Tuotemallien hyödyntäminen kannattavasti liiketoiminnassa. Arto Kiviniemi Johtava tutkija, TkT, arkkitehti SAFA

Tuotemallien hyödyntäminen kannattavasti liiketoiminnassa Arto Kiviniemi Johtava tutkija, TkT, arkkitehti SAFA

Mikä tuotemalli? Tuotemalli = tuotetietomalli (Product Model = Product Data Model ~ Building Information Model) kuvaa tuotteen rakenteen ja sisältää sen tuottamiseen tarvittavan tiedon; ei siis pelkkä 3D malli CADin avulla tuotetaan piirustuksia, mutta tuotemalli sisältää kohdetta kuvaavia ominaisuuksia, esim: Seinä on tuotemallipohjaisessa ohjelmistossa olio, jolla on ominaisuudet (pituus, korkeus, paksuus, materiaalit, massa, äänen-, palon- ja lämmöneristävyys, jne.) Se voi liittyä muihin rakennuksen osiin (kerrokseen, tiloihin, oviin, ikkunoihin, pilareihin, palkkeihin, laattoihin, sähköputkitukseen, jne.) Tämä mahdollistaa virtuaalisen rakennuksen ; tietojen hyödyntämisen eri tarkoituksiin Rakennusfoorumi 06.09.2005 2

Tuotemalli Tuotemallissa olioiden välille voidaan ohjelmoida myös käyttäytymissääntöjä, joiden avulla muutosten vaikutukset siirtyvät automaattisesti muihin osiin. Säännöt voivat koskea myös eri suunnittelualojen olioita eikä niiden käyttö rajoitu vain fyysisiin rakennusosiin ovi voi reagoida seinän paloluokkaa sähkörasia oven paikkaan ja kätisyyteen ilmastointikanava palkin korkeuteen hankintaohjelmisto oven materiaaliin aikataulu rakennusrungon tyyppiin Rajana on tässä on lähinnä mielikuvitus ja tarkoituksenmukaisuus; kuinka paljon sääntöjä järjestelmään halutaan Rakennusfoorumi 06.09.2005 3

Dokumentti/2D-pohjainen prosessi Informaatio kulkee pääosin paperien välityksellä osapuolelta toiselle, jolloin sekä aikaa että työtä haaskaantuu ja virheet lisääntyvät Rakennusfoorumi 06.09.2005 4

Integroitu tuotemallipohjainen prosessi Informaatio kulkee datana hyödynnettävässä muodossa järjestelmästä toiseen Rakennusfoorumi 06.09.2005 5

Rakennusfoorumi Rakennusteollisuus 06.09.2005 RT ry 6

Mitä tuotemallisuunnittelu on tai ei ole? Tuotemallisuunnittelu ei tarkoita sitä, että rakennus on koottava ennalta määritellyistä tuotteista; suunnittelu- ja rakentamisprosessin peruslogiikka ei muutu: Suunnittelu on iteratiivinen prosessi, jossa tiedot tarkentuvat vaiheittain tarkoituksenmukaisella tavalla: Luonnosvaiheessa ovi on vain symboli tilojen yhteystarpeelle. Myöhemmin sen paikka ja koko alkavat täsmentyä. Lopulta ovi sisältää tarkat tuotetiedot, mukaan luettuna heloituksen. Nyt on mietittävä, mitä tietoa missäkin vaiheessa tarvitaan päätöksenteossa ja muissa tehtävissä: Tarkoituksenmukainen tietosisältö eri vaiheissa voi olla osin erilainen kuin perinteisessä prosessissa. Mittakaavan asettamat rajoitukset katosivat jo CAD:in käyttöönoton yhteydessä. Rakennusfoorumi 06.09.2005 7

Miksi investoida kehittämiseen? Tehokkaampi prosessi - oman toiminnan kustannukset: Mallintaminen on osaavissa käsissä tehokkaampaa kuin perinteinen piirtäminen Kokonaisvaltaisempi tiedonhallinta Erilaisten näkymien (puoli)automaattinen tuottaminen Korjausten päivittyminen mallista generoitaviin tulosteisiin Suunnitelmien yhteensovittamisen helpottuminen Ristiriitojen tarkempi havaitseminen riittävän aikaisin Parempi tuote - asiakkaan kokema lisäarvo: Projektin eri osapuolien työn tehostuminen ja virheiden väheneminen; laatu-kustannus suhteen paraneminen Kustannusten ja elinkaariominaisuuksien hallinta Mahdollisuus osoittaa ominaisuudet ymmärrettävästi ennen rakentamista Rakennusfoorumi 06.09.2005 8

Rakennusfoorumi 06.09.2005 9

Onko tuotemallipohjaiselle liiketoiminnalle edellytyksiä?

