Built Environment Process Re-Engineering PRE

Built Environment Process Re-Engineering PRE Infra FINBIM Kyösti Ratia, Antti Karjalainen, Rauno Heikkilä, Seppo Parantala, Annemari Kaaranka, Merja Sivonen 14.4.2014 VT8-BIM, Sepänkylän ohitustie PILOTIN LOPPURAPORTTI

SISÄLLYSLUETTELO ALKUSANAT 3 TIIVISTELMÄ 4 1 TAUSTA 5 2 PILOTIN TOTEUTUS 6 3 TULOKSET 10 4 PÄÄTELMÄT 14 2

ALKUSANAT Tähän raporttiin on puristettu lähes kolmen vuoden aikana kerätty ja kertynyt, kehitetty ja kehittynyt, koeponnistettu ja puntaroitu tieto ja tietämys Valtatien 8 parantaminen välillä Kotiranta Stormossen hankkeen yhteydessä tehdystä tietomalli- ja tiedonsiirtopilotista. Matkan varrella on lisääntynyt sekä yleinen että pilottiin osallistuneiden henkilöiden ja yhteisöjen tietoisuus ja kokemus tietomalleista ja niiden käyttämisestä. Pilotin isäntä ja rahoittaja on Liikennevirasto, josta osallistuivat hankkeen projektipäällikkö Ari Mäkelä ja tietomallinnuksen kehittämispäällikkö Tiina Perttula. ST-palveluntuottaja Skanska Infra Oy:stä pilottiin osallistuivat pilotoinnin projektipäällikkönä suunnittelupäällikkö Kyösti Ratia, hankkeen projektipäällikkö Timo Kujanpää, mallikoordinaattori Krister Lönnberg, laatuvastaava Juha-Pekka Hämäläinen ja mittauspäällikkö Hannu Pura sekä muu työmaahenkilöstö. STsuunnittelija Ramboll Finland Oy:stä osallistuivat projektipäällikkö Seppo Parantala, tietekninen pääsuunnittelija Merja Sivonen, siltojen vastuusuunnittelija Jouni Tiainen sekä muu suunnitteluryhmä. Tieteellistä tutkimusta teki Oulun yliopiston dosentti Rauno Heikkilä ja Annemari Kaaranka. FINBIM-asiantuntijana toimi Antti Karjalainen WSP Finland Oy:stä. Pilotti on tehty jo sinällään haastavan ja kiivastahtisen ST-toteutuksen rinnalla. Lisäksi alueen geologiset ominaispiirteet: suuri lohkareisuus ja sulfidimaa, antoivat sekä suunnitteluun että rakentamiseen omat kovat haasteensa. Jälkikäteen arvioiden hankkeen geologinen haastavuus oli sekä hyvä että huono asia: Helpoissa olosuhteissa lähtötietojen kriittisyys tuskin olisi avannut silmiä näin rajusti. Haastavuus ja pilotin testaukset toki loivat tuskaa, joka kumuloitui tuotantoon. Pilotista huolimatta valtatie näyttää tällä hetkellä jo varsin valmiilta. Haluan vielä kiittää kaikki osallistuneita uurastuksestaan, vaikka välillä vaikealta on tuntunutkin; edelläkävijänä on otettava vastaan iskuja tuntemattomasta. Yhteisten istuntojen aikana kävimme silloin tällöin hyvinkin filosofisia keskusteluja, joista häivähdyksiä voi toivottavasti aistia Päätelmätosiosta. Tiedonsiirto on sittenkin se isoin juttu ja mahdollistaja. Teille lukijoille mieleen heränneisiin kysymyksiinne vastaamme mielellämme ja otamme kommenttinne ilomielin vastaan. 14.4.2014 Helsingissä, Kyösti Ratia 3

