C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUit voer ingsorganisatiecement 2000 132H e t g e b o u w m o d e l -c e n t r a l e i n f o r m a t i e d r a g e rv a n o n t w e r p t o t e n m e tn a z o r gTraditioneel heeft de gegevens-verstrekking vanuit de ontwer-pende disciplines naar de project-voorbereiding plaats door middelvan papier: afdrukken van 2D-(CAD)-tekeningen. Handmatigwordt de informatie uit dezetekeningen afgeleid en als in-put gebruikt voor uiteenlopendesystemen voor kostencalculatie,materiaalinkoop, afroep en maat-voering.Een werkwijze die veelal leidt totdubbele activiteiten en een ver-hoogde faalkans impliceert.3D-CAD-technologieDoor de ontwikkeling van eenhoogwaardige 3D-CAD-technolo-gie bestaat de mogelijkheid dezetraditioneleaanpaktedoorbreken.Inhet ontwerpstadiumwordtmetCAD een driedimensionaal ge-bouwmodel ontwikkeld, waarinalle benodigde basisinformatievoor het bouwproces op zodanigewijze ligt opgeslagen, dat digitaalhergebruik in vervolgfasen vanhetbouwproceskanplaatshebben(fig.1). Binnen de virtuele omge-ving wordt het gebouw niet alleenin zijn geometrische vorm vast-gelegd, maar worden ook relatiestussenbouwelementenbenoemd,prestatie-eisen gedefinieerd entijdsaspecten vastgelegd. Dezeintegrale database wordt centraalbeheerd en is in principe toegan-kelijk voor alle bij het bouwprocesbetrokken partijen.Gedurende het gehele bouwpro-ces tot en met de nazorg blijfthet model dynamisch. Enerzijdswordt het gebruikt als centraleinformatiebron, anderzijds heefter een voortdurende aanvullingplaats van detailinformatie, zoalsleveranciers-en`as-built'-informa-tie. Van bepaalde gebouwelemen-ten zal in het ontwerpstadiumalleen de geometrische vormworden vastgelegd, met de bijbe-horende prestatie-eisen. Door deleverancier wordt later de detail-informatie uitgewerkt en aan hetmodel toegevoegd.MaatvoeringVanuit het gebouwmodel kanvoorelkedisciplineinformatie`opmaat' worden afgeleid. Natuurlijkbestaat een groot deel van dezeinformatienoguit2D-views(teke-ningen), om op de werkvloer voorhet bouwplaatspersoneel maat-voerings- en positioneringsinfor-ICT-toepassingen in hetbouwproces op de drempelvan de 21e eeuwir. J.H.Tieleman, HBG Bouw en Vastgoed bv, EngineeringBinnen de traditioneel ingestelde bouwsector heeft de ICT-technologie totop heden slechts schoorvoetend zijn intrede gedaan, dit in tegenstelling totandere branches zoals de proces-, automobiel- en vliegtuigindustrie.Nieuwe ontwikkelingen in zowel CAD-systemen als op het gebied van inter-net, leiden ertoe dat ICT-toepassingen aan het begin van de 21e eeuw eenstrategische positie gaan innemen in het gehele primaire bouwproces, vanontwerpfase tot en met de nazorg, met vooral kwaliteitsverbetering, tijd-winst en een hoger rendement als resultaat. De ontwikkeling is inmiddelszover dat toepassing in de bouwsector, in elk geval op onderdelen, realis-tisch en verantwoord is. Recente proefprojecten binnen HBG hebben dezestelling onderbouwd.1 | 3D-model parkeergarageArnhem in VRMLC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUit voer ingsorganisatiecement 2000 1 33matietevisualiseren.Ondersteunddoor 3D-visualiseringen wordtdeinzichtelijkheidverhoogd.Ookhier, op locatie, zullen beeld-schermen met direct beschikbareinformatie uit het gebouwmodel,hun intrede doen.De daadwerkelijke maatvoeringen positionering zal grotendeelsworden ingevuld door datage-stuurde meetapparatuur (bijv.Total Station - elektronische theo-doliet), al dan niet in een directeverbinding met het bouwplaats-materieel. Passingsproblemenzijn vrijwel uitgesloten aangezienvooraf, in het gebouwmodel, eenuitgebreide `clashdetection' heeftplaatsgehad (fig. 2).In combinatie met een toene-mende mate van prefabricage vanbouwelementen zal deze techno-logie het assemblagekarakter vande bouwplaats in de 21eeeuw ver-sterken.NauwkeurigheidBinnen het bedrijfsbureau en deprojectvoorbereiding leidt degeboden functionaliteit van het3D-CAD-model echt