BIM: Uitdagingen en Potentieel

De adoptie van technologie in de bouwsector is een traag proces, maar de industrie wordt steeds bewuster over de potentie van BIM in het veld. BIM belooft betrouwbaardere beslissingen doorheen de levenscyclus van een project. Naarmate BIM bestaande problemen aanpakt op een kost-effectieve manier, met verbeterde probleemoplossing, efficiëntere communicatie en een versnelde bouwtijd, worden een aantal BIM-uitdagingen geïdentificeerd vooraleer implementatie kan plaatsvinden.

BIM Samenvatting

Bouwinformatiemodellen (BIM) wordt gedefinieerd als, “Een proces dat betrekking heeft op het gestructureerd delen en coördineren van digitale informatie over een gebouw doorheen zijn levenscyclus” (Eastman et al., 2011). BIM wordt gewaardeerd als een collaboratieve technologie die een groot deel van de communicatie-gerelateerde uitdagingen van de industrie elimineert (Navendren et al., 2014). Gedurende de laatste twee decennia, zijn effectieve en efficiënte levering een grote uitdaging geweest in de bouwindustrie met fragmentatie als een kernbijdrager in het leveringsproces van de industrie. De bekende problemen waren: een gebrek aan kosten- en tijdszekerheid in het leveringsproces; kwaliteit van het afgewerkte product; tegenstrijdige culturen; onhandelbare gedelegeerde risico’s en beloningen (Navendren et al., 2014). Het gebrek aan integratie binnen een laks-gepland leveringsproces weerkaatst elke vorm van effectieve communicatie of samenwerking. Het samenvoegen van deze processen tot een enkel sterk-gecoördineerd proces blijkt een katalysator te zijn naar het verbeteren van de bouwindustrie (Arayici et al., 2011). Virtuele 3D communicatie is opkomend als een nieuw proces dat de integratie en samenwerkingsmogelijkheden zou revolutioneren binnen het projectleveringssysteem (Eastman et al., 2011). En dat proces zijn BIM.

BIM Projecties

Alhoewel BIM al bestaat sinds de jaren 80, is het de laatste jaren sterk gestegen in populariteit en gebruik (Eastman et al., 2011). In het Verenigd Koninkrijk wordt BIM vaak gediscussieerd, naarmate de regering haar bouwstrategie wil sturen naar het implementeren van BIM-level 2 voor alle regeringsprojecten tegen het einde van 2016, met het doel van universele BIM-adoptie over de gehele industrie (Navendren et al., 2014). De regering van het Verenigd Koninkrijk verwacht hierdoor een geleverde efficiency, verbeterde koolstof prestatie en tot 20% kostenreductie op publieke projecten dankzij de systematische adoptie van BIM (Navendren, 2014). De uitkomsten van deze doelstellingen worden verwacht geleverd te worden via de voordelen geassocieerd met BIM. Maar, er zijn verschillende socio-technische problemen die een drempel vormen voor deze prestaties. Deze zullen beschreven worden in de opkomende secties, samen met de voordelen van BIM.

BIM Voordelen

De potentie van BIM is zeer uitgebreid. De voordelen van het implementeren van BIM in bouwprojecten zijn veelvoudig en inclusief de volgende belangrijke aspecten (Azhar, 2011):

• Versnelde en meer effectieve processen: Informatie kan makkelijk gedeeld worden en er kan waarde toegevoegd en hergebruikt worden.
• Verbeterd design: Bouwvoorstellen kunnen rigoureus geanalyseerd worden, simulaties kunnen snel uitgevoerd worden en prestaties kunnen gebenchmarkt worden, waardoor er verbeterde en innovatieve oplossingen tevoorschijn komen.   
• Gecontroleerde levensduur kosten en milieudata: milieuprestaties zijn meer voorspelbaar en levenscycluskosten zijn beter te begrijpen.
• Verhoogde productiekwaliteit: Documentatie output is flexibel en maakt gebruik van automatisering.
• Geautomatiseerde montage: Digitale productdata kan geëxploiteerd worden doorheen de productieprocessen en gebruikt worden voor het maken en monteren van gestructureerde systemen.
• Verbeterde klantendienst: Voorstellen worden beter begrepen door het gebruik van visualisaties.
• Levenscyclus data: Benodigdheden, design, constructie en operationele informatie kan gebruikt worden in faciliteitenmanagement.

