Näin digitalisaatio näkyy rakennustyömailla -asentaja katsoo suunnitelmat tabletilta ja konekuski saa mitat pistepilvestä

Tänä vuonna päättyvä ympäristöministeriön vetämä Kira-digi-hanke on osoittanut, että rakennus- ja kiinteistöala on tosissaan digitalisaation kanssa. Yritykset ja ympäristöministeriö ovat tehneet kehitystyötä yhdessä laajalla rintamalla.

Sekin on jo huomattu, että digitalisaatiossa ei kannata ajatella vain Suomen pieniä markkinoita. Tietomallinnuksen kansainvälinen läpimurto osoitti, että suomalaiselle huippuosaamiselle on kyllä kysyntää maailmallakin. Alan kärkiyhtiöt on aikoja sitten myyty ulkomaille.

Rakennustyömaiden digitalisaatiota käsittelevässä seminaarissa Bonavan toimitusjohtaja Juuso Hietanen toivoi koehanketta, jossa yhdistettäisiin kaikki Kira-digissä kehitetyt ideat. Hän oli jopa valmis tarjoamaan tällaista hanketta pilotiksi. Ehtona kaikille osallistujille on kuitenkin se, että järjestelmän on oltava pilvessä. Liian moni on hänen mukaansa kehittänyt järjestelmiä, joissa tätä kansainvälistymisen kannalta välttämätöntä ehtoa ei ole otettu huomioon.

Bonava itse kehittää tietomalleihin perustuvaa digitaalista tuotetietoa hyödynnettäväksi asuinrakennusten suunnittelussa ja rakentamisessa.

Tietomallinnus avainasemassa

Suomi nousi 2000-luvun alussa alan yhteistyöllä yhdeksi tietomallinnuksen kärkimaista maailmassa. Tietomallinnus on tänäänkin avainasemassa digitaalisuuden hyödyntämisessä.

Isona haasteena on, miten suunnittelussa jo pitkään käytössä ollut tietomallinnus saadaan hyödynnetyksi kiinteistön ylläpidossa ja huollossa. Skanska kehittää tähän ratkaisua.

Suunnittelussa luotua tietoa ei vielä hyödynnetä kiinteistön huollossa päivittäisen työn suunnittelussa ja sen toteuttamisessa. Kun asukas ilmoittaa ongelmasta kylpyhuoneen hanan kanssa, voisiko paikalle lähtevällä kiinteistönhoitajalla olla jo mukanaan tarvittavat varaosat? Tai tietääkö ilmanvaihtolaitteiden huoltoa tekevä ammattilainen kohteessa tarvittaviin laitteisiin sopivat suodattimet ilman, että ennen työn aloittamista kaikki laitteet on jälleen kertaalleen kierretty ja kartoitettu läpi?

Näitä kysyy hanketta Skanskalla vetävä Maija Makkonen.

”Kiinteistön ylläpidon aikana on tarkoitus hyödyntää tietomalleja eli suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa syntyvää tietoa. Esimerkiksi suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa muodostettu tietomalli luo pohjan tiedon rikastamiselle ja hyödyntämiselle myöhemmissä vaiheissa”, hän kertoo Skanskan tavoitteista.

Saadakseen tietomallit entistä laajempaan käyttöön NCC on ryhtynyt standardisoimaan rakennushankkeen tietomalleja. Jatkossa hankkeen projektiorganisaatio löytää tarvitsemansa tiedot mallista aina samasta paikasta sekä saa käyttöönsä tarpeellisella tiedolla rikastetun ja turhasta tiedosta karsitun mallin.

Työntekijäkin hyötyy BIMistä

Sekä infra- että talonrakennustyömailla tietomalli on arkipäivää suunnittelussa ja mestareiden arjessa, mutta työmiehet katselevat vielä paperikuvia. Samalla tavalla kuin digitalisaatio tehostaa koneiden käyttöä, se voi tehostaa myös ammattimiehen työtä. Tulevaisuuden ammattimies osaa itse tulkita BIM-mallia ja katsoa siitä reikien paikat ja tarvittaessa työjärjestyksenkin.

Professori Olli Seppänen Aalto-yliopistosta sanoi, että Amerikassa ja jopa Kiinassa tässä asiassa ollaan Suomea pidemmällä.

