BIM voor infrastructuur implementeren: de essentiële stappen

Transcriptie

1 BIM voor infrastructuur implementeren: de essentiële stappen Ontdek hoe uw processen en benadering tot processen veranderen wanneer u BIM in gebruik neemt 1

2 Samenvatting Naarmate in steeds meer infrastructuurprojecten gebruik wordt gemaakt van Building Information Modeling (BIM), realiseren veel bedrijven in de branche zich dat ze BIM moeten omarmen om te concurreren en nieuw werk binnen te halen. Wanneer u projecten uitvoert met gebruikmaking van BIM, kunt u rekenen op een reeks aantrekkelijke voordelen: minder aanpassingen, minder fouten, een betere samenwerking, en ontwerpgegevens die uiteindelijk kunnen worden gebruikt voor de ondersteuning van taken, onderhoud en het beheer van bedrijfsmiddelen. Eigenaars van civiele infrastructuur, waaronder overheidsinstellingen, willen deze voordelen niet mislopen en daarom geven ze in toenemende mate de opdracht om BIM voor hun projecten te gebruiken. Ondanks het geroezemoes rond BIM voor infrastructuur is er nog steeds aanzienlijk wat verwarring over wat het eigenlijk betekent om 'BIM te gaan'. Bouwbedrijven en organisaties die overwegen op BIM over te stappen, vragen zich vaak af wat de beste manier is om dit te implementeren. Sommige maken zich zorgen over de mate waarin BIM hun vastgelegde processen zal veranderen. Anderen aarzelen of vinden dat ze het te druk hebben om tijd te investeren in het implementeren van BIM. Enkele bedrijven in de branche denken misschien dat ze BIM al gebruiken, maar in feite gebruiken ze slechts een 3D-tekenproces. Wanneer u begrijpt wat BIM is, wordt het implementatieproces dat nodig is om er te komen logischer. Over het algemeen weten mensen dat BIM een proces is gebaseerd op een intelligent model voor het plannen, ontwerpen, bouwen en beheren van infrastructuren. Voor de implementatie van BIM moet u uzelf en uw team er echter op voorbereiden dat u anders moet gaan denken over de uitvoering van projecten. U werkt niet langer met punten, lijnen, bogen en vormen die objecten voorstellen. In plaats hiervan maakt u en werkt u met intelligente modellen. Deze modellen zijn ruimtelijk nauwkeurig en worden gevuld met intelligente objecten. U begint met het definiëren van hoe deze objecten eruit zien en hoe zij zich moeten gedragen. Dan brengt u een proces in kaart dat alle belanghebbenden helpt het meeste voordeel te behalen uit de intelligentie in het model. Klinkt te eenvoudig? Vergeleken met de enorme hoeveelheid kennis die nodig is om zelfs het minst complexe project uit te voeren, is het implementeren van BIM heel ongecompliceerd. Dit vereist in eerste instantie wel wat planning, tijd en training. In deze paper bekijken we op hoog niveau de stappen die nodig zijn om te beginnen met het uitvoeren van projecten met behulp van een BIM-proces. Van 2D naar 3D naar BIM Om te begrijpen wat BIM is, is het handig om te weten wat het niet is. Het is meer dan de volgende stap in 2D tekenen of een andere manier dan verwijzen naar 3D-ontwerp. Vóór de jaren negentig werden civiele infrastructuur, gebouwen en gefabriceerde goederen grotendeels ontworpen met gebruikmaking van potlood en papier. Als Leonardo Da Vinci een doorsnee tekenafdeling was binnengelopen, had hij het proces onmiddellijk begrepen. Hij had zich misschien kunnen verbazen over hoe potlood en papier waren verbeterd, maar de grondbeginselen waren hem bekend voorgekomen. Het tekenproces onderging een revolutie in de vorm van Computer-Aided Drafting (CAD) en transformeerde hiermee de manier waarop mensen ontwerpen maakten voor alles variërend van bruggen tot gebouwen en auto's. Ontwerpprocessen werden sneller en het werd wat gemakkelijker om ontwerpen binnen een groot team te delen. Maar 2D-lijnen, -bogen en -cirkels vormden nog steeds de basis van het ontwerpen. In recentere jaren werd CAD een 3D-proces. Het werd voor nietontwerpers