Lean Construction și Building Information Modeling (BIM) sunt factori importanți de schimbare și transformare în industria Arhitecturii, Ingineriei și Construcțiilor (AEC). Lean Construction este o abordare concentrată pe proces/operațiuni a managementului construcțiilor, care vizează creșterea eficienței industriei AEC și a calității produselor sale finale prin dezvoltarea de noi principii și metode asemănătoare celor care definesc sistemul de producție Lean. BIM, pe de altă parte, reprezintă un verb sau o expresie adjectivă pentru a descrie instrumente, procese și tehnologii care sunt facilitate de documentație digitală, citibilă de mașină, bazată pe obiecte despre un proiect de construcție (adică clădiri, autostrăzi, centrale electrice etc. ), performanța sa, planificarea, construcția și ulterior funcționarea. Documentația nu se referă doar la forma proiectului (vizual 3D) ci și la funcțiile acestuia; performanța sa, planificarea, construcția și ulterior funcționarea.

Cercetări recente în Lean Construction și BIM arată că există o sinergie considerabilă între cele două, care așteaptă să fie exploatată de industrie (vezi Figura 1)1. Apariția BIM multidimensional sau multifuncțional (nD) permite extinderea acestei sinergii din faza de proiectare până la fazele de construcție și management al operațiunilor. Oferind drumuri către multe oportunități inovatoare de management al construcțiilor, natura bazată pe obiecte, care poate fi citită de mașină, a modelelor BIM permite, de asemenea, integrări eficiente cu tehnologiile emergente în capturarea, vizualizarea și manipularea datelor. Unele dintre aceste tehnologii includ scanarea laser, realitatea virtuală (VR), rețelele de senzori, motoarele fizice și bazele de date în cloud. În această postare, va fi prezentată pe scurt o imagine de ansamblu asupra extinderii suportului BIM la diferite principii legate de Lean Construction în faza de construcție a ciclului de viață al proiectului.

În Figura 1, în timp ce celulele verzi indică o interacțiune pozitivă, celulele roșii indică o interacțiune negativă între funcționalitatea BIM și principiul slab. Fiecare număr din celule corespunde unei explicații specifice de interacțiune care poate fi văzută în Sacks și colab. (2010)¹ detaliat. Prin urmare, există 52 de interacțiuni pozitive din toate cele 56 de interacțiuni între Lean Construction și BIM (numerele din celule). Literatura de specialitate arată că numărul de interacțiuni și posibilități s-a extins pe măsură ce utilizarea BIM se dezvoltă rapid pe parcursul ciclului de viață al proiectului.

Unele dintre interacțiunile pozitive semnificative (sinergii) din totalul de 56 de interacțiuni din Figura 1 (celule verzi) includ: BIM reduce variațiile de proiectare și construcție, BIM reduce timpii ciclului de proiectare și construcție, BIM permite vizualizarea produsului și procesului și suportă BIM o serie de principii lean și construcție lean. BIM este bun la identificarea și, în unele cazuri, corectarea erorilor de proiectare și construcție, ciocniri și generarea de decolări corecte de cantitate¹, ceea ce duce la reducerea variațiilor în procesele de proiectare și construcție. De asemenea, permite generarea rapidă de desene de proiectare, alternative de proiectare, preluări de cantități, programe de construcție și sarcini, împreună cu un suport extins de prefabricare, care are ca rezultat reducerea timpilor de ciclu. Captarea valorii poate fi facilitată mai bine prin vizualizarea rapidă a diferitelor alternative de design cu posibilele impacturi ale acestora asupra costurilor și programului. Caracteristicile competente de vizualizare ale modelelor BIM alimentează bine managementul prin vizualizarea principiului Lean Construction.

Unele dintre interacțiunile negative din Figura 1 (celule roșii) includ: imaturitatea în tehnologia BIM, complexitatea crescută în management, inventarul crescut de desene alternative și desene de proiectare. Într-adevăr, tehnologia nu este scutită de provocările sale; există probleme de interoperabilitate între diferiți furnizori de software BIM, obiectele BIM și protocoalele de date necesită o standardizare suplimentară. În plus, diferite țări au niveluri diferite de maturitate BIM, ceea ce poate părea în contradicție cu mantra slabă a utilizării tehnologiei dovedite și cu valoare adăugată. De asemenea, integrarea Lean Construction cu BIM poate introduce complexități și suprasolicitari suplimentare pentru profesioniștii AEC în practică. Generarea rapidă de alternative de proiectare, preluări de cantități, calendare de construcție și sarcini pot crea rapid, de asemenea, un inventar mare de documente (desene, grafice, calcule de cantități etc.).

BIM și Lean în faza de construcție

În prezent, BIM oferă o platformă de vizualizare eficientă pentru întâlnirile de planificare colaborativă/Ultimul planificator, brief-uri de proiectare și angajamente ale părților interesate. Vizualizarea intenției de construcție în aceste eforturi crește transparența, declanșează discuții între meserii de construcții, ajută la identificarea în colaborare a posibilelor conflicte de muncă și blocajele/constrângerile procesului în viitorul apropiat.².

