Deze paragraaf beschrijft de resultaten van deel 1 van het onderzoek. Hierbij hoort de vraag: “Op welke manier kan digitale informatie gekoppeld worden aan een fysiek bouwelement?”.
In Bijlage 5: Oriënterend onderzoek datakoppelingen is een beeld gegeven van de mogelijkheden. Hieruit blijkt dat voor een datakoppeling verschillende onderdelen nodig zijn. Deze zijn in Figuur 1 gevisualiseerd. Vervolgens worden ze per categorie toegelicht.
En worden er toepassingsvoorbeelden genoemd.
Figuur 1: Visualisatie datakoppeling met verschillende onderdelen
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 18 van 34
1.
BOUWELEMENT MET IDENTITEITOm een datakoppeling mogelijk te maken is er eerst een fysiek bouwelement nodig met een identiteit (ID). De ID kan bijvoorbeeld een merknaam of nummer zijn.
2.
CODERING (BARCODE /HERKENNINGSPUNT/TAG/LABEL)De ID van het bouwelement moet afleesbaar zijn. Dit kan met behulp van een codering.
Voorbeelden hiervan zijn een sticker met nummer, QR-code of barcode, een NFC-tag, of een RFID-chip. (Voor toelichting van de verschillende coderingen zie Begripsdefinities)
3.
READEREen leestoestel of leesapparaat waarmee codes gescand kunnen worden en informatie kan worden gelezen. Afhankelijk van het soort codering en de gewenste informatie kan dit een telefoon , tablet, laptop of handheld reader zijn.
4.
DATABASEDe informatie horende bij de ID staat in een database. Deze kan op een bedrijfsnetwerk staan, maar ook op het internet.
5.
SOFTWAREOm de datakoppeling te kunnen maken tussen de database en de reader is software nodig. De software zorgt er dus voor dat informatie zichtbaar wordt op de reader.
Afhankelijk van het soort reader en de software kan er informatie toegevoegd of aangepast worden.
GPS (OPTIONEEL)
Het is mogelijk een GPS eigenschap toe te voegen aan het bouwelement. Hierdoor wordt er automatisch informatie over de locatie toegevoegd aan de database. Dit is vervolgens digitaal beschikbaar.
INTELLIGENTE SENSOREN (OPTIONEEL)
Het is mogelijk om een intelligente sensor aan het element te verbinden. Deze geeft informatie over de conditie van het element. De informatie wordt in de database gekoppeld aan de ID van het element.
Voorbeelden van gegevens die deze sensoren kunnen meten zijn: CO2, stroom, vochtigheid, bestralingssterkte, licht, beweging, bezetting, druk, rook, geluid, temperatuur, windrichting, windsterkte etc.
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 19 van 34 TOEPASSINGSVOORBEELDEN
Met bovenstaande onderdelen zijn datakoppelingen te maken. Tijdens het onderzoek zijn verschillende toepassingen van deze koppelingen aan het licht gekomen. Deze zijn te plaatsen in verschillende fasen. Uit Bijlage 6: Levenscyclus bouwelement blijkt dat de levenscyclus van een bouwelement bestaat uit de volgende fasen: ontwerpfase, realisatiefase (productie, transport, opslag, bouw, verwerking,) onderhoud en beheerfase, demontage/sloopfase.
De hieronder beschreven praktijkvoorbeelden zijn toepassingen van datakoppelingen die een idee geven van de mogelijkheden. Hierin is ook aangegeven met welke middelen de datakoppeling tot stand komt, in welke fase het plaatsvindt en welke meerwaarde het biedt in het voorbeeld.
Voorbeeld van een link naar digitale informatie met RFID chips.
Een toepassing van een datakoppeling hebben we gevonden in de presentatie van Van de Geijn Partners “Voorraad in de Vingers” (Partners, 2008). Hierbij wordt een voorbeeld gegeven om vastgoed te beheren met behulp van RFID chips. Ze hebben hiermee een pilot uitgevoerd waarbij ze wanden, installaties en kunst in het gebouw hebben voorzien van een RFID chip.
Vervolgens kan met een reader alle informatie over dat element worden opgevraagd en daarna ook informatie worden toegevoegd. (Zie Figuur 2) Dit leverde voordelen op als: actueel en mobiel inzicht in objecten en elementen, verbeterde kwaliteit van gegevens, transparantie van inspecties, geïntegreerde onderhoud- en uitvoeringsplanning, gemakkelijkere uitbesteding, makkelijk sturen op uitzonderingen, inzicht en controle, adequatere budgettering.