gemakkelijker om een ontwerp te begrijpen, maar bijvoorbeeld een 3D-beeld van een drainagesysteem was nog steeds erg ingewikkeld, net als een tekening in 2D. Een typische workflow op een 3D-transportproject was vergelijkbaar met een workflow voor een 2D-project. Elke fase van de workflow - conceptdefinitie, milieudocumentatie, gedetailleerd ontwerp en plattegrondontwikkeling, bouwplanning, en as-built-creatie, vergt weinig hergebruiken en delen van gegevens. Uitdagingen van 2D en 3D CAD: Handmatige coördinatie verhoogt het risico van conflicten Gebrek aan intelligente gegevens brengt aanpassingen voor andere toepassingen met zich mee, zoals analyse en operaties Veranderingen aan ontwerpen vergen veel tijd Moeilijk om ontwerpalternatieven in beeld te brengen en te communiceren Aanmaken van dubbele gegevens verhoogt het risico op fouten 2

3 Met 2D en 3D CAD kunnen mensen in elke fase van het proces gegevens opnieuw maken voor een bepaald doel. Hoewel het opnieuw maken van gegevens vaak inefficiënt en foutgevoelig is, is het noodzakelijk omdat niet-intelligente 'gegevens' vaak niet gemakkelijk aan nieuwe doelstellingen kunnen worden aangepast. Bij sommige 3D CAD-technologieën wordt geprobeerd de nadelen van niet-intelligente gegevens te ondervangen door ontwerpers de mogelijkheid te bieden om attributen aan elementen in een ontwerp toe te voegen. U kunt bijvoorbeeld elk punt in een ontwerp markeren dat de locatie van een brandkraan aangeeft, waardoor het makkelijker wordt om brandkranen in een ontwerp te tellen en te lokaliseren. Elke brandkraan ontbeert echter het 'bewustzijn' dat intelligentie in zich heeft. Brandkranen weten niet of zij voldoen aan de specificaties voor hun locatie en of ze zijn verbonden met het netwerk op basis van vastgestelde standaarden. Een 3D-ontwerp met labels is geen ontwerp. Het ligt in veel opzichten dichter bij een traditioneel 2D-ontwerp dan bij een echt BIM-proces. BIM biedt de mogelijkheid te werken met intelligente objecten binnen een intelligent model. Deze intelligentie wordt geleverd in de vorm van geometriedefinities, relaties en gegevens die bepalen hoe het model reageert naarmate het zich verder ontwikkelt. Als een element verandert, past het hele model zich aan en wordt de rest van het model gecoördineerd om dynamisch rekening te houden met de veranderingen. In tegenstelling tot een ontwerpproces op basis van 3D en databases, bevinden de BIM-gegevens zich in het model. Het zijn geen attributen in een externe database. Op deze manier kan de software zorgen dat het volledige ontwerp consistent en gecoördineerd blijft. De kracht van intelligentie Bij BIM gaat het om een volledig nieuwe manier van werken. De intelligentie van een BIM-model opent de deur naar een nieuw niveau van efficiëntie. Stel u ontwerpt een viaduct met gebruikmaking van een BIM-proces. U ontwerpt de structuur die het viaduct ondersteunt binnen het model. Elke component van de structuur, waaronder dijken, kades en relingen, voldoet aan de specificaties die u in het model hebt vastgelegd of die u selecteert in een bibliotheek met specificaties voor uw regio. De klant vraagt een wijziging van een profiel aan. U wijzigt het profiel en de verandering wordt automatisch door het hele ontwerp doorgevoerd. U hoeft niet handmatig elke component apart aan te passen. Niet alleen het aanbrengen van veranderingen met BIM is efficiënt, maar een van de opvallendste voordelen is wat u, en een groter projectteam, allemaal met de informatie in het model kunnen doen. Stelt u zich voor dat u werkt met een intelligent 3D-model van een project dat alle transportnetwerken, nutsvoorzieningen, open ruimten, gebouwen en infrastructuurcomponenten bevat. Selecteer een straat in de stad. U ziet onmiddellijk de locatie, de straten die erop aansluiten, nutsvoorzieningen boven en onder de grond, gebouwen in de buurt en meer. Een dergelijk model zou het gemakkelijker maken