EEN BIM ALS AANBESTEDINGSDOCUMENT

Transcriptie

1 EEN BIM ALS AANBESTEDINGSDOCUMENT P5 rapport Winfried Meijer juni 2013

2 Afstudeerproject Titel: Stadium: Universiteit: Afdeling: Laboratorium: Een BIM als aanbestedingsdocument P5 Technische Universiteit Delft Faculteit Bouwkunde Real Estate & Housing Design & Construction Management 1 e mentor: Ing. P. de Jong (Building Economics) 2 e mentor: Ir. P. de Ruiter (Design Informatics) Gecommitteerde: Mr. F.A.M. Hobma (Building Law) Presentatie P5 Locatie: Faculteit Bouwkunde Zaal: C Datum: 2 juli 2013 Tijd: 15:30 16:15 uur Personalia Naam: Winfried Meijer Studienummer:

3 Voorwoord De laatste jaren ben ik deels werkzaam geweest binnen het eigen bedrijf en deels aan de Faculteit Bouwkunde als docerend student assistent bij Technisch Ontwerp & Informatica (TOI). In beide functies ben ik intensief in aanraking geweest met nieuwe software en technieken. Binnen het eigen bedrijf vooral met het virtueel bouwen van maquettes alvorens deze met behulp van CAD/CAMtechnieken te bouwen. Bij TOI ben ik met allerlei denkbare software in aanraking gekomen en heb ik les gegeven aan bachelor studenten in Maya, Autocad, Adobe Creative Suite, Rhino, Grasshopper en Revit. Van visualiseren, modelleren ten behoeve van CAD/CAM en parametrisch ontwerpen tot vrij recent BIM. Vooral BIM en virtueel bouwen vind ik een interessante ontwikkeling, omdat ik vanuit het eigen bedrijf heb gezien welke voordelen het virtueel bouwen van een maquette heeft. Alle ingewikkelde knooppunten kunnen digitaal worden uitgezocht alvorens het model daadwerkelijk fysiek te bouwen. Het fysiek bouwen van de maquettes werd substantieel in tijd verkort. Waar er eerst regelmatig delen opnieuw moesten worden gemaakt omdat ze anders niet pasten, is het tegenwoordig slechts een kwestie van assembleren. Nadat ik na lang wikken en wegen en een duwtje in de rug van Prof.dr.ir. I.S. Sariyildiz, besloten had toch mijn studie af te ronden, was een onderwerp snel gekozen. Iets in de richting van virtueel bouwen en dan vooral de overdracht van ontwerp naar uitvoering, omdat dit in zekere zin vergelijkbaar is met het bouwen van een maquette voor een opdrachtgever. Wij noemen ons bedrijf daarom ook vaak een aannemersbedrijf in het klein. Ondanks de interesse in het onderwerp is het zeker geen gemakkelijke klus geweest. Werken naast je studie en aandacht geven aan je familie, die tijdens het afstudeerproject ook nog eens is uitgebreid met een tweede dochter, maakt vooral het stellen van prioriteiten een hele opgave. Ik wil daarom ook iedereen bedanken die op welke wijze dan ook heeft bijgedragen aan de totstandkoming van dit afstudeeronderzoek. In het bijzonder bedank ik: Mijn mentoren Peter de Jong en Paul de Ruiter en gecommitteerde Fred Hobma voor de plezierige manier van begeleiden, voor hun kritiek, voor hun suggesties en voor de steun. Mijn collega s en oud collega s voor de steun, in het bijzonder Sevil voor het steuntje in de rug, Thijs voor het luisterende oor en je bereidheid om zowat alles te doen dat je gevraagd wordt, Paul voor het luisterende oor en de adviezen. Thijs, Aytaç en de Bouwpub voor de broodnodige ontspanning. Mijn moeder voor het invallen als pappa op de pappa dagen. Ana, Ella en Lara voor het geduld, het begrip en de heerlijke momenten van ontspanning, waarbij dit afstudeeronderzoek voor eventjes volledig onbelangrijk leek. 2

4 Samenvatting Aanleiding De post faalkosten wordt in 2005 op een schrikbarende 6 miljard ingeschat (10% van de bouwomzet, USP Marketing Consultancy). Gebrekkige communicatie wordt ook in het onderzoek van USP Marketing Consultancy (2007) als grootste veroorzaker van de faalkosten genoemd. De traditionele overdracht van informatie maakt volgens Schaap & Bouwman (2006) het proces foutgevoelig, doordat er bij elke overdracht waardeverlies van de informatie optreedt. Een aanpak die momenteel veel wordt genoemd om de informatieoverdracht te verbeteren is Building Information Modeling (BIM). De voordelen van BIM bij geïntegreerde contracten en complexe projecten zijn in vele studies wel bewezen geacht (Eastman et al.,2008; Sewlal, 2012; Agustsson, 2007; Katz et al., 2007; Lucassen, 2008; Hergunsel, 2011). Ook geïntegreerde contractvormen worden veelal genoemd als een mogelijke oplossing voor de gebrekkige informatieoverdracht. Toch blijft de traditionele contractvorm populair in Nederland. Volgens STABU (2011) wordt de traditionele contractvorm nog steeds bij meer dan 50% van de bouwomzet toegepast. Hoewel BIM veelbelovend klinkt, zeggen de genoemde onderzoeken nog niet zoveel over de voor en nadelen van een BIM ten opzichte van de traditionele aanpak in een traditionele contractvorm. Vooral ook omdat het in de genoemde onderzoeken over BIM geen traditionele contractvormen, maar geïntegreerde contracten betreft. Juist in de traditionele contractvorm is de informatieoverdracht tijdens de prijs en contractvorming van groot belang. Oriënterende gesprekken met verschillende partijen uit de bouw wijzen uit dat, wanneer de informatie door een externe partij op een andere manier in het BIM is gestopt dan hoe men het binnen de eigen organisatie gewend is, men het Building Information Model maar moeilijk optimaal kan benutten. Probleemstelling Dit onderzoek geeft inzicht in welke afspraken gemaakt moeten worden zodat een BIM een bijdrage kan leveren bij de inschatting van kosten en kwaliteit tijdens een aanbesteding in traditionele contractering. Het onderzoek is bedoelt voor opdrachtgevers, ontwerpende en uitvoerende partijen die te maken hebben met traditionele contractering. Gezien bovenstaande kom ik tot de volgende hoofdvraag: In welke vorm en mate kan een BIM, tijdens een aanbesteding in traditionele contractering, bijdragen aan een meer nauwkeurige bepaling van kosten en kwaliteit? Traditionele contractvorm In de basis bestaan er voor het ontwerp en de uitvoering van bouwwerken twee contractvormen, de traditionele contractvorm en de geïntegreerde contractvorm. De traditionele contractvorm kenmerkt zich door een strikte volgtijdelijke scheiding tussen ontwerp en uitvoering, terwijl bij de geïntegreerde contractvorm ontwerp en uitvoering geïntegreerd zijn. 3