In een case studie van 32 grote projecten, ondervond het Centrum van Geïntegreerde Faciliteiteningenieurs aan de Universiteit van Stanford de volgende voordelen in hun statistische data (CRC Construction Innovation, 2007):

• Tot wel 40% vermindering in onbegrote aanpassingen.
• Kostenbegroting nauwkeurigheid binnen de 3% zoals vergeleken met traditionele kostenbegrotingen.
• Tot wel 80% vermindering in de benodigde tijd om een kostenbegroting te maken.
• Een besparing van tot wel 10% op de waarde van het contract dankzij clash-detecties
• Tot 7% vermindering in de projectduur

Er zijn ook specifieke voordelen voor de verschillende projectdeelnemers:

• Klanten: verbeterde behoefte-vervulling dankzij versterkte communicatie binnen het designteam.
• Designers: Verhoogde duidelijkheid in ontwerpintenties, gemakkelijk testen van de design opties en gemakkelijke distributie van de design documentatie tussen de teams.
• Aannemers: Toegang tot verhoogde informatiekwaliteit met betrekking tot begroten en bieden, vroegtijdige betrokkenheid tot het bijdragen van de bouwbaarheid en effectieve schema opstelling, en clash-vrij bouwen dankzij de mogelijkheid tot simuleren vooraleer daadwerkelijk bouwen.
• Faciliteitenmanagement: Verhoogde kwaliteit van zoals gebouwd en overhandigen informatie, en versimpelde integratie tot computerondersteunde faciliteitenmanagementsystemen voor onderhoud en evaluaties na bezetting.  

Om een voorgestelde investering te evalueren wordt vaak de Return on Investment (ROI) berekening gebruikt. Deze formule berekent het contrast tussen verwachte winsten van een investering tegen de kosten van de investering (ROI = winsten/kosten). In een gedetailleerde kostenstudie van 10 projecten, varieerde het BIM ROI van verschillende projecten van 140% tot 39,900%. Het gemiddelde werd gecalculeerd aan 1,633% voor alle projecten en 634% voor projecten zonder een planning of waarde-evaluatie fase. Dankzij de grootschalige gegevens verspreiding, was het moeilijk om een specifieke omvang te bepalen voor het BIM ROI. Andere projecten meten BIM-besparingen gedurende de bouwfase door directe kostenvermijding of het plannen van een waardeanalyse. De vermelde kostenberekeningen waren exclusief indirecte, design, constructie, administratieve of andere soorten kostenbesparing die resulteren uit het gebruik van BIM-implementatie. In een 2014 onderzoek van McGraw Hill Construction BIM, bleek dat 75% van de aannemers wereldwijd een positieve ROI vermelden. De actuele ROI van BIM kan veel groter uitpakken dan aangegeven.

BIM-Risico’s

Risico’s betrokken bij de implementatie van BIM kunnen verdeeld worden in twee categorieën: legaal (of contractueel) en technisch (Azhar, 2011).

• Legaal: Er is een gebrek aan eigenaarsbepaling van BIM-data en de nood om deze te beschermen via auteursrechten en andere juridische kanalen. Er is geen simpel antwoord in data eigendom aangezien teamgenoten beschermde informatie voorzien voor gebruik in een projectontwerp, dat gefinancierd wordt door de projecteigenaar. Wanneer project teamgenoten, naast de eigenaar en de architect/ingenieur, data voorzien die geïntegreerd wordt in BIM’s, kunnen licentieproblemen ontstaan. Een aanvullend probleem kan ontstaan over wie de verantwoordelijkheid neemt over het invoeren van de data in het model, en enige onnauwkeurigheid die hierdoor kan ontstaan. Integratie als concept vervaagt de grens tussen verantwoordelijkheid die risico en aansprakelijkheid mogelijk kunnen vergroten.
• Technisch: Naarmate kosten en schema toegevoegd worden als aanvullende dimensies tot het bouwinformatiemodel, wordt ook de verantwoordelijkheid tot een fatsoenlijke technologische interface doorheen verschillende programma’s een cruciale factor. Verantwoordelijkheid voor nauwkeurigheid en coördinatie van de kosten en schema informatie moet contractueel aangesproken worden – de risico’s gerelateerd aan het gebruik van BIM worden gedeeld over de projectdeelnemers, gezamenlijk met de voordelen.

