Rakennusalan tuottavuuongelma

Ratkaisu reaaliaikaisen tilannekuvan avulla?

Rakennuskonepäivät

Olli Seppänen

1.11.2018

Olli Seppänen

• Lean –kokemusta 2000-

• Erityisesti ajanhallinta

• Väitöskirja tuotannonohjauksesta

• Rakentamisen digitalisaation sarjayrittäjä 2005-2015

• DSS Oy 2000 – 2005 (Graphisoft)

• DynaRoad Oy 2005-2011 (Topcon)

• Vico Software Oy 2007-2013 (Trimble)

• 2013-2015 Trimble Navigation VDC-palveluyksikön johtaja

• Professori Aallossa 2015-

• Asiantuntija aikatauluihin liittyvissä erimielisyyksissä 2014- (3-4 juttua per vuosi)

Rakennusalan tuottavuusongelma

McKinsey 2017: Reinventing Construction: A route to higher productivity

Digitalisaatio on auttanut toimistoa mutta ei työmaata

• Yritetty parantaa suunnitteluprosessia, hankintaa, projektien

suunnittelua...

• Työntekijöiden tuottavuus ei ole ollut painopisteenä

• Näihin päiviin asti työmaalta ei ole saatu reaaliaikaista dataa

3

Voiko työntekijä x

työskennellä

tuottavasti

työkohteessa y

aikaan z?

1

2

4

Missä ovat työkalut ja

materiaalit?

Mitä pitäisi tehdä

työkohteessa? Mistä

tiedän, että työ on valmis ja

virheetön?

Miksi mesta ei ole

valmiina?

Milloin

työ pitää

tehdä?

Asentajan tuottavuus

Sovellettuna:

Fira/Otto Alhava 2017

Mitä työntekijät tarvitsevat ollakseen tuottavia?

• Kaikki kahdeksan virtausta

täytyy toimia esteettä, jotta työ

olisi tuottavaa

• Jos esteitä ei poisteta, syntyy

hukkaa

Hukka on matalan tuottavuuden juurisyy• Vain 30% työajasta on arvoa lisäävää tuottavaa työtä

Esim. putkimiehet Suomessa:

• Putkityöt 30%

• Materiaalilogistiikka 35%

• Odotus / häiriöt / tauot. 30%

• Tapaamiset, siivous, sekalaiset 5%

Kansainvälisten tutkimusten keskiarvo

• 30-40% arvoa lisäävää työtä

Alkuperäinen lähde:

Skanska / Jan Elfving

Miten hukkaa voi mitata?

1. Havainnointi sekuntikellon kanssa

2. Kyselyt / haastattelut

3. Uudet digitaaliset menetelmät (mm. sisäpaikannus)

Opiskelijoiden tekemät aikamittaukset –tyypillinen tulos

38 %

18 %

11 %

1 %

1 %

12 %

3 %

16 %

Harvalaudoituksen asennus 18.2.2016

Varsinainen työ:

Logistinen työ:

Arvoa tuottamaton työ:

Laadunvarmistus:

Siivous:

Tauot:

Kommunikointi:

Tukeva työ:

• Käytännössä aina

30-40%...

Kyselyt: Logistiikan aiheuttama hukka-aika

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Kuinka paljon käytät aikaamateriaalisiirtoihin viikossa (h)?

Miten monta tuntia menee hukkaanviikossa materiaalipuutteiden vuoksi?

0

1

2

3

4

5

6

Kuinka useinviikossa käy niin,

ettei materiaaleja olesaatavilla?

Kuinka monta kertaaviikossa työ pysähtyymateriaalipuutteiden

vuoksi?

Kuinka useinviikossa muu

materiaali estäämestalle menon?

Työryhmäkohtaisia eroja

Kattoasentajat

• Työ lähes pelkkää haalaamista – katto aina välivarastona1. Muiden materiaalit pois tieltä

2. Kermin asennus

3. Materiaalin siirto seuraavalta mestalta valmiin kermin päälle

Sisävaihe – väliseinä vs. Etuputsi

• Etuputsiryhmän edessä väliseinämateriaalit (nostettu rungon aikana) – tavaroiden siirto ulkoseinältä keskelle

• Keskellä olevat tavarat väliseinämiesten edessä – haalataan takaisin reunoille

• Loputon ”oravanpyörä”

Logistiikka muuttuu sisävaiheessa

• Työryhmien ”ping-pong” lisääntyy hankkeen edetessä

Digitaaliset menetelmät: sisäpaikannus

Locations

Equipment

Beacon

Worker

Beacon

Gateways

Foreman / Superintendent

Materials

RFID tags

Data storage cloud

5

4

2

2

1

3

Ship cabin furnishing (C4, Turku)

