Rakennesuunnittelu digitalisaation aikakaudella Mikko Malaska Professori Rakennustekniikan laitos
Mikko Malaska DI 1996, TkT 2001, Chartered Structural Engineer (CEng) 2004 1.8.2015 Professori, Rakenteiden suunnittelu 2009-2015 Professori, Rakennesuunnittelu, Oulun yliopisto 2001 2009 Rakennesuunnittelija, Iso-Britannia 2000 2001 Tutkija, TNO Palolaboratorio, Hollanti 1996 2000 Tutkija, Teräsrakennetekniikan laboratorio, TKK 1996 Tutkija, EPFL Lausannen teknillinen korkeakoulu, Sveitsi 2
Rakennusalan megatrendejä 1) Kestävä kehitys Elinkaarisuunnittelu Energia- ja materiaalitehokkuus Päästöt Korjausrakentamisen kasvu ja sen uudet ratkaisut Toimiva kiertotalous 4) Jatkuva kouluttautuminen CPD Suomi kilpailee globaaleilla markkinoilla vahvalla osaamisella, ei hinnalla 2) Digitaalisaatio Suunnittelu ja rakennukset digitalisoituvat Rakennusprosessi automatisoituu Big data ja laajennettu todellisuus Tiedon omistaminen ja tietoturva / Gybernetiikka 3) Globaalisaatio Markkinoiden kasvattaminen edellyttää kansainvälistymistä Markkinoita luodaan vahvaan osaamiseen perustuvilla tuotteilla ja palveluilla 3
Rakentamisen toimintaympäristö q Siiloutunut prosessi, jossa tieto on hajallaan eri toimijoiden tiedostoissa ja dokumenteissa q Tiedostojen ja dokumenttien ylläpito, koordinointi ja jakaminen vaativaa q Tiedonsiirrossa häviää tietoa ja samaa tietoa tuotetaan uudestaan useaan kertaan Heikko tehokkuus ja tuottavuus valmistusteollisuuteen verrattuna Suunnittelu Arkkitehdit Insinöörit Hankinnat Valmistus Tuotanto Jälleenmyyjät Rakennusvaihe Urakoitsijat Rakennuksen käyttö ja ylläpito Omistaja Operaattori Kiinteistönhuolto 4
Laajennetun yhteistoiminnan malli Building Lifecycle Management System q Rakennettuun ympäristöön ja sen rakennusprosesseihin liittyvä digitaalinen tuotetieto kootaan virtuaaliseen tietomalliin. q Hankkeen koko elinkaareen liittyvät eri toimijat ja käyttäjäryhmät pystyvät hyödyntämään tietoa koordinoidusti yhteisin ehdoin jaetussa toimintaympäristössä. q Rakentaminen siirtyy kohti valmistusteollisuutta ja toiminnan tehokkuutta ja tuottavuutta päästään ohjaamaan tuotteen tiedonhallinnan strategioilla (PLM). Pilvipalvelu Digitaaliset mallit Suunnittelu Arkkitehdit Insinöörit Suunitelmakatselmus Materiaalihankinnat Valmistus, Tuotanto Jälleenmyyjät Rakentamisen simulointi Rakennusvaihe Urakoitsijat Tuotannonohjaus Rakennuksen käyttö ja ylläpito Omistaja Kiinteistönhuolto Kiinteistönhuolto BIM Data IFC Data Tuotannon Data Asennus-Data Työpaketit Määrä- ja kustannustieto Toteumamalli Ylläpidon työmääräykset 5
Dynaaminen suunnitteluprosessi q Rakenteet mallinnetaan vain kerran suunnitteluprosessin aikana. q Kaikki tieto pyritään kokoamaan hankkeen tietomalliin. q Suunnitteluohjelmistot linkitetään toisiinsa siten, että tiedonsiirto niiden välillä tapahtuu dynaamisesti ilman muunnoksia tiedostoformaatista toiseen. q Digitaalisia malleja voidaan analysoida samanaikaisesti useammassa ohjelmistossa, mikä nopeuttaa suunnittelua, suunnittelualojen välistä vuorovaikutusta sekä päätöksentekoa. Digitaalinen lähtötieto Arkkitehtisuunnittelu Muodon ja rakenteen optimointi Rakennesuunnittelu Tietomalli, BIM Valmistuksen ja rakentamisen automaatio Rakenneanalyysi ja mitoitus 6
Digitalisaation aikakaudella q Rakennusalalle syntyy uusi liiketoimintamalli, jossa digiteknologia integroituu kaikkeen toimintaan. q Rakennushankkeisiin liittyvä tuotetieto on tallennettu virtuaalisiin tietomalleihin, joita ylläpidetään pilvipalvelussa. q BIM + PLM = BLM (Building Lifecycle Management) ohjaa tehokkaampaan, tuottavampaan sekä virheettömämpään toimintaan tiedon avulla. q Tiedon jäsentäminen, käsittely ja siirto on standardoitu. q Digitaalisen tiedon / Big datan omistamisesta ja tietoturvasta on olemassa sopimukset. Tämä toimintamalli on vielä suurelta osin kehittämättä 7