Muutosvauhti on kuitenkin kova. Firassa on huomattu, ettei paperikuvia tarvita, kun ajantasainen tieto putkiasentajalle saadaan reaaliaikaisesti digitaalisessa muodossa. Raskaan BIM-mallin sijaan työntekijä saa yksinkertaistetun mallin juuri omasta työkohteestaan. Ajantasainen tieto viedään digitaalisena työntekijän tablettiin tai älypuhelimeen tilanteeseen ja paikkaan sopivassa muodossa joko 2D-työkuvana, 3D-tietomallina tai lisättynä todellisuutena.

Projekti oli rajattu Firan putkiremonttihankkeen asuinhuoneistoon sekä mallinnettavaan kylpyhuoneeseen. Yhteistyökumppaneita hankkeessa ovat Sweco ja VTT.

Varsinkin sähköasentajat olivat Firan Annabella Haaviston mukaan innoissaan digikuvista.

Tieto oli digitaalisessa ja helposti ymmärrettävässä muodossa. Se tuotettiin ja jaettiin työntekijöille heidän työvaiheidensa ja tehtävänsä kannalta merkityksellisenä, oikea-aikaisesti ja oikealla sijainnilla.

Työntekijän roolin kannalta keskeisistä työvaiheista tuotettiin digitaalinen 2D-työkuva. Tietomallista erotettiin rooliin kuuluva, esimerkiksi sähköasentajan tarvitsema, suunnitelmatieto 3D:nä. Tieto siirrettiin digitaalisesti ja kolmiulotteisena tablettiin tai älypuhelimeen. Tietomalliin perustuva 3D-kuva yhdistettiin tabletilla lisättyyn todellisuuteen eli videokuvaan kohteesta. Tietoa saatiin rikastettua asennuksen kannalta oleellisella 3D-tiedolla, esimerkiksi putkimiehen tarvikeluettelolla, ja yhdistettyä lisätyn todellisuuden näkymään oikeassa sijainnissa.

Infratyömaat digitalisaation kärjessä

Infratyömailla työkoneita ohjataan jo kuin playstation-pelejä. Dronet eli pienkopterit kuvaavat ja mittaavat toteutumatietoja, ja niiden aineistosta rakennettuja 3D-malleja käytetään määrätietojen laskennassa. Mittaus tapahtuu GPS-avusteisesti, koneet käyttävät koneohjausmalleja ja suunnittelu tehdään mallintamalla.

Infratyömailla digitaalisuus on jo niin arkipäivää, että kun konemiehet ovat yhdellä työmaalla tottuneet, että tiedot tulevat digitaalisesti, he eivät haluaisi palata vanhaan.

Infra-alalla yleistynyt työkoneiden 3d-ohjaus on pitkälti Oulun yliopistossa tehdyn kehitystyön ansiota. Alan pioneeri on Novatron, jonka kehittämät GPS-järjestelmät ovat olleet tärkeä edellytys sille jatkojalostukselle, joka nyt ilmenee pilvipalveluiden yleistymisenä työmailla.

Suomi maailman kärkeä koneohjauksessa

”Suomi on infratyömaiden 3D-tuotteissa maailman kärkeä. Taustalla on paitsi it-alan osaaminen myös se, että infrahankkeiden tilaajat ovat lähteneet vaatimaan ensin koneohjausta ja nyttemmin myös sen yhdistämistä pilvipalveluna käsiteltävään koko projektin hanketietoon”, Infrakit-pilvipalveluja toimittavan DCS Finlandin toimitusjohtaja Teemu Kivimäki kertoo.

Hän työskenteli vuoteen 2010 asti tutkijana Oulun yliopistossa, jossa tuolloin oli käynnissä useita rakentamisen digitalisaatiota sivuavia projekteja. Hän kertoo saaneensa yritysideansa 3D-koneohjausprojektissa työskennellessään.

”Oli ilmeistä, että rakennushankkeiden erilaisia hukkia voi minimoida saattamalla ei ainoastaan konetyöhön liittyvä, vaan kaikki muukin oleellinen tieto työmailla kaikkien jaettavaksi. Näin toimimalla hankkeiden kustannuksia voi alentaa teoriassa jopa viidenneksellä. Käytännössä on päästy ehkä 5–10 prosenttiin.”