TIIVISTELMÄ Valtatie 8 välillä Kotiranta-Stormossen hanke sijaitsee Vaasan ja Mustasaaren alueilla. Hanke sisältää 2+2-kaistaista moottoritietä noin 8 km. Eritasoliittymiä rakennetaan neljä. Siltoja on yhteensä 9 ja kiertoliittymiä kaksi. Hankkeen yhteydessä toteutettiin pilotointi VT8-BIM, joka oli osahanke RYM PRE tutkimusohjelman Infra FINBIM työpaketissa. Pilotin vastuullinen vetäjä oli Liikennevirasto. Muut pilotin osapuolet olivat urakoitsijana Skanska Infra Oy, suunnittelijana Ramboll Finland Oy sekä FINBIM-kehityshankkeesta asiantuntijoina WSP Finland Oy ja tutkimusosapuoli Oulun yliopisto. Pilotissa keskityttiin suunnittelutoimintojen ja työmaatoimintojen kaksisuuntaiseen mallipohjaiseen tiedonsiirtoon. Pilotin toteutuksen yhteydessä tehdyt merkittävimmät tulokset liittyvät viiteen osaalueisiin, jotka ovat: lähtötiedot, tiedonsiirto ja tiedonhallinta, suunnitteluprosessi ja yhdistelmämalli, laadunvarmistus sekä työmaatoiminnot. Lähtötietojen epätarkkuuden tuloksena todettiin, että mallimaailmassakaan ei ole absoluuttisen tarkkaa aineistoa. Malli on vain yksi tuloste suunnitelmasta tai lähtötiedoista. Epävarmuustekijöitä aiheuttavat mm. mittausepävarmuudet ja inhimilliset virheet. Esimerkiksi pohjatutkimusten lisääminen ei automaattisesti lisää tarkkuutta. Tarkoituksenmukaisella menetelmien valinnalla voidaan lisätä tarkkuutta ja tiedon käyttökelpoisuutta. Epätarkkuus ja varmuus vaikuttavat etenkin hankkeiden alkuvaiheissa suunnitteluratkaisuihin ja siten mm. kustannusarvioihin. Tiedonsiirrossa LandXML-aineiston tuottaminen osoittautui erittäin työlääksi. Mittausaineiston tuottaminen kuitenkin helpottui alkuvaiheiden opetteluiden, havaittujen vaikeuksien ja sitä kautta saatujen käyttökokemusten jälkeen. Avoin LandXML-tiedonsiirto mittalaitteisiin toimi ohjelmistopäivitysten jälkeen. Työmaalta toimitettujen lähtötietojen käyttö oli varsin sujuvaa, mutta aiheutti aikataulupainetta suunnitteluun. Yhdistelmämallin käyttö ja etenkin koontipalaverit lisäsivät suunnittelualojen välistä vuoropuhelua ja yhteistyötä merkittävästi. Toteutuksen laadunvarmistus kehitettiin ja määriteltiin uudelleen geometrisen varmistuksen osalta. Laadunvarmistuksen painopiste siirrettiin ennakkovarmistukseen valmiin tuotteen toteamisen tilalta. Periaatteena oli, että vähennetään yksittäisiä tarkemittauksia, hyödynnetään ja tukeudutaan silmämääräisiin havaintoihin ja valokuvaukseen sekä koneohjausjärjestelmään. Kun tuotantomallin oikeellisuus ja laitteiden tarkkuus ovat todennettuja, varsinaisia laadunvarmistusmittauksia voidaan vähentää oleellisesti, mikä lisää työn tuottavuutta. Mittausaineiston tekemisessä ja siirrossa työmaalle oli suuria hankaluuksia, kun aineistoa siirrettiin ohjelmasta ja laitteesta toiseen. Esimerkiksi NovaPointin tekemät hyvin lähekkäiset taiteviivat tuottivat ongelmia siirroissa. Hyviä työnjohdon työkaluja ei ponnisteluista huolimatta löydetty. Mittausaineiston tuottaminen oli aluksi työlästä, mutta ohjelmistopäivitysten jälkeen alkoi sujua paremmin. Tiedot siirrettiin tien rakennekerroksittain avoimella LandXML-formaatilla. 4

1 TAUSTA 1.1 Hankekuvaus Valtatie 8 välillä Kotiranta-Stormossen hanke sijaitsee Vaasan ja Mustasaaren alueilla. Hanke sisältää 2+2-kaistaista moottoritietä noin 8 km. Tien poikkileikkauksena on paikoin keskikaistallinen poikkileikkaus ja paikoin keskikaiteellinen poikkileikkaus. Eritasoliittymiä rakennetaan neljä. Siltoja on yhteensä 9 ja kiertoliittymiä kaksi. Hankkeen päämassat toteutusvaiheessa on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Hankkeen päämassat. yksikkö ST 2012 Maaleikkaus m 3 ktr 383 100 Avolouhinta m 3 ktr 215 600 Penkereet m 3 rtr 271 900 Louherakenteet m 3 rtr 192 000 Hanke toteutetaan STKU-toteutusmallilla. Rakennuttaja on Liikennevirasto, pääurakoitsija on Skanska Infra Oy ja ST-suunnittelija on Ramboll Finland Oy, Oulun toimisto. Maasto on paikoin erittäin kivistä ja topografia vaihtelee paikallisesti voimakkaasti. Hankkeen ominaispiirteitä ovat kivisyys sekä suunnittelun ja toteutuksen eteneminen samanaikaisesti. 1.2 Pilotin tavoite Hankkeen yhteydessä toteutettiin pilotointi VT8-BIM, joka oli osahanke RYM PRE tutkimusohjelman Infra FINBIM työpaketissa. Pilotin vastuullinen vetäjä on Liikennevirasto. Muut pilotin osapuolet olivat urakkapuolet Skanska Infra Oy ja Ramboll Finland Oy sekä FINBIMkehityshankkeesta asiantuntijoina WSP Finland Oy ja tutkimusosapuoli Oulun yliopisto. Pilotissa keskityttiin suunnittelutoimintojen ja työmaatoimintojen kaksisuuntaiseen mallipohjaiseen tiedonsiirtoon. Tavoitteena oli: mallipohjaisten suunnittelutoimintojen kehittäminen suunnitelmatiedon tuotantoon siirron kehittäminen mallipohjaisesti mallipohjaisten työmaatoimintojen kehittäminen mittauksissa ja laadunvarmistuksissa testata ja kehittää hankkeessa tarvittavaa tiedonsiirtoa Tavoitteen saavuttamisen arvioitiin edellyttävän väylärakentamisen tietomallintamisen ja automaation toimintamallien kehittämistä, tiedonsiirron rajapintojen tutkimista sekä edellä mainittujen asioiden dokumentointia ja analysointia. 5

2 PILOTIN TOTEUTUS Pilotin projektiryhmä kokoontui projektikokouksiin, joissa tarkasteltiin hankkeen edetessä hankeryhmän tekemiä määrittelyjä ja valintoja hankkeeseen soveltuviksi mallintamismenettelyiksi. Sekä hankkeen käyttämiä että Infra FINBIM -työpaketin kehittämiä toimintamalleja tutkittiin projektiryhmän yhteistyönä työpajoissa. Niiden teemoina olivat: rakennushankkeen valitsemat toimintamallit, Infra FINBIM -työpaketin kehittämät ensimmäiset toimintamalliluonnokset ja toimintamallien kehittäminen ja testaus sekä niiden merkitysten arviointiin. Aloitusvaiheessa toteutettiin myös tutustumiskäynti Norjaan. Käynnin aikana tutustuttiin paikalliseen toimintatapaan mallien hyödyntämisessä suunnittelussa ja rakentamisessa. 2.1 Lähtötiedot Alkuperäistä ilmakuvaukseen perustuvaa maastomallia oli täydennetty kartoitusmittauksin 2009. Tarkentavia ja täydentäviä mittauksia tehtiin yhtenä ensimmäisistä työvaiheista hankkeella sekä lisäksi suunnittelun aikana tarpeen mukaan. Lähtötietomallien tarkkuus tarkistettiin ja dokumentoitiin myöhempää virheanalyysia varten. Maastomallin mittauksen tarkkuus ja laatu tarkistettiin. Tarkistusten jälkeen arvioitiin mahdollinen tarve tarkentaviin mittauksiin. Suunnitteluprosessi oli kallioleikkausosuuksilla tavanomaisesta poikkeava. Olemassa olevan lähtötiedon perusteella suunniteltiin raakapoikkileikkaus, jonka pohjalta kallio paljastettiin. Paljastamisen jälkeen kallion todellinen pinta mitattiin ja mittatieto toimitettiin suunnittelun tarkennetuksi lähtötiedoksi. Tämän perusteella tehtiin varsinainen poikkileikkaussuunnittelu. Kuvissa 1a ja b näkyy luonnontilassa olevaa tielinjaa ja kallion paljastamisen aikana paljastuneita lohkareita. Kuva 1a) tielinjaa luonnontilassa b) kalliopinnan paljastaminen käynnissä. Pehmeiden maakerrosten (laiha savi tai savinen siltti) alapinta ja moreenin yläpinta mallinnettiin kairausten perusteella. Kalliopinta oli mallinnettu aikaisemmissa suunnitteluvaiheissa kairausten perusteilla varsin harvana kolmioverkkona. Kalliopinnan paljastuksen jälkeisen kartoituksen perusteella kallionpinta mallinnettiin uudelleen. 6

