55 De digitale bouwplaats Digitalisering in de bouw- en infrasector is aanlei - ding voor veel verandering. Begrippen als BIM en data worden vaak gezien als synoniemen voor deze ontwikkeling. Maar hoe zorg je ervoor dat deze begrippen goed worden geïmplementeerd in de praktijk? Wie groeit er mee in de digitale revolutie en wie blijft er achter? Het is meer dan alleen een tech - nologische uitdaging. Het vergt namelijk een heuse cultuuromslag; een grote sociale impact die de bouw- en infrasector raakt. Dit is een van de belang - rijkste conclusies uit het onderzoek 'Wapenen vanuit BIM op de bouwplaats', uitgevoerd aan de Avans Hogeschool 's-Hertogenbosch.   Onderzoek naar innovatie en verandering in de wapeningssector ENCI Studieprijs 2017 Dit is het derde artikel in een serie met bijdragen van prijswinnaars van de ENCI Studieprijs 2017. De studie 'Wapenen vanuit BIM op de bouwplaats', die in dit artikel wordt beschreven, ontving de eerste prijs in de categorie Hogescholen. De jury over deze studie: "Een parel van een studie! Zelden was de jury zo unaniem in haar besluit om een eerste prijs toe te kennen als aan deze studie. [?]. Theorie en praktijk zijn in deze studie op een unieke wijze bij elkaar gebracht in een literatuuronderzoek naar de theorie over wapening en de daartoe beschikbare software en in veldonderzoek dat is gericht op (praktische) informatie uit de wapeningsbranche. [?] De student heeft zich niet alleen verdiept in de wijze waarop het digitale beeld van de wapening in de werkelijkheid wordt gepro - jecteerd, maar ook aandacht besteed aan de protocollen waarmee de uitwisseling kan verlopen om zo de beste aanslui - ting te vinden bij bestaande BIM software. De studie eindigt met een Proof of Concept en aanbevelingen tot het bouwen van een eigen applicatie. Voorwaar een mooi interdisciplinair onderzoek dat zeker gaat bijdragen aan een verdere verduurzaming, een efficiënter wapeningsproces en een verandering van verdienmo - dellen in de wapeningssector." Meer informatie op www.cementonline.nl/encistudieprijs . ing. Tijmen Dekkers 1) Wagemaker De digitale bouwplaats 5 2018 56 In de huidige ontwerppraktijk wordt wapening steeds vaker digitaal in 3D uitgewerkt. Echter, aan de hand van deze 3D-modellen worden doorgaans 2D-wapeningstekeningen gemaakt voor de uitvoeringsfase (fig. 1). Dit leidt tot een inef - ficiënt proces waarbij zowel een 3D-ontwerp als een 2D-teke - ning wordt gemaakt. Knelpunten hiervan zijn: - Een 2D-tekening is statisch. Het is een afdruk en daardoor een momentopname. Deze afdruk kan niet eenvoudig en/of snel gereviseerd worden. - Een 2D-tekening geeft minder inzicht in (complexe) wape - ningsdetails. - Een 2D-tekening is 'dom'. Er kan geen informatie (data) uit een wapeningsmodel aan een tekening worden toegevoegd die door gebruikers in een latere fase digitaal kan worden hergebruikt (de waardevolle data gebruiken voor bijvoor - beeld het automatisch aansturen van machines). - Het totale wapeningsproces kost volgens de traditionele werkwijze meer tijd en heeft hogere faalkosten dan een proces in BIM.   Onderzoek Het doel van het onderzoek was een antwoord te vinden op de vraag hoe een BIM-model 2D-wapeningstekeningen kan vervan - gen in het uitvoeringsproces. Hierbij zijn theorie en praktijk gecombineerd om tot aanbevelingen te komen. Er is ook gekeken naar andere, vooruitstrevende sectoren zoals de medische, de automotive en de IT-sector.   Er is een literatuuronderzoek naar de theorie over wapening en de daartoe beschikbare software uitgevoerd. Dit is aangevuld met een veldonderzoek bij circa 20 partijen en 66 geënquêteerden uit de bouw- en infrasector (zie kader 'Conclusies veldonderzoek').     Digitale wapening Traditioneel worden wapeningsstaven als platte lijnen weerge - geven op een 2D-wapeningstekening. Met behulp van een schematische weergave van de wapeningsstaven worden vorm en positie van de staaf duidelijk gemaakt. Echter 2D-wape - ningstekeningen zijn een statische momentopname, waardoor informatie op een tekening achterhaald kan zijn. In plaats daarvan kan een rijk en gedetailleerd 3D-wapenings - model worden gemaakt (fig. 2). Dit kan met de inzet van verschillende BIM-gerelateerde softwarepaketten. De integrale constructie wordt hierbij volledig in 3D gemodelleerd, waarna de wapening wordt toegevoegd. Zo'n model bevat veel informa - tie en data die kan worden hergebruikt in latere fasen. De data kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor het automatisch aansturen van