te werken aan een project dat gevolgen had voor de straat, maar het zou ook operationele activiteiten en onderhoudsplanning in het gebied verbeteren. De stad of andere infrastructuureigenaars zouden simulaties kunnen uitvoeren om de risico's beter te evalueren en de prestaties van de middelen te verbeteren. Ze zouden ook gemakkelijker planningsalternatieven binnen de context van bestaande condities kunnen bekijken. In tegenstelling tot 2D of 3D CAD kunnen BIM-gegevens een rol spelen bij meerdere processen zonder dat hiervoor aanpassingen nodig zijn. Met behulp van BIM-processen kunt u: Een intelligent model creëren en de gegevens in het model blijven gebruiken tijdens de levensduur van het bedrijfsmiddel Afzonderlijke modelobjecten bijwerken zonder de afzonderlijke 'delen' van elk getroffen object te hoeven bewerken Modellen met specialisten uit andere disciplines delen Elementen modelleren om hun werkelijke locatie in de ruimte en hun relatie met andere objecten weer te geven De manier waarop u bij BIM met gegevens werkt is anders dan bij CAD en dit geldt ook voor een BIM-ontwerpproces. In de rest van dit paper worden enkele van deze verschillen besproken. U vindt hier ook richtlijnen voor hoe u hiermee rekening kunt houden bij de overstap naar BIM. Aan de slag met BIM Wanneer u begint te werken met BIM voor infrastructuur, moet u dan gewoon in het diepe springen en elk aspect van de manier waarop u werkt in één keer veranderen? Of moet u een zeer gedetailleerd plan hebben waarin rekening wordt gehouden met elke stap van de overgang? De eerste optie zal waarschijnlijk veel frustraties opwekken, zelfs als u bij de start een trainingsprogramma voor uw team opneemt. Uw team heeft dan geen duidelijk idee van de planning van uw bedrijf voor het overstappen naar BIM en weet ook niet welke gemeenschappelijke doelstellingen moet worden nagestreefd. De tweede optie heeft ook enkele valkuilen. Sommige organisaties plannen zelfs te veel voor een BIM-implementatie. Ze weten dat het belangrijk is om bij het implementeren van BIM duidelijke standaarden te hebben, dus proberen ze standaarden vast te leggen voor alles wat ze doen voordat ze BIM-processen voor één project in gebruik gaan nemen. 3

4 3D-aanzicht met pijpen in een BIM-model. De beste benadering is om eerst na te denken over wat u, uw klanten en de rest van het team willen doen met het model tijdens de ontwikkeling van het project. Ga ook na hoe het model kan worden gebruikt voor het beheren van bedrijfsmiddelen wanneer het project eenmaal is voltooid. Stel hoge doelen die aangeven hoe het model feitelijk wordt gebruikt en deel deze doelen met de rest van het team. Noteer welke belangrijke stukjes informatie, zoals attributen en relaties van objecten binnen het model, belangrijk zijn om uw doelstellingen te realiseren. Daarna bent u klaar om de standaarden te gaan definiëren die u helpen van start te gaan. Voor het implementeren van BIM moet u standaarden vastleggen voor de objecten die u in uw ontwerpen gebruikt. U hebt ook sjablonen nodig die de voorkeuren van uw organisatie ondersteunen voor de representatie van objecten. BIM-standaarden zijn beschikbaar in verschillende vormen, waaronder: Modelsjablonen Een centrale bibliotheek met content binnen uw BIM-tools Een parameterbestand binnen uw tools dat kan worden bijgewerkt en in uw team kan worden gedeeld Objectbibliotheken voor specifieke disciplines: deze kunnen vaak vanaf bestaande detailbibliotheken worden geconverteerd U hebt standaarden nodig voor alle objecten die u doorgaans gebruikt. De gemakkelijkste manier om te beginnen is met een bibliotheek van BIM-standaarden die overeenkomen of bijna overeenkomen met datgene wat u en uw klanten nodig hebben. U kunt de standaarden aanpassen om ze beter te laten aansluiten bij uw behoeften en voorkeuren. Autodesk AutoCAD Civil 3D -software bevat bijvoorbeeld een bibliotheek met standaarden voor