXML o Dwg o Xls Projektissa tukimuurien ja liittyvän sillan maatuen ja kannen suunnittelu tehtiin Tekla Structuresilla. Tässä yhteydessä käytettiin eri mallinnuksen vaiheissa hyväksi lähtötietona IFC-, LandXML-, dwgmalleja sekä Excel-tiedostoja. Väyläsuunnittelu hankkeessa tehtiin Tekla Civilillä, josta toimitettiin lähtöaineistoja tukimuurien suunnitteluun LandXML-, dwg- ja excel-taulukkomuodoissa. Urakoitsija käyttää hankkeessa Tekla Bimsightia ja Autodesk Civil3d:tä. Urakoitsijalle aineistoa on toimitettu IFC- ja dwg-formaateissa. Raudoitetoimittaja käyttää Tekla Structuresia, ja aineistoa toimittajalle on toimitettu natiivimuodossa.
10 (18) Kuva 4. Silvastin risteyssillan kansi ja maatuki liittyvät tukimuureihin (tukimuurit natiiviformaatissa, maatuki ja kansi IFC-referenssinä) 3.3 Prosessikuvaus Kuva 2. Hankkeen tiedonsiirron prosessikaavio
11 (18) 3.4 InfraFINBIM-nimikkeistöt ja ohjeet Hankkeessa nimikkeistöjä käytettiin varsin vähän. Laajaa mallin organisointia esimerkiksi Class -jaon mukaan ei katsottu tarpeelliseksi sillä tukimuureissa rakenneosia on vähän verraten siltarakenteeseen. Malli organisoitiin pääasiassa nimen mukaan. Nimiattribuutin käyttö nähtiin helpoimmaksi tavaksi käsitellä mallia myös Tekla Bimsightissa. LiVin Siltojen tietomalliohje ei tässä projektissa palvellut kovinkaan kattavasti sillä taitorakenteiden, kuten tukimuurien mallintamista ohje ei käsittele lainkaan. 4 Johtopäätökset 4.1 Havaitut hyödyt ja ongelmat, edistysaskeleet ja kehitystarpeet Pääasiassa pilotin tavoitteet saavutettiin. Osa kokemuksista jää rakentamisaikataulun myötä tämän raportin ulkopuolelle, mutta pilottiprojektissa tehty työ tarjoaa hyvän pohjan tehdyn tietomallin laajamittaiselle hyödyntämiselle. Käytännön mallinnuksen työkaluissa on tapahtunut kehitystä, mutta ne ovat yhä puutteellisia. Vaikeat geometriat aiheuttavat paljon lisätyötä ohjelmistojen rajoitusten kiertämisessä. Pilotin tavoitteista työkalukehityksellä on voitu jonkin verran vastata tähän, mutta kaikesta huolimatta käsityötä on vielä paljon. Silta- ja taitorakenteiden suunnittelussa hyödynnetään laajasti väyläsuunnittelijalta saatavia aineistoja. Kun rakenteiden suunnittelu tapahtuu mallipohjaisesti, vaaditaan lähtötiedoilta myös tarkempaa sisältöä verrattuna perinteiseen suunnitteluun. Jotta siltaan liittyvän väylän suunnitelmat saadaan siltasuunnittelijan käyttöön tarpeellisessa laajuudessa ja tarkkuustasoltaan riittävänä tulee väyläsuunnittelijoiden kanssa tehtävää yhteistyötä kehittää entisestään. Kun molemmilla osapuolilla on tiedossa molempien tarpeet tietomallille, vältytään väärinkäsityksiltä ja saadaan aikaan yhdistelmämalli joka palvelee läpi projektin. Väylämallien yhdistäminen siltamallien kanssa oli yksi pilotin tavoitteista ja teknisesti tässä onnistuttiin hyvin. Työkalukehityksellä