30.10.2018

14

Factory

Warehouse

Tehdas Varasto

30.10.2018

15

Stickers

Gateways

Putkiremontti (Fira & Kiilto)

30.10.2018

16

Kiilto tehdas

Kiilto varasto

Fira putkiremontti

30.10.2018

17

Kuva autohallin varastotilasta

Asunnot

Sisäpaikannuksen tuloksia• Työntekijät sijainnissa

enemmän kuin x

minuuttia kerrallaan

• Työntekijät oikeassa

sijainnissa

41719 41719 41719 41719

21893 20954

1556614358

0.520.50

0.370.34

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0 1 5 10

Min

ute

s

Total time Workplace Value-adding

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

schedule-based overall

Sisäpaikannuksen tulokset kokonaisuutena• 7 casea analysoitu

• Olettaen 10 peräkkäistä minuuttia on arvoa lisäävää:

• Arvoa lisäävä % on 25 – 35% riippuen hankkeesta

• 25-40 % riippuen työvaiheesta (mm. timpurit yleensä 40%,

TATE matalampi)

• Noin puolet tuosta ajasta on oikeassa sijainnissa tapahtuvaa

työtä

• Todellisuudessa huomattavasti pienempi osa (puolet?)

työkohteessa vietetystä ajasta on arvoa lisäävää...

Kysely vs mittaus

• Työntekijöiltä ja työnjohdolta kysyttiin heidän näkemystään

hukasta

• 30 min keskiarvo työntekijä / päivä

• 60 min keskiarvo työnjohto / päivä

• Mitattu: 5 h / päivä

• = Työntekijät ja työnjohto eivät ymmärrä hukkaa ilmiönä

Työntekijöiden liikkuminen kaaoottista

Ratkaisun avain:Reaaliaikainen tilannekuva

Reaaliaikainen tilannekuva

DESIGNER- Participation in the planning process- Understanding of criticality of designs, better prioritization

OWNER / USER- Understanding of construction process- Understanding of impacts of changes and delays- Higher transparency and trust

GENERAL CONTRACTOR- Reliable schedules- Transparency into processes of suppliers, subcontractors and designers- Faster cycle times

SUBCONTRACTOR- Understanding of other related work- Ability to integrate plans with others- Increased productivity

SUPPLIER- Right product delivery schedule- Status of construction project

BLUE COLLAR WORKER- Less wasted time- Easy access to right information at the right time in the right location (Materials, tools, Workplace, foreman)

Situation picture Linked platforms

Tilannekuva muodostuu:

• Suunnitelmat ja muutoksista

suunnitelmiin (esim.

aikataulupäivitykset)

• Automaattinen datankeruu

(Sensorit / IoT / drone /

valokuvat/videot)

• Tapaamiset

Tilannekuvan muodostaminen

Sisäpaikannuksen rooliExamples Material number

Month Day 25 26 28 536 1 1 1 1 06 2 0 0 0 06 3 0 0 2 06 4 2 2 0 06 5 0 1 0 06 6 2 0 1 06 7 0 0 1 06 8 1 1 0 06 9 0 0 0 06 10 1 1 0 06 11 1 0 0 06 12 0 0 0 06 13 0 2 0 06 14 0 0 0 06 15 0 0 0 26 16 0 0 0 06 17 0 0 0 06 18 0 0 0 06 19 0 0 0 06 20 0 0 0 26 21 0 0 0 06 22 0 0 0 06 23 0 0 0 06 24 0 0 0 06 25 0 0 0 06 26 0 0 0 06 27 0 0 0 06 28 0 0 0 06 29 0 0 0 06 30 0 0 1 0

total 8 8 6 4sum 7 7 5 3

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Ground floor entry

1st floor

3rd floor

4th floor

5th floor

6th floor

7th floor

office

Työntekijöiden sijainnissakäyttämä aika

67514 67514 67514 67514

2905427147

1859316733

0.43

0.40

0.28

0.25

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

0 1 5 10

Valu

e-a

ddin

g r

atio

Min

ute

s

Sensitivity

Project level time information and value-adding

Project level Total time Project level Workplace

Project level Value-adding

Mahdollisia sisäpaikannuksen käyttötapoja

Reaaliaikaisen sisäpaikannuksen käyttö työmailla

Tehtävien tilanne(toteutuma vs.

suunniteltu)

Reaaliaikainentyön kulkusuhteessa

aikatauluun

Onkotyöntekijät

oikeassapaikassa

tekemässäoikeitaasioita?

Sijaintien tilanne

Onkomateriaalit ja

kalustooikeassa

paikassa?

Sijaintientilanteen

visualisointiBIMissä

Työturvallisuus

Työntekijöidenlupa mennäalueelle tai

käyttääkonetta

Varoituksetvaarallisissa

paikoissa

Resurssien

paikantