Asiantuntijajutut

Rakennustyömaan ongelmien poistaminen digitalisaatiolla

Rakennushankkeet kärsivät matalasta tuottavuudesta sekä suurista aikataulu-, laatu- ja kustannusriskeistä. Ongelmien ratkaisuun ei riitä yksinään teknologia – yhtä tärkeässä roolissa ovat innokkuus ja halu ottaa käyttöön uudenlaisia toimintatapoja.

Rakennushankkeiden tuottavuuden kehitys on ollut heikkoa. Esimerkiksi Ratu-tiedoista ei löydy yhtään esimerkkiä tuottavuuden paranemisesta viimeisten vuosikymmenien aikana. Kansainvälisesti kehitys on ollut vain prosentin vuodessa viimeisten vuosikymmenien aikana. Kansainvälisten tutkimusten mukaan selvityksestä riippuen 60–70 prosenttia työmaalla käytetystä ajasta hukataan odotteluun, tavaroiden siirtämiseen ja epäselvyyksien ratkaisuun. Työntekijät pääsevät asentamaan tehokkaasti siis vain kol- masosan päivittäisestä työajasta.

Osana Aallon Visio 2030-tutkimusohjelmaa on teetetty lukuisia opiskelijoiden tekemiä erikoistöitä, joissa kellotetaan eri työvaiheita ja arvioidaan niitä nimenomaan hukatun ajan näkökulmasta. Erityisesti materiaalilogistiikka vie ison osan työntekijän viikoittaisesta ajasta. Tyypillisesti 20 prosenttia työajasta eli noin yksi päivä viikossa menee hukkaan joko materiaalien haalaamiseen tai materiaalipuutteiden vuoksi. Joissakin työtehtävissä logistiikkaan kuluu huomattavasti isompi osa ajasta.

Koska hukkaa on niin paljon, työntekijöiden näkö- kulmasta urakkatyölle ei useinkaan ole edellytyksiä. Hukan poistaminen hyödyttää siis kaikkia rakennushankkeen osapuolia. Leanin päätavoitteena pitäisikin olla asentajien tehokkuuden nostaminen.

Asentajan tehokkuus on kiinni erilaisten esteiden poistamisesta. Työtehtävien on oltava selviä, materiaalien on oltava oikeaan aikaan oikeassa paikassa, työkohteen on oltava valmis edeltävien työvaiheiden osalta, siivottu ja tyhjä muiden materiaaleista. Lisäksi työkalujen on oltava helposti saatavilla ja olosuhteiden oikeat.

Tämä on osoittautunut nykyprosesseilla ja teknologioilla vaikeasti hallittavaksi yhtälöksi, kuten kuva 1 osoittaa.

Digitalisaatio ei ulotu työmaalle saakka. Esimerkiksi viestintään käytetään edelleen seiniin kirjoitettuja kryptisiä viestejä. Työntekijällä ei ole selvyyttä siitä, mitä työltä tarkalleen ottaen odotetaan ja mitä missäkin työkohteessa pitää tehdä. Monesti ei ole myöskään selvää, millä kriteereillä työ on valmis. Myös materiaalit ja työkalut ovat jatkuvasti hukassa ja töitä tehdään satunnaisessa järjestyksessä.

Kokonaisuus ei ole nykypäivän prosesseilla ja työkaluilla hanskassa. Kyse ei ole siitä, että työntekijät laiskottelisivat, vaan siitä ettei heille nykyproseseilla luoda edellytyksiä onnistua. Jo pelkät kielimuurit aiheuttavat ylipääsemättömiä ongelmia. Avain tuottavuuden kehittämisessä ei ole työntekijän työn kiirehtiminen, vaan sujuvan työn edellytyksien luominen. Digitalisaatio ja leanien prosessit mahdollistavat arvoa lisäävän työn osuutta.

 

Sisäpaikannusjärjestelmällä tarkka sijainti

Tarvitsemme oikean materiaalin, oikean tiedon ja oikean tekijän kohtaamaan oikeassa paikassa ja oikeaan aikaan. Tarvitaan tarkkaa, ajantasaista tilannekuvaa.

Yksi teknologia, jolla voi osittain ratkaista ongelman, on sisäpaikannus. GPS:ää on käytetty ulkotiloissa ja infrarakentamisessa jo kauan tilannekuvan synnyttämiseen, mutta GPS ei toimi sisällä.

Aalto-yliopiston Älykäs Työmaa -hankkeessa (Intelligent Construction Site, iCONS, kuva 2) kehitetään sisäpaikannusjärjestelmää, jonka avulla saadaan reaaliajassa pilveen kunkin seurattavan henkilön, materiaalin tai työkalun sijainti. iCONS-konsortiossa ovat yritysosapuolina mukana Fira, YIT, Skanska, CarinaFour, Kiilto, Movenium, eRENT ja Elisa.

Järjestelmää on testattu kolmessa rakennusprojektissa ja yhdessä logistiikkaoperaatiossa. Kuhunkin seurattavan sijaintiin asennetaan niin sanottu gateway, joka siirtää jatkuvasti tietoa alueella havaituista seurattavista objekteista pilveen. Seurantaa voidaan tehdä ihmisten kantamilla majakoilla, jotka muistuttavat avaimenperää tai kalustoon tai työkaluihin kiinnitettävillä tarroilla.

Rakennusliitto on hyväksynyt testaukset työmailla ja seurattavat työntekijät ovat suostuneet tutkimukseen vapaaehtoisesti. Lisäksi muun muassa Kiillon materiaalien matkaa varastolta työmaalle ja edel- leen työkohteeseen sekä materiaalin käyttöaikaa on seurattu.

Jatkossa tutkimuksessa kehitetään työkalut, jotka tuottavat hyötyä sekä työnjohdolle että työntekijöille. Esimerkiksi työntekijää voisi kiinnostaa, missä hänen tarvitsemansa materiaalit, työnjohtaja tai työkalut ovat. Lisäksi työntekijää voidaan varoittaa, jos hän on menossa alueelle, joka on juuri sillä hetkellä merkitty vaaralliseksi.

Tulokset ovat olleet jo ensimmäisissä piloteissa kiinnostavia. Esimerkiksi työnjohdon työmaalla käyttämä aika on todettu oletettua alhaisemmaksi ja työntekijöiden hukkaama aika näkyy runsaana liikkumisena sijainnista toiseen. Rakennushankkeen hukkaa voidaan reaaliajassa arvioida työmaahenki- löstön liikehdinnän avulla.

 

 

Seuraava askel valokuvat ja tekoäly

Seuraava teknologia, joka auttaa tilannekuvan saavuttamisessa on kuva-aineiston tehokas hyödyntäminen tekoälyn avulla. Aalto on aloittanut Tekes-rahoitteisen tutkimushankkeen nimeltä Reality Capture (RECAP), jossa tutkitaan valokuvien automaattista hyödyntämistä muun muassa laadun ja toteutumatiedon selvittämiseksi.

Valokuvista voidaan automaattisesti laskea muun muassa toteutuneita määriä, rakentaa  BIM-malli, jota voidaan verrata suunnittelumalliin sekä löytää työturvallisuus- tai laatuongelmia. Valokuvia ja pistepilviä voidaan ottaa esimerkiksi lennokeilla tai älypuhelimen kameroilla. Yhdessä sisäpaikannuksen kanssa jokaiselle valokuvalle saadaan sijaintitieto automaattisesti. Näiden teknologioiden yhdistelmä voi jatkossa ratkaista ison osan tilannekuvan ongelmasta.

Teknologia ei yksinään ratkaise rakennusalan ongelmia. Tarvitsemme innokkuutta ja halua ottaa käyttöön uusia toimintatapoja muuttaaksemme va- kiintuneita toimintatapoja ja antaaksemme tilaa yrityksille muuttaa liiketoimintamalleja. Meidän on luotava kilpaileva ekosysteemi nykyiselle toimintatavalle ja vietävä se maailmalle.

Startupit raivaavat meille polkua, mutta onko meillä rohkeutta muuttaa alaa riittävän nopeasti sisältä päin? Meillä pitäisi olla kaikki valmiudet toteuttaa luova tuho, siitä kyvystä me suomalaiset olemme kuuluisia. Jos emme tee itse muutosta, on varmaa, että disruptio tulee lopulta ulkoapäin.

Heikko tuottavuuskehitys on vallinnut jo niin kauan, että muutos ei tule yllättäen, mutta se tulee varmasti lopulta pyytämättä.

 

TEKSTI:
Olli Seppänen 
professori, Rakentamisen tuotantotalous, Rakennustekniikan laitos, Aalto-yliopisto 

Otto Alhava 
kehitysjohtaja, Fira Oy



Takaisin edelliselle sivulle

Tapaustutkimus: EU-GUGLE-projektin pilotti Tampereen Kaivoka...

Perusparannuksen vaikutus 1968 valmistuneen kerrostalon sisäolosuhteisiin.

Kaupunkien sopeutuminen ilmastonmuutokseen: kohtaavatko odot...

Tarvetta ilmastonmuutokseen sopeutumiseen ei enää kyseenalaisteta, etenkään kaupungeissa. ...