2.2 Tiedonsiirto ja tiedonhallinta Tien rakennesuunnittelussa pohjana oli ST-suunnittelijan käyttämä toimintatapa koodauksineen. Sovittiin, että suunnitelmamalli tehdään Ramboll Finland Oy:n käyttämällä tavalla. Lisäksi tavoitteena oli arvioida nykyistä toimintatapaa ja tarkentaa tarvittavilta osin avoimeen tiedonsiirtoon sekä mittaus- että koneohjausjärjestelmiin liittyviä määrityksiä. Pilotin alussa sovittiin, että siirtoformaattina on LandXML. Työmaalle väylien ylin yhdistelmäpinta ja alusrakenteen alapinta toimitettiin dwg-formaatissa 3D-viivoina ja muut pintamallit toimitettiin pääsääntöisesti LandXML 1.0 muodossa. Mallit koottiin väylittäin hakemistoihin, päätiellä paaluväleittäin kansioihin. Tiedonsiirtoprosessi on esitetty kaaviona kuvassa 2. Kuva 2. Tiedonsiirtokaavio. 2.3 Suunnitteluprosessi ja yhdistelmämalli Suunnittelun koordinointi ja osa-alueiden yhteensovitus tehtiin yhdistelmämallia käyttäen NovaPoint-ohjelmistolla. Kaikista suunnittelun osa-alueista tehtiin vähintään geometriamallit. Mallit tuotettiin laadukkaan tuotannon tueksi ja lopputuotteen dokumentoimiseksi. Mallikoordinaattori kokosi osamallit yhdistelmämalliin kahden viikon välein, jonka jälkeen suunnitteluryhmä kokoontui toteamaan jakson työsaavutukset ja tarkastelemaan suunnitelmansa yhdistelmämallin avulla. Lisäksi nykyiset putket, johdot ja laitteet mallinnettiin osa-alueittain nykyisen ja suunnitellun yhteensovittamiseksi. Eri suunnittelun osa-alueet mallinnettiin pääosin NovaPoint-tuoteperheen ohjelmistoilla. Väyläsuunnitelma mallinnettiin jatkuvaksi 3D-rakennemalliksi, jossa oli mm. pinnat, linjat ja kaivot. Kaikista rakennekerroksista leikkauspohjasta ylöspäin valmiiseen pintaan saakka tehtiin pintamallit, joita voitiin käyttää niin mittalaitteissa kuin koneohjausjärjestelmissäkin kappaleessa 2.5 esitettyjen muunnosten avulla. Sillat, joita ei vielä oltu mallinnettu aikaisemmassa suunnitteluvaiheessa, mallinnettiin 3D-geometriamalleiksi Tekla Structures -ohjelmalla. Pohjanvahvistustyöt mallinnettiin NovaPoint-ohjelmistolla stabilointien osalta ja Tekla Structures -ohjelmalla paalujen ja paalulaattojen osalta. Sillasta S11 tehtiin perinteisten siltapaikka-asiakirjojen tapaisesti mallipohjaiset siltapaikka-asiakirjat. 7

Kuva 3. Näkymä yhdistelmämalliin. Näkymästä poistettu tierakenteet. Tierakenteiden pintojen mallintaminen kolmioverkoiksi tehtiin hieman poikkeavalla tavalla Infra FINBIM -toteutusmalliohjeeseen nähden, merkitsevää eroa tai merkitystä ei kuitenkaan arvioitu olevan. Hankkeen suunnittelu oli aikoinaan aloitettu vaiheessa, jolloin Inframodel-ohjeistusta ei ollut vielä käytettävissä. 2.4 Laadunvarmistus Lähtötietoja tarkastettiin tekemällä tarkistusmittauksia maastossa ja vertaamalla tuloksia maastomalliin. Huomattavan kivisyyden ja lohkareisuuden vuoksi arvioitiin, että lisäpohjatutkimuksilla ei voida määrittää kalliopintaa riittävällä tarkkuudella. Tästä johtuen kalliopinta mallinnettiin kaivamalla tehdyn kalliopinnan paljastuksen ja mittausten perusteella. Lisäksi tehtiin koekuoppatutkimuksia, joiden perusteella tarkennettiin maaperäolosuhteita. Suunnittelussa mallien laadunvarmistuksessa sovellettiin yhdistelmämallin mahdollistamia menetelmiä. Yhdistelmämallia käytettiin lähtötietojen ja eri tekniikka-alojen suunnitelmien yhteensovittamiseen sekä törmäystarkasteluihin olemassa olevien ja suunniteltujen laitteiden välillä. Mittatietoja yhdistelmämallista ei haettu. Mitta-aineistot ja koneohjausmallit tehtiin Novapointilla ja siirrettiin osamalleina projektipankkiin, josta työmaan mallikoordinaattori haki ja toimitti ne eteenpäin mittamiehille ja työkoneisiin. Mallikoordinaattori tarkisti osamallit vielä kerran seuraavan menettelyn mukaan 3D-Winohjelmalla: korkojen ja leveyksien vertailu ja tarkastaminen pituus- ja poikkileikkauksien avulla, mallin vertailu edelliseen ja seuraavaan osamalliin ja tasauksen tarkistus. Perinteinen tapa laadunvarmistuksessa on tarkastaa tehty suunnitelma tai työsuoritus, kun se on valmis. Pilotissa arvioitiin, että tälläinen tapa aiheuttaa havaitun virheen yhteydessä uudestaan tehtävää työtä. Lisäksi arvioitiin, että rakentamisen laadunvalvonta tuottaa paljon myöhemmin käyttökelvotonta ja siten tarpeetonta mittatietoa. 8