machines, voor onderhoud en analyses om toekomstige kunstwerken efficiënter te bouwen. Daarnaast is het met het digitaal wapenen van een constructie  1) Tijmen Dekkers is samen met Nol van Loon afgestudeerd aan de Avans Hoge - school 's-Hertogenbosch (Civiele Techniek) met het onderzoek 'Wapenen vanuit BIM op de bouwplaats'. Ze hebben dit onderzoek uitgevoerd bij Wagemaker. De begeleiding werd verzorgd door Hank Janssens en Joop van den Tillaart (beiden Wagemaker) en Michiel van Tiggeloven en Hans Bras (beiden Avans Hogeschool). Het onderzoek was het vervolg op de aanbevelingen van het onderzoek 'Wape - ning in BIM uitgevoerd' door Hank Janssens en David van Kampen. Conclusies veldonderzoek De belangrijkste conclusies uit het veldonderzoek zijn: - Ontwerpen in 3D neemt toe door het gebruik van BIM. Ook uitvoerende partijen zien hier het voordeel van in en dus wordt steeds meer geëxperimenteerd met wapenen aan de hand van een BIM-model. - De wapeningsleverancier wordt vaak laat in het proces betrok - ken, waardoor de praktische wapeningskennis van de eindge - bruiker te laat aan bod komt om nog in het wapeningsontwerp mee te nemen. - Immersive Technologies (Virtual-, Augmented- en Mixed Reality, zie kader 'VR, AR en MR') worden door veel partijen genoemd als toekomstige vervanger van de 2D-wapeningste - kening. Hiermee kan een BIM-model worden weergegeven in de echte wereld en kan een vlechter zien welke staaf hij waar moet plaatsen. - In een bouwproces is het van belang dat nieuwe technieken, als vervanger voor de 2D-wapeningstekening, nauwkeurig genoeg zijn om te bouwen. - Een 3D-model moet correct zijn gemodelleerd, zodat er tijdens de omzetting van het standaardformaat IFC weinig informatie verloren gaat. Goede afspraken hierin zijn cruciaal. - De bouw- en infrasector lijkt redelijk conservatief, maar staat echter steeds meer open voor innovatie. - Het is van belang nieuwe technologieën en/of innovaties in kleine stappen te implementeren. - Een alternatieve methode voor het weergeven van wapenings - constructies moet eenvoudig en gebruiksvriendelijk zijn. - Als nieuwe technieken worden geïmplementeerd, moeten het bewijs en begeleiding worden geleverd. - Op langere termijn wordt robotisering als ideaal proces gezien. De digitale bouwplaats 5 2018 57 1 Schematische tijdsweergave 2D- versus 3D-ontwerp tot en met de uitvoeringsfase2 Gewapend 3D-model met bijbehorende informatie manier van werken aangeleerd, die hij of zij dagelijks toepast. Om een nieuwe werkwijze te implementeren, moet een bewijs worden geleverd dat deze werkwijze ook daadwerke - lijk uitvoerbaar is. Met behulp van dit bewijs kan de gebrui - ker overtuigd worden en is de kans op acceptatie van de werkwijze groter. De slagingskans van een nieuwe applicatie wordt vergroot als de userinterface van een applicatie eenvoudig, logisch en dus gebruiksvriendelijk is. Met behulp van Mixed Reality is het mogelijk een virtueel model door een device (bijvoorbeeld met bril, helm of tablet) op de juiste locatie te zien. mogelijk op ieder moment een up-to-date wapeningsmodel te delen met anderen. Er kan op een willekeurig moment infor - matie van het desbetreffende object worden opgevraagd.    Uit het onderzoek blijkt dat vlechters in ieder geval de volgende informatie nodig hebben om wapening te kunnen aanbrengen: - aansluitende elementen (stekken); - dekking; - geometrie beton; - hart-op-hartafstand; - laagaanduiding (als fasering); - positienummer / label; - staafdiameter; - verleggebied.   Cultuuromslag Het digitaliseren van een 2D-wapeningstekening is niet enkel een technisch proces. Om een nieuwe werkwijze te introdu - ceren, moet rekening worden gehouden met de mens. De toekomstige eindgebruiker (de vlechter) heeft een beproefde VR, AR en MR Virtual Reality (VR) Een volledige virtuele omgeving; afgesloten door de werkelijk - heid. Augmented Reality (AR) Virtuele objecten worden toegevoegd in de werkelijkheid. AR is een laag die boven op de werkelijkheid wordt gelegd. Mixed Reality (MR) Virtuele objecten worden toegevoegd in de werkelijkheid. Echter, in tegenstelling tot AR wordt met behulp van 'positionele tracking' een MR-beeld gecreëerd dat zich volgens de gebruiker echt in de ruimte bevindt. traditioneel: traditionele 2D-tekening huidig: modelleren wapeningsmodel traditionele 2D-tekening gewenst: modelleren wapeningsmodel 1 2 De digitale bouwplaats 5 2018 58 3 3D-wapeningsboekje4 Tabletweergave5 Weergave met behulp van een wearable Implementatie in vier fasen Uit het onderzoek volgt het advies om de implementatie van wapenen vanuit BIM op de bouwplaats in vier fasen door te voeren.   