BIM Uitdagingen

Ondanks de voorgestelde voordelen van verschillende casestudies, blijven er echter een aantal uitdagingen voor BIM die een snellere wereldwijde adoptie en implementatie tegenhouden. Een aantal kleinere bedrijven zijn weerhoudend in hun transitie naar het gehele BIM-proces. In 2014 beschreef The National Building Specification de top vijf leidinggevende redenen waarom organisaties nog niet zijn overtuigd door BIM (Lymath, 2014).

1. Klanten vraag. 73% van kleinere bedrijven, met minder dan vijf werknemers, hebben meegedeeld dat er vanuit de klanten geen vraag is naar BIM. Terwijl de VK regering dwingt dat BIM gebruikt moet worden voor publiek-gefundeerd werk, hebben klanten van kleinere bedrijven zelden zulke eisen.
2. Relevantie. 71% van kleine bedrijven gelooft dat BIM niet altijd even geschikt is voor hun typische projecten. Zij geloven dat hun projecten niet altijd complex genoeg zijn om het gebruik van BIM te verantwoorden. Echter is het een feit dat zelfs huiselijke projecten complex kunnen zijn.
3. Kosten. Het implementeren van BIM brengt enige kosten met zich mee gerelateerd aan software, training en tijd. Toch is het belangrijk om in gedachten te houden dat de potentiele voordelen dopwegen tegen de kosten – diegene die BIM adopteren bevinden vaak dat de resultaten beter dan verwacht blijken.
4. Projectgrote. Het is niet zo dat BIM enkel effectief kan zijn voor grote projecten. BIM kan ook voordelen verschaffen voor projecten van elke grote, huiselijk en opwaarts. Ook voor kleinschaligere projecten kan BIM voordelen opleveren.
5. Skills in huis. 62% van kleine aannemers (met vijf of minder werknemers) en 77% van bedrijven (zes of meer werknemers) gaven aan dat ze de benodigde BIM-skills niet in huis hebben. Echter, aangezien de overgang van de industrie is er een groeiende behoefte aan recruitment en zou dit een ideaal moment zijn om mensen aan te nemen met de benodigde BIM-skills. Kleinere aannemers kunnen ook investeren in training, wat zou resulteren in lagere aggregaat kosten.

Deze managementproblemen hangen samen rond de implementatie en het gebruik van BIM. Er is geen duidelijke consensus over hoe BIM
geïmplementeerd en gebruikt moet worden. Er is geen enkel BIM-document met uitdrukkelijke instructies over zijn applicatie en gebruik. Het is noodzakelijk om het BIM-proces te standaardiseren en de richtlijnen voor implementatie te definiëren. Het is ook belangrijk om duidelijk te maken wie de bouwinformatiemodellen zal uitwerken en hoe de operationele en ontwikkelingskosten zullen verdeelt worden.
De technische redenen, aan de andere kant, kunnen in een brede zin geclassificeerd worden in drie categorieën (Bernstein and Pittman, 2005).

1. De nood aan goed-gedefinieerde transactionele constructieprocesmodellen om datasamenwerkingsproblemen te vermijden.
2. De eis dat digitale ontwerpdata berekenbaar is en middels een computer bewerkt kan worden.
3. De nood voor goed-ontwikkelde, praktische strategieën voor de doelbewuste uitwisseling en integratie van belangrijke informatie tussen de bouwinformatiemodellen componenten.

