Praktisk planlegging av betongproduksjon

Abstract

Sammendrag Oppgavens utgangspunkt var et ønske hos AF Bygg Oslo om å se på muligheter til å forbedre fremdriftsplanleggingen av betong. Det ble antydet at 3-dimensjonale bygningsmodeller, simulering av disse og nye planleggingsteori ved Lean Construction hadde potensiell forbedringsmuligheter. Det er, med den nåværende planleggingsmetoden, vanskelig å få frem helheten av betongproduksjonen. Dette gjør det blant annet utfordrende å håndtere logistikk og endringer som oppstår på byggeplassen. En forbedret løsningen kunnen være en utvidet planlegging ved hjelp av bygningsinformasjonsmodeller(BIM) og ny teori . Målet med oppgaven ble derfor å utvide den nåværende framdriftsplanleggingen hos entreprenøren, slik at planleggingsprosessen kan møte de utfordringer og behov som eksisterer. For å nå dette målet var det viktig å kartlegge de aktuelle teorier, behov og den praksis som blir benyttet av aktuelle planleggere i dag. Neste trinn ble så å vurdere nye muligheter i teori og metoder. Det var derfor naturlig å starte med aktivitetsbasert nettverksplanlegging som er den teori som underbygger den nåværende metoden. Videre ble alternativer teorier som stedbasert planlegging, Lean Construction (”trimmet bygging”), risikostyring og simulering av byggeprosess (4D CAD) behandlet. Elementer fra disse ble ansett som relevante for en utvikling av fremdriftsplanleggingen. Spesielt interessant for en potensiell utvikling var de teorier og metoder som ble funnet i Rogier Jongeling sin doktoravhandling: ” A process model for work-flow management in construction” (Jongeling 2006). Her delte han inn fremdriftsplanlegging i et makro- og et mikroperspektiv. Makroplanlegging ble definert som planlegging av de store linjer og samspillet mellom fag igjennom hele byggeprosessen. Mikroplanlegging fokuserte på de prosesser som finner sted på byggeplassen gjennom simulering, kontroll og planlegging. Mikroplanlegging ble utgangspunkt for den utvikling av fremdriftsplanleggingen som denne oppgaven anser som hensiktsmessig. Det ble funnet et skarpt skille mellom planleggingsteoriene på et fundamentalt nivå. Det dreide seg om hvorvidt oppgavene på byggeplassen skal presses frem etter den forutbestemte planen (dominerende praksis), eller om ressursene på byggeplassen skal trekke oppgaver fra planen. Denne forskjellen skapte to forskjellige måter å møte produksjonens utfordringer på og fikk en praktisk konsekvens for både planleggingen og produksjonen av betongen. For å kartlegge den nåværende fremdriftsplanlegging for betong som utføres i AF Bygg Oslo, samt de forbedringsbehov som anses som relevante, ble det gjennomført intervjuer av produksjonsledere for betong hos entreprenøren. Disse intervjuene beskrev en planleggingsprosess basert på erfaring med praktiske hjelpemidler. Avdekkete begrensinger og utfordringer ved den nåværende prosessen, samt spesifikke forbedringsmuligheter, ble beskrevet i en behovsdefinisjon. Denne definisjonen muliggjorde en vurdering av forskjellige planleggingsmetoder. Intervjuene og et studium av et konkret prosjekt hos AF Bygg Oslo dannet grunnlag for en utdypende beskrivelse av dagens prosess. Dette prosjektet var råbygget på boligblokkprosjektet Grefsenkollveien 16. Betongen ved dette prosjektet ble produsert ved hjelp av plasstøpte vegger og dekker understøttet av plattendekker. Praktiske erfaringer og den gjennomførte planleggingsprosessen ble beskrevet. Den første potensielle forbedringen av fremdriftsplanleggingsprosessen bygde på konseptene risikostyring og simulering av produksjonen på byggeplass. Risikostyringen ble introdusert for å rette fokus på det uforutsette og for å få planleggeren til bevist å vurdere dette. Bygningsinformasjonsmodellen ble brukt til visualisering av bygget, og som utgangspunkt for simuleringen av produksjonen i en 4D CAD. På denne måten ble den en plattform for kommunikasjon og forståelse i arbeidet med planleggingen. Denne antatte forbedrede prosessen ble gjennomført/simulert i et forsøk på grunnlag av materialet fra Grefsenkollveien 16 studiet. Den andre potensielle forbedringen som ble belyst var en fremdriftsplanleggingsprosess ved bruk av elementer fra nyere planleggingsteorier, kalt Lean Construction, med et ”trekkende” perspektiv. Dette perspektivet ble ansett å gjøre planleggingsprosessen mer fleksibel og å muliggjøre en mer optimal produksjon. Bygningsinforasjonsmodellen ble igjen brukt som en plattform for utarbeidelse av planene. En planleggingsprosess ble foreslått og et forsøk ble gjennomført på grunnlag av materialet fra Grefsenkollveien 16 og teori. Oppgaven har vist hvordan en potensiell forbedring av nåværende fremdriftsplanlegging av betong kan utføres. Ytelsesvurdering og drøfting av de to utvidelsene gav grunnlag for en sammenlignende vurdering. Resultatet var blant annet at en bygningsinformasjonsmodell, med en berikelse i form av en produksjonssimulering, kan gi et godt grunnlag for en forbedret kommunikasjon og