saatiin parannettua tiedonsiirron helppoutta ja luotettavuutta. Jotta uusien työkalujen kehittämiseltä toimistokohtaisesti vältyttäisiin tulevaisuudessa, tulisi ohjelmistotoimittajan kehittää jo olemassa olevien, tarpeelliseksi todettujen työkalujen ominaisuuksia suunnittelutoimistoista saatavien kokemusten perusteella. Avoimeen tiedonsiirtoformaattiin perustuvat työkalut toimivat eri suunnittelutoimistojen välillä tehtävässä suunnittelutyössä parhaiten ollessaan ohjelmistoriippumattomia. Koneohjauskokeilun sisältö laajeni pilotin suunnittelun jälkeen jo kokeilua suuremmaksi askeleeksi ja siinä onnistuttiin hyvin. Rakentamisessa avoimet formaatit ovat kuitenkin osin puutteellisia. Monet näihin formaatteihin liittyvät ohjelmat ovat tarkoitettu pääasiassa mallin visuaaliseen tarkasteluun tai mallien yhdistelyyn, mutta etenkin monimutkaisemmissa kohteissa urakoitsijat tarvitsevat vielä työpiirustuksia, joiden tuottaminen ei avoimen formaatin malleista ole mahdollista. Työtä tukevat piirustukset on käytännössä pakko tehdä natiivimallista, jonka käyttö vaatii urakoitsijalta sekä rahallista panostusta että ohjelmistoteknistä tietämystä. Tietomalliosaamisen kasvattaminen ja tietomallien käsittelyvalmiuden parantaminen tilaajaosapuolien, urakoitsijoiden ja konepajojen keskuudessa on kriittisen tärkeää alan kehittymisen kannalta.
12 (18) Tulevaisuudessa työkaluja tulee kehittää edelleen näitä osapuolia ja heidän tarpeitaan enemmän tukevaksi. 4.2 Tietomallintamisen haasteellisuuden arviointi / Arviointisapluuna Infra FINBIM hanketta varten VTT on kehittänyt arviointisapluunan, jonka avulla arvioidaan pilottihankkeiden tietomallinnusvalmiuksia. Arviointisapluuna on jaettu 11 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. Arviointisapluunan kategoriat ja niiden valmiustasot on esitetty liitteessä B. Infra FINBIM hankkeen alussa arviointisapluunan avulla määriteltiin infrarakentamisen tietomallinnuksen 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 Lemminkäinen Oyj Oulun yliopisto VTT VTT
13 (18) Kuva 3. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen tietomallinnuksen nykytilasta arviointisapluunan kategorioiden perusteella ennen Infra FINBIM hanketta. Kuva 4. Esteidenpoistoryhmän näkemys infrarakentamisen tietomallinnuksen tavoitetilasta Infra FINBIM hankkeen jälkeen. Arviointisapluunatutkimus on tehty pilottihankkeiden loppuvaiheessa tai hankkeiden päättymisen jälkeen haastattelututkimuksena. Haastattelussa pilottien vastuuhenkilöt ovat arvioineet pilottien tason oman näkemyksensä mukaisesti. A-Insinöörit Oy:n 5DSilta-pilotteja (18_5DSilta_Nybro, 28_5DSilta_Karhumäen ylikulkusilta ja 29_5DSilta_Kehä III Lentoasemantien tukimuurit) käsiteltiin