veel soorten objecten voor civiele infrastructuur, zoals zwaartekracht en leidingennetwerken en gradatie. Standaarden nader bekeken: drainagenetwerken Met drainagenetwerken als voorbeeld bekijken we op hoog niveau de objectintelligentie en attributen die u moet definiëren voor het implementeren van BIM. Voordat we in de details duiken, is het belangrijk te weten waarom het vooraf definiëren van standaarden zo belangrijk is. Met BIM ontwerpt u met behulp van objecten en niet met lijnen, bogen en vormen. Drainageelementen, zoals pijpen en drainagestructuren (zoals mangaten), zijn allemaal objecten in een groter model. Elk object bevat informatie over zichzelf en de relatie met andere objecten in het model. Een pijp bestaat bijvoorbeeld niet alleen uit lijnen en tekst. In een BIM-proces omvat de informatie die een pijp definieert het volgende: Fysieke geometrie van de pijp, waaronder wanddikte en diameter Bouwtechnische kracht Ontwerpregels die plaatsing bepalen, zoals vereisten voor open ruimten Minimale snelheid versus watersnelheid Informatie over condities, zoals bouwkundige integriteit 4

5 Een plattegrondaanzicht van een project dat een BIM-proces volgt. Wanneer een pijp in een model wordt geplaatst, kan het zijn eigen kenmerken 'voorstellen' op basis van ontwerpstandaarden die u hebt gedefinieerd en de locatie en kenmerken van andere objecten in het model. Zoals eerder genoemd, kunt u tijd besparen door te beginnen met vooraf gedefinieerd BIM-standaarden die overeenkomen of bijna overeenkomen met de standaarden die u volgt. Voordat u begint met uw project, past u de definities voor alle belangrijke elementen in het netwerk aan zodat deze overeenkomen met de precieze standaarden die u gebruikt. Aangezien plansets nog steeds een van de vereiste deliverables zijn, moet u zorgen dat u definieert hoe elk object eruit moet zien wanneer dit wordt afgedrukt in constructiedocumenten. Vaak zijn deze voorkeuren vrij uniek voor een specifieke organisatie en geografie. Het definiëren van uw eigen afdrukstandaarden zorgt dat werk dat met BIM-processen is uitgevoerd, ook de door uw organisatie gewenste 'look' krijgt in documentatie. Voor leidingennetwerken zult u objecten als inlaatopeningen, mangatbedekkingen en pijpen willen definiëren. Ga voor elk object na welke materialen u wilt specificeren. Zijn de pijpen van kunststof, metaal of cement? Stem vooraf gedefinieerde materiaalstandaarden binnen uw BIM-tools af met uw voorkeursspecificaties. Wat net zo belangrijk is, is dat u criteria moet definiëren die het gedrag van objecten bepalen. De vooraf gedefinieerde standaarden zullen waarschijnlijk veel algemene criteria omvatten, zoals pijpgrootte en -dikte. Andere criteria zullen specifiekere criteria voor uw regio of uw manier van werken zijn. Zorgvuldig gedefinieerde criteria zullen u later veel tijd besparen. Wanneer u bijvoorbeeld de minimale scheiding tussen regenwaterafvoerleidingen en andere nutsvoorzieningen definieert, helpen uw BIM-tools u automatisch die afstand te handhaven gedurende het project. Een bestaand conditiemodel maken Wanneer u begint met het gebruik van BIM op een infrastructuurproject, creëert u als eerste een intelligent conditiemodel dat u kan helpen uw volledige project sneller te laten verlopen. Wanneer u dit vergelijkt met traditionele conditietekeningen, dan ziet u dat deze vaak niet voldoende details en diepte hebben om latere fases van projecten te ondersteunen. In een BIM-proces is een bestaand conditiemodel in 3D ruimtelijk nauwkeurig en rijk aan gegevens en is er geen sprake van uitsluitend 2D of 2D-elementen die worden weergegeven met 3D-effecten. U zet een succesvol model op door alle gegevens te verzamelen die u nodig hebt en vervolgens de juiste objectintelligentie aan de elementen in het model toe te wijzen. Het proces voor het opzetten van een bestaand conditiemodel in Autodesk InfraWorks 360 -software, een tool