tot een door-braak van de traditionele werk-wijze. Het verschillende malen,handmatig, in verschillende op-stellingen bepalen van de materi-aalhoeveelheden, behoort tot hetverleden. Vanuit het gebouwmo-del worden automatisch de ma-teriaalhoeveelheden ? aantallen,volumes, oppervlakten, lengtes ?in digitale vorm beschikbaargesteld, op het gewenste detail-niveau en in het gedefinieerde`format'.Deze digitale hoeveelheden-informatie fungeert vervolgensals input voor andere systemenals calculatiemodellen, inkoop-en logistieksystemen of zelfs be-drijfsstrategische ERP-software.Naast een aanzienlijke tijdwinstbinnen het bedrijfsbureau en deprojectvoorbereiding, door hetbeperken van handelingen, wordttevens een hoge mate van nauw-keurigheid bereikt en een reduc-tie van de faalkans gerealiseerd.Immers, in de virtuele omgevingis het project reeds gebouwd enop consistentie gecontroleerd,waardoor de afgeleide materiaal-hoeveelheden exact zijn.Tijd: de vierde dimensieDe hoogste meerwaarde, in hetkader van hergebruik van infor-matie, verkrijgt het model doortoevoeging van de factor `tijd' aande afzonderlijke gebouwelemen-ten. Hiermee biedt zich de moge-lijkheid aan de omvang van hetgerepresenteerde gebouwmodelafhankelijk te stellen van het tijd-stip in de planning. We sprekenhierbij van 4D-CAD.Directe relaties tussen onderde-len in het gebouwmodel en de uit-voeringsdata van die onderdelenindeuitvoeringsplanningkunnenworden gedefinieerd, hetgeenmogelijkheden biedt tot het ana-lyseren van bouwmethodieken,het vergelijken van alternatieveconstructievormen en het oplos-sen van logistieke vraagstukken.Bouwfaseringen of interactiestussen hulpconstructies en defi-nitievegebouwonderdelenkunnenin het model worden gevisuali-seerd en geanalyseerd.Als voorbeeld is te denken aancomplexe bouwputten met eengefaseerde ontgraving en stem-pels voor de grondkerende con-structies, waarbij de locatie van destempels de realiseringswijze van2 | 3D-model `Arena aufSchalke'3 | 3D-model parkeergarageArnhem in uitvoeringsfaseC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUit voer ingsorganisatiecement 2000 134de definitieve gebouwonderdelenbe?nvloedt (fig. 3).Afhankelijk van het gebruiksdoelkan op een gekozen datum in deplanning een visualisering vanhet model worden verkregen, om-vattende het tot dan toe gereali-seerde werk of de werkzaamhe-den in een nader te defini?renperiode vanaf die datum. Doormiddel van filters kunnen visua-liseringen per discipline, typewerk of type materiaal wordengereproduceerd.Een verdere toepassing waarbij4D-CAD kan worden ingezet, isde optimalisering en beheersingvan personeelsinzet en materiaal-stromen, analoog aan de eerdergenoemde functionaliteit bij 3D-CAD.Teverwerkenhoeveelhedenof te leveren materialen kunnenper tijdsinterval worden afgeleid.Naast de informatieve meer-waarde, door het vooraf inzichte-lijk maken van het bouwproces,biedt 4D-CAD de functionaliteitvoor scherper plannen en daar-mede een mogelijkheid tot hetbehalen van tijdwinst.Virtual realityHet inzichtverhogende karaktervan 3D- en 4D-CAD zal niet alleenzijn vruchten afwerpen binnenhet bouwproces zelf, maar zal ookeen positieve uitwerking hebbenop de communicatie met de op-drachtgever, overheidsinstellin-gen, omwonenden, gebouwbe-heerders en onderhoudsbedrij-ven.Met `virtual reality'-techniekenkan het gebouw getoond wordenin een zeer realistische verschij-ningsvorm en in de werkelijkeomgeving, of zelfs doorlopenworden, hetgeen niet alleen eenhoog informatief karakter biedt,maar ook tot een beter gefun-deerde en eerdere besluitvormingzal leiden (fig. 4), bijvoorbeeld debesluitvorming door de opdracht-gever over afbouwmaterialen, af-werkingen en inbouwpakketten.C A D - p l a t f o r mBovenstaande 3D- en 4D-CAD-functionaliteit wordt gebodendoor systemen die gebaseerd zijnop een hoogwaardige CAD-tech-nologie, de zogenoemde object-geori?nteerde CAD-systemen.Het CAD-model wordt niet opge-bouwduitlijnenenvlakken,maardoor