14 (18) tässä haastattelussa yhtenä kokonaisuutena. Näiden pilottien arvioinnin tekivät Mauri Kuvaja, Minna Salonsaari, Jarkko Savolainen ja Mikko Hyyrynen A-Insinöörit Oy:stä. Haastattelun tulokset on esitetty kuvassa 5. Kuva 5. A-Insinöörit Oy:n 5DSilta-pilottien tulokset. Tuloksista nähdään, että A-Insinöörit Oy:n 5DSilta-piloteissa saavutettu taso ylittää infra-alan yleisen lähtötason yhdeksässä kategoriassa (A C, E J). Esteidenpoistoryhmän asettama tavoitetila saavutettiin tai ylitettiin neljässä kategoriassa (B, C, E ja H). Tämä on signaali siitä, että pilottiin sitoutuneet tahot ovat ottaneet merkittäviä askelia kohti infrarakentamisen tietomallipohjaista tulevaisuutta. Tavoitetilaa alemmalle tasolle jäätiin kuudessa kategoriassa (A, D, F, G, I ja J). Haastavimmalta näistä vaikuttaa arviointisapluunan perusteella kategoria D (process description), jossa ollaan valmiustasolla 2 (viitteellinen prosessikuvaus) 1. Muiden kategorioiden (A, F, G, I ja J) osalta valmiustaso (3) lähestyy esteidenpoistoryhmän määrittelemää tavoitetasoa (4). Kategoria K (as-built information) ei ole relevantti näissä piloteissa, koska hankkeet eivät ole vielä vaiheessa, jossa toteumatietoa olisi käytettävissä, eikä toteumamalli ole pilotoinnin kohteena. Tämä näkyy kuvassa 5 kategorian K arvona 0. 1 Haastattelussa toukokuussa 2013 kategoria D arvioitiin valmiustasolle 1, koska prosessikuvausta ei tuolloin vielä ollut tehty. Arviointisapluuna päivitettiin vastaamaan tämän raportin tilannetta (valmiustaso 2) maaliskuussa 2014.
15 (18) 4.3 Jatkotoimenpiteet Yrityksen mallintamiskäytäntöjen kannalta projekti koettiin kokonaisuutta yleisesti kehittävänä. Hankkeen yhteydessä oli mahdollista kehittää ja jatkokehittää työkaluja ja mallinnuksen toimintatapoja. Jatkossa aktiivinen yhteys myös ohjelmistotoimittajien kanssa on tärkeää. Infra FINBIMin tulisi kartoittaa erityisesti mallipohjaisen tiedonsiirron tarpeita ja mahdollisuuksia sekä parantaa mallipohjaisen suunnittelun edellytyksiä. Tähän liittyy monia koko rakentamishanketta koskevia kehityskohtia, kuten tilaamisen käytännöt, arkistoinnin haasteet, suunnittelun tehtävänannon rajaukset yms. Jatkoa varten on kirjattu muun muassa seuraavat kehityskohteet: o Yrityksessä on aloitettu sisäisenä kehittämisprojektina opinnäytetyö, joka keskittyy nimenomaan tietomallintamisen ohjeistamiseen. o On lähdetty sisäisesti selvittämään hitsaustyökalujen laajamittaista hyödyntämistä mallintamisessa. o Avoimiin tiedonsiirtoformaatteihin perustuvaa tiedonsiirtoa tullaan tutkimaan tarkemmin tulevaisuudessa myös muiden projektien kohdalla. o Tulevaisuudessa tarvitaan infra-, geo- ja siltasuunnittelijoiden yhä tiiviimpää yhteistyötä. Urakoitsijan osalta jatkotoimenpiteet jäävät avoimiksi, mutta jo rakentamisen edetessä saadaan kokemuksia rakentamisen onnistumisesta vain tietomallin avulla. Näin omia käytäntöjä voidaan paremmin rakentamista palvelevaksi.