Missä liiketoiminnan mahdollisuudet? Mitä myyt asiakkaallesi? Halvinta hintaa? - Tuskinpa kovin hyvä liiketoimintamalli... Piirustuksia? -Arkkitehtuurigrafiikka on tuskin asiakkaan tavoite Aikaa? - Miksi asiakasta kiinnostaisi käyttämäsi aika? Ammattitaitoa tai lisäarvoa? - Tietenkin, mutta miten osoitat sen? Erottautuminen kilpailijoista tärkeää. Mitä asiakas on ostamassa rakennusprojektissa? Tilaa, joka palvelee hänen tarkoituksiaan? Liiketoiminta, asuminen, vapaa-aika Tarkoituksenmukaista laatua? - Mitä se meille jokaiselle sitten tarkoittaakin Lisäarvoa? Rakennusfoorumi 06.09.2005 12

Frank O Gehry Mitä on lisäarvo? Konkreettiset, mitattavat, rahalliset ominaisuudet Toiminnalliset ominaisuudet Taiteelliset ominaisuudet Rakennusfoorumi 06.09.2005 13

Esimerkki 1: Oman prosessin kehittäminen

Rakennusfoorumi 06.09.2005 15 Esimerkit 2 & 3: Oman prosessin kehittäminen

Esimerkki 4: Oman prosessin ja lisäarvotuotteen kehittäminen Rakennusfoorumi 06.09.2005 18

Rakennusprosessin muutoksia Koko informaatioketjun hyödyntäminen rakennusosien ja materiaalien määrät & sijainti kytkentä aikatauluun ja hankintoihin logistiikka Tieto osana tuotetta rakennuksen as-built tietojen luovutus kiinteistön käyttöä ja ylläpitoa varten sähköisten tuotekirjastojen liittyminen suunnittelu- ja hankintaohjelmistoihin sekä rakennuksen malliin sähköisen kaupankäynnin tuki myös tuotteiden ominaisuuksille ja elinkaaritiedoille Rakennusfoorumi 06.09.2005 19

Some 4D Examples DPR Emeryville project; large shopping mall 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 Esimerkit 5 & 6: Säästöpotentiaalia Source: Virtual Builders Roundtable at DPR, June 2002 Rakennusfoorumi 06.09.2005 20

Rekisteri Muokkaa Näkymä Ikkuna VIITEKOHDE Tehtävä Osatehtävä Osatehtävä Tehtävä Tehtävä Tehtävä Ohje YIT Cost and Value Engineering Tool MENETELMÄT PANOKSET YIT-HOUSE COVE Quantity Management Rekisteri VIITEKOHDE Tehtävä Osatehtävä Osatehtävä Tehtävä Tehtävä Tehtävä Muokkaa Näkymä Ikkuna Ohje MENETELMÄT PANOKSET Method Data Base Rakennusfoorumi 06.09.2005 Product Model Time Standard Solutions Cost Knowledge Tender Calculation Task Management Project Database Delivery Management Esimerkki 7: Kysyntä The model based system saves Quantities 50-80% & Locations PlaNet+ of the work in cost estimation, and the Scheduling accuracy in the early stages improves from +/- 15% to +/- 3% Procurement Needs Delivery Database Supplier register

MAIN GOAL IN SKANSKA S TECHNOLOGY STRATEGY New tools New process Results CUSTOMER Information systems based on product modeling Space utilisation plan Sketches Working drawings PRODUCT SUBASSEMBLY PRODUCER Industrialized building process Customer satisfaction Cost savings = Good profitability Schematic drawings Animations Virtual premises Marketing Architectural design Structural and Product component libraries Structural engineering Service log Building management Alteration data Use Maintenance Servicing Details 4-D time schedules Simulations Construction Bills of quantity Prefabricated Panel engineering Reinforcement Panels Production Building automation Electrical design Lighting JOB SITE Cost estimates Procurement HPAC design Thermal loadst SPECIAL DESIGN Esimerkki 8: Oman prosessin kehittäminen