Dit is dus een voorbeeld van het toepassen van RFID chips die uit te lezen zijn met een handheld reader of tablet. Hiermee is het beheer en onderhoud vergemakkelijkt.
Figuur 2: Informatie van binnenwand zichtbaar op tablet.
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 20 van 34 Figuur 3: Statusvisualisatie in BIM
Voorbeeld van een track and trace systeem met RFID chips.
Skanska heeft een project uitgevoerd met behulp van RFID chips op prefab betonelementen (Systems, 2008). Software ontwikkelaars Vela Systems en Tekla hebben samen een track and trace systeem opgesteld om inzicht te krijgen in de status van verschillende elementen. Hierbij is aangegeven wat de status van verschillende elementen is. Omdat er op de bouwplaats weinig ruimte was voor het opslaan van materialen, en elk element uniek was, was een Just In Time (JIT) levering van de elementen essentieel. Door middel van de RFID chip konden de elementen snel worden geïdentificeerd. Door de status van elementen in verschillende fases, zoals productie, transport , bouwplaats en verwerking, te updaten werd er een overzicht gecreëerd voor de werkvoorbereider en uitvoerder. (Zie Figuur 3: Statusvisualisatie in BIM) Dit heeft geholpen om het uitvoerings- en planningsproces in de gaten te houden en waar nodig bij te sturen. Het resultaat was een tijdwinst van tien dagen, voor dit project was de waarde van de tijdwinst 1 miljoen dollar. Door het toepassen van RFID chips, tablets, en de software BIM 360 Field is de meerwaarde tijdens de realisatiefase dus bewezen.
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 21 van 34 Voorbeeld van een systeem om elementen snel te vinden door middel van GPS.
In Australië heeft GAORFID een rapport uitgebracht over de realisatie van een complex industrieel gebouw. Hierin zaten veel installatietechnische onderdelen (gaorfid.inc, 2012). De elementen die verwerkt moesten worden konden niet op de bouwplaats worden opgeslagen. Enkele honderden meters verder was een opslagveld ingericht. Hier werden de elementen opgeslagen voordat ze werden verwerkt. Om de elementen snel te kunnen vinden waren ze voorzien van een RFID chip met GPS.
Door deze te koppelen aan een ID kon de locatie snel worden opgevraagd en gevonden. (Zie Figuur 4) Het resultaat was dat het zoeken van de elementen werd verkort van bijna een half uur voor elementen zonder GPS naar 5 minuten voor elementen met een GPS. Het kwam ook voor dat elementen kwijtraakten, de tijd om deze te vinden werd aanzienlijk verkort. Met behulp van een handheld reader, RFID met GPS functie en een database werden elementen snel gelokaliseerd. Daarmee is de meerwaarde bewezen tijdens de realisatiefase.
Voorbeeld van Just In Time onderhoud met gebruik van Vochtsensor en RFID.
Weiman vastgoedonderhoud heeft een pilot project uitgevoerd met het toepassen van vochtsensoren in kozijnen (Onderhoud raamkozijnen: Maatwerk dankzij RFID, 2010). Dit heeft als gevolg dat de kosten die te maken hebben met het onderhoud aan gebouwen verlaagd kunnen worden. Vaak zijn kozijnen een grote kostenpost. Kozijnen moeten worden geschilderd, dit gebeurt vaak te vroeg of te laat. Te vroeg schilderen heeft als resultaat dat er te veel onderhoud gepleegd wordt. Te laat schilderen resulteert in mindere kwaliteit van de kozijnen, bovendien is het kozijn dan sneller aan vervanging toe. Door het vochtgehalte van de kozijnen te meten en deze gegevens op te slaan kan onderhoud beter worden afgestemd op de behoefte van het kozijn. Zo ontstaat onderhoud welke Just In Time wordt uitgevoerd. Er zijn dus RFID chips verbonden aan een vochtsensor. Deze kunnen continu of met regelmaat uitgelezen worden. Door de gegevens op te slaan en te gebruiken tijdens het onderhoud van een gebouw, kunnen de kosten voor onderhoud dalen.
Conclusie toepassingsvoorbeelden
Uit deze voorbeelden blijkt dat er veel verschillende informatie via datakoppelingen opgeroepen kan worden. Ook is te zien dat een datakoppeling op verschillende manieren gebruikt kan worden. Zo kan er enkel een link worden gelegd, een track and trace systeem rondom de elementen worden gemaakt, een GPS eigenschap worden toegevoegd of een intelligente sensor worden verbonden. De voorbeelden wijzen uit dat datakoppelingen in verschillende fases van de levenscyclus meerwaarde kunnen bieden. In het volgende hoofdstuk wordt er gekeken naar de toepassingen voor HBO.
Figuur 4: Actuele locatie van elementen
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 22 van 34
3.2 RESULTATEN DEEL 2
In de vorige paragraaf, resultaten deel 1, is te lezen dat een datakoppeling mogelijk is.
Uit de praktijkvoorbeelden blijkt dat de datakoppelingen meerwaarde kunnen bieden tijdens verschillende fases in de levenscyclus van een bouwelement. Met deze gegevens is er gekeken naar de toepassing van datakoppelingen voor HBO. Daarmee wordt antwoord gegeven op de vraag: “Wanneer heeft de datakoppeling de meeste waarde voor Hendriks Bouw en Ontwikkeling?”
TOEPASSING OP METEN EN REGISTREREN
Uit het gesprek met Rob Haarmans blijkt dat HBO de Lean filosofie aanhangt. Wat wil zeggen dat ze verspillingen tegen willen gaan. Deze zijn in te delen in acht categorieën:
wachttijd, onbenutte creativiteit, transport, beweging, voorraad, defecten, overbodig werk, overproductie (Sayer, 2010).
Uit Bijlage 5: Oriënterend onderzoek datakoppelingen blijkt dat met behulp van een datakoppeling een paar verspillingen zijn te meten en te registreren. Zoals wachttijd, voorraad, transport en beweging. Dit is door de onderzoekers voorgelegd aan directieleden Rob Haarmans en Paul Jansen. Zij zien meerwaarde in het meten van de verspillingen in het proces om met deze gegevens vervolgens gericht op verbetering aan te sturen.
TOEPASSING TIJDENS DE REALISATIEFASE
Uit gesprekken met HBO medewerkers over het gebruik van datakoppelingen in verschillende fases blijkt dat er op dit moment de meeste waarde wordt verwacht in het toepassen van koppelingen in de realisatiefase (Zie Bijlage 3: Verslag interviews en gesprekken). Verschillende medewerkers geven aan dat er in de realisatiefase regelmatig frustratie is bij bepaalde bouwelementen. Het zijn elementen die:
- Op de bouwplaats worden opgeslagen.
- Uniek zijn maar toch veel op elkaar lijken.
- In deelvrachten worden afgeroepen.
Deze elementen worden in het onderzoek bestempeld als “risico-elementen”.
Voorbeelden van risico-elementen zijn:
De werknemers zeggen dat het identificeren van risico-elementen vaak lastig is en veel tijd kost. Bij foutieve identificatie door bouwplaatswerknemers komt het voor dat de
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 23 van 34 elementen op de verkeerde plek worden verwerkt. Ze zien een toepassing voor
datakoppelingen om elementen beter te kunnen identificeren en vervolgens op de juiste plek te verwerken.
Uit de gesprekken met de werknemers blijkt dus dat er het vermoeden bestaat dat er tijdens de realisatiefase een meerwaarde bestaat voor de datakoppeling. De datakoppeling zou de problemen rondom het identificeren van risico-elementen kunnen oplossen. Er is geen concreet onderzoek gedaan naar risico-elementen. Er zijn dus geen gegevens bekend die bevestigen dat het juist bij dit soort elementen vaak fout gaat op de bouw en dat dit leidt tot faalkosten. Om te testen of deze vermoedens terecht zijn, is getracht dit met een pilot project te bewijzen. De opzet en de resultaten hiervan zijn in de volgende paragraaf beschreven.
Uit de gesprekken blijkt ook dat de bouwplaatsmedewerkers open staan voor innovaties zoals BIM en het gebruik van tablets en smartphones op de bouwplaats. Echter, ze vragen zich wel af of dit werkt in de praktijk. Ze hebben hier nog geen ervaring mee.
Met het pilot project is ook geprobeerd een gevoel te krijgen bij het gebruik van tablets op de bouwplaats.
3.3 PILOT PROJECT
Naar aanleiding van de brainstormsessie (Zie: Bijlage 4: Pilot project) is gekozen voor een pilot project op de prefab betonbanden van project de Cavalier. Deze worden geleverd door Prefab Beton VEBO bv. De betonbanden bevatten de eigenschappen van risico-elementen. Tevens zouden ze volgens planning worden gemonteerd binnen de onderzoekstijd.
Betonbanden
Allereerst werden de betonbanden bekeken. Ze bleken te zijn geleverd op pallets (Zie Figuur 5). De indeling van de pallets was verschillend in grootte, van twee tot twaalf betonbanden per pallet, en in samenstelling, de merken lagen door elkaar. Toen de metselaar dit opmerkte uitte hij meteen zijn frustratie met de volgende woorden:
“ Het is &*%#@#$ ook altijd hetzelfde met die betonbandjes! ”
Elk element was voorzien van een sticker. Elke pallet was ook voorzien van een unieke sticker. Het bleek dat deze stickers barcodes bevatten welke gescand konden worden door middel van een reader. Hierdoor konden ze gekoppeld kon worden aan een database.
Huidig proces
Na de analyse van de betonbanden was de volgende stap het observeren van het proces van het leggen van betonbanden. Dit is gedaan bij bouwblok 4 en 5 (Zie Figuur 6) van de Cavalier. Hieruit is gebleken dat er faalkosten ontstaan tijdens de verwerking van de betonbanden. Dit ontstaat door verschillende fouten. Deze kunnen in twee categorieën worden opgedeeld namelijk:
Figuur 5: Betonbanden op pallet
Figuur 6: Bovenaanzicht project de Cavalier met blokindeling
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 24 van 34 Werkvoorbereidingsfouten: Dit zijn menselijke fouten. Fouten die onderdeel specifiek
zijn en ontstaan zijn door een fout in de werkvoorbereiding, zoals verkeerd inmeten , verkeerd tekenen of verkeerd bestellen. In het geval van blok 5 was dit 74% van de verspilde tijd. In blok 4 waren er geen werkvoorbereidingsfouten te vinden.
Procesfouten: Alle verspillingen die volgende keer weer voorkomen als het doorlopen proces wordt gehandhaafd. Bijvoorbeeld loopverliezen en elementen twee keer vastpakken. Deze verspillingen zijn gevolgen van niet ideale palletplaatsing en onlogische palletsamenstelling. In het geval van blok 5 bleek dit 26 % van de totaal verspilde tijd. In blok 4 bleken alle verspillingen te wijten te zijn aan procesfouten.
Om een helder beeld te krijgen van de tijdsverspilling door procesfouten zijn de werkvoorbereidingsfouten niet meegenomen in de berekening, deze cijfers zijn wel terug te vinden Bijlage 4: Pilot project.
Verspillingen in het proces blijken dus terug te keren. Voor blok 5 was dit 10% (Zie Grafiek 1). Voor blok 4 was dit 13% (Zie Grafiek 2). Gemiddeld voor blok 4 en 5 bedraagt de tijdsverspilling 11,5% op de totale verwerkingstijd.
Het blijkt dat de werkvoorbereidingsfouten het grootste aandeel hebben in de faalkosten van blok 5. Ze kwamen echter niet meer voor in blok 4. Het pilot project richt zich dan ook niet op het verkleinen van werkvoorbereidingsfouten omdat dit persoonlijke fouten zijn die te maken hebben met het nauwkeurig verwerken van de gegevens door de werkvoorbereider. Deze pilot zal dit niet kunnen verbeteren.
Deze pilot richt zich wel op het verbeteren van het proces. Namelijk door het zo in te richten dat de loopverliezen worden verkleind en elementen niet meerdere keren opgepakt hoeven te worden.
Uit de analyse van het proces blijkt dat pallets willekeurig zijn opgestapeld. Dit heeft als gevolg dat de betonbanden niet direct verwerkt kunnen worden, maar eerst verplaatst moeten worden. Het interne proces bij VEBO is geanalyseerd. Hieruit blijkt dat bij een andere manier van bestellen de pallets worden geleverd met dezelfde merken per pallet. Hierdoor hoeven elementen geen twee keer opgepakt worden.
De veranderingen zijn doorgevoerd in de bestelling van blok 1 en 2. Dit heeft als gevolg dat er verwacht wordt dat er in de uitvoering minder tijd verloren gaat aan het sorteren van de elementen. (De verwachte tijdswinst is echter nog niet bekend op het moment van schrijven.)
De intentie van het pilot project was ook om een gevoel te krijgen bij het werken met tablets op de bouw. Dit is door tijdgebrek niet gelukt. Wel is er door de onderzoekers getest met het gebruik van verschillende datakoppelingen, software en tablets. Hier zal in de hoofdstuk 5 Aanbeveling op teruggekomen worden.
Grafiek 1: Verspilde tijd door
procesfouten ten opzichte van totale tijd van blok 5
Grafiek 2: Verspilde tijd door
procesfouten ten opzichte van totale tijd van blok 4
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 25 van 34 4 CONCLUSIE
In dit hoofdstuk wordt de hoofdvraag van dit onderzoek beantwoord.
Hoofdvraag: Op welke manier kan digitale informatie gekoppeld worden aan een fysiek bouwelement, en wanneer heeft dit een meerwaarde voor Hendriks Bouw en Ontwikkeling?
Gezien de resultaten beschreven in hoofdstuk 3.1 Resultaten Deel 1 blijkt dat digitale informatie gekoppeld kan worden aan een fysiek bouwelement. Deze datakoppeling kan met verschillende onderdelen tot stand gebracht worden en op verschillende manieren gebruikt worden. De benodigde onderdelen voor een datakoppeling zijn:
1. Bouwelement met ID;
2. Codering;
3. Reader;
4. Database;
5. Software;
Optioneel hierbij kan een GPS of sensor functie toegepast worden.
Uit de resultaten blijkt ook dat door de verschillende toepassingsmogelijkheden van datakoppelingen er fases van het bouwproces zijn waarin ze een meerwaarde zouden kunnen bieden voor HBO. Te weten de realisatiefase en de onderhoud- en beheerfase.
Er is geprobeerd de meerwaarde van datakoppelingen te onderzoeken met behulp van een pilot project. De conclusies hiervan zijn te vinden in onderstaande paragraaf. In dit onderzoek is niet direct de meerwaarde van datakoppelingen voor HBO bewezen. Wel zijn er praktijkvoorbeelden gevonden waarin er verschillende toepassingen zijn getoetst en er een meerwaarde was (Te lezen in hoofdstuk 3.1 Resultaten Deel 1). Op het moment dat er in de toekomst vergelijkbare situaties zich voordoen voor HBO kan er gebruik worden gemaakt van datakoppelingen.
PILOT PROJECT
De gekozen elementen, betonbanden, voldeden niet aan de verwachtte problemen. Er werd verwacht problemen te krijgen met het identificeren van de elementen. Dit was niet het geval. Er zaten duidelijke stickers met merknummers op. Het was ook duidelijk waar de verschillende elementen geplaatst moesten worden. Echter was het probleem dat de elementen niet logisch opgestapeld waren op de pallets. Hierdoor moesten sommige elementen vaker opgepakt worden. Hierdoor verloren de metselaars het overzicht en ontstonden er faalkosten met betrekking tot de verwerkingstijd.
De onderzoekers verwachten dat met een logische palletstapeling het leggen van de betonbanden efficiënter kan. Om dit tot stand te brengen is er getracht het bestelproces van de elementen aan te passen. De werkvoorbereider bestelt de verschillende elementen niet in één keer, maar in verschillende deelbestellingen per merk. Hierdoor komen de pallets per merk aan op de bouw en is er meer overzicht. Er word verwacht dat dit de verwerkingstijd verkort. De elementen worden gelegd na de inlevertermijn van dit rapport, de resultaten zijn dus nog niet in verwerkt.
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 26 van 34 Geconcludeerd kan worden dat door de observatie van de risico-elementen de fouten in
het proces duidelijk werden. Het bleek dat met enkele kleine aanpassingen er een beter proces gerealiseerd kan worden. Datakoppelingen hebben in deze situatie niet direct bijgedragen aan een beter proces.
Meten = Weten Rick Quirijnen & Stijn van Schaijk Pagina 27 van 34 5 AANBEVELINGEN
Naar aanleiding van het onderzoek zijn er in dit hoofdstuk aanbevelingen opgenomen.
Deze hebben betrekking op het proces binnen HBO, mogelijke vervolgonderzoeken en adviezen voor de toekomst.
5.1 PROCES HBO
Breng verspillingen in kaart.Door verspillingen in de processen van HBO in kaart te brengen kan gericht een verbetering worden aangebracht in een proces. Uit oriënterende gesprekken is gebleken dat bij de medewerkers een vermoeden is waar deze verspillingen zich bevinden. Als hier gestructureerd onderzoek naar gedaan wordt met gerichte vraagstelling kan een beter beeld verkregen worden van de elementen en processen waarbij verbeteringen mogelijk zijn. Als de verspillingen in kaart zijn gebracht, kan gekeken worden bij welke elementen/processen de meeste verbetering bereikt kan worden.
Breng vergelijkbare processen tot in detail in kaart en pas ze waar nodig aan.
Tijdens het pilot project is gebleken dat er rondom risico-elementen veel problemen spelen. Door een paar kleine veranderingen in het proces aan te brengen is er al winst gehaald. Uit het onderzoek blijkt dan ook dat het in kaart brengen van het proces inzicht
Tijdens het pilot project is gebleken dat er rondom risico-elementen veel problemen spelen. Door een paar kleine veranderingen in het proces aan te brengen is er al winst gehaald. Uit het onderzoek blijkt dan ook dat het in kaart brengen van het proces inzicht