Pilotissa kehitettiin laadunvarmistumenetelmä, jossa ymmäretään tietovirta eri toimintojen ketjuna aina lähtötiedoista suunnittelun, rakentamisen ja laadunvalvonnan kautta luovutusaineistoksi. Samoin InfraRYL:n vaatimuksia arvioitiin tuotannon näkökulmasta. 2.5 Työmaatoiminnot Hankkeessa työmaata johdettiin suurimmaksi osaksi peristeisin projektinjohdon toimin, mutta tuotannon tiedonsiirrossa testattiin uusia menetelmiä. Työmaalla käytettiin koneohjausjärjestelmiä puskukoneessa, kaivinkoneissa ja pilaristabilointikoneissa. Koneohjaus oli käytössä louhe- ja murskerakenteiden levityksessä, maaleikkauksissa, luiskatöissä, pohjavedensuojauksen rakentamisessa ja putkikaivannoissa sekä pilaristabiloinnissa. Mittalaitteina hankkeessa käytettiin Leican ja Trimblen takymetreja sekä Trimblen GNSSjärjestelmiä. Tiedonsiirto Leica-takymetriin tehtiin siirtämällä LandXML-mittausaineisto Leica Geo Office ohjelmaan, josta tiedot muunnettiin ja siirrettiin edelleen DBX-formaatilla takymetriin. Trimblen takymetrin osalta tiedonsiirtoon käytettiin 3D-Win-ohjelmaa (LandXML, DWG), josta mittausaineisto siirrettiin DC-formaattia käyttäen takymetriin. Trimblen GNSS-järjestelmään tiedot siirrettiin 3D-Win-ohjelmaa käyttäen DWG- ja edelleen mittalaitteen ymmärtämällä TTMformaatilla. Tiedonsiirto mittalaitteille on esitetty kuvassa 4. Kuva 4. Tiedonsiirto mittalaitteille. 9

3 TULOKSET Pilotin edustajat tekivät benchmarking-matkan Norjaan, jossa kohdeisäntänä toimi Skanska Norway. Suurin anti oli luottamuksen kasvaminen omaan tekemiseen sekä yhdistelmämallin merkityksen korostuminen. FINBIM-tavoitteet yhtenäisen formaatin ja mallin osalta ovat saatujen havaintojen perusteella selvästi norjalaisten ajatuksia korkeammalla. 3.1 Lähtötiedot Hankkeessa lähtötietojen luotettavuus todettiin kyseenalaiseksi. Kivisyys ja lohkareisuus aiheuttivat ongelmia. Kairauksiin, edes porakonekairaukseen, ei voitu luottaa. Leikkauspohjakin saattoi päättyä isojen kivien kerrokseen, jossa kivien välissä ei ollut maata. Näin ollen tarkkoja ja luotettavia määrätietoja ei ollut. Määrät ovat tarkentuneet toteutuksen edetessä. Massatasapainon säätämiseksi tasauksia oli lukuisia. Kivisyydestä johtuen kallionpintamallissa paljastui isoja virheitä toteutuksen aikana. Vaihtelut olivat merkittäviä. Maaston ominaispiirteitä ei pohjatutkimusvaiheessa oltu riittävästi otettu huomioon. Valittujen kairausmenetelmien käyttökelpoisuus (erityisesti painokairaus) oli huono. Porakonekairauksella tehdyt kalliovarmistukset oli tehty ohjeen mukaisesti, mutta olosuhteisiin nähden liian lyhyenä. Lähtötietojen epätarkkuuden tuloksena todettiin, että mallimaailmassakaan ei ole absoluuttisen tarkkaa aineistoa. Malli on vain yksi tuloste suunnitelmasta tai lähtötiedoista. Epävarmuustekijöitä aiheuttavat mm. mittausepävarmuudet ja inhimilliset virheet. Kairausten lisääminen ei automaattisesti lisää tarkkuutta. Tarkoituksenmukaisen kairausmenetelmän valinnalla voidaan lisätä tarkkuutta ja tiedon käyttökelpoisuutta. Tämä epätarkkuus ja varmuus vaikuttavat etenkin hankkeiden alkuvaiheissa suunnitteluratkaisuihin ja siten mm. kustannusarvioihin. Hankkeessa arvioitiin, että pinta- ja pohjavesien korkeudet olisi tarpeen saada lähtötietomalliin mutta samalla arvioitiin, että pelkkä tiealue on liian kapea pohjaveden kartoitusta varten. Pilotin yhteydessä pohdittiin, riittäisivätkö kartoitukseen laskuojat ja suuremmat ojat. Ilmalaserkeilaus tuottaisi leveän mallin, mutta ojan pohjat olisi mitattava kuitenkin erikseen. Tässä kohtaa mittausepätarkkuutta aiheutti mm. ojien pohjalietteen määrän arviointi tai poissulkeminen. Hankkeessa havaittiin, että lähtötietoja hankitaan käytännössä hankkeen koko elinkaaren ajan. Lähtötiedot täydentyvät ja tarkentuvat koko ajan. Tämä aiheuttaa joskus ristiriitoja uuden ja vanhan tiedon kesken. Oleellista on tietää tiedon laatu, tarkkuus, luotettavuus ja käyttökelpoisuus. Esimerkkinä vedenpintojen tasoja oli tulkittu aiemmin virheellisesti ja puutteellisin tiedoin, jolloin tien tasaus oli suunniteltu liian alas. 3.2 Tiedonsiirto ja tiedonhallinta Täysin jatkuvan ja tarkan LandXML-aineiston tuottaminen osoittautui erittäin työlääksi. Alkuvaiheiden opetteluiden, havaittujen vaikeuksien ja sitä kautta saatujen käyttökokemusten perusteella tehtyjen ohjelmistojen täsmäpäivitysten ja testauksen jälkeen mittausaineiston tuottaminen ja tiedonsiirto helpottui. Avoin LandXML-tiedonsiirto mittalaitteisiin toimi ohjelmistopäivitysten jälkeen. 10