forståelse omkring planleggingen. Videre kan en perspektivendring i det utførende arbeidet på byggeplass og dets planer gi en ytterligere fleksibilitet og optimalisering av produksjonen.Abstract The methods used in concrete production today give no opportunity to visualize the production with all its aspects. This challenges the logistics and changes that may occur at the building site, and calls for new solutions. The solution can be an extended planning using building information models (BIM) and new theory. These new tools may thus enable the use of 3-dimensional building models, simulation and new management theory to simplify the management of concrete production. This thesis describes practical steps to management of concrete production based on simulation in a 4D CAD/ 4D micromodel as well as theory from Lean Construction. The work has been done on request from AF Bygg Oslo, a contractor in Oslo, Norway. The purpose of this thesis is to expand on the planning process currently in use by AF Bygg Oslo in order to clarify challenges and needs within the production. In order to achieve this it was important to identify the theories, needs and methods of current practice. The next step was to look for new opportunities in terms of alternative theory and methods. The activitybased planning, serves as an example of today’s practice, and was a natural reference. Then alternatives like Location-Based management, Lean Construction, risk management and animation of a building sequence (4D CAD) were considered. Elements from these were then seen as potential improvements of the current planning process. The process model discovered by Rogier Jongeling, and described in his PhD ” A process model for work-flow management in construction”(Jongeling 2006), was of special interest for this potential improvement. In his thesis all construction planning was divided in a macro and a micro perspective. The macro management “aims to provide insight in the overall flow of work”(Jongeling 2006). The micro-management focused on the production through simulation, control and planning on the building site. Challenges in the field of micromanagement are the focus of this thesis, seeking to identify areas of potential improvement of the building process. A basic distinction between the management theories was discovered. This considered how the construction tasks were either “pushed” according to the plan or “pulled” out of the plan by the available resources on the building site. This has significant practical consequence for planning and production of concrete. The current process for planning of concrete in AF Bygg Oslo and the need for improvements was investigated by interviewing concrete production managers at the contractor. These interviews described a planning process based on experience and with practical tools. The limitations and challenges of the process, as well as the specific improvement opportunities, were described in a requirements definition. This definition enabled an evaluation of different scheduling methods. A detailed description of the current process was written on the basis of the interviews and a study of a specific project at AF Bygg Oslo, the apartment building project Grefsenkollveien 16. The walls and floors in this particular project were manufactured using cast in place concrete. Practical experience and the conducted scheduling process were described. The first potential improvement of the planning process was based on the concepts of risk management and simulation of production on the building site. Risk management was introduced in order to focus on the unexpected aspects of the production. Building information model (BIM) was used for visualization of the building and a basic for simulation of the production (4D CAD). In this way, it became a platform for communication and understanding of the process. This assumedly improved process was attempted on the basis of the material from Grefsenkollveien 16 project. The second potential improvement that was discussed was use of elements from recent theories in the planning process, called the Lean Construction, with a "pull" perspective. This perspective was considered to make the planning process more flexible and so the production more optimal. The building information model was used as a platform for the preparation of the plans. A planning process was proposed and an experiment conducted on the basis of the material from Grefsenkollveien 16 and theory. The thesis has shown how potential improvements of the current planning of concrete production can be made. Performance evaluation and discussion of the two extensions was the basis for a comparative review. The result is a building information model, with enrichment in the form of a production simulation, which may provide a good basis for improved communication and understanding of planning. New theories like Lean Construction may give the planner further flexibility and optimization of the production.