Bouwkwaliteit door kwaliteit van informatie
Leo van Ruijven is Principal Systems Engineer bij Croonwolter&dros en schreef onderstaande artikel voor het blad NEN / Bouwkwaliteit in de praktijk.
In de bouwsector worden veel onnodige kosten gemaakt. Als informatie niet op orde is, niet het juiste kwaliteitsniveau heeft of niet op tijd bij de juiste persoon aanwezig is, ontstaan faalkosten. Er kunnen zelfs gevaarlijke situaties ontstaan. Deze situaties kunnen onder meer worden voorkomen door meer efficiëntie en effectievere samenwerking tussen betrokken partijen en disciplines op basis van eenduidige informatie. De gehele bouwsector heeft op dit vlak veel te winnen bij het invoeren van een Bouwwerk Informatie Model (BIM) en verdere integratie van het bouwproces.
Er zijn veel verschillende partijen en disciplines betrokken in het bouwproces. Hierdoor kan er snel miscommunicatie ontstaan, met alle gevolgen van dien. Ketenintegratie en interoperabiliteit zijn hierbij de sleutelwoorden. De gehele bouwsector heeft op dit vlak veel te winnen bij het invoeren van een Bouwwerk Informatie Model (BIM) en verdere integratie van het bouwproces. Voor opdrachtgevers gaat hiermee de kwaliteit en transparantie omhoog en ontstaat een beter overzicht over en inzicht in de gehele levenscyclus van het bouwwerk.
Bij het integreren van het bouwproces is ICT inmiddels een onmisbaar hulpmiddel om de documentenstroom adequaat te reguleren. Het werken met een BIM gaat nog een stap verder. BIM gaat namelijk over het hele bouw-, onderhoud- en beheersproces en gaat uit van data in plaats van documenten. Het vergt dan ook een objectgerichte denk- en werkwijze. Door dit alles moet het einddoel van BIM: virtueel bouwen. Dit is het volledig integraal, digitaal ontwerpen en testen van het ontwerp alvorens te starten met het daadwerkelijk realiseren, opleveren en daarna beheren, inspecteren en onderhouden van het bouwwerk.
Wat is een BIM precies?
Een BIM betreft een digitale representatie van functionele en fysieke karakteristieken van een bouwwerk die toegankelijk is voor alle bij het bouwwerk betrokken partijen, zowel aan de opdrachtgeverzijde als aan de opdrachtnemer zijde. Het is een uitgangspunt voor en ondersteunend aan activiteiten en besluitvorming in de levenscyclus van een bouwwerk. Het wordt gedeeld en verrijkt door de verschillende belanghebbenden in het bouwproces; van architect en leverancier tot de gebouwbeheerder. Een BIM is dus in feite het virtuele bouwwerk, waarbij visualisatie door middel van een grafisch 3D-model (de geometrie) een belangrijk aspect is. Het grafische 3D-model is echter slechts één van de mogelijke representaties van de informatie uit de onderliggende databases van het BIM. Daarnaast komen in ieder project nog steeds documenten voor – specificaties, berekeningen, simulaties, planning, documentatiemateriaal, garanties, schema’s, afbeeldingen, aanvullende 2D- tekeningen, enzovoort – die op zich geen onderdeel zijn van het 3D-model, maar die wel op een gestructureerde manier moeten worden opgeslagen en overgedragen. Het betreft dus niet alleen geometrische informatie, maar ook informatie over de niet-geometrische kenmerken van de objecten (bijvoorbeeld materiaal, gewicht, capaciteit, prijs en fabricaat).
Voor hele levensduur
Het geografische 3D-model en de aanvullende, niet geografische bouwwerk informatie worden samen het BIM genoemd. Zo kan een aannemer in een BIM precies zien hoe het object eruit moet gaan zien (3D-model) en wat de specificaties van de inrichting (in de breedste zin van het woord) is. De leverancier van de vloerbedekking kan ook zijn specificaties hieruit halen en het geleverde product hierin vermelden en de gebouwbeheerder kan er zijn onderhoudsplan mee opstellen.