Nykyisellään työtä ei hallita automaattisella tietojärjestelmällä, vaan tietojärjestelmä on perustunut paperiprosesseihin. Menetelmien keskeiset ongelmat, joita uudella järjestelmällä on pyritty ratkaisemaan, ovat: tiedon ajantasaisuuden puute paperista asiakirjaa ei välttämättä ole olemassa asiakirja on vasta menossa paperiseksi asiakirjaa ei ole jaettu silloin, kun on tarvetta tarvitaan helpompi seuranta, mitkä osa-alueet suunnitelmasta toteutettu. 3.3 Suunnitteluprosessi ja yhdistelmämalli Yhdistelmämallin (kuva 5) käyttö ja etenkin koontipalaverit lisäsivät suunnittelualojen välistä vuoropuhelua ja yhteistyötä merkittävästi. Ennen työmaalle toimittamista mallin tarkastamiseksi kehitettiin seuraava menettely: Suunnittelija tarkistaa osamallin kaikki kerrokset 3Dwin-ohjelmalla tekemällä kolmioverkkopinnan viivamallia käyttäen, jotta nähdään miten aineisto on yhteensopiva urakoitsijan ohjelmistojen kanssa. Lisäksi osamallille tehdään visuaalinen tarkistaminen yhdessä muun näkyvän suunnitelma-aineiston kanssa. Väylämalli viedään sen hetkisenä kokonaisuutena yhdistelmämalliin, jossa tarkistetaan yhteensopivuus muihin malleihin. Lisäksi laitteille tehdään törmäystarkastelu. Kuva 5. Näkymä yhdistelmämalliin. Työmaalta toimitettujen lähtötietojen käyttö oli varsin sujuvaa, mutta aiheutti aikataulupainetta suunnitteluun. Arvioitiin, että toimitussisällön kuvaamista on edelleen kehitettävä. Kuitenkin hankkeen erittäin haastava kallion pinta koettiin järkeväksi ottaa huomioon suunnittelussa tällä tavoin. 11

3.4 Laadunvarmistus Laadunvarmistukseen luotiin geometrisen laadunvarmistuksen ketjuajattelu ja sen mukainen laadunvarmistusmenettely, joka on esitetty kuvassa 6. Suurena muutoksena oli keskittyminen onnistumisten edellytysten varmistamiseen työn tuloksen mittaamisen sijasta. Laadunvarmistusketjuun kuului lähtötietojen hankinnassa mittaperustan luominen, suunnitelmien osakokonaisuuksien yhteensovitus, suunnitelman tekninen tarkastaminen, mallien oikeellisuuden tarkastaminen, koneohjausjärjestelmän kalibrointi ja seurantamittaukset, työn jäljen silmämääräinen tarkastelu ja dokumentointi valokuvin sekä huomattavasti harvennettu tarkemittaus. Tässä yhteydessä mittausperusta oli tunnistettu osaksi ketjua, mutta pilotissa ei tutkittu mittausperustaa sen tarkemmin. Kuva 6. Laadunvarmistusketju Toisaalta laadunvarmistuksessa voidaan tukeutua uuden teknologian tarjoamiin mahdollisuuksiin. Jatkuvan suunnitelmamallin avulla voidaan välttää paikalleen mittauksen virheitä ja mallia voidaan käyttää koneautomaatiossa. Koneautomaatiojärjestelmän sisäinen ja ulkoinen tarkkuus on varmistettava. Lähtötietojen laadunvarmistuksessa oleelliset osat ovat maastomallin tarkistusmittaukset ja raportti sekä toteutuksen edetessä tehdyt tarkennusmittaukset todellisten maakerrosrajojen, erityisesti kalliopinnan sijainnista. Suunnittelun laadunvarmistuksessa yhdistelmämallin käyttö eri osakokonaisuuksien yhteensopivuuden varmistamiseksi on selkeä parannus. Samoin laadun parantamiseksi suunnitteluryhmän sisäisen keskustelun lisääntyminen vähentää ristiriitoja ja väärinymmärrystä, mikä johtaa virheettömämpään lopputulokseen ilman korjauksia. Mallintavan suunnittelun oleellinen osa on tuotantoon toimitettava malliaineisto. Malliaineisto toimitettiin osamalleina kukin pinta omana mallinaan ko. osuudelta. Aineiston tarkastaminen tehtiin perinteisen teknisen laadunvarmistuksen lisäksi vertaamalla edelliseen ja seuraavaan osamalliin, mikäli nämä olivat olemassa. 12