het plaatsen van virtuelebouwobjecten op de juiste plaatsin de virtuele ruimte. De bouw-objecten hebben in het gebouw-model een herkenbare represen-tatie en bezitten een basis-structuur voor een nader tedefini?ren mate van intelligentie.Door middel van kennisregelsworden aan de virtuele, intel-ligente bouwobjecten die eigen-schappen meegegeven die be-nodigd zijn voor een juistecommunicatie met andere, in hetmodeloptenemenobjecten.Aan-sluitingen tussen bijvoorbeeldspouwmuren en raamkozijnenworden automatisch gegenereerdop basis van vastgestelde stan-daards en/of geldende normen.Op basis van kennisregels kun-nen tevens toetsingen worden uit-gevoerd aan geldende normenen/of regelgeving. Te denken valtaan bouwfysische normen enaan het Bouwbesluit. Daarnaastkunnen relaties worden gedefi-nieerd tussen de afzonderlijkeobjecten of een groep daarvanen andere digitale informatiezoals besteksartikelen, specifica-ties, onderhoudsvoorschriften enz.De uitwisseling van informatietussen verschillende object-geo-ri?nteerde CAD-systemen wordt,met behoud van de gedefinieerdeintelligentie, gegarandeerd dooreen voor dit doel ontwikkeld,internationaal erkend afspraken-stelsel IFC (Industry FoundationClasses). Een ontwikkeling waar-in ook de grote softwareleveran-ciers participeren.C o m m u n i c a t i e s t r u c t u u rDe communicatie tussen de be-trokken partijen in het bouwpro-ces zal grotendeels plaatshebbenvia de internet-infrastructuur,waarbij geautoriseerde project-gebonden partijen toegang heb-ben tot een specifieke projectsite.Bij deze zogenoemde extranettoepassing is alle data via centraleservers en vanaf elke willekeurigewerkplek toegankelijk. Een inter-netsite waarop partijen met elkaarkunnen communiceren over ofdoor middel van elektronischeprojectgebonden documenten alsCAD-modellen, bestekken, staten,verslagen enz. Alle projectgebon-den informatie is direct, nage-noeg zonder tijdverlies, in zijnmeest actuele vorm binnenhandbereik van alle betrokkenen(fig. 5). Tevens is toegang gewaar-borgd van algemene informatiezoals kwaliteitsmanuals of mate-rieelhandboeken.4 | 3D-model parkeergarageArnhem in omgevingC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gUit voer ingsorganisatiecement 2000 1 35Beheersing en beheer van destroom aan digitale documentenheeft plaats door middel vanEDM(ElectronicDocumentMana-gement)-systemen. Met deze sys-temen wordt de documenten-stroom continu bewaakt enaangestuurd op basis van gedefi-nieerde routingschema's en pro-cedures. Versiebeheer heeft volle-dig automatisch plaats, evenalsopslag in een vooraf vastgesteldestructuur.Deze wijze van communicerenbiedt aanzienlijke tijdwinst, nietalleen door het wegvallen van ver-zendtijden, maar ook door demogelijkheid parallel acties uit tevoeren bij onder meer goedkeu-ringsprocedures en aanleveringvan informatie. Zo kan bijvoor-beelddegebruikelijketijdrovendesparingsrouting worden ingekorttot een snelle actie waarbij par-tijen parallel informatie defini?-ren, uitwisselen en goedkeuren.W e r k e l i j k h e i d o f f i c t i eDe ontwikkeling van de aangege-ven ICT-technologie is inmiddelszover, dat toepassing in de bouw-sector, in elk geval op onderdelen,realistisch en verantwoord is.Recente proefprojecten binnenHBG hebben deze stelling onder-bouwd.Duidelijk is, dat de invoeringverder gaat dan alleen de tech-niek, maar ook organisatorischeimplicaties met zich meebrengt.Zo zal binnen het bouwproces hetaccent op het voorbereidings-traject nog zwaarder worden, meteen verdergaande integratie vanhet ontwerptraject en de project-voorbereiding. Bovendien zal hetaangaan van vaste samenwer-kingsverbanden en het inschake-len van co-makers een positieveuitwerking hebben op de nage-streefde doelen. Ten slotte wordthet effect van de systemen be-paald door de mate waarin de bijhet project betrokken partijen debeschikking hebben over de ver-eiste technologie en bereid zijndaarin te investeren. s5 | Schematische afbeeldingExtranet