Kiinteistöjen käyttö ja huolto Avainasemassa ovat omistajat ja käyttäjät he hyötyvät muutoksesta eniten he voivat asettaa muille vaatimuksia Uusia työvälineitä päätöksenteon tueksi elinkaarikustannukset, ympäristövaikutukset mitä-jos tyyppinen vaihtoehtojen tutkiminen Paremmat PM/FM ohjelmistot tehokkaampi tilojen käytön hallinta paremmat tietokannat ennakoivaan huoltoon tarkempi huollon budjetointi ja pienemmät kustannukset Parempi työympäristö tuottavuuden kasvu kärkiyrityksille tilat ovat keskeinen tuotannon resurssi, ei pelkästään kuluja aiheuttava välttämätön paha Rakennusfoorumi 06.09.2005 23

Rakennusfoorumi 06.09.2005 24 Esimerkki 9: Kysyntä

Missä nyt mennään? Rakennusfoorumi 06.09.2005 25

Mallien käyttö ja ominaisuudet Käyttö Paperi & 2D tiedonsiirto USA Suomi Nykytilanne Tuotemallipohjainen tiedonsiirto Demonstraatiot Pilotit Tuotanto Ominaisuudet = kyky tarjota Informaatiota kohteesta Paperi & 2D tiedonsiirto Tuotemallipohjainen tiedonsiirto Rakennusfoorumi 06.09.2005 26

Hype Cycle: Myths/Realities Visibility? Technology Trigger Time Peak of Inflated Expectations Trough of Disillusionment Slope of Enlightenment Myth: The use of models is not growing; it will wither and die Reality: Customer enthusiasm is limited, but growing Reality: Customers are confused about the actual offerings Reality: The model is still in transition Rakennusfoorumi 06.09.2005 27 Plateau of Productivity

GRANLUND SOFTWARE BUILDING SIMULATION ANNUAL ENERGY CONSUMPTION Simulation 1 ANNUAL ENERGY CONSUMPTION AND COST MWh/a mk/a 700 150000 600 120000 500 MWh 150 90000 400 120 300 60000 90 200 60 30000 30 100 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 MONTHLY HEATING ENERGY MONTHLY COOLING ENERGY MWh MWh Heating energy: 150 150 158.4 mk/mwh (VAT not included 2%) 120 120 Electric energy: 90 90 270.0 mk/mwh (VAT not included 2%) 60 60 Cooling electricity includes 30 30 the electricity consumption of the compressors, condensers 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 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 Integroitujen järjestelmien arvoverkko LCA/LCC analyysit, energiasimulointi, Vaatimusten aset- Ympärist ristö- ja ympärist ristövaikutus- taminen ja hallinta elinkaaritiedot ten ja ergonomian simulointi Tuotemallipohjaiset Valmistajien tuote- suunnitteluohjelmistot tiedot RIUSKA Tuotannonsuunnitelu ja -ohjaus Innovatiiviset tuotemallien käyttk yttöön pohjautuvat uudet Sähköinen kaupankäynti palvelut ja liike- toimintamallit Toteutustiedot Kiinteistönhallinta nhallinta Rakennusfoorumi 06.09.2005 28

Yhteenveto Teknologia on edellä sen laajamittaista hyödyntämistä: Teknisiäkin ongelmia on edelleen paljon, mutta suurimmat esteet ovat kuitenkin inhimillisiä Uuden teknologian tuottamat hyödyt ovat kiinteästi sidoksissa liiketoiminnan uudistamiseen: Teknologiatyöntöön perustuvalla muutoksella on nopeasti seinä vastassa. Ilman teknologian kehittämistä muutos ei kuitenkaan olisi mahdollista. Tuotemallinnuksen uskotaan olevan avain tuottavuuden parantamiseen; mennään mukaan kun muutkin menevät Liiketoimintahyötyjä ei kuitenkaan vielä nähdä riittävän konkreettisina; muutos on toistaiseksi johtanut vain harvoin uusiin toimintamalleihin. Rakennusfoorumi 06.09.2005 29