Työmaalla laadunvarmistus jakautuu eri osiin: mallien tarkastaminen, työkonekohtainen laadunvarmistaminen ja toteuman laadunvarmistaminen. Näistä käytännössä vain toteuman laadunvarmistukselle on ollut yleisesti tunnettu menettely jo aiemmin. Mallikoordinaattori tarkastaa malliaineiston osamallit ennen mittahenkilöille ja koneohjauslaitteisiin toimittamista. Työkonekohtaisessa laadunvarmistuksessa varmistetaan työkoneen laaduntuottokyky. Koneen käyttöönoton, huollon ja pidemmän tauon jälkeen koneohjauslaitteisto tulee kalibroida kolmen tunnetun pisteen avulla. Kalibroinnista tehdään pöytäkirja. Koneen käyttöönottovaiheessa tehdään tarkempi seuranta. Työn kuluessa koneen tulee käydä päivittäin tunnetulla pisteellä tarkastamassa tarkkuutensa. Ketjun yksi kriittisimmistä tilanteista on työkalun esim. kauhan tai terälevyn vaihto. Tälle toimenpiteelle ei vielä ole automaattista menetelmää. Toteuman laadunvarmistustakin on muutettu perinteisestä kantavan kerroksen alapuolisten rakennekerrosten osalta. Poikkileikkauksen mittauspisteet ovat InfraRYLin mukaiset, mutta mittausväliä on kasvatettu 500 metriin. Mittaus suoritetaan aina myös liityttäessä muihin väyliin tai olemassa oleviin rakenteisiin. Silmämääräinen tarkastelu, joka todennetaan pikaraportin valokuvalla, tehdään 100 metrin välein. Pilotissa kehitetyn laadunvarmistuksen periaate on, että as-built-mallia ei tehdä. Toleranssin ylityksien kohdalla tehdään tapauskohtaisen harkinnan mukaan suunnitelmamuutos. Laadunvarmistusdokumentaatio tallennetaan projektiportaaliin. Luovutusaineisto kertyy projektin aikana portaaliin. Projektista ei luovuteta paperisia laadunvarmistusdokumentteja. Edellä kuvatulla menettelyllä kehitettiin tehokkaampi tiedonjako, jossa väylähankkeen laatusuunnittelu ja laadunseurannan dokumentointi suoritetaan tietojärjestelmään vastuutahojen toimesta reaaliaikaisesti. Näin tilaaja voi suorittaa urakoitsijan laadunvalvonnan seurantaa palvelun kautta ja urakoitsija voi suorittaa varsinaista laadunvarmistustoimintaa suoraan työkohteessa ja kirjata tuloksia järjestelmään mobiilisti. 3.5 Työmaatoiminnot Mittausaineiston tekemisessä ja siirrossa työmaalle oli suuria hankaluuksia, kun aineistoa siirrettiin ohjelmasta ja laitteesta toiseen. Esimerkiksi NovaPointin tekemät hyvin lähekkäiset taiteviivat tuottivat ongelmia siirroissa. Hyviä työnjohdon työkaluja ei ponnisteluista huolimatta löydetty. Mittausaineiston käsittely oli aluksi työlästä, mutta ohjelmistopäivitysten jälkeen alkoi sujua paremmin. Tiedot siirrettiin tien rakennekerroksittain avoimella LandXML-formaatilla. Työkoneen 3D-ohjaukseen mallinnettu kolmioverkko siirrettiin DXF-formaatilla koneohjausjärjestelmään, myös LandXML-formaatti tiedostettiin toimivaksi. 3D-ohjausjärjestelmiä käytettiin pilaristabilointikoneen ja kaivukoneen ohjaukseen. Pilaristabiloinnissa urakoitsija käyttää nykyisin pelkästään 3D-koneohjausta, joka menetelmänä on vakiintunut geometrisessa ohjauksessa. Koneohjausmalli laadittiin tätä varten työmaalla DWG-tiedostoon, joka siirrettiin DXF-tiedostona koneohjausjärjestelmään. Varsinaisen stabilointiaineen syöttö tehtiin erillisellä järjestelmällä. Pilaristabilointikoneen ja kaivukoneen 3D-ohjaus toimi ilman ongelmia. 13

