Tietomallintamisen tulevaisuuden tarpeet infrarakentamisessa

Abstract

Tietomallintaminen on kehittynyt nopeaan tahtiin viime vuosina. Tietomallintaminen on yksi keino parantaa infrarakentamisen tuottavuutta. Mallipohjainen tiedonkäsittely mahdollistaa, että tietoa pystyvät tulkitsemaan ihmisten lisäksi myös tietotekniset järjestelmät ja sovellukset. Alan tavoitteena on, että vuoteen 2025 mennessä infra-alan suunnittelu- ja tuotantoprosessit ovat kauttaaltaan digitalisoituja. Työn tavoitteena on tunnistaa tietomallintamisen tulevaisuuden tarpeet infrarakentamisessa sekä arvioida, kuinka urakoitsijan on tarkoituksenmukaista varautua tulevaisuuden näkymiin. Työssä huomioidaan myös taloudellinen näkökulma ja arvioidaan tietomallintamisen kustannusjakaumaa tulevina vuosina. Diplomityön tutkimusaineisto koostuu kirjallisuudesta ja asiantuntijahaastatteluista. Kirjallisuuskatsauksen avulla selvitetään tietomallintamiseen liittyvää ohjeistusta ja standardeja sekä teknologian nykytilaa. Käsiteltäviä teemoja ovat koneohjaus, tiedonhallinta, reaaliaikainen tilannekuva ja automaattiajaminen. Ajankohtaisen tiedon saamiseksi työtä varten haastateltiin 11 asiantuntijaa, jotka edustavat alan eri osapuolia. Haastattelut olivat tärkeä osa tutkimusta, sillä tietomallintamisen nopean kehittymisen vuoksi kirjallinen tutkimustieto vanhenee nopeasti. Tulevaisuuden näkymien ja tarpeiden pohjalta työssä hahmotellaan lopuksi investointisuunnitelmaa kohdeyritykselle. Tutkimuksessa selvisi, että tietomallintamista ei tällä hetkellä hyödynnetä infra-alalla tehokkaasti. Hyödyntämisen esteenä nähtiin muun muassa puutteet tiedonhallinnassa ja perinteiseen toimintatapaan perustuva toimintakulttuuri. Kaikki haastatellut asiantuntijat näkivät, että tulevaisuudessa tietomallintamisen hyödyntäminen lisääntyy ja monipuolistuu. Tavoitteena on ottaa tietomallintaminen käyttöön yhä kattavammin koko infrahankkeen elinkaaren ajaksi. Tietomallintamisen kehittämisessä on tärkeää panostaa osaamiseen ja tarjota henkilöstölle riittävät resurssit digitalisaation hyödyntämiseksi. Tietomallintamisen eri osa-alueista koneohjausta on hyödynnetty jo nyt melko kattavasti, ja tutkimuksen mukaan sen rooli tulee tulevaisuudessa yhä kasvamaan. Kaivinkoneiden lisäksi koneohjaus tulee käyttöön yhä useampaan konetyyppiin. Myös automaatio työkoneissa tulee lisääntymään jatkossa. Reaaliaikaisen tilannekuvan hyödyntäminen on tulevaisuudessa nykyistä tärkeämpi osa infrarakentamista. Tilannekuva toimii päätöksenteon apuvälineenä ja sen hyödyntäminen helpottuu uuden teknologian myötä. Käsiteltävät tietomäärät rakentamisessa tulevat lisääntymään jatkossa yhä enemmän, mikä edellyttää tehokasta tiedonhallintaa. Tärkeitä osatekijöitä tiedonhallinnassa ovat standardointi ja avoimet tiedonsiirtoformaatit. Tehokkaan tiedonhallinnan hyödyntäminen käytännön arjessa vaatii ohjelmistoja projektihenkilöstön käyttöön. Kun koko työmaahenkilöstöllä on mahdollisuus hyödyntää tietomalleja, toimintatapoja on mahdollista muuttaa digitaalisemmiksi ja tietomallien käytöstä saadaan suurempi hyöty. Tärkeäksi tulevaisuuden tavoitteeksi tunnistettiin tarve hankkia työnjohdolle työvälineitä tietomallien käyttöön.

Information modeling has developed rapidly in the recent years. Information modeling is one way to improve the productivity of infrastructure construction. Model-based data processing enables data to be interpreted by IT systems and applications, in addition to humans. By 2025, the industry is aiming to fully digitalize its design and production processes. The aim of the thesis is to identify the future needs of information modeling in the field of infrastructure construction and to assess the appropriate measures for the contractor to be prepared for the future. The thesis also considers the economic aspect and estimates the cost distribution of infrastructure information modeling in the coming years.

The research material for this thesis consists of literature and expert interviews. A literary survey is used to explore guidelines and standards for information modeling and the current state of the technology. The themes discussed in the theory section are machine control, data management, real-time situation picture and automated driving. In order to obtain up-to-date information for the thesis, 11 experts representing different areas were interviewed. Interviews were an important part of the research, because the rapid development in the field of information modeling results in rapid aging of written research information. Based on future predictions and needs, the thesis finally outlines an investment plan for the target company.

The research found that information modeling is not used efficiently in the field of infrastructure construction at present. Deficiencies in information management and a working culture based on traditional ways of working were seen as barriers to the utilization of infrastructure information modeling. All interviewed experts expect that in the future the utilization of information modeling will increase and diversify. The goal is to increase the utilization of information modeling throughout the life cycle of an infrastructure project. In the development of information modeling, it is important to invest in expertise and provide the staff with sufficient resources to take advantage of the digitalization.

Of the various applications of information modeling, machine control has already been used quite extensively, and according to research, its role will continue to grow in the future. Machine control will be introduced to more and more machine types in addition to excavators. Automation in construction machines will also increase in the future. Utilizing real-time situation picture will play a more important role in infrastructure construction in the future. The situation picture serves as a tool for decision making and its utilization becomes easier with new technology. The amount of data to be handled in construction will increase in the future, which will lead to the need of effective information management. Standardization and open data exchange formats are important elements in data management. Applying effective information management in the daily activities requires software for the use of the project staff. When everybody in the project staff have access to information models, it is possible to digitize their practices and to benefit more from the use of information models. Providing site foremen with the tools for using the information models, was identified as an important goal for the future.