In het BIM wordt de informatie opgeslagen in een database, gekoppeld aan de samenstellende objecten of ‘dingen’ die in een bouwwerk voorkomen. Bij het invoeren van een BIM gaat het over het hele bouwproces, niet over het informatiseren van onderdelen daarvan. Het BIM is tijdens de levensduur een belangrijke referentie en gegevensbron voor ontwerp, realisatie, onderhoud, facility management, asset management en reconstructies. Het ondersteunt dus in potentie alle werkzaamheden rondom een bouwwerk. Het BIM gaat in theorie dus de hele levensduur van het betreffende bouwwerk mee en mogelijk nog veel langer, omdat het na de sloop van het echte bouwwerk kan worden gearchiveerd.
Verdere ontwikkeling BIM
Pas als alles over en van het bouwproces wordt ingevoerd en iedereen er aan meewerkt, komen de voordelen van het werken met een BIM tot hun recht. Voor het realiseren van deze veranderingen zijn eerst de nodige obstakels te overwinnen, immers elk bedrijf heeft zijn eigen volwassenheid, werkwijze, bedrijfsvoering en software-omgeving. Elk bedrijf of organisatie betrokken bij de bouw zal dan ook een groeimodel moeten ontwikkelen, ten einde vanuit de huidige situatie te groeien naar een gewenst BIM-niveau. De Bouw Informatie Raad (BIR) in Nederland geeft hier sturing aan door het ontwikkelen van bijvoorbeeld kenniskaarten en het organiseren van themabijeenkomsten. Verder door het samenbrengen van brancheorganisaties en de grote opdrachtgevers. Dit alles met het oog op ontwikkeling van en begeleiden van invoering van BIM in bedrijven.
Grote impact op gebruikers
Het werken met een BIM heeft grote impact op de organisatie en de individuele werknemer. Het gaat om mensen, hun werkzaamheden en de gereedschappen die daarbij gebruikt worden. Het gaat vooral om het ontwikkelen van een andere manier van kijken naar het bouwproces en organisatiecultuur, verschuivend van een machtsoriëntatie naar een gelijkwaardigheid in samenwerking, ondersteund door een gemeenschappelijke ‘eigen taal’ en begrippenkader, zowel intern als extern.
Normen nodig
BIM vraagt om normen op het vlak van onder meer het proces van informatie-uitwisseling, informatie modellen en overdrachtsprotocollen. Dit is waar NEN een bijdrage levert aan BIM. De NEN normcommissie ‘Automation systems and integration’ houdt zich samen met de beleidssector ‘Bouw’ bezig met normen op het gebied van data- en informatienormen en vormt de verbinding tussen de markt en nationale en internationale ontwikkelingen op het vlak van BIM-normen. De normcommissie fungeert hiermee als een kennisplatform voor normen op het gebied van BIM.
Bijzonder is dat het normen betreft vanuit alle sectoren waar informatie essentieel is voor het ondersteunen van de levenscyclus van producten die de sectoren voortbrengen. Dit geldt zowel in de procesindustrie, automobielindustrie, scheepsbouw, vliegtuigbouw en nu ook in de bouwsector. Daarvoor zijn nieuwe doordachte, objectieve en overkoepelende normen nodig, die door alle betrokken marktpartijen samen worden ontwikkeld. Deze normen kennen een zodanige balans tussen normalisatie en flexibiliteit dat bedrijven deze geleidelijk kunnen invoeren.
De normen moeten software uitwisseling van gegevens breder en effectiever mogelijk maken en werkprocessen stroomlijnen, waardoor meer geïntegreerd gewerkt kan worden en versnippering en de daarmee gepaard gaande inefficiëntie en fouten worden teruggedrongen. Ook in de bouw worden de voordelen van ICT door alle ketenpartners onderkend en wordt onderzocht wat de beste manier is om deze hulpmiddelen zo optimaal mogelijk te benutten BIM zorgt er voor dat snelheid, transparantie, reproduceerbaarheid van data en systematische archivering in alle fasen van het bouwproces en beheerproces bereikt wordt.