4 PÄÄTELMÄT 4.1 Lähtötiedot Lähtötietojen kriittisyys, absoluuttista totuutta ei ole olemassa, on enemmän tai vähemmän valistuneita arvauksia. Mallintaminen sinänsä ei lisää tarkkuutta. Suunnittelijan tulee tunnistaa puutteet ja epätarkkuudet. Lähtötietojen tarkkuus vaikuttaa suunnittelun prosessiin ja tarkkuuteen: millä tiedoilla mihin asti suunnitellaan. Epävarmuus heijastuu koko ketjuun. Huonot ja epätarkat lähtötiedot syövät suunnitelman luotettavuutta ja mielekkyyttä. Lähtötietojen tarkkuustaso tulee tunnistaa. Erityisesti seuraavien alueiden lähtötietoihin hallintaan tarvitaan kehittämistä: o laitteet, putket, johdot, kaapelit yms. o tiedon luotettavuuden määrittely o maaperän luokittamiseen uusia menetelmiä tarvitaan 4.2 Tiedonsiirto ja tiedonhallinta Tehokkaassa tietomallipohjaisessa toiminnassa eri toimijoiden ja järjestelmien yhteensopivuus on erittäin tärkeä tekijä. On muistettava, että eri osapuolilla on hyvinkin erilaiset tarpeet tietosisällölle ja tiedonsiirrolle. Tiedon yhteensopivuus mahdollistaa tiedon hyödyntämisen tiedonhallinnassa, projektinhallinnassa, liiketoiminnan ja omaisuuden hallinnassa. Tiedon tuottamiseen ja siirtämiseen tarvitaan säännöt, jotka kattavat tietosisällön nimikkeistön vakioidulla tavalla, tiedonsiirtoformaatit, tiedostojen nimeämiset ja kansioinnin. Jokaisen mallin käsittelyssä olisi voitava lukea ja saada selville mallin tarkkuus, luotettavuus ja siten käyttökelpoisuus. Jotta toiminta saadaan riittävän laajaksi, tavoitteena tulee olla riippumattomuus tiedon tuottajista ja ohjelmistoista. Edellä esitettyjen asioiden ratkaisu mahdollistaa tiedon hallinnan tietomallien avulla dokumenttien sijasta, mikä on merkittävin asia tavoitellun tehokkuuden saavuttamiseksi. 4.3 Suunnitteluprosessin muutos ja yhdistelmämalli Tietomallipohjaisessa toiminnassa suunnittelutyö itsessään ei muutu, mutta suunnitelman tietosisällön merkitys korostuu. Suunnittelun rooli muuttuu dokumenttien tuottajasta tiedon tuottajaksi ja suunnittelijan vastuu tietosisällön oikeellisuudesta kasvaa. Mallipohjaisessa suunnittelussa suunnittelu tulee viedä pidemmälle kuin dokumenttipohjaisessa, koska malli paljastaa yhteensopivuus ja jatkuvuusongelmat. Yhdistelmämallin todettiin olevan oivallinen väline eri tekniikka-alueiden yhteensovittamisen varmistamisen työkaluna. Mallille on käyttöä mm. suunnittelukokouksissa, joissa suunnitteluryhmän sisäisen tiedonkulun todettiin parantuneen kun käytössä oli mallit. Jatkokehitystarpeena havaittiin tarvittavan niin yksityiskohtaiset mallinnusohjeet, että niiden mukaan toimittaessa on mahdollista hyödyntää mallia laajemmin tuotannonohjauksessa sekä hankkeen kokonaisuuden ja omaisuuden hallinnassa. 14

4.4 Laadunvarmistus Laatua voi ja tulee toteuttaa varmistamalla työprosessi, jonka oleellisimmat osat ovat lähtötietojen hankinta, suunnittelu ja rakentaminen. Laatu varmistetaan hankkimalla hyvät lähtötiedot, suunnittelemalla rakenteet virheettömiksi ja noudattamalla rakentamisessa suunnitelmaa, ei mittaamalla toteumaa. Laadunvarmistus on pitkä ketju ja tietomallipohjaisessa toiminnassa laadun toteuttaminen painottuu alkupäähän. Laatu siirtyy lähtötiedoista suunnitteluun, rakentamiseen ja ylläpitoon. Laadun tuottaminen ja varmistaminen koko ketjussa varmistaa onnistumisen edellytykset. Seuraavia asioita tulisi kehittää tulevaisuudessa: Laatuvaatimusten ja -tiedon kulkeminen tietomallin mukana ja läpinäkyvyys koko toimintaketjun läpi InfraRYL:n päivittäminen nykyajan mahdollisuuksiin siten, että siirrytään absoluuttisista toleransseista enemmän suhteellisiin InfraRYL:n laatumittausvaatimusten ja toleranssien tarkoituksenmukaisuus Mittausperustan kehittäminen 4.5 Työmaatoiminnot Tietomallipohjaisessa toiminnassa mallien tarkastamisen merkitys työmaalla korostuu ja se vaatii uudenlaista osaamista. Mittaajien työnsisältö muuttuu radikaalisti mallidatan käsittelijäksi. Työnjohtajan keinot ja työkalut muuttuvat erilaisiksi. Vuorovaikutus suunnittelun ja työmaan välillä helpottuu ja lisääntyy. Tietomallien käyttöönotto tuotantoa palvelevissa toiminnoissa on ollut hidasta, mikä johtuu käytettävissä olevien sovellusten käytettävyydessä ja käyttöliittymissä havaituista puutteista. Yleensäkin työmaan työnjohdolle ja mittaustöihin käytettävien sovellusten kehittäminen on jälkijunassa. Tämän lisäksi pitäisi kehittää määrälaskentagenerointia litterapintoineen, maastoonvientidatan arkistointia ja toteumatiedon analysointia. 15