Pilottiprojektit opettivat luotettavuuden tärkeyden

Teoriasta on usein kivikkoinen tie käytäntöön, minkä Kivimäki sai havaita yritystoimintansa alkutaipaleella. Ensimmäisillä työmailla perusongelma oli hänen mukaansa vielä se, ettei data läheskään joka hetki kulkenut.

”Siinä ei auttanut muu kuin käydä jopa yksittäisillä työkoneilla selvittämässä, mistä kiikasti. Ensimmäinen askel oli kehittää palveluamme niin, että välitettävää dataa jäi muistiin tilanteissa, joissa kenttää ei ollut. Kun tämä ominaisuus saatiin toimimaan, työmaat alkoivat toden teolla kiinnostua.”

Pienimuotoisten kokeilujen jälkeen ensimmäinen varsinainen pilvipalveluprojekti oli kantatie 51:n työmaa Espoon ja Kirkkonummen rajalla. Siellä pilvipalvelu oli liitetty kymmenen työkoneen 3D-järjestelmiin. Sen jälkeen Infrakitin digitaalisten hanketietopalvelujen suosio on kasvanut voimakkaasti.

”Oleellista on, että työnjohto ja sen myötä koko työmaa lähtee mukaan käyttämään järjestelmää. Kun kaikilla on sama aineisto reaaliajassa käytettävissä, kaikenlainen sählinki vähenee oleellisesti.”

Poranreiät eivät katoa panostajalta

Infrakit on tuonut yhteistyössä Sandvikin kanssa digitaalisuuden myös kallioporauksiin. Kira-digissä mukana olevan hankkeen tavoitteena oli saada maanpäälliset poravaunut integroitua mukaan hankkeen digitaaliseen tietovirtaan sekä porauksen toteuma takaisin pilvipalveluun ja seuraavien työvaiheiden käyttöön. Sillä saatiin poistettua muun muassa se ongelma, että panostaja ei ole löytänyt kaikkia poraajan poraamia reikiä. Reikien paikat hän saa mobiililaitteelleen.

Koneen käyttökin tehostuu, kun mittamiestä ei tarvitse odotella. Kivimäen arvion mukaan tietojen digitalisointi tuo 20 prosentin säästön kustannuksiin.

Kotimaassa saatujen lukuisten projektien kokemusten kannustamana Kivimäki on lähtenyt laajentamaan toimintaa ulkomaillekin. Projekteja on jo toteutettu Ruotsissa, Norjassa, Saksassa ja Hollannissa.

Laadunvalvonta ei täytä enää paperimappeja vaan pilveä

Miten työmaiden valtavasti paisunut laadunvalvonta saataisiin järkevöitettyä? Ei kai mikään tai kukaan määrää, että joka dokumentti pitää olla paperikansiossa?

Tuulelta vain mä vastauksen saa, sanotaan laulussa. Nyt vastaus voi löytyä pilvestä.

”Tuotannossa olisi mahdollista hyödyntää yhä enenevässä määrin dokumentaation sähköistämistä sekä erilaisia digitalisoituja apuvälineitä, mutta tällä hetkellä ne ovat pitkälti vain työmaalla tapahtuvan havainnoinnin apuvälineitä: paperisista muistilapuista on siirrytty digimuistilappuihin”, toteaa Kira-digi-blogissaan rakennustuotannon opettaja Juha-Matti Junnonen TTY:stä.

Betonipöytäkirjojen digitalisointi

Congrid on yhteistyössä Ruduksen ja Lujabetonin kanssa kehittänyt tavan digitalisoida betonointipöytäkirjan ja sen liitteenä olevien kuormakirjojen täyttö- ja arkistointiprosessin. Hyötyjä on useita. Congrid-ohjelmiston ja betonitehtaan linkittävän työmaa-avaimen avulla varmistutaan siitä, että jokainen betonikuormakirja on varmassa tallessa jo valuhetkellä eikä erillistä mapitusta tai skannausta ja liittämistä tarvita. Tämä tekee arkistoinnista varmempaa ja tehokkaampaa.

Pidemmän tähtäimen tavoitteena on jopa koko betoniketjun digitalisoiminen aina tehtaalta valuun sekä käyttöön ja ylläpitoon, jolloin laadunhallinta koko prosessissa parantuisi.