ICT en BIM
ICT in combinatie met BIM op basis van normen maakt vernieuwing van de bouw mogelijk; een vernieuwing waar de eerder genoemde sectoren ons al voorgingen en waar de bouw zijn voordeel mee kan doen. In de bouwsector is momenteel een transitie aan de gang van denken in documenten naar het denken in data. Eén van de initiatieven die de Bouw Informatie Raad (BIR) op zich heeft genomen, is het coördineren en beheren van alle normen die vanuit de bouwsector zijn ontstaan of aan het ontstaan zijn. Hiertoe is door de BIR een nationaal loket opgericht waar alle beheerders van normen en vergelijkbare documenten in de bouw zitting in hebben. Hier dient NEN als portaal naar de Europese (CEN) en Internationale (ISO, IEC) normen, waar het gaat om inbrengen van kennis over deze normen of het inbrengen van nationale ontwikkelingen in internationale ontwikkelingen.
De grootste uitdaging voor de normcommissie is bewustwording van het belang van standaarden op het vlak van informatie integratie en interoperabiliteit. Maar ook zowel nationaal als internationaal tot consensus komen over de inhoud. Er zijn veel normen die half overlappend zijn. Dat maakt het er niet gemakkelijker op, zeker niet voor de buitenwereld. Om alle betrokkenen hierbij op dezelfde golflengte te krijgen, is veel tijd nodig.
We staan derhalve met BIM nog maar in de kinderschoenen en zijn er nog lang niet. BIM is enerzijds een soort technische evolutie, maar anderzijds ook een mentale en culturele evolutie, een proces dat nooit af is. Dat kan zich alleen voltrekken aan de hand van afspraken, die door alle betrokken marktpartijen en andere organisaties samen worden gemaakt. En waaraan iedereen zich in alle fasen van het proces ook werkelijk houdt. BIM-normen dus. Dat is de grootste slag die we nog moeten maken. We zullen nooit weten wanneer we precies kunnen spreken van virtueel bouwen. Een evolutie is immers nooit af.
Industrie 4.0
Het werken met BIM vereist nieuwe rollen met specifieke vaardigheden op het vlak van zowel abstraherend- als complexiteithanteringsvermogen. Het lijkt een nieuwe fase in te luiden in de cognitieve evolutie van de mens. Het hoe en waarom van (expliciete) informatieverwerking wordt steeds belangrijker. Het associëren, herkennen, classificeren van ‘dingen’ en vervolgens representeren van informatie in ‘collectieve geheugens’ op gestandaardiseerde wijze is essentieel voor de komende ontwikkelingen in alle sectoren. Hier ligt nog een hele uitdaging voor het onderwijs die deze vaardigheden nog niet of nauwelijks in curriculum hebben ingebed. Dan pas kan er ook een begin worden gemaakt met wat bekend staat als Industrie 4.0. Zo lang de informatie niet goed gestructureerd en eenduidig is, zal nooit het volledige potentieel van Industrie 4.0 bereikt worden. Industrie 4.0 wordt immers gekenmerkt door informatietechnologie gedreven samenwerking tussen disciplines ten einde complexe systemen te realiseren zoals robotsystemen.
BIM is partituur
BIM kan vergeleken worden met een partituur in de muziekwereld. Een partituur is het volledige overzicht van een muziekstuk, waarin alle afzonderlijke muziekpartijen onder elkaar genoteerd staan in notenschrift, de geformaliseerde taal in de muziekwereld.
Het partituur is voor de componist een manier om alle melodieën en begeleidingsnoten die hij heeft bedacht netjes op te schrijven. Hierbij geeft hij meteen aan welke melodie door welk instrument (rol) gespeeld moet worden. Musici hebben feitelijk allen een specifieke rol en spelen meestal niet uit de partituur, maar uit een muziekboek dat alleen hun eigen partij bevat. De eerste violen hebben dus alleen hun eigen noten voor zich op de lessenaar staan en niet de gehele partituur, en dat geldt voor alle verschillende groepen uit een orkest.
Vooral bij een grote orkestbezetting is de partituur onmisbaar voor de dirigent. In principe kan deze met één blik op de partituur het totale verloop van de muziek overzien, zodat hij meteen kan ingrijpen als bijvoorbeeld de altviolen te laat inzetten of als de eerste trompettist drie maten heeft overgeslagen. Dat vergt een specifieke vaardigheid van de dirigent met het oog op complexiteit hantering, want soms staan er zoveel verschillende partijen onder elkaar dat het notenbeeld erg complex overkomt.