Transactioneel Bedrijfsproces Evolutie

BIM kan de informatiestroom verlichten en processen connecteren, maar het zal niet de bedrijfsproblemen oplossen. Het integreren van ontwerpdata in een modelgebaseerd ontwerpen-om-te-bouwen proces kan potentiële conflicten elimineren, maar zal geen invloed spelen op het onderliggende gebrek aan basis bedrijfsproces integratie (Bernstein en Pittman, 2005).

Berekenbaarheid van Digitale Design Informatie

De computerondersteunde design tools (CAD) die de bouwindustrie momenteel gebruikt creëren enkel geïllustreerde data zonder berekenbare informatie. Deze representaties zijn nuttig wanneer ze gelezen worden door mensen, maar bevatten weinig informatie die gebruikt kan worden voor doeleinden naast het plotten van een tekening. Voor het grootste gedeelte kijken mensen momenteel naar de data, interpreteren we het, and vertalen ze het naar andere applicaties voor verdere analyse. Dit proces is erg tijdverspillend en vatbaar voor menselijke fouten. Vooraleer de industrie BIM volledig kan omarmen, moet de behoefte aan berekenbare informatie beter bekend worden en zal de gedachtegang moeten verschuiven van foto’s naar informatiemodellen. Zodra de waarde van berekenbare databanken herkent wordt – en berekenbare databanken gemaakt worden voor gebouwen – zullen nieuwe vormen van berekenbare databanken vrijgelaten worden (Bernstein en Pittman, 2005).

Belangrijke Data Interoperabiliteit

Zodra bedrijfsprocessen en berekenbaarheid opgelost zijn, kan er gekeken worden naar de laatste voorwaarde voor BIM-adoptie, namelijk het toegankelijk maken van de resulterende data naar de relevante partijen betrokken in het bouwproces (Bernstein en Pittman, 2005). Dit idee om ontwerpinformatie te delen is bekend als “interoperabiliteit”. De afgelopen jaren hebben BIM technieken dit probleem van belangrijke interoperabiliteit aangepakt middels meerdere integratie software die verschillende BIM-formats ondersteunt (Wang, 2011). Onderzoekers en beoefenaars in de industrie zijn bezig met het ontwikkelen van oplossingen om deze BIM-uitdagingen en andere geassocieerde risico’s te overkomen. Het wordt verwacht dat BIM gebruik zal blijven stijgen in de architectuur-ingenieur-constructie industrie.

Bouwinformatiemodellen bevorderen de voorspelbaarheid van bouwprestaties en operatie. Langzaamaan verandert BIM het landschap van architectuur, ingenieur en constructie, dankzij innovatieve manieren om virtuele projecten te ontwerpen en onderhouden. Naarmate het gebruik van BIM verhoogt, zou ook de samenwerking tussen projectteams moeten verbeteren, wat uitkomt op verhoogde winsten, verlaagde kosten, verbeterde timemanagement, en verbeterde klantenrelaties (Azhar, 2011). Het heeft een duidelijk potentieel economisch voordeel, gebaseerd op de 634% BIM ROI casestudies. BIM levert een nieuw paradigma voor de AEC-industrie – de integratie van de rollen van alle stakeholders van een project kan leiden tot een verhoogde efficiency en harmonie, maar kan ook leiden tot het risico om de belangrijke check-en-balans mechanismes in het huidige paradigma te verliezen.
De toekomst voor BIM ziet er positief uit; het is zowel spannend als uitdagend. Wij hopen dat het groeiende gebruik van BIM de industrie zal bevorderen met verhoogde productiviteit en verlaagde projectkosten.
In een eerder blogartikel spraken we over wat BIM is en wat het betekent in de snel-evoluerende constructie technologiesector. Gezamenlijk vormen deze artikels een serie over bouwinformatiemodellen (BIM). Onderbouw deze kennis met artikels over De Geschiedenis van BIM, de verschillende Rollen in een BIM-projectcyclus, wat de toekomstige implicaties zijn en bekende mythes rondom BIM gebruik. Ook hebben we een downloadbaar e-book beschikbaar voor het verhogen van de productiviteit op de bouwwerf, om u te helpen kiezen welke tools u kunnen ondersteunen in het administratief bijhouden van uw bouwbedrijf.