5 Bij de selectie van de uitvoerende partij wordt er bij de traditionele vorm aanbesteed op basis van een technische specificatie (traditioneel gezien op basis van bestek en tekeningen), terwijl er bij de geïntegreerde contractvorm aanbesteed wordt op basis van een functionele specificatie (vraagspecificatie). De opdrachtgever draagt hierdoor bij de traditionele contractvorm de verantwoordelijkheid over het ontwerp en de aannemer de verantwoordelijkheid over de uitvoering. Wanneer er in de technische specificatie onjuistheden of onduidelijkheden zitten, is dit de verantwoordelijkheid van de opdrachtgever. In het geval van een geïntegreerde contractvorm draagt de opdrachtgever de verantwoordelijkheid voor de vraagspecificatie, maar niet voor de technische specificatie en de uitvoering. Deze verantwoordelijkheden liggen bij de opdrachtnemer. Het overhevelen van de verantwoordelijkheid voor de technische specificatie naar de opdrachtnemer betekent wel dat de opdrachtgever invloed verliest op de invulling van het technisch ontwerp. Hij kan immers slechts met functionele en prestatie eisen (vraagspecificatie) vastleggen waar het uiteindelijke bouwwerk aan moet voldoen. De belangrijkste voordelen van traditionele contractering zijn de grotere invloed van de opdrachtgever tijdens het ontwerpproces met een betere sturing op kwaliteit als gevolg en de betere mogelijkheid tot concurrentie bij de aanbesteding. De belangrijkste voordelen van geïntegreerde contractering zijn de betere afstemming tussen ontwerp en uitvoering en de vroegtijdige duidelijkheid over de kosten. Beide contractvormen hebben voor en nadelen waardoor het niet aannemelijk is dat één van de twee vormen in de nabije toekomst zal verdwijnen. Een onderzoek onder bedrijven in de bouwsector bevestigt dit beeld. Onnauwkeurigheid van kosten en kwaliteit De kwaliteit van een project is bij de aanbesteding vastgelegd in de aanbestedingstukken. Bestek en tekeningen vormen het juridisch kader en de informatiebron van de kwaliteitseisen die gesteld worden aan het te realiseren bouwwerk. De informatie dient duidelijk en eenduidig te zijn en niet voor tweeërlei uitleg vatbaar. De kosten van het te realiseren bouwwerk worden eveneens aan de hand van de aanbestedingstukken vastgesteld. Het is van belang onderscheid te maken in de aanbiedingsprijs (wat het de opdrachtgever kost) en de kostprijs (wat het de aannemer kost). De aanbiedingsprijs, of het inschrijfbedrag, is de kostprijs vermeerderd met de dekking voor risico s en het verlangde winstpercentage. De kostprijs kan men omschrijven als de noodzakelijk door de aannemer te brengen offers om het bouwwerk tot stand te brengen (De Jong, 1979). Deze kostprijs bepaalt men veelal aan de hand van de uitgetrokken hoeveelheden en opslagen. In principe is de aannemer zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de uitgetrokken hoeveelheden. De dekking voor risico s en de verlangde winst bepaald de aannemer zelf. De winst is meestal afhankelijk van de markt. Wanneer men, behoudens ontwerpwijzigingen, om welke reden dan ook afwijkt van de beoogde kwaliteit en/of gestelde kosten, kan men spreken over faalkosten. De faalkosten bedragen volgens onderzoek van USP Marketing Consultancy (2010) zo n 10% van de bouwomzet. Als reden voor faalkosten worden vooral gebrekkige communicatie en onuitvoerbaar ontwerp genoemd. Een spanningsveld tussen klant en aannemer creëert een situatie waar haast bewust naar mogelijke faalkosten wordt gezocht. 4

