360°-kuvauksen hyödyntäminen rakennustuotannon ohjauksessa
Kekki, Niina-Maija (2023)
Kekki, Niina-Maija
2023
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-12-18
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2023120510476
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2023120510476
Tiivistelmä
Rakennusalan tuottavuuden kasvu ei ole pysynyt muiden toimialojen kasvuvauhdissa viime vuosikymmeninä. Toimialan digitalisaatioasteen ja tuottavuuden välillä voidaan havaita positiivista korrelaatiota, mutta rakennusala on sekä digitalisaatioasteen että tuottavuuden perusteella monia muita toimialoja jäljessä. Siirtymällä rakennusalalla digitaalisiin työkaluihin voidaan pyrkiä vastaamaan tuottavuuden ongelmaan. Näin voidaan vähentää aikaa vieviä manuaalisia valvonta- ja ohjaustöitä sekä tehostaa siten rakennustuotannon ohjauksen prosesseja.
Tässä diplomityössä selvitettiin, miten 360°-kuvausta voidaan hyödyntää rakennustuotannon ohjauksessa rakennushankkeen sisävalmistusvaiheessa. Tutkimuksessa kartoitettiin 360°-kuvauksen nykytilannetta rakentamisessa ja etsittiin sekä hyviä toimintatapoja että kehityskohteita työkalun hyödyntämiseen rakennustuotannon ohjausprosessin tukena. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimusta sekä empiiristä tutkimusta. Empiirisen tutkimuksen tutkimuskohteena toimi rakenteilla oleva Assiksi kutsuttu Ahveniston sairaala Hämeenlinnassa. Hankkeen sisävalmistusvaihe toteutetaan tahtituotantona. Työmaalla suoritetaan viikoittaisia 360°-kuvauksia, kuvauksessa ja kuvamateriaalin tarkastelussa käytetään OpenSpace-sovellusta. Empiiri¬sessä osuudessa tietoa kerättiin tutkimuskohteessa muun työskentelyn ohessa havainnoimalla sekä haastatteluilla. Haastatteluosuudessa haastateltiin sekä Assi-hankkeessa 360°-kuvauksia tekeviä henkilöitä että 360°-kuvausten materiaalia työssään hyödyntäviä asiantuntijoita.
360°-kuvaus todettiin sekä kirjallisuuden että empiirisen tutkimuksen perusteella moneen muuhun rakentamisen toteumatiedon keräyksen teknologiaan verrattuna yksinkertaiseksi ja nopeaksi toimintatavaksi. Kuvaus todettiin siitä huolimatta aikaa vieväksi ja työlääksi tehtäväksi, joka olisi hyvä saada yhdistettyä muihin työmaakierroksiin. Kuvamateriaali todettiin hyväksi eritysesti rakentamisen tilannekuvan hahmotuksessa. Parhaiten tahtituotantoa tukeva hyöty saavutetaan, jos kuvaukset ajoitetaan tahtiajan mukaiseksi. Tarkemmassa, laadullisessa tarkastelussa haasteeksi muodostuu kuvanlaatu. Osittain kuvanlaadun haasteet johtuvat työmaan olosuhteista, kuten valaistusolosuhteista ja työalueiden sotkuisuudesta, mutta siihen vaikuttavat myös käytettävä kuvauslaitteisto ja kuvadatan pakkaus. Kuvamateriaalin tarkastelussa voidaan hyödyntää automaatiota. Kuvamateriaalin perusteella voidaan laskea automaattisesti rakentamisen toteumaa, mutta teknologia ei ole rakennusalalla vielä kovin laajassa käytössä. Tietokonenäön ja fotogrammetrian kehityksen myötä 360°-kuvista voitaisiin automatisoida myös rakentamisen laadun tarkastelua. 360°-kuvauksen laajempi käyttö rakennustuotannon ohjauksessa vaatii lisää myös ohjelmistojen välisen yhteentoimivuuden kehitystä, jotta tieto mahdollisista poikkeamista saadaan liikkumaan eri ohjelmistojen välillä.
