Methods for Automated Civil Construction Production Control
Hokkanen, Visa (2012)
Hokkanen, Visa
Tampereen ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012122120252
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012122120252
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena on ymmärtää maanrakennusalan tämänhetkinen tila tuotannonohjauksen suhteen. Työtä käytetään tuotannonohjausjärjestelmän vaatimusmäärittelydokumentin laatimiseen. Tuotannonohjaukseen uskotaan liittyvän seuraavat asiat: Koneohjaus toteuttavana vaiheena, BIM tietomalli ohjaavana tekijänä ja tuotannonohjausmenetelmät yleisesti.
Koneohjauksella on mitattu saavutettavan 30-100% työtehon lisäys. Tehonlisäys perustuu siihen, että koneen kuljettaja voi toimia itsenäisesti ilman erillistä mittamiehen tekemää maastoonmerkintää ja voi jatkaa työtä itsenäisesti eteenpäin, koska työmaasuunnitelma on näkyvissä koneohjauslaitteistossa. Huimimmat edut saadaan aikaan automaattiohjatulla tiehöylällä, jossa terää ohjataan tuotantomallin mukaisesti. Laatuvaatimuksen mukainen viiden millimetrin tarkkuus lopulliselle pinnalle on erittäin vaikea saavuttaa ilman ohjausjärjestelmää.
BIM toimintamalli on tulossa kovaa vauhtia maanrakennuspuolelle. Syy tähän löytyy talonrakennuspuolelta, jossa valistuneimmat omistajat vaativat BIM prosessin käyttöä kaikissa omistajalle toteutettavissa hankkeissa. Tekniikat eivät ole suoraan yhteensopivia, johtuen lähinnä eri toimialojen mallinnustarpeista. Avoin IFC formaatti mallintaa taloa tai siltaa solideilla. IFC ei tunne jatkuvan geometrian käsitettä, joka on perustekniikkaa mallinnettaessa esimerkiksi moottoritietä. Väylägeometrian lisäksi maanrakennuspuolen tietomallissa on matemaattisia riippuvuuksia väylän rakenteisiin. IFC mallin solidin voi ajatella esim. Legopalikkana, kun taas väylää olisi helpompi kuvata esimerkiksi murtoviivajoukkoina.
Ennen kuin tuotannonohjaus on mahdollista, tarvitaan suunnitelma, toteuma ja näiden vertailu. Työ maanrakennuksessa etenee kokoajan ja toistuvaa työtä samoilla parametreilla ei käytännössä tehdä, kuten esimerkiksi valmistavassa teollisuudessa. Maanrakennukseen on kehitetty omia menetelmiä, kuten sijainti-perustainen menetelmä ja ns. tieaika kaavio, joiden avulla työkoneryhmiä voidaan ohjata tehokkaammin.
Kaikki menetelmät perustuvat periaatteisiin ja käsitteisiin. Maanrakennusyrityksissä on omaksuttu Toyotan tutuksi tekemä Lean ajattelu. Leanin periaatteisiin kuuluu hukan vähentäminen. Hukalla tarkoitetaan kaikkea toimintaa, joka ei lisää arvoa asiakkaalle, tässä tapauksessa tuotteen omistajalle. Toinen periaate on jatkuva prosessien tehostaminen, suunniteltujen tehtävien toteuman seuraaminen ja epäonnistumisten arviointi. Lopuksi tutkitaan myös tuotannonohjaukseen ja yhteistyöhön liittyviä asioita mekaniikkasuunnittelun ja talonrakennuksen näkökulmasta.
Koneohjauksella on mitattu saavutettavan 30-100% työtehon lisäys. Tehonlisäys perustuu siihen, että koneen kuljettaja voi toimia itsenäisesti ilman erillistä mittamiehen tekemää maastoonmerkintää ja voi jatkaa työtä itsenäisesti eteenpäin, koska työmaasuunnitelma on näkyvissä koneohjauslaitteistossa. Huimimmat edut saadaan aikaan automaattiohjatulla tiehöylällä, jossa terää ohjataan tuotantomallin mukaisesti. Laatuvaatimuksen mukainen viiden millimetrin tarkkuus lopulliselle pinnalle on erittäin vaikea saavuttaa ilman ohjausjärjestelmää.
BIM toimintamalli on tulossa kovaa vauhtia maanrakennuspuolelle. Syy tähän löytyy talonrakennuspuolelta, jossa valistuneimmat omistajat vaativat BIM prosessin käyttöä kaikissa omistajalle toteutettavissa hankkeissa. Tekniikat eivät ole suoraan yhteensopivia, johtuen lähinnä eri toimialojen mallinnustarpeista. Avoin IFC formaatti mallintaa taloa tai siltaa solideilla. IFC ei tunne jatkuvan geometrian käsitettä, joka on perustekniikkaa mallinnettaessa esimerkiksi moottoritietä. Väylägeometrian lisäksi maanrakennuspuolen tietomallissa on matemaattisia riippuvuuksia väylän rakenteisiin. IFC mallin solidin voi ajatella esim. Legopalikkana, kun taas väylää olisi helpompi kuvata esimerkiksi murtoviivajoukkoina.
Ennen kuin tuotannonohjaus on mahdollista, tarvitaan suunnitelma, toteuma ja näiden vertailu. Työ maanrakennuksessa etenee kokoajan ja toistuvaa työtä samoilla parametreilla ei käytännössä tehdä, kuten esimerkiksi valmistavassa teollisuudessa. Maanrakennukseen on kehitetty omia menetelmiä, kuten sijainti-perustainen menetelmä ja ns. tieaika kaavio, joiden avulla työkoneryhmiä voidaan ohjata tehokkaammin.
Kaikki menetelmät perustuvat periaatteisiin ja käsitteisiin. Maanrakennusyrityksissä on omaksuttu Toyotan tutuksi tekemä Lean ajattelu. Leanin periaatteisiin kuuluu hukan vähentäminen. Hukalla tarkoitetaan kaikkea toimintaa, joka ei lisää arvoa asiakkaalle, tässä tapauksessa tuotteen omistajalle. Toinen periaate on jatkuva prosessien tehostaminen, suunniteltujen tehtävien toteuman seuraaminen ja epäonnistumisten arviointi. Lopuksi tutkitaan myös tuotannonohjaukseen ja yhteistyöhön liittyviä asioita mekaniikkasuunnittelun ja talonrakennuksen näkökulmasta.