3D-wapeningsboekjes of legplannen Een directe stap van 2D-wapeningstekeningen naar nieuwe technologieën is waarschijnlijk te groot. Daarom wordt aanbe - volen als eerste stap 3D-wapeningsboekjes of legplannen (digi - taal of papier) op te stellen (fig. 3). Een soort bouwpakkethand - leiding volgens het IKEA-principe (een mooi voorbeeld uit een andere sector). Tablet In de daaropvolgende, tweede fase wordt het gebruik van een tablet aanbevolen (fig. 4). Hierin kan aan de hand van een Augmented Reality-weergave een stappenplan worden weerge - geven van de opbouw van een wapeningsconstructie. Tevens is er de mogelijkheid om wapening direct te keuren en digitaal vast te leggen.   3 4 5 Wearable Na het implementeren van een tablet is er de mogelijkheid om een stap verder te gaan en Mixed Reality te introduceren. Een concept waarin een virtueel model wordt getoond via een wearable ? dit is een gadget die op het lichaam kan gedragen worden (bijvoorbeeld een bril of helm) ? zou hierin het meest effectief zijn. Een vlechter met een wearable ziet een virtueel model én heeft beide handen vrij handen om te vlechten (fig. 5).   Robotisering Op de lange termijn wordt verwacht dat wapening wordt aangebracht met behulp van robots. Machines en robots kennen tegenwoordig een steeds breder scala aan mogelijkhe - den. Momenteel zijn er al 3D-geprinte gebouwen van beton en is het mogelijk vanuit een BIM (vlecht)machines aan te sturen. Tijdens het onderzoek bleek dat er al geautomatiseerde prefab - betonfabrieken bestaan, die een gestructureerd BIM als input gebruiken (foto 6).   De digitale bouwplaats 5 2018 59 6 Robotisering in de bouw- en infrasector7 Proof of Concept Hoe verder? Het onderzoek was in juni 2017 gereed. Toen bleek technisch al meer mogelijk dan verwacht. Inmiddels is bij de meeste bedrij - ven het begrip BIM al bekend. Een weergave met Augmen - ted of Mixed Reality kom je ook steeds vaker tegen. Om een nieuwe technologie te laten slagen, moeten we deze met de gehele sector in de praktijk implementeren. Het moet daarente - gen geen doel worden om een technologie toe te passen om het toe te passen, maar omdat het potentieel een efficiënter proces kan opleveren.   Daarom is het advies om mensen mee te nemen en ze de mooie voorbeelden en bewijzen van de digitalisering te laten zien. BIM-modellen zijn zeer waardevol; zeker als de achterliggende data en informatie verderop in het proces wordt hergebruikt. Daarnaast wordt het werk leuker door digitalisering. De repe - terende (vaak saaie) taken kunnen door de digitalisering worden geautomatiseerd.   Kortom, we maken nu een heuse digitale verandering mee. Welke innovatieve technologieën gaan de komende jaren nog meer hun intrede doen op de bouwplaats en de bouw- en infra - sector? Hoe implementeren we ontwikkelingen zoals Artificial Intelligence en Blockchain in onze sector? En zou het daadwer - kelijk mogelijk zijn om de bouwplaats volledig uit te rusten met robots? Ik hoor het graag van u! ? Proof of Concept Zoals eerder aangegeven moet een innovatie of een nieuwe werk - wijze worden bewezen voordat deze wordt geaccepteerd. Om die reden is gedurende het onderzoek een Proof of Concept (PoC) opgesteld, ter vervanging van de 2D-wapeningstekening (fig. 7). Hiermee wordt in korte tijd duidelijk of een innovatie haalbaar is of niet. In deze werkwijze ? afkomstig uit de IT-sector ? worden hoofd- en bijzaken gescheiden; wat zijn de must haves en welke zaken kunnen in een later stadium (should-, could- en won't haves) alsnog gerealiseerd worden ter verbetering?   In de PoC is met Augmented Reality de technische slagingskans van het concept aangetoond. Op basis van de input van vlechters is gedurende het onderzoek de applicatie NO-TIME REBAR ontwikkeld die wapening virteel op de juiste locatie plaatst. Vanuit een BIM kunnen met IFC de geometrie en de bijbehorende data geëxporteerd worden naar een game-engine. Dit is een software - ontwikkelingsomgeving, ontworpen om (video)games te bouwen (voorbeelden zijn Unity of Unreal). Met een tablet is het vervolgens mogelijk om een Augmented Reality-weergave te tonen. Met een pop-upmenu is alle beno - digde informatie uit de IFC op te vragen. Met deze PoC is aange - toond dat een Augmented Reality-weergave van wapening in de praktijk mogelijk is (inclusief automatische verificatie van de gerealiseerde wapening). 6 7 De digitale bouwplaats 5 2018