6 Mogelijke oplossingen om faalkosten terug te dringen worden vooral verwacht in betere communicatie, meer aandacht voor de uitvoerbaarheid van het ontwerp en inzet van ICToplossingen. Building Information Model Er circuleren meerdere omschrijvingen, definities en afkortingen in de internationale en Nederlandse bouwwereld die min of meer hetzelfde proberen te beschrijven. In dit onderzoek zal de term Building Information Model (BIM) worden gehanteerd. Een BIM is veel meer dan een geometrisch model van een bouwwerk. Een BIM moet meer gezien worden als een database van objecten waarbij aan elk object data is gekoppeld. In dit onderzoek ligt de focus op het gebruik van een BIM als aanbestedingsdocument en om die reden wordt, voortbordurend op de definities van hierboven, met Building Information Model (BIM) het volgende bedoeld: BIM is de digitale voorstelling van fysieke en functionele kenmerken van een gebouw zoals het is ontworpen, opgebouwd uit driedimensionale objecten die hun geometrie, relaties en berekenbare eigenschappen in zich dragen. Het proces van het gebruik van een BIM is er een van geïntegreerd samenwerken. Door het intensieve samenwerken tussen verschillende disciplines is er de mogelijkheid om samen tot betere en slimmere ideeën te komen. Deutsch (2011) stelt dat bedrijven bij de implementatie van BIM vooral focussen op bedrijfsvoering (wat kost het en wat levert het op?) en technologie (welke software?). Het feit dat het gebruik van een BIM in een geïntegreerd ontwerpproces een cultuuromslag vraagt ten opzichte van de traditionele werkwijze wordt volgens Deutsch te weinig belicht. Geïntegreerd ontwerpen vergt samenwerken, transparantie, het delen van risico s en beloningen en het overkomen van traditioneel negatieve verhoudingen tussen project participanten. Het intensief en geïntegreerd samenwerken zorgt ervoor dat de ontwerpinspanningen eerder in het proces moeten worden geleverd dan in het traditionele proces, maar dit heeft wel een verder/beter uitgewerkt ontwerp tot gevolg. De BIM software en tools creëren vele functionaliteiten om het ontwerp en de uitvoering te ondersteunen, zoals visualiseren, het maken van fabricage en werktekeningen, toetsen en controleren, calculeren van kosten, maken van bouw planning, collision detection, analyseren en faciliteren/beheren. BuildingSMART heeft de Industry Foundation Classes (IFC) ontwikkeld om de uitwisseling tussen software van verschillende leveranciers en tools mogelijk te maken. Om het samenwerken nog verder te faciliteren heeft onder andere BIMserver een cloud achtige omgeving gecreëerd. Afhankelijk van het type project kan het uitwerkingsniveau nog al verschillen. Om toch een beetje houvast te krijgen in het detailniveau van een BIM heeft Bedrick (2008) een schema met Levels of Detail opgesteld. In Nederland zijn er nog geen officiële afspraken omtrent detailniveaus in een BIM. Spekkink (feb. 2012) heeft in zijn stuk Detailniveau BIM per fase in samenwerking met 32 architectenbureaus echter wel een leidraad opgesteld voor de verschillende detailniveaus. Vele onderzoeken tonen de voordelen van het gebruik van een BIM. Deze voordelen zijn te behalen in alle fasen van de levenscyclus van een gebouw. Accurate en consistente data zijn de belangrijkste aspecten. Daarnaast is vergroot het driedimensionale het inzicht in het ontwerp. Toch heeft het gebruik van een BIM ook een keerzijde. De veranderende werkwijze zorgt voor een steile leercurve. Verder is de informatieoverdracht nog verre van optimaal. De verschillende software kan wel met 5

7 elkaar praten, maar veel gebruikers stellen op hun eigen manier objectbibliotheken samen. Er zijn nog geen uitontwikkelde standaards, waardoor er een wildgroei aan methodieken is ontstaan. Tot slot bestaat er in Nederland (nog) geen sluitend juridisch kader voor de implementatie en inbedding van BIM in Nederlandse bouwcontracten. Aanbesteden met een BIM Het kan op basis van de beschreven theorie verwacht worden dat het gebruik van een BIM als toegevoegde waarde beschouwd kan worden bij de aanbesteding in traditionele contractering. Een aanbesteding op basis van een voor de aannemer bruikbaar BIM zal de nauwkeurigheid van de kosten en kwaliteit moeten kunnen vergroten. De huidige situatie in Nederland wordt gekenmerkt door een groeiend aantal partijen die werken met een BIM. Een aantal bedrijven ziet alleen voordelen in de geïntegreerde contracten en doen daarom niks met BIM in traditionele contractering. Ander bedrijven zien wel voordelen in het aanbesteden met een BIM en hebben daar ook in meer of mindere mate ervaring mee. Uit oriënterende gesprekken blijkt dat er in de huidige praktijk wel knelpunten zijn met betrekking tot het gebruik van een BIM als aanbestedingsdocument. Ook valt op dat er vrijwel geen projecten echt op basis van een BIM zijn aanbesteed. Het BIM wordt veelal ter informatie bijgevoegd aan bestek en tekeningen, maar heeft geen juridische betekenis Een breed gedragen eenduidige systematiek voor het opstellen van een BIM ontbreekt, waardoor een BIM niet altijd even bruikbaar is voor een aannemer. Daarnaast geven de standaardbepaling te weinig houvast voor de extra inzet en verantwoordelijkheden die de ontwerpers dragen wanneer er aanbesteed wordt op basis van een BIM. Om te achterhalen welke potentie een BIM heeft tijdens de aanbesteding kan hebben is aan een aantal ontwerpende en uitvoerende bedrijven gevraagd wat de effecten zouden zijn van optimaal BIM. Allereerst geven de geïnterviewden aan dat aanbesteden op basis van een alleen een BIM volgens hen niet de beste oplossing is. Een koppeling tussen bestek en BIM is volgens hen de oplossing. Het effect van zo n optimaal BIM op de kosten wordt door alle gevraagde partijen als positief verwacht. Zowel in hoe nauwkeurig de kosten kunnen worden ingeschat en op de hoogte van de kosten. Als redenen hiervoor worden het betere inzicht in het ontwerp en een eenduidige, consistente vastlegging van het ontwerp. Ook de mogelijkheid om aspecten te automatiseren wordt genoemd als een groot voordeel. Op de kwaliteit verwacht men eenzelfde positief effect. Het wordt eenvoudiger om mogelijke problemen voortijdig op te lossen in plaats van op de bouwplaats. Ook worden er minder discussies verwacht, wat leidt tot betere verstandhoudingen. Het driedimensionale aspect zorgt ervoor dat het ontwerp al nauwkeuriger is vastgelegd. De geïnterviewde partijen zijn het er wel over eens dat er nog veel moet gebeuren, alvorens deze voordelen in de praktijk duidelijk terug te zien. Het ontbreekt onder andere aan een eenduidige systematiek om informatie in een BIM vast te leggen, aan afspraken over detailniveaus (zowel qua geometrie als qua informatie) en een gedegen juridisch kader. Een BIM protocol voor aanbesteden is hiervoor noodzakelijk. 6

8 Uit de interviews komt naar voren dat men de ontwikkeling van de Nederlandse conceptenbibliotheek (CB NL) als een mogelijk oplossing ziet voor de ontbrekende systematiek. De CB NL zou daarom heel goed onderdeel uit kunnen maken van een BIM protocol voor aanbesteden. Het detailniveau zou, zowel geometrisch als qua informatie, in principe vergelijkbaar met het huidige bestek kunnen worden gehanteerd. Wanneer een bepaalde kwaliteit wordt verwacht, moet dit ook verwerkt zijn in het model. Anders kunnen ook prestatie eisen worden vastgelegd. Het BIM moet opgezet worden met als doel een aanbestedingstuk. De opdrachtgevers moeten bewust gemaakt worden van het nut hiervan. De waarde van een BIM volgens een dergelijk protocol wordt in vergelijking met een BIM uit opgezet in een geïntegreerde contractvorm op minimaal 80% geschat. Dit betekent echter niet dat de voordelen die optreden bij een geïntegreerd contract simpelweg met 0,8 vermenigvuldigd kunnen worden. Het geïntegreerde contract heeft vanwege de afstemming tussen ontwerp en uitvoering ook nog andere voordelen die niet zonder meer aan het BIM kunnen worden toegeschreven. Conclusie Aangezien de aanbesteding een moment van informatieoverdracht is, waarbij de informatie wordt gebruikt ten behoeve van de bepaling van de kosten, als vastlegging van de beoogde kwaliteit en als juridisch materiaal, is het van belang deze informatie zo duidelijk en eenduidig mogelijk vast te leggen. Hoe duidelijker en eenduidiger deze informatie te interpreteren is, hoe nauwkeuriger vastgesteld kan worden wat er verwacht wordt en hoeveel dat zal gaan kosten. In welke mate BIM kan bijdragen aan een meer nauwkeurige bepaling van kosten en kwaliteit is afhankelijk van de vorm van het BIM. Momenteel bestaat er geen standaard protocol voor hoe een BIM voor een aanbesteding in traditionele contractering opgezet dient te worden. De wildgroei aan methodieken en systematieken voor de opzet en het gebruik van een BIM zorgen er voor dat het aanbesteden met een BIM lastig is. Wanneer er aanbesteed gaat worden bij een traditionele contractering is het van belang dat het BIM ook met dat doel wordt opgezet. Net zoals dat een bestek met dat doel wordt geschreven. Een standaard protocol voor aanbesteden met een BIM is noodzakelijk voor het maximaliseren van de mogelijkheden van een BIM bij aanbestedingen in traditionele contractering. Zo n protocol bestaat in hoofdlijnen uit de volgende aspecten: Objecten een 3D gebouwmodel opgebouwd uit objecten; dit zijn entiteiten in het BIM die informatie van het bouwwerk bevatten of beschrijven, al dan niet met een geometrische representatie. De representatie van een bouwwerkelement in het BIM is een object. Geometrische objecten hebben tenminste de herkenbare driedimensionale vorm, grootte en positie zoals ze in hun uiterlijke vorm in de werkelijkheid verschijnen met een detailleringsniveau dat toereikend is voor het duidelijk en eenduidig communiceren van de beoogde kwaliteit. Non geometrische informatie een standaard opbouw van de object informatie in een BIM; object informatie is de non geometrische informatie die gekoppeld is aan objecten. De standaard opbouw geschiedt bij voorkeur volgens het (nog verder te ontwikkelen) CB NL, zodat er een eenduidige structuur in naamgeving, relaties, parameters en eigenschappen ontstaat in het BIM waar iedereen mee kan werken. De informatie over activiteiten, zoals die 7

9 traditioneel gezien wordt verwerkt in het bestek, zal onderdeel uit moeten maken van deze non geometrische informatie. Juridisch kader; het opstellen van standaardregelingen waarin de samenwerking op het gebied van ontwerpcoördinatie en ontwerpintegratie tussen partijen die bij een BIM betrokken zijn beter wordt georganiseerd en waarin duidelijke afspraken worden gemaakt ten aanzien van de ontwerpaansprakelijkheid. BIM extracten; de meer traditionele documenten zoals plattegronden, aanzichten, doorsneden en het bestek worden niet als losse documenten bijgevoegd, maar zullen door de inschrijvende partijen zelf uit het BIM gegenereerd moeten worden. Hierdoor is het BIM te allen tijde de bron van de informatie en blijft de informatie accuraat en consistent. Afspraken op het gebied van deze vier aspecten staan nog in de kinderschoenen en zullen inzet vergen van alle betrokken partijen in de bouwbranche. 8

10 Abstract in English Motivation In 2005, failure costs were estimated (10% of construction sales, USP Marketing Consultancy) at a staggering 6 billion (10% of construction sales, USP Marketing Consultancy). Deficient communication is referred to as the biggest cause of failure costs in the study of USP Marketing Consultancy (2007). The traditional transfer of information is according to Schaap & Bouwman (2006) an error prone process, because with every transfer value loss of information occurs. An approach that is currently widely accepted to improve the information transfer is Building Information Modeling (BIM). The benefits of BIM in integrated contracts and complex projects can be considered well proven in many studies (Eastman et al, 2008; Sewlal, 2012; Agustsson, 2007; Katz et al, 2007; Lucassen, 2008; Hergunsel, 2011). Also integrated contracts are often mentioned as a possible solution to the defecient information transfer. Nevertheless, the Design Bid Build contracts remains popular in the Netherlands. According to STABU (2011) the Design Bid Build contracts are still used in over 50% of construction sales. Although BIM sounds promising, the studies mentioned do not say much about the pros and cons of a BIM compared to the traditional approach in a Design Bid Build contract. Especially because the studies about BIM that are mentioned were not Design Bid Build contracts, but integrated contracts. Especially in the Design Bid Build contract the information transfer during the bidding phase is of great importance. Preliminary discussions with various parties in the construction industry show that, when the information is entered into a BIM by a third party in a different way than they are used to, it becomes difficult to fully exploit the Building Information Model. Problem This study provides insight into what aggreements should be made so that BIM can contribute to the estimation of cost and quality during a bidding phase in a Design Bid Build contract. The study is intended for clients and parties in the AEC industry that deal with Design Bid Build contracts. Given the above, I come to the following main question: In what form and to what extent can a BIM contribute to a more accurate estimate of cost and quality during a bidding phase in a Design Bid Build contract? Design Bid Build Basically there there are two forms of contracts for the design and construction of construction works, the traditional form (Design Bid Build) and the integrated contract. The Design Bid Build contract is characterized by a strict sequential separation between design and construction, while with the integrated contract design and construction are integrated. With the selection of the contractor the tender is based on a technical specification (traditionally based on specifications and drawings), while with the integrated contract the tender is based on a functional specification (demand specification). In the Design Bid Build contract the client has the 9