Viime vuonna perustetussa Betonin digitalisaatio -konsortiossa (Aalto-yliopisto, Congrid, Fira, Liikennevirasto, ProtoRhino, Ramirent, Rudus, SRV Rakennus, Tukes, Tyks, Vincit ja VTT) tavoitteena on kehittää digitaalinen ratkaisu betonirakenteiden laadun varmistamiseksi ketjun jokaisessa vaiheessa. Kun betonointipäiväkirja ja kuivumisajatkin ovat digitaalisessa muodossa, silloin voidaan tarvittaessa jäljittää jopa yksittäinen betonierä. Kaikki asiakas- ja työmaatieto halutaan saada samaan digitaaliseen kansioon. Aalto-yliopistossa kehitetään menetelmää, jolla saadaan mitattua automaattisesti ja jatkuvatoimisesti betonin vesi-sementtisuhde, ilmamäärä ja notkeus.

Asiamies Jani Kemppainen Rakennusteollisuus RT:stä muistutti myös siitä, että nykyiset toimintaohjeet edellyttävät betonointipöytäkirjoja määrämuotoisena, tietyssä formaatissa. Myös esimerkiksi kosteudenmittaus tulee tehdä RT-ohjekortin mukaisesti, eli pelkästään antureilla kerätyt tiedot eivät riitä. Mahdollisessa riitatilanteessa käräjäoikeus saattaa ottaa huomioon vain perinteiseen tapaan mitatut kosteusarvot. Täysin digitalisoituun betonointipöytäkirjaan on siis vielä matkaa.

Betonin olosuhdehallinta seurantaan

Kehitysinsinööri Esa Eklund kehitti NCC:ssä antureihin perustuvan mittausjärjestelmän betonin kuivumisen varmistamista varten. Anturit mittaavat ilmanpainetta, kosteutta ja lämpöä, ja tiedot menevät pilvipalveluun. Työnjohdolla on siten aina reaaliaikainen tieto siitä, mitkä ovat olosuhteet kuivumisen kannalta.

Tällä saadaan varmuus, että betoni kuivuu, eikä työmaan tarvitse turhaan lämmittää betonia, jos olosuhteet ovat hyvät. Järjestelmä myös hälyttää työnjohdon ryhtymään toimenpiteisiin, mikäli olosuhteet eivät ole otolliset betonin kuivumisen kannalta.

”Kustannussäästöjä syntyi muun muassa siitä, että jatkuvasti oikeanlaiset olosuhteet edesauttoivat aikataulussa pysymistä ja optimaalista energiankulutusta”, Eklund sanoi.

Kokeilussa on verrattu eri tyyppisten IoT-antureiden ja tiedonsiirtoväylien (BLE, Wirepas, Lorawan) toimintaa työmaalla.

NCC:stä lähtenyt Esa Eklund on perustanut oman yrityksen, joka jatkaa olosuhteiden seurantapalvelun kehittämistä.

Dokumentaation puute hidastaa laskutusta

Ohjelmointiyritys Metos on pyrkinyt ratkaisemaan töiden dokumentaation hitauteen liittyvää ongelmaa. Jo tehtyjä töitä ei voida laskuttaa, koska sitä edellyttävää dokumentaatiota ei ole tehty ajoissa.

Konsultti Jari Vasell esitteli Kira-digi-seminaarissa tapaa, jolla matkaa työmaalta toimistoon voitaisiin saada nykyistä lyhyemmäksi.

Ajalliseksi säästöksi hän arvioi parhaimmillaan jopa 30 prosenttia, mikäli dokumentaatiota varten tarvittavat tiedot saataisiin lähtemään reaaliaikaisesti suoraan työmaalta digitaaliseen järjestelmään.

Kirjoittajat: Seppo Mölsä ja Vesa Tompuri

 

Kira-digi loppusuoralla

Hallituksen kärkihankkeisiin kuuluva kiinteistö- ja rakennusalan digitalisaatiota vauhdittava Kira-digi-hanke päättyy tänä vuonna. 16 miljoonan euron rahoituksesta puolet on maksanut valtio ja puolet kiinteistö- ja rakennusala. Kuudennella hakukierroksella myönnettiin tukea 31 hankkeelle, kun hakemuksia oli 74. Suurimman, yli 132 000 euron tuen sai Vantaan kaupungin hanke: Erityissuunnitelmat ja arkistointi tietomallipohjaisessa rakennuslupaprosessissa. Rakennustyömaiden digitalisaatiota käsiteltiin Kira-digi-seminaarissa huhtikuussa.