Utilizarea combinată a modelelor BIM, a serverelor BIM și a tehnologiilor emergente de captare a datelor la fața locului, cum ar fi scanarea rapidă cu laser, codurile de bare și etichetarea RFID și fotogrammetria avansată, permit automatizarea activităților fără valoare adăugată, cum ar fi progresul real pe site și monitorizarea producției, calcule de plată a progresului subcontractantului, controlul calității producției și verificări de toleranță, verificarea producției în raport cu codurile și cerințele de construcție, supravegherea și scanarea condițiilor existente ale șantierului/sistemului, monitorizarea stocurilor și urmărirea materialelor, instalațiilor și echipamentelor³. Verificările de siguranță în construcție pot fi, de asemenea, automatizate folosind tehnologia BIM⁴.

Capacitățile 4D (model 3D plus program de timp) și 5D (4D plus cost) ale BIM oferă constructorilor o mai bună înțelegere a diferitelor metode de construcție și alternative de materiale cu impactul lor asupra costurilor și programului. Sa demonstrat, de asemenea, că BIM a permis simulări 4D și 5D și discuții asupra resurselor critice, timp/program, siguranță, spațiu de construcție și analize de construcție au dus la reducerea timpilor de ciclu la fața locului, a cererilor de informații (RFI), a deșeurilor de proces și a creșterii siguranță prin evitarea ciocnirilor de lucru cu o mai bună construcție în unele sarcini de lucru critice (de exemplu, lucrări din beton armat)⁵.

Există, de asemenea, eforturi pentru a crea sisteme bazate pe BIM pentru a vizualiza holistic fluxurile de informații privind construcția și pentru a facilita controalele vizuale la fața locului (de exemplu, KanBIM și VisiLean – vezi Figura 2). În aceste modele de creștere a transparenței procesului, managerii de construcții și lucrătorii pot vedea și comunica cu ușurință programul de lucru bazat pe locație și situația unei sarcini de lucru (în desfășurare, oprită, se confruntă cu o problemă) cu constrângerile sale reale asupra unui model BIM interactiv.⁶. Sistemele de control vizual sunt integrate pe scară largă cu sistemul Last Planner și sunt afișate pe ecrane tactile mari, la fața locului.

Datorită compatibilității ridicate a modelelor BIM cu unitățile industriale de control numeric computerizat (CNC) în producție, prefabricarea componentelor complexe de construcție (de exemplu, conducte, MEP, panouri RC, placare, structuri de pereți uscati), ceea ce reduce considerabil timpul ciclului de construcție și crește calitatea construcției, este posibilă⁷. De asemenea, cantitățile de materiale de construcție generate rapid prin modelele BIM pot fi integrate cu software-ul Enterprise Recourse Planning (ERP) al furnizorilor pentru a facilita Just-in-Time (JIT)⁸ prin evitarea întârzierilor de comunicare și a erorilor de urmărire/decolare a materialelor.

Odată cu integrarea unui motor fizic suprapus, modelele/simularile activate BIM au fost utilizate recent pentru a instrui forța de muncă din construcții cu privire la unele probleme critice legate de proces, calitate și siguranță.^{9, 10} în medii virtuale și interactive.

Referințe

1. Sacks, R., Koskela, L., Dave, B. și Owen, RL (2010), Interacțiunea Lean și BIM: o analiză conceptuală. Journal of Construction Engineering and Management, 136 (9) 968-980.

2. Dave, B., Koskela, L., Kiviniemi, A., Tzortzopoulos, P. și Owen, RL (2013), Implementing lean in construction : lean construction and BIM. CIRIA.

3. Tang, P., Huber, D., Akinci, B., Lipman, R. și Lytle, A. (2010). Reconstituirea automată a modelelor de informații ale clădirii așa cum sunt construite din nori de puncte scanate cu laser: o revizuire a tehnicilor conexe. Automatizari in constructii, 19(7), 829-843.

4. Zhang, S., Teizer, J., Lee, JK, Eastman, CM și Venugopal, M. (2013). Modelarea informațiilor clădirii (BIM) și siguranță: verificarea automată a siguranței modelelor și graficelor de construcție. Automation in Construction, 29, 183-195.

5. Gerber, J., Becerik-Gerber, B. și Kunz, A. (2010). Modelarea informațiilor de construcție și construcția slabă: tehnologie, metodologie și progrese din practică. În cea de-a 318-a conferință anuală, International Group for Lean Construction, Haifa, Israel, 14-16 iulie.

6. Sacks, R., Barak, R., Belaciano, B., Gurevich, U. și Pikas, E. (2012), KanBIM Workflow Management System: Prototype implementation and field testing, Lean Construction Journal, 19-35.

7. Hamdi, O. și Leite, F. (2012). BIM și interacțiuni lean din perspectiva modelului de maturitate a capacității BIM: un studiu de caz. În lucrările celei de-a 20-a conferințe anuale a Grupului Internațional pentru Construcții Lean.

8. Said, H. și El-Rayes, K. (2014). Sistem automat de optimizare a logisticii construcțiilor multi-obiective. Automation in Construction, 43, 110-122.

9. Ku, K. și Mahabaleshwarkar, PS (2011). Construirea modelelor interactive pentru educația în construcții în lumile virtuale. Journal of Information Technology in Construction, 16, 189-208.

10. Clevenger, C., Glick, S. și del Puerto, CL (2012). Învățare interoperabilă utilizând modelarea informațiilor despre clădiri (BIM) în educația în construcții. Jurnalul Internațional de Educație și Cercetare în Construcții, 8(2), 101-118.