11 responsibility for the design and the contractor has responsibility for the construction. When there are inaccuracies or ambiguities in the technical specification, in the Design Bid Build contract this is the responsibility of the client. In the case of an integrated contract the client is responsible for the demand specification, but not for the technical specification and construction. These responsibilities lie with the contractor. The transfer of responsibility for the technical specification to the contractor means that the client loses influence on the content of the technical design. He can merely capture functional and performance requirements (demand specification) that the finished building must meet. The main advantages of the Design Bid Build contract are the bigger influence of the client during the design process with better control on quality as a result and the bigger possibility of competitive tendering. The main advantages of integrated contracting are the better coordination between design and construction and early clarity about the cost. Both contracts have advantages and disadvantages so it is unlikely that one of the two forms in the near future will disappear. A survey of companies in the construction industry confirms this. Inaccuracy of cost and quality During tendering, the quality of a project is specified in the tender documents. Specifications and drawings form the legal framework and the source of the quality requirements the final building must meet. The information should be clear and unambiguous. The cost of construction is also determined on the basis of the tender documents. It is important to distinguish the bidding price (what it costs the client) and the cost (what it costs the contractor). The bidding price, is the cost plus coverage for risks and the required profit. The cost can be described as necessary sacrifices by the contractor for the construction of the building (De Jong, 1979). These costs are often determined on the basis of the allocated quantities and surcharges. Basically, the contractor responsible for the accuracy of the amounts allocated. Coverage for risks and the required profit is determined by the contractor himself. The profit is usually dependent on market situations. When for whatever reason, besides design changes, the intended quality and / or prescribed costs are not met, one can speak of failure costs. According to research by USP Marketing Consultancy (2010), the failure costs are about 10% of construction sales. The poor communication and impractical design are often accounted for the reasons of failure costs. A tension between customer and contractor creates a possible situation with active searching for possible failure costs. Possible solutions to reduce failure costs are mainly expected in better communication, more attention to the constructability of the design and in the use of ICT solutions. Building Information Model There are multiple definitions, terms and abbreviations used in the international and Dutch construction industry that more or less try to describe the same. In this study, the term 'Building Information Model (BIM)' is used. A BIM is much more than a geometric model of a building. A BIM should be seen as a database of objects, where data is linked to each object. In this study the focus is on the use of BIM as a tender document and for that reason, building on the definitions above, Building Information Model (BIM) in this research will mean: BIM is the digital representation of 10

12 physical and functional characteristics of a building as it is designed, made up of three dimensional objects, that carry their geometry, relationships and computable properties. The process of using a BIM is one of integrated design. The intensive cooperation between different disciplines gives the opportunity to come to better and smarter ideas. Deutsch (2011) states that companies in the implementation of BIM mainly focus on business (what does it cost and what is the result?) and technology (what software?). The fact that the use of a BIM in an integrated design requires a change in culture compared to the traditional method, receives too little attention according to Deutsch. Integrated design requires cooperation, transparency, sharing of risks and rewards and overcoming traditional negative relationships between project participants. The intensive and integrated procces cooperation ensures that design efforts are required earlier in the process than in the traditional process, but it does deliver a more elaborate design result. The BIM software and tools create many functionalities to support design and construction, such as visualizing, creating manufacturing drawings, test and check, estimating, construction planning, collision detection, analysis and facilitate / manage. BuildingSMART developed the Industry Foundation Classes (IFC) to make exchange possible between software and tools from different vendors. To further facilitate collaboration BIMserver has created a 'cloud like environment. Depending on the type of project, the detaillevel differences. In order to get a foothold in the level of detail of a BIM Bedrick (2008) has developed a schedule with Levels of Detail. In the Netherlands there are no official agreements on levels of detail in a BIM. Spekkink (Feb. 2012) however, prepared a guide to the different levels of detail in collaboration with 32 architectural offices. Many studies show the benefits of the use of a BIM. These benefits can be achieved in all phases of the life cycle of a building. Accurate and consistent data are the most important aspects. In addition, the three dimensional aspect enlarges the understanding of the design. However, the use of a BIM also has a downside. The changing process creates a steep learning curve. Furthermore, the information transfer is still far from optimal. The different software can talk to each other, but many users create their own object libraries. There are currently no fully developed standards, resulting in a proliferation of methods. Finally, there is no conclusive legal framework for the implementation and embedding of BIM in Dutch construction contracts (yet). Tendering with BIM Based on the described theory, it can be expected that the use of a BIM has an added value during the bidding phase of a Design Bid Build contract. A tender based on a BIM that is usable for the contractor should be able to increase the accuracy regarding cost and quality. The current situation in the Netherlands is characterized by a growing number of parties working with BIM. Some companies will only see advantages in the integrated contracts and therefore do nothing with BIM in Design Bid Build contracts. Other companies do see advantages in using a BIM and are also more or less experienced in using a BIM. Initial conversations indicate that, in the current practice, some problems with regard to the use of a BIM as a tender document do exist. It is also noticeable that there are virtually no BIM based Design Bid Build projects tendered. The BIM is often attached to drawings and specifications for added information but has no legal significance. 11

13 A broad based uniform system for the preparation of a BIM is missing, causing a BIM to not always be useful for a contractor. In addition, the standard contracts offer too little guidance with regards to the extra effort and responsibilities that the designers must bear with a BIM based tendering. To find out what potential BIM may have during the bidding process a number of design and construction companies were asked what the impact would be of an optimum BIM. According to the interviewed professionals a bidding process based only on a BIM is not the best solution. Thet see a link between the traditional specifications and BIM as the best solution. The effect of such an optimal BIM on costs is expected to be positive by all parties. Both in how accurately the costs can be estimated and in the level of costs. The reasons for this are the better understanding of the design and a clear, consistent definition of the design. Also, the ability to automate aspects is referred to as a great advantage. On the quality aspects they expected a similar positive effect. It is easier to solve potential problems early rather than on the construction site. Also, they expect fewer discussions, leading to better understandings. The three dimensional aspect ensures that the design is defined more accurately. The interviewed professionals agree that much remains to be done before these benefits can be seen in practice. The current situation lacks an uniform system to capture information in a BIM, agreements on levels of detail (both in geometry and in terms of information) and a solid legal framework. A BIM protocol for tendering is needed. The interviews show that the development of the Nederlandse Conceptenbibliotheek (CB NL) is seen as a possible solution for the missing system. Therefore, the CB NL could very well be part of a BIM protocol for tendering. The level of detail of the BIM, both geometrically and in terms of information, could in principle, be used similar to the current specifications. Where a given quality is expected, this should also be incorporated into the model. Other performance requirements can also be added. The BIM should be created with the aim of a tender document. The clients should be made aware of its usefulness. The value of a BIM following such a protocol was compared to a BIM created in an integrated design team is estimated at least at 80%. This does not mean that the benefits that may occur in an integrated procces can simply be multiplied by 0.8. Because of the coordination between design and construction within an integrated contract, the integrated contract might offer other benefits that can not simply be attributed to the BIM. Conclusion As the bidding process is a moment of transmission of information, wherein the information is used for the estimation of costs, as a record of the desired quality and as legal material, it is nessecary to capture this information as clear and unambiguous as possible. The clearer and less ambiguous this information, the more accurate the estimate can be of what is expected and how much it will cost. D To what extent BIM can contribute to a more accurate estimate of cost and quality is dependent on how the BIM has been developed. Currently there is no standard protocol for how a BIM should be made to serve as a tender document. The proliferation of methods and systematic tools for the BIM ensures that the bidding process based on a BIM is difficult. 12

14 When a BIM is going to be used in a Design Bid Build process, it is important that the BIM is also set up for that purpose. Just as a the specifications are written for this purpose. A standard protocol for tendering with a BIM is necessary to maximize the potential of the BIM during the bidding phase in a Design Bid Build process. Such a protocol consists of the following main aspects: Objects a 3D building model consists of objects; these are entities in the BIM tat contain or describe information of the building whether or not with a geometric representation. The representation of a building element in the BIM is an object. Geometric objects have at least the recognizable three dimensional shape, size and position as they appear in their outward form in reality with a level of detail that is sufficient to clearly and unambiguously communicate the intended quality. Non geometrical information a standard structure of the object information into a BIM; object information, the non geometrical information that is associated with objects. The standard construction is preferably in the (still being developed) CB NL, so that a uniform structure for naming, relationships, parameters and properties is created in the BIM, that everyone can work with. The information on activities, which is traditionally written in the specifications, will need to be part of this non geometric information. Legal framework; preparation of standard schemes within which the cooperation in the field of design coordination and design integration between the parties involved in a BIM are being better organized and that clear agreements are made regarding the design liability. BIM extracts; the more traditional documents such as floor plans, elevations, sections and the specifications are not included as separate documents, but will have to be generated by the tendering parties themselves from the IBGE. This BIM is always the source of the information and the information is accurate and consistent. Aggreements in these four aspects are still in their infancy and will require commitment from all parties involved in the construction industry. 13

15 Inhoudsopgave VOORWOORD 2 SAMENVATTING 3 ABSTRACT IN ENGLISH 9 1 INLEIDING PROBLEEMGEBIED PROBLEEMSTELLING ONDERZOEKSMETHODIEK RELEVANTIE 19 2 TRADITIONELE CONTRACTERING TRADITIONEEL CONTRACTEREN GEÏNTEGREERD CONTRACTEREN TRADITIONEEL VERSUS GEÏNTEGREERD CONCLUSIES 31 3 ONNAUWKEURIGHEID KOSTEN EN KWALITEIT KWALITEIT BIJ TRADITIONELE CONTRACTERING KOSTEN BIJ TRADITIONELE CONTRACTERING AFWIJKINGEN VAN GESTELDE KOSTEN EN KWALITEIT CONCLUSIES 44 4 BUILDING INFORMATION MODEL BIM BIM PROCES BIM TOOLS DETAILNIVEAU IN EEN BIM DE WAARDE VAN EEN BIM CONCLUSIES 66 5 AANBESTEDEN MET EEN BIM UITGANGSPUNT OP BASIS VAN DE LITERATUUR HUIDIGE SITUATIE WAT ALS HET BIM WÉL BRUIKBAAR IS? WAT IS ER NODIG VOOR EEN BRUIKBAAR BIM? CONCLUSIES 77 6 CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN CONCLUSIES AANBEVELINGEN 82 LITERATUURLIJST (NOG LANG NIET COMPLEET) 83 BIJLAGEN 87 BIJLAGE 1: TEKENINGENOVERZICHT BESTEKFASE 88 BIJLAGE 2: AANZET TOT EEN BIM PROTOCOL VOOR TRADITIONELE CONTRACTERING 91 14

16 1 Inleiding EEN BIM ALS AANBESTEDINGSDOCUMENT 1.1 Probleemgebied Inleiding In sectoren zoals de scheepsbouw, procesindustrie en automotive is de toepassing van 3D objecten, in combinatie met Product Data Management, ver doorgedrongen. Deze werkwijze heeft tot spectaculaire verbeteringen geleid. Het aantal fouten is gereduceerd, de flexibiliteit is verhoogd en de concurrentiepositie is versterkt. Ook de bouw kan van deze werkwijze profiteren. Het huidige bouwproces is echter niet ingericht op deze veranderingen. In de buitenlandse bouw blijkt de situatie vergelijkbaar met de Nederlandse. Er wordt gebruik gemaakt van 3D objecten bij het ontwerp, maar deze informatie wordt vrijwel niet gebruikt voor de informatieoverdracht in het ontwerp en bouwproces. Uit de analyse van het huidige proces blijkt een grote foutgevoeligheid van de informatiedoorstroming. De oorzaak hiervan ligt voor een belangrijk deel in de manier waarop de communicatie en samenwerking is ingevuld. Het huidige proces is rol georiënteerd: het proces draait om de actoren en niet om de producten. Niet de informatie is leidend, maar de rol. (Schaap & Bouwman, 2006) Gebrekkige communicatie Gebrekkige communicatie wordt ook in het onderzoek van USP Marketing Consultancy (2007) als grootste veroorzaker van de faalkosten genoemd. De post faalkosten wordt in 2005 op een schrikbarende 6 miljard ingeschat (10% van de bouwomzet, USP Marketing Consultancy). Een later onderzoek van USP Marketing Consultancy geeft zelfs aan dat de faalkosten bij aannemers in ieder geval tot 2009 zelfs nog verder stijgen. Figuur 1.1: Gemiddelde faalkosten (USP Marketing Consultancy, 2010) De bouwsector heeft volgens Dawood et al. (2002), Weippert et al. (2002) en Arbulu & Tommelein (2003) een sterk gefragmenteerd karakter in vergelijking met andere construerende industrieën. Het gefragmenteerd karakter kan onder andere verklaard worden door de functionele benadering van bouwprojecten. Volgens Kars en Evers (2001) staat bij een functionele benadering het opknippen van 15

