Tietomallintamisella ja integroidulla rakentamisella kohti infra-alan yhteistoiminnallisuutta

Abstract

Tietomallintaminen infra-alan rakentamisprojekteissa on edennyt vaiheeseen, jossa on aika tutkia ja kehittää uusia toimintatapoja tietomallintamisen hyötyjen realisoimiseksi. Näkökulmana tässä voi olla ideaalinen tilanne eli ideaalinen tietomallihanke, jossa laajamittaisesti hyödynnetään tietomallintamista. Tähän suuntaan kehittäminen edellyttää sukupolvien ja valtioiden rajojen ylittävää pitkäjänteistä tieteidenvälistä yhteistoimintaa ja oppimista, jossa tavoitteena tulee olla ajantasaiseen kumuloituvaan tietoon ja tutkimukseen perustuva malli rakennetun ympäristön fyysisistä ja toiminnallisista systeemeistä.

Tutkimuksen motivaationa on ollut tuottaa uutta tietoa infra-alan suunnittelu- ja rakentamisprosessien kehittämiseen sillan rakentamisen valmisteluvaiheessa, joka sisältää sillan rakennussuunnittelun, sen tarkastamisen, rakennuttamisen ja siltaan liittyvien infraalan päätekniikkalajien, väylän ja geotekniikan suunnittelun. Tutkimuksen pääkysymystä "Minkälaisella toimintamallilla sillan rakentamisen valmisteluvaihe voidaan toteuttaa ideaalisessa tietomallihankkeessa", on lähestytty teoreettisen viitekehyksen avulla. Sen muodostaa tietomallintaminen , ideaalinen tietomallihanke, Lean-rakentaminen ja systeemiajattelu. Tutkimus on tyypiltään toimintatutkimus, jossa on käytetty konstruktiivista tutkimusotetta. Toimintamallin käyttökelpoisuutta on analysoitu aineistotriangulaatioon perustuen. Menetelminä olivat teemahaastattelut, asiantuntijatyöpaja ja kriittisen realismin analyysi.

Ideaalista tietomallihanketta voidaan luonnehtia tiedonhallinnan systeeminä, jossa esimerkiksi sillan elinkaaren aikaisia tietokokonaisuuksia syntyy, käytetään ja muokataan eri toimijoiden prosesseissa. Edellisen johdosta toimintamallin pitää olla joustava, yhteistoimintaan perustuva ja tarvittaessa modifioitavissa. Kehitetty toimintamalli on nimetty joustavaksi yhteistoiminnan alustaksi, Flexible Collaboration Platform, lyhennettynä FCP.

Tässä tutkimuksessa FCP:n pääkohde on sillanrakennushankkeet. Potentiaalia on edelleen laajemmin sekä infra-rakentamisessa että talonrakentamisessa. Sovellusmahdollisuuksia on tunnistettu olevan jo lähitulevaisuudessa. Tutkimuksen tieteellinen kontribuutio koskee rakentamisen valmisteluvaihetta tietomallintamisen ja projektitoiminnan integraation näkökulmista. Tutkimusperustaisina päätuloksina esitetään FCP-toimintamallin ja ideaalisen tietomallihankkeen konstruktiot. FCP tarjoaa ideaalista tietomallihanketta palvelevan kokonaisratkaisun rakentamisen valmistelulle. Tietomallintamisen ja yhteistoiminnallisuuden roolista rakentamisen valmisteluvaiheessa on esitetty hyvä kokonaiskuva. Joistakin yksityiskohdista, kuten projektisysteemin käyttökelpoisuudesta ja muodostamisesta on tuotettu syvällisempää uutta testattua tietoa.

The use of Building Information modeling (BIM) in infrastructure construction projects has progressed to the stage that it is time to research and develop new ways of working to realize the benefits of BIM. The perspective here can be an ideal situation, i.e., an ideal BIM project, in which BIM is utilized on a large scale. Developing in this direction requires long-term interdisciplinary collaboration and learning across generations and states, with the aim of building a model of the physical and functional systems of the built environment based on up-to-date cumulative knowledge and research.

The motivation of the research is to produce new knowledge for the development of infrastructure design and construction processes, especially in the preparatory phase of bridge construction. The main question of the study "In what way can the preparatory steps of bridge construction be implemented in an ideal BIM project?" has initially been approached with the help of a theoretical frame of reference. The frame of reference consists of BIM, the ideal BIM project, Lean Construction and systems thinking. The research is a type of action research in which a constructive research approach has been applied. The applicability of the new approach developed has been analyzed based on data triangulation, which included thematic interviews, an expert workshop and an analysis of critical realism.

An ideal BIM project can be characterized as an information management system in which data sets of information content units during the project life cycle are created, used and modified by inter-multi-directional and multi-directional effects of several different actors, business processes, technologies and all of them. Therefore, the operating model should be a flexible, collaborative, adaptable and customizable method. The result of the study is an operating model called the Flexible Collaboration Platform, abbreviated FCP.

The scientific contribution of the research concerns the preparatory phase of construction from the perspectives of information modeling and the integration of project activities. The main results of the research are the constructions of the FCP operating model and the ideal data model project. FCP provides an ideal data model project for the preparation of the construction of a complete solution. The role of information modeling and interoperability in the preparation phase of construction has been able to provide a good overall picture and more in-depth new tested information on some details, such as the usability and design of the project system.