voor concepttechniek en -ontwerp die BIM-processen ondersteunt, begint met het verzamelen van gegevens. U zult waarschijnlijk beginnen met bepaalde soorten landmeetkundige gegevens van het betreffende gebied. Landmeetkundig onderzoek op basis van laserscans genereert puntenwolken met gegevens die rechtstreeks in uw software kunnen worden gezet. Vul uw landmeetkundige gegevens aan met gegevens uit andere bronnen. U zult zien dat veel gegevens over GIS (geografisch informatiesysteem), nutsvoorzieningen, luchtbeelden, planologie en milieu voor veel gebieden gemakkelijk verkrijgbaar zijn. U kunt ook informatie uit bronnen als Bing Maps in uw bestaande conditiemodel opnemen. 5

6 Een BIM-proces biedt u de mogelijkheid om gemakkelijker projecten te verkennen in de context van bestaande condities. Gegevens in veel van de meest gebruikte indelingen voor ruimtelijke gegevens kunnen zonder de noodzaak van conversie in uw model worden opgenomen. De objecten in het model hebben attributen die ze intelligenter maken. In uw 3D-model ziet een pijp er bijvoorbeeld uit als een pijp. De pijp heeft ook een diameter, diepte onder de grond en een relatie met andere objecten in het model. Dit lijkt niet op waaraan u misschien gewend bent in een traditioneel, op CAD gebaseerd conceptontwerp, waarin u elementen als nutsvoorzieningen ziet als een 2D-laag die geen gedefinieerde relatie heeft met items die in andere lagen worden weergegeven. In deze voorlopige fase kunt u sneller model-elementen toevoegen. U kunt in relatief korte tijd meerdere alternatieven creëren en evalueren en verschillende opties effectiever presenteren aan besluitvormers van een project binnen de context van bestaande condities. Door uw model uit te breiden naar de cloud, kunt u dit op mobiele apparaten beschikbaar stellen aan externe medewerkers. U kunt de voorgestelde projectlocatie met besluitvormers verkennen, die de voorgestelde alternatieven effectiever kunnen bekijken in de context van echte condities. Besluitvormers zien hun opties in een visueel rijke context, zodat ze beter onderbouwde keuzes kunnen maken. Wanneer ze hun besluit hebben genomen, kunt u het voorlopige model in AutoCAD Civil 3D zetten. De software herkent de objecten in het model. Door uw vooraf gedefinieerde standaarden op de objecten toe te passen, voegt u automatisch details en meer intelligentie aan het model toe. Dit is een voorbeeld van hoe u kunt profiteren van uw zorgvuldig opgestelde standaarden. U kunt meer tijd besparen op vrijwel elk volgend project waarin dezelfde standaarden worden gebruikt. BIM-processen en -workflows Voor een effectieve implementatie van BIM moet u een plan voor projectuitvoering opstellen. Voor kleinere projecten kan een dergelijk plan relatief simpel zijn. Voor een groter project met veel belanghebbenden kan een zeer gedetailleerd plan noodzakelijk zijn om te zorgen dat alle neuzen dezelfde kant op blijven wijzen. Waarom hebt u altijd een plan nodig? Met BIM ontwerpt u met intelligente objecten. U moet vanaf de start van het project weten welke intelligentie de objecten moeten hebben. Ook is het zo dat wanneer u ontwerpen deelt die op intelligente objecten zijn gebaseerd, een verandering gevolgen kan hebben voor het hele ontwerp. Een basisplan voor projectuitvoering zou het volgende moeten omvatten: Een beschrijving van hoeveel intelligentie belangrijke modelobjecten moeten bevatten. Een gradatieplan dat wordt gebruikt voor gradatie via GPS vereist bijvoorbeeld een hoger nauwkeurigheidsniveau Een definitie van welke gegevens gedurende de levensduur van het bedrijfsmiddel worden gebruikt en hoe Een aanduiding van hoe en wanneer gegevens tussen deelnemers van een project worden verzonden 6