17 processtromen centraal. Elke fase, projectpartner en discipline in het bouwproces is daardoor sterk gericht op het efficiënt uitvoeren van eigen werkzaamheden. Omdat de samenhang tussen werkzaamheden hierdoor doorsneden is, neemt het belang van een goede coördinatie en juiste overdracht van werkzaamheden toe. [Kars et al., 2001]. De traditionele overdracht van informatie maakt volgens Schaap & Bouwman (2006) het proces foutgevoelig, doordat er bij elke overdracht waardeverlies van de informatie optreedt. Figuur 1.2: De traditionele wijze van informatieoverdracht resulteert in informatie verlies (Schaap & Bouwman,2006) Wie volgens de bedrijven in bouwsector de rekening krijgt van de faalkosten is ook door BouwKennis onderzocht en in haar Jaarrapport 2009/2010 verwoord. Gemiddeld denkt de bouwsector dat de hoofdaannemer B&U de faalkosten veelal betaalt. Maar ook de opdrachtgever wordt met 29% regelmatig genoemd. Omdat de faalkosten een kostenrisico vormen tijdens een bouwproject zullen bedrijven trachten dit risico af te dekken met hogere prijzen voor de werkzaamheden. Daarom zou je kunnen stellen dat de opdrachtgevers gemiddeld gezien uiteindelijk de faalkosten betalen. Het reduceren van faalkosten reduceert ook het kostenrisico, doordat er nauwkeuriger ingeschat kan worden wat de kosten zullen bedragen BIM als oplossing Een aanpak die momenteel veel wordt genoemd om de informatieoverdracht te verbeteren is Building Information Modeling (BIM). De Bouw Informatie Raad claimt in haar filmpje BIM, The Sky is the limit, dat er met BIM een einde komt aan de spraakverwarring. Het Stanford University Center for Integrated Facilities Engineering (CIFE) constateert na het bestuderen van 32 grote BIM projecten onder andere het volgende (CIFE,2007): nauwkeurigheid van de bouwsom binnen 3%; tot 80% reductie in de tijd benodigd voor het bepalen van de kosten. BouwKennis stelt in haar Jaarrapport 2009/2010 over faalkosten, dat ongeveer 35% van de bedrijven in de bouwsector denkt dat door een toename van ICT toepassingen in de bouwketen en het toepassen van 3D ontwerpen de faalkosten afnemen. Sewlal stelt in zijn onderzoek zelfs dat een toepassing van BIM tijdens het bouwproces zo n 43% reductie van de faalkosten kan opleveren. De voordelen van BIM bij geïntegreerde contracten en complexe projecten zijn in vele studies wel bewezen geacht (Eastman et al.,2008; Sewlal, 2012; Agustsson, 2007; Katz et al., 2007; Lucassen, 16

18 2008; Hergunsel, 2011). De vraag blijft echter of BIM voor alle projecten een dergelijke winst boekt of dat er met de ervaring van een aannemer bij projecten van een relatief lage complexiteit vergelijkbare resultaten kunnen worden behaald zonder BIM. Het is een interessante constatering dat ook kleinere bouwbedrijven BIM beginnen te implementeren. Van de bouwbedrijven met FTE gebruikt inmiddels 11% in meer of mindere mate BIM en van de bedrijven met 100 of meer FTE zelfs de helft (USP Marketing Consultancy, 2012). Dit lijkt er op dat deze kleinere aannemers verwachten dat BIM niet alleen voordelen heeft bij grote complexe projecten en processen Aanleiding van het onderzoek Ook geïntegreerde contractvormen worden veelal genoemd als een mogelijke oplossing voor de gebrekkige informatieoverdracht. Toch blijft de traditionele contractvorm populair in Nederland. Volgens STABU (2011) wordt de traditionele contractvorm nog steeds bij meer dan 50% van de bouwomzet toegepast. Op basis van bestek en tekeningen moeten uitvoerende partijen kunnen inschrijven. De informatie die in deze fase wordt overgedragen vormt ook de basis voor de overeenkomst die wordt gesloten tussen opdrachtgever en uitvoerende partijen. Een duidelijke, complete overdracht van informatie is daarom nodig om een nauwkeurige inschatting te kunnen maken de verwachte kwaliteit en de daarbij behorende kosten. Hoewel BIM veelbelovend klinkt, zeggen de genoemde onderzoeken nog niet zoveel over de voor en nadelen van een BIM ten opzichte van de traditionele aanpak in een traditionele contractvorm. Vooral ook omdat het in de genoemde onderzoeken over BIM geen traditionele contractvormen, maar geïntegreerde contracten betreft. Juist in de traditionele contractvorm is de informatieoverdracht tijdens de prijs en contractvorming van groot belang. Gezien de gebrekkige communicatie in de traditionele wijze van informatieoverdracht (Schaap & Bouwman, 2006; USP Marketing Consultancy, 2007) lijkt het aanbesteden op basis van bestek en tekeningen hierin te kort te schieten. Een duidelijk beeld van hoe en in welke vorm BIM hierin een rol kan spelen ontbreekt. Sewlal (2012) noemt in zijn onderzoek daarom ook onder andere BIM in een traditionele contractvorm als aanbevelingen/ vervolgonderzoek. Oriënterende gesprekken met verschillende partijen uit de bouw wijzen uit dat, wanneer de informatie door een externe partij op een andere manier in het BIM is gestopt dan hoe men het binnen de eigen organisatie gewend is, men het Building Information Model maar moeilijk optimaal kan benutten. De scheiding tussen ontwerp en uitvoering in de traditionele contractvorm betekent dat de uitvoerende partij geen enkele invloed heeft op de manier waarop de informatie in het BIM wordt verwerkt. Een branche brede standaard ontbreekt, waardoor de uitvoerende partij al snel roept dat het BIM onbruikbaar is Afbakening van het onderzoek Hoewel er vele overeenkomsten zijn tussen Burgerlijke & Utiliteitsbouw (B&U) en Grond Weg & Waterbouw (GWW), zijn er ook verschillen. Beide kennen de problematiek omtrent communicatie, de verschillende contractvormen en beide gebruiken in toenemende mate BIM. De trend in de toepassing van contractvormen is echter wel verschillend. Daar waar uit onderzoek (Economisch Instituut Bouwnijverheid, 2007) blijkt dat bij B&U projecten in de toekomst het aandeel van de traditionele aanbesteding op basis van bestek en tekeningen naar verwachting nog zo n 60% bedraagt, ligt dat bij GWW projecten momenteel al aanzienlijk lager (zo n 30%) met de verwachting dat het aandeel projecten in een traditionele contractvorm in de toekomst nog verder zal afnemen 17

