Recent onderzoek bevestigt wat we al uit de praktijk weten: bouwwerkzaamheden zijn niet optimaal. Wat er op een bouwplaats gebeurt, voldoet niet aan de eisen van een steeds complexere werkomgeving. Situationeel bewustzijn zou on-site medewerkers de nodige middelen kunnen geven om eindelijk de productiviteitsvoordelen van digitalisering te plukken.
Onder begeleiding van professor Olli Seppänen hebben onderzoeksteams van de Finse Aalto-universiteit zich verdiept in de alledaagse omstandigheden op een bouwplaats. Met toestemming van de arbeiders gebruikten ze videocamera's, sensoren en enquêtes om de knelpunten in de productiviteit op te sporen. De onderzoekers volgden ook de beweging van producten en materialen op een bouwplaats. De resultaten zijn oogverblindend.
Volgens de gegevens van Aalto heeft digitalisering de productiviteit van voormannen en arbeiders in de bouw niet verbeterd. Een typische werknemer besteedt nog steeds tot 70% van zijn tijd aan activiteiten die geen waarde toevoegen: informatie zoeken, onnodig bewegen en wachten. Bouwmaterialen worden zes keer op de site van plaats naar plaats verplaatst voordat ze worden geconsumeerd. Bovendien gaan, vooral op grote bouwplaatsen, vaak machines zoek of worden ze verplaatst.
Betere werkplanning verbetert de productiviteit
Twee redenen voor deze inefficiënties vallen op: onjuiste planning en het gebrek aan informatie voor het succesvol voltooien van een specifieke taak. Het aanpakken van deze twee problemen levert aanzienlijke productiviteitsverbeteringen op.
Hans Pasila , een afgestudeerde uit Aalto, plaatste videocamera's op de hardhats van arbeiders om de installatieprocessen van gipsplaten te analyseren. Hij merkte dat het installatieteam veel moest bewegen om ontbrekende informatie, gereedschappen en materialen op te halen. Vervolgens maakte hij voor elke kamer een materiaallijst, waardoor de juiste hoeveelheid materialen in elke kamer kon worden afgeleverd. Dit, en een paar andere kleine veranderingen in het proces, resulteerden in een vermindering van 20% in beweging en een stijging van 10% in de algehele productiviteit van het team.
Professor Seppänen benadrukt dat de werkplanning gedetailleerder moet zijn. Het moet ook industriële productie- en logistieke processen omvatten, zoals Suffolk Construction in de VS heeft aangetoond. Bij één groot project besteedden ze 10.000 extra uren aan planning, wat de installatieproductiviteit verbeterde en leidde tot een stijging van 20% van de winst van de algemene aannemer en een kostenbesparing van zeven cijfers voor de eigenaar.
Omgevingsbewustzijn
Voor elk bouwproject hebben we al een enorme hoeveelheid gegevens. Ontwerpers maken bouwinformatiemodellen (BIM's), schatters zorgen voor materiaalstijgingen, projectmanagers maken documenten en planningen, inspecteurs verzamelen informatie, fabrikanten hebben hun eigen productiegegevens, enzovoort. IoT-sensoren, camera's en drones zullen de hoeveelheid projectgegevens de komende jaren vermenigvuldigen. Het probleem is dat degenen die op een site werken, nog steeds geen informatie hebben die wordt verzameld en gepresenteerd op een manier die de taken ondersteunt die ze moeten uitvoeren.
Wat voormannen en arbeiders nodig hebben, wordt situationeel bewustzijn genoemd, een situatiebeeld (zie figuur 1). Het betekent dat elke projectdeelnemer de informatie krijgt die hij nodig heeft over de verleden, het heden en de toekomstige status van het project.
De installatie van een gevelplaat illustreert hoe situationeel bewustzijn zou kunnen werken. De installatiebegeleider krijgt informatie over welke panelen geplaatst moeten worden, wanneer die panelen op de locatie aankomen, waar ze geplaatst moeten worden en in welke volgorde. De installateur en de kraanmachinist zien op hun apparaten de exacte locatie van het paneel in de gevel van het gebouw. Wanneer het paneel op zijn plaats is, ontvangt de supervisor een automatische update dat de taak is voltooid.
Evenzo, terwijl het gebouw wordt opgetrokken, zijn er honderden binnenruimtes die voortdurend in verandering zijn. Situationeel bewustzijn biedt de mogelijkheid om precies te weten wat te doen, waar en wanneer, en laat zien of het werk verloopt zoals gepland.
Figuur 1. Een conceptueel model van situatiebewustzijn / situatiebeeld. Aangepast van een papieren Situation Picture Through Construction Information Management door Risto Kärkkäinen, Rita Lavikka, Olli Seppänen en Antti Peltokorpi (2019)
Digitalisering maakt situationeel bewustzijn mogelijk
Om situationeel bewustzijn volledig te implementeren, heb je gegevens nodig uit het bouwschema, BIM's, ERP-systemen van fabrikanten, de logistieke systemen van de transportbedrijven en het sensornetwerk op de bouwplaats. Dit is alleen mogelijk als de gegevens tussen partners en processen stromen en interoperabel zijn. In de wereld van vandaag is dat geen gemakkelijke taak. Om deze uitdaging aan te gaan, heeft het Digitalizing Construction (DiCtion) -project van Aalto University een gedeeld datamodel, een ontologie, van het constructieproces ontwikkeld. Het is een work in progress, maar als het wordt geïmplementeerd, zal het situationeel bewustzijn een stap dichter bij realisatie brengen.
Situationeel bewustzijn gaat niet alleen over het toegankelijk maken van data voor mens en machine. Het gaat ook om het bruikbaar maken van gegevens. Het ontwerpen van de gebruikerservaring zodat werknemers in veeleisende omgevingen informatie kunnen vinden en er vervolgens naar kunnen handelen, is een veeleisende taak.
De digitalisering van processen en situationeel bewustzijn duiden op een toekomst waarin bouwen meer op fabricage lijkt. Het enorme volume aan nieuwbouw dat nodig is, maakt deze transformatie noodzakelijk. De toenemende vraag naar levenscyclusdenken van gebouweigenaren zet ook druk op het realiseren van datagedreven en beter gecontroleerde processen.
De transformatie is mogelijk, maar vereist meer samenwerking tussen bedrijven, onderzoekers en technische ontwikkelaars. De inspanningen van de Finse bouwsector in het door de Aalto University geleide Building 2030-consortium en in verschillende gezamenlijke R & D-projecten dienen als een goed voorbeeld dat anderen kunnen volgen.
Via: AEC