7 Het model moet gedetailleerd genoeg zijn om al het beoogde gebruik gedurende de levensduur van het infrastructuurmiddel te ondersteunen. Omdat gegevens voor veel meer doeleinden kunnen worden gebruikt dan de traditionele 2D- of 3D CAD-gegevens, is het mogelijk dat u zich bij het begin van projecten nieuwe vragen gaat stellen. Bijvoorbeeld: Wordt het model behalve voor documentatie ook voor fabricage gebruikt? Hoe wordt het model gebruikt in constructie? Waar kan ik het model nog meer voor gebruiken? Analyse, simulatie, optimalisatie? Wat heb ik altijd al willen doen wat ik niet kon doen met ontwerpen op basis van 2D of 3D CAD? Wanneer en hoe delen we gegevens met andere disciplines van het project? Dagelijks? Wekelijks? Maandelijks? Hoe frequent moeten we modellen coördineren die een bijdrage leveren aan het project? Het hebben van een goed gedefinieerd plan helpt uw team op het juiste spoor te blijven bij het leren werken met BIM. Overweeg uw projectplan uit te breiden met een proces voor het vastleggen en delen van mijlpalen in het BIM-implementatieproces. Wanneer uw team de voordelen van BIM ziet en deelt, wordt het voor teamleden gemakkelijker hun inspanningen voor het vooraf definiëren van standaarden en processen, te waarderen. Wanneer bijvoorbeeld een ingenieur voor de eerste keer een profiel en de gekoppelde modelelementen verplaatst en hierdoor automatisch documentatie-updates worden doorgevoerd, kan dit erg motiverend werken. Ongeacht hoeveel u van BIM begrijpt en erover leest, het zijn dit soort 'aha-momenten' die u laten inzien waarom het gebruik van intelligente modellen in de branche toeneemt. BIM: implementeren, mogelijk maken en uitvoeren Implementatie Standaarden en processen Technologie Content voor modellering Teamvoorbereiding Training en opleiding Doelen definiëren en delen Projectuitvoering Programmacoördinatie Modelbeheer Kennisoverdracht Bereid uzelf voor op een succesvolle overstap naar BIM. Begin met het vaststellen van de standaarden en technologie die nodig zijn om van start te gaan. Bereid uw team voor met training en bereikbare doelen. Ontwikkel vervolgens coördinatie- en beheerworkflows. Zorg er tot slot voor dat u de kennis die u in het project hebt opgedaan, vastlegt en deelt. Conclusie Het volgen van een duidelijk plant helpt u BIM voor infrastructuur succesvol te implementeren. De stappen die u neemt moeten het volgende omvatten: Plan voor het trainen van personeel in BIM. Voor het implementeren van BIM is een nieuwe manier van denken nodig, aangezien het aanzienlijk verschilt van een traditioneel proces op CAD-basis Identificeer standaarden en regels die moeten worden gedefinieerd Houd rekening met software- en hardwarebehoeften. Overweeg technologie die u de mogelijkheid biedt om projectinformatie van planning naar conceptontwerp naar gedetailleerd ontwerp en naar constructie over te zetten zonder aanpassingen of overbodig werk om de overstap naar BIM zo goed mogelijk te laten verlopen Zet een plan voor elk BIM-infrastructuurproject op waarin de behoeften op het gebied van levencyclusgegevens en processen voor het delen van het model worden beschreven Documenteer en verfijn processen U hoeft het niet helemaal alleen te doen. Autodesk en uw Autodesk-reseller kunnen u helpen bij de overstap naar BIM en het vermijden van de valkuilen in dit proces. Meer informatie over Autodesk BIM-oplossingen voor infrastructuur. Afbeelding op cover ter beschikking gesteld door CSoft-Terra, Samara, Rusland Autodesk, het Autodesk-logo, AutoCAD, Civil 3D en InfraWorks 360 zijn gedeponeerde handelsmerken of handelsmerken van Autodesk, Inc. en/of haar dochterondernemingen en/of gelieerde bedrijven in de Verenigde Staten en/of andere landen. Alle andere merknamen, productnamen en handelsmerken zijn eigendom van hun respectieve eigenaars. Autodesk behoudt zich het recht voor om product- en serviceaanbiedingen en specificaties en prijzen op elk tijdstip en zonder kennisgeving aan te passen en is niet verantwoordelijk voor eventuele typografische of grafische fouten in dit document Autodesk, Inc. Alle rechten voorbehouden. 7