19 (Economisch Instituut Bouwnijverheid, 2011). Hoewel het gebruik van een BIM bij GWW projecten dus wel degelijk aan de orde is, ligt de relevantie van een onderzoek naar het gebruik van een BIM als aanbestedingsdocument door het percentage aan projecten in de traditionele contractvorm bij GWW projecten een stuk lager dan bij B&U projecten. Derhalve richt dit onderzoek zich uitsluitend op het gebruik van BIM bij B&U projecten. Hoewel een BIM zowel 2D als 3D kan worden opgezet is de huidige software vooral 3D. In dit onderzoek wordt met een BIM dan ook een 3D BIM bedoeld. Bij het samenwerken in een BIM en het delen van informatie uit het BIM spelen vele juridische aspecten een rol. Huidige standaard bepalingen lijken niet te voldoen. Dit onderzoek beperkt zich wat betreft de juridische aspecten tot welke juridische aspecten vormgegeven dienen te worden. De daadwerkelijke juridische invulling wordt in dit onderzoek buiten beschouwing gelaten. 1.2 Probleemstelling Het probleem Volgend uit de analyse, heb ik het hoofdprobleem als volgt geformuleerd: Door het ontbreken van afspraken over de manier waarop informatie in een BIM wordt verwerkt is de bruikbaarheid van een BIM tijdens de aanbesteding in traditionele contractering beperkt, waardoor het onduidelijk is welke bijdrage een BIM kan leveren ten aanzien van de nauwkeurigheid van de bepaling van kosten en kwaliteit tijdens de aanbesteding De doelstelling Dit onderzoek geeft inzicht in welke afspraken gemaakt moeten worden zodat een BIM een bijdrage kan leveren bij de inschatting van kosten en kwaliteit tijdens een aanbesteding in traditionele contractering. Het onderzoek is bedoeld voor opdrachtgevers, ontwerpende en uitvoerende partijen die te maken hebben met traditionele contractering Onderzoeksvragen Gezien bovenstaande kom ik tot de volgende hoofdvraag: In welke vorm en mate kan een BIM, tijdens een aanbesteding in traditionele contractering, bijdragen aan een meer nauwkeurige bepaling van kosten en kwaliteit? Om te komen tot beantwoording van deze hoofdvraag zijn een aantal deelvragen opgesteld: Traditionele contractering: o Wat is traditioneel contracteren? o Hoe verhoudt traditioneel zich tot andere contractvormen? o Wat zijn de voor en nadelen van traditioneel t.o.v. andere vormen? Onnauwkeurigheid van kosten en kwaliteit bij traditionele contractering: o Hoe wordt de kwaliteit vastgesteld bij traditionele contractering? o Hoe worden de kosten bepaald bij traditionele contractering? o Hoe uiten de afwijkingen van de gestelde kwaliteit en de bepaalde kosten zich? o Waar liggen de oorzaken van deze afwijkingen? 18

20 BIM: o o o o o Wat is BIM? Wat is het BIM proces? Wat is de BIM tool? Hoe ga je in een BIM om met het uitwerkingsniveau? Wat is de waarde van een BIM? BIM tijdens een aanbesteding in traditionele contractering: o Wat valt er op basis van antwoorden op voorgaande vragen in theorie te verwachten met betrekking tot BIM bij traditionele contractering? o In hoeverre gebruikt men op dit moment BIM bij traditionele contractering? o Waar liggen de knelpunten bij het gebruik van BIM bij traditionele contractering? o Hoe kunnen deze knelpunten worden weggenomen? 1.3 Onderzoeksmethodiek Onderzoektypologie Het gebruik van een Building Information Model bij de aanbesteding in traditionele contractering gebeurt momenteel nog maar mondjesmaat. Er is dan ook nog maar weinig gestructureerde informatie voorhanden. Er is daarom gekozen voor een exploratief onderzoek. Bij een exploratief onderzoek is er vooraf geen theorie en zijn er ook geen scherp geformuleerde hypothesen voorhanden. Exploratief onderzoek is juist gericht op de ontwikkeling van een theorie en / of scherpere formulering van hypothesen (Baarda & Goede, 2004) Onderzoeksmethoden Aan de hand van een literatuurstudie en verkennende interviews is er allereerst een theoretische basis gelegd met betrekking tot traditionele contractvorming, onnauwkeurigheden van kosten en kwaliteit tijdens de aanbesteding en BIM. Aan de hand van deze basis is een theoretisch kader opgesteld met verwachtingen. Het theoretisch kader wordt vervolgens getoetst door middel van interviews met professionals die betrokken zijn bij BIM projecten en traditionele contractering. 1.4 Relevantie Wetenschappelijke relevantie Een onderzoek is wetenschappelijk als het onderzoek zich richt op een herkenbaar object dat op zo n manier beschreven is dat het ook voor anderen herkenbaar is; het onderzoek moet over dit object dingen aan het licht brengen die nog niet gezegd zijn, of dingen die al wel gezegd zijn, maar opnieuw vanuit een andere optiek bekeken; het onderzoek moet van belang zijn voor anderen en het onderzoek moet elementen verschaffen voor verificatie of falsificatie van de hypothesen die erin geponeerd worden en dus moet het elementen verschaffen die het anderen mogelijk maken het onderzoek voort te zetten (Eco, 2005). Er is al vrij veel geschreven over BIM en de potenties daarvan bij geïntegreerde contracten, maar er is weinig tot niks geschreven over hoe BIM ook bij traditionele contractering zoveel mogelijk meerwaarde kan verschaffen. 19