LIITE A 16 (18) Liite A Kokonaisyhteenveto pilotista Taulukko 1. Pilotin nimi Yhteenveto pilotista Kehä III Lentoasemantien tukimuurit. Lentoasemantien tukimuurit Pilotin tyyppi Silta- ja taitorakenteiden suunnittelu Pilottihankkeen kuvaus Taitorakenteiden tietomallipohjaisen suunnittelun ja rakentamisen kehittäminen Aikataulu 12/2013-12/2013 Toteutusmuoto Pilotoitavat prosessit Osapuolet ja käytettävät ohjelmistot Tietomallipohjainen suunnittelu kokonaisuutena Väyläympäristön eri rakenteiden yhdistäminen Tietomallipohjainen urakkakysely ja rakentaminen Pilotin veturi: A-Insinöörit Suunnittelu Oy Hankkeen tilaajat ja yhteistyötahot: Liikennevirasto, Vantaan kaupunki, Graniittirakennus Kallio Oy, Celsa Steel Service Oy Pilotin tilaajat ja yhteistyötahot: Infra FINBIM, Oulun Yliopisto, 5d-Silta3 Pilotoitava(t) asia(t) ja pilotin tavoitteet Käytettävä ohjelmisto: Tekla Structures 18.0 Hankkeen suunnitteluvaiheessa kehitetyt pilotoinnin kohteet - Väylän osalta 3D-rakennemallin kehittäminen - Tekla Civil -mallin ja Tekla Structures -mallin yhdistäminen - Siltojen ja taitorakenteiden tietomallintamisen kehittäminen - Mallipohjaisen tuotannon kehittäminen Tietomallin hankkeessa käyttö Rakentamisvaiheessa kehitetyt pilotoinnin kohteet - Mallipohjainen urakkatarjouskysely - Mallin laajamittainen hyödyntäminen työmaalla Tukimuurien osalta hanke sekä suunniteltiin että rakennetaan mallipohjaisesti Pilottihankkeen erityispiirteet suhteessa tietomallinnukseen Keskeisimmät kehitysaskeleet ja niihin liittyvät odotukset Laajamittainen hyödyntäminen Siltojen tietomallintamisen kehittäminen - Yrityskohtaisen starttipohjan ja mallintamisohjeen kehittäminen erittäin tärkeää, jotta malli rakentuu alusta asti oikein. Projektin jälkeen päädyttiin kehittämään edelleen yrityksen sisäistä starttimallipohjaa ja ohjeita mallinnuksen aloittamiseen.
17 (18) - Ohjelmistosta riippuvia ongelmakohtia ja kehitysideoita koottiin muunmuassa ja raudoitustyökaluissa ja vaikeiden geometrioiden mallintamisessa Keskeisimmät esiin nousseet ongelmat ja kehitystarpeet Mallipohjaisen tuotannon ja tilaamisen kehittäminen - Mallipohjainen urakkatarjouskysely - Mallipohjainen rakentaminen ja raudoitetuotanto - Avoimen formaatin aineistoista voi olla vaikea tuottaa rakentamista tukevaa aineistoa - Tähän asiaan saadaan lisää kokemuksia hankkeen myöhemmissä vaiheissa Projekti oli yleisesti kehittävä yrityksen mallintamiskäytäntöjen kannalta. Infra FINBIM:in tulisi kartoittaa erityisesti mallipohjaisen tiedonsiirron tarpeita ja parantaa mallipohjaisen suunnittelun edellytyksiä. Tähän liittyy monia koko rakentamishanketta koskevia kehityskohtia, kuten tilaamisen käytännöt, arkistoinnin haasteet, suunnittelun tehtävänannon rajaukset yms. Jatkoa varten on kirjattu muun muassa seuraavat kehityskohteet: - Yrityksessä on aloitettu sisäisenä kehittämisprojektina opinnäytetyö, joka keskittyy nimenomaan tietomallintamisen ohjeistamiseen. - Avoimien formaattien mukaista tiedonsiirtoa tullaan tutkimaan tarkemmin tulevaisuudessa myös muiden projektien kohdalla. - Tulevaisuudessa tarvitaan infra- ja siltasuunnittelijoiden tiiviimpää yhteistyötä. Uuden toimintamallin myötä tuotannon ja suunnittelun välillä tullaan todennäköisesti käymään huomattavasti enemmän vuoropuhelua kuin aikaisemmin. Myös tilaajan ja urakoitsijan osittain väistämätön tietomallin hyödyntämisen opettelu tämän hankkeen kautta tulee olemaan alalle hyödyksi.
LIITE B 18 (18) Liite B Arviointisapluunan kategoriat ja valmiustasot Lisätietoja arviointisapluunasta: tarja.makelainen@vtt.fi