Tärkeimmiksi 360°-kuvausten hyödyntämistä rakennustuotannon ohjauksessa rajoittaviksi tekijöiksi havaittiin tutkimuksen perusteella kuvamateriaalin keräyksen haasteet, kuvanlaatu, ohjelmistojen yhteentoimivuuden puutteet sekä automaation ja tietokonenäön hyödyntämätön potentiaali kuvamateriaalin tarkastelussa. Ongelmien ratkaisu vaatii ohjelmisto- ja rakennusalan välistä yhteistyötä, jotta käyttöä rajoittaviin tekijöihin löydetään parhaiten rakennustuotannon ohjauksen tarpeita palvelevat ratkaisut. Olennaista 360°-kuvauksen käyttöönotossa rakennushankkeessa on määritellä kuvauksen käyttötarkoitus, jonka jälkeen valitaan käyttötarkoitukseen tarkoituksen¬mukaiset digitaaliset työkalut ja kameralaitteisto. The productivity of construction industry has fallen behind other industries in the past decades. Positive correlation between industries’ digitalization index and productivity has been observed, but construction industry remains behind multiple other industries in both digitalization and productivity. Adaptation of digital tools in the construction industry could resolve the industry’s challenges with productivity. Thereby the time-consuming, manual monitoring and management tasks could be minimized, and the processes of construction management enhanced.
In this master’s thesis the possibilities of utilizing 360° images in construction management of internal building works was studied. Research was conducted to clarify contemporary use of 360° images in the construction industry and to determine best procedures and challenges with adaptation of the tool to support construction management processes. Research methods used in this master’s thesis were literature study and empirical study. The empirical study took place at the Hospital of Ahvenisto called Assi, that is currently under construction in Hämeenlinna. Takt production is used during the internal construction works of the new hospital. The site is captured weekly with 360° images, OpenSpace-software is used for data capture and inspection of the captured images. In the empirical study observations were made during other work assignments, and with interviews. The interviews were targeted to experts capturing the construction site and other specialists who use the collected visual data in their work.
Both the literature study and empirical study demonstrated that compared to other data collection technologies used in progress monitoring, 360° images were simple and efficient way to capture data. However, site capture was still considered time-consuming and laborious task that needs to be integrated with other site walks. The captured images were found useful, especially to perceive the overall status of construction. The best advantages for takt production management are achieved with syncing the site capture with takt time. The quality of the captured visual data restricts more precise inspection of construction quality. Partially the challenges concerning visual data quality are due to typical construction site circumstances, such as lighting conditions and clutter. Other influencing factors include camera hardware and data compression. Automation can be used to inspect the captured 360° images. With automation, the percentage completed of structures can be calculated, but the technology has not been very vastly adapted to construction industry. With further development of computer vision and photogrammetry, the use of automation could be expanded to construction quality monitoring. To utilize 360° images further in construction management, the interoperability of software needs to be advanced to move the data of possible deviations between software.
The biggest issues restricting utilization of 360° images in construction management are according to this research challenges with construction site capture, quality of captured images, lack of interoperability of digital tools and unused potential of automation and computer vision in 360° image analyzation. These issues can be solved with collaboration between construction industry and software development to discover solutions that provide best support for construction management. Crucial part of initializing utilization of 360° images in a construction project is to deter¬mine the purpose of the tool. The digital tools and camera hardware must be selected according to the determined purpose.
Tässä diplomityössä selvitettiin, miten 360°-kuvausta voidaan hyödyntää rakennustuotannon ohjauksessa rakennushankkeen sisävalmistusvaiheessa. Tutkimuksessa kartoitettiin 360°-kuvauksen nykytilannetta rakentamisessa ja etsittiin sekä hyviä toimintatapoja että kehityskohteita työkalun hyödyntämiseen rakennustuotannon ohjausprosessin tukena. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuustutkimusta sekä empiiristä tutkimusta. Empiirisen tutkimuksen tutkimuskohteena toimi rakenteilla oleva Assiksi kutsuttu Ahveniston sairaala Hämeenlinnassa. Hankkeen sisävalmistusvaihe toteutetaan tahtituotantona. Työmaalla suoritetaan viikoittaisia 360°-kuvauksia, kuvauksessa ja kuvamateriaalin tarkastelussa käytetään OpenSpace-sovellusta. Empiiri¬sessä osuudessa tietoa kerättiin tutkimuskohteessa muun työskentelyn ohessa havainnoimalla sekä haastatteluilla. Haastatteluosuudessa haastateltiin sekä Assi-hankkeessa 360°-kuvauksia tekeviä henkilöitä että 360°-kuvausten materiaalia työssään hyödyntäviä asiantuntijoita.
360°-kuvaus todettiin sekä kirjallisuuden että empiirisen tutkimuksen perusteella moneen muuhun rakentamisen toteumatiedon keräyksen teknologiaan verrattuna yksinkertaiseksi ja nopeaksi toimintatavaksi. Kuvaus todettiin siitä huolimatta aikaa vieväksi ja työlääksi tehtäväksi, joka olisi hyvä saada yhdistettyä muihin työmaakierroksiin. Kuvamateriaali todettiin hyväksi eritysesti rakentamisen tilannekuvan hahmotuksessa. Parhaiten tahtituotantoa tukeva hyöty saavutetaan, jos kuvaukset ajoitetaan tahtiajan mukaiseksi. Tarkemmassa, laadullisessa tarkastelussa haasteeksi muodostuu kuvanlaatu. Osittain kuvanlaadun haasteet johtuvat työmaan olosuhteista, kuten valaistusolosuhteista ja työalueiden sotkuisuudesta, mutta siihen vaikuttavat myös käytettävä kuvauslaitteisto ja kuvadatan pakkaus. Kuvamateriaalin tarkastelussa voidaan hyödyntää automaatiota. Kuvamateriaalin perusteella voidaan laskea automaattisesti rakentamisen toteumaa, mutta teknologia ei ole rakennusalalla vielä kovin laajassa käytössä. Tietokonenäön ja fotogrammetrian kehityksen myötä 360°-kuvista voitaisiin automatisoida myös rakentamisen laadun tarkastelua. 360°-kuvauksen laajempi käyttö rakennustuotannon ohjauksessa vaatii lisää myös ohjelmistojen välisen yhteentoimivuuden kehitystä, jotta tieto mahdollisista poikkeamista saadaan liikkumaan eri ohjelmistojen välillä.
Tärkeimmiksi 360°-kuvausten hyödyntämistä rakennustuotannon ohjauksessa rajoittaviksi tekijöiksi havaittiin tutkimuksen perusteella kuvamateriaalin keräyksen haasteet, kuvanlaatu, ohjelmistojen yhteentoimivuuden puutteet sekä automaation ja tietokonenäön hyödyntämätön potentiaali kuvamateriaalin tarkastelussa. Ongelmien ratkaisu vaatii ohjelmisto- ja rakennusalan välistä yhteistyötä, jotta käyttöä rajoittaviin tekijöihin löydetään parhaiten rakennustuotannon ohjauksen tarpeita palvelevat ratkaisut. Olennaista 360°-kuvauksen käyttöönotossa rakennushankkeessa on määritellä kuvauksen käyttötarkoitus, jonka jälkeen valitaan käyttötarkoitukseen tarkoituksen¬mukaiset digitaaliset työkalut ja kameralaitteisto.
In this master’s thesis the possibilities of utilizing 360° images in construction management of internal building works was studied. Research was conducted to clarify contemporary use of 360° images in the construction industry and to determine best procedures and challenges with adaptation of the tool to support construction management processes. Research methods used in this master’s thesis were literature study and empirical study. The empirical study took place at the Hospital of Ahvenisto called Assi, that is currently under construction in Hämeenlinna. Takt production is used during the internal construction works of the new hospital. The site is captured weekly with 360° images, OpenSpace-software is used for data capture and inspection of the captured images. In the empirical study observations were made during other work assignments, and with interviews. The interviews were targeted to experts capturing the construction site and other specialists who use the collected visual data in their work.
Both the literature study and empirical study demonstrated that compared to other data collection technologies used in progress monitoring, 360° images were simple and efficient way to capture data. However, site capture was still considered time-consuming and laborious task that needs to be integrated with other site walks. The captured images were found useful, especially to perceive the overall status of construction. The best advantages for takt production management are achieved with syncing the site capture with takt time. The quality of the captured visual data restricts more precise inspection of construction quality. Partially the challenges concerning visual data quality are due to typical construction site circumstances, such as lighting conditions and clutter. Other influencing factors include camera hardware and data compression. Automation can be used to inspect the captured 360° images. With automation, the percentage completed of structures can be calculated, but the technology has not been very vastly adapted to construction industry. With further development of computer vision and photogrammetry, the use of automation could be expanded to construction quality monitoring. To utilize 360° images further in construction management, the interoperability of software needs to be advanced to move the data of possible deviations between software.
The biggest issues restricting utilization of 360° images in construction management are according to this research challenges with construction site capture, quality of captured images, lack of interoperability of digital tools and unused potential of automation and computer vision in 360° image analyzation. These issues can be solved with collaboration between construction industry and software development to discover solutions that provide best support for construction management. Crucial part of initializing utilization of 360° images in a construction project is to deter¬mine the purpose of the tool. The digital tools and camera hardware must be selected according to the determined purpose.