Integroitujen tietomallien hyödyntäminen rakennusprosessissa ja elinkaaren hallinnassa Arto Kiviniemi Tutkimusprofessori Rakennetun ympäristön tiedonhallinta
Tuotemalli - tietomalli - BIM? Malli = kohteen abstraktio, joka kuvaa mallin käyttötarkoituksen kannalta relevantit kohteen ominaisuudet. Tuotemalli (Building Product Model ~ Building Information Model) Eräs tietomallien alalaji Reaalimaailman käsitteiden kuvaus tietokoneohjelmistoille soveltuvassa muodossa Perinteisen CADin avulla tuotetaan piirustuksia, mutta tuotemallin objektit sisältävät samoja ominaisuuksia kuin niiden reaalimaailman vastineet Integroitu tietomalli mahdollistaa virtuaalisen rakennuksen ja sen tietojen hyödyntämisen eri tarkoituksiin 2
Tuotemallin periaatteet Tuotetietomallin objektit voivat olla: Fyysisiä esineitä, tuotteita, mittoja, alueita, päivämääriä jne; silta, liikennemerkki, vapaa korkeus, vaikutusalue, aikataulu Abstrakteja käsitteitä; prosessi, ympäristövaikutukset, laatu Objektit kuvataan konsepteina: Ominaisuudet (attributes) Suhteet toisiin objekteihin (relationships) Käyttäytyminen (behaviour) Tuotemallissa sama konsepti voidaan esittää useilla eri tavoilla: 2D ja 3D geometria, topologia, materiaalit, erilaiset tarkkuustasot jne. Kaikki 3D mallit eivät ole tuotemalleja eikä 3D geometria ole tuotemallin ehdoton edellytys - joskin yleensä 3D geometria on osa mallia 3
Dokumentti/2D-pohjainen prosessi Informaatio kulkee pääosin paperien välityksellä osapuolelta toiselle, jolloin sekä aikaa että työtä haaskaantuu ja virheet lisääntyvät 4
Integroitu tuotemallipohjainen prosessi Informaatio kulkee hyödynnettävässä muodossa datana järjestelmästä toiseen; virtuaalinen rakennus 5
Costs of Inadequate Interoperability Germany Savings of 670 million euros per year in manual work just by improving the quality of DXF data (Wolfgang Haas, Haas & Partner 1998) Finland Potential savings of 7% in the construction costs by efficient IT use. This estimation did not include savings in reducing errors with better information management, only direct work (Enkovaara & Heikkonen 1998) Several countries Removal of information re-keying would enable savings of 16% in the construction (Thomas Liebich & Jeffrey Wix, AEC3 1999) USA DOD uses $40 million per month in additional work because of the lack of standards. Since DOD s projects are 4% of the US market, this would translate into $12 billion per year in US (Dana Smith, DOD 1999) According to NIST s conservative estimate the lack of interoperability costs annually $15.8 billion to the U.S. capital facilities industry ( Cost Analysis of Inadequate Interoperability in the U.S. Capital Facilities Industry, NIST GCR 04-867, 2004) 6
Rakennusteollisuus RT ry 7
Missä nyt ollaan? 10
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 11
Nyt toimivia asioita Tiedonsiirto tiettyjen käyttötapausten osalta Geometrian siirto ohjelmien välillä Määrä- ja kustannuslaskenta Erilaiset energia- ja ympäristöanalyysit 4D-mallinnus = toteutuksen simulointi Logistiikan hallinta Mallien tarkistaminen tiettyjä sääntöjä vastaan Solibrin Model Checker Suunnitelmien yhteensovittaminen malleja yhdistämällä Automaattiset törmäystarkastelut Visuaalinen arviointi Pääongelma on IFC:n puutteellinen implementointi Tiedonsiirrossa paljon käytännön ongelmia 12
Suomessa kansainvälisiä huippuohjelmistoja Granlund Progman Solibri Tekla Tocoman 13
Mihin ollaan menossa? 24
Identification - Classification - Free product name - Manufacturer LifePlan Project Description and technical properties Environmental impact - Environmental profile - Other environmental aspects Service life and its prerequisite Estimated service life; in years Method of estimation; when relevant Prerequisites: 1 Environment 2 Use 3 Structures and details 4 Transporting and storage 5 Workmanship and assembling 6 Care and maintenance Life cycle costs Expressed as present value -Acquisition - Care and maintenance - Renewal Tarja Häkkinen, VTT 25
Virtual Space 4D Pekka Tuomaala, VTT 26
HUT-600: Data Exchange Problems First real project using IFC data exchange, 2001-2002 Main product model applications, information sharing examples, and experiences learned in the HUT-600 project Middleware and internal database are omitted Fischer & Kam, CIFE/Stanford University 27
Tuotemallipalvelimet Tiedostopohjainen tiedonsiirto ei ole toimiva ratkaisu Mallien koko aiheuttaa ongelmia eikä koko mallin siirto ole järkevää, jos tehdyt muutokset ovat pieniä Ohjelmistojen tietorakenteet ja sisällöt ovat erilaisia Tietojen omistajuutta ja versioita ei voi hallita luotettavasti Tarve tietojen jakamiseen; tuotemallipalvelimet Osamallien siirto Kukin ohjelmisto käsittelee ainoastaan tarvitsemiaan tietoja Jaetun datan omistajuuden hallinta mahdollista perustuen rooleihin Versionhallinta objektitasolla 28
IMSvr Structure Yoshinobu Adachi - IMSvr Project - Secom/VTT 2001-2002 29
Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 30
Source: Organizing to Exploit Integrated Information Technologies Ray Levitt and John Taylor, CIFE - Stanford University 31
Yhteenveto Siirtyminen mallintamiseen tapahtuu kiihtyvällä vauhdilla Mallinnus ei kuitenkaan vielä ole vallitseva käytäntö Suomi on maailman johtavia maita käyttöönotossa Teknologia on edellä sen laajamittaista hyödyntämistä: Suurimmat hyödyntämisen esteet ovat inhimillisiä Myös teknisiä, tiedonsiirtoon liittyviä ongelmia on Uuden teknologian tuottamat hyödyt ovat kiinteästi sidoksissa liiketoiminnan uudistamiseen Teknologiatyöntöön perustuvalla muutoksella tulevat rajat nopeasti vastaan Ilman teknologiaa muutos ei kuitenkaan olisi mahdollinen Testaaminen käytännössä sekä prosessien ja sopimusten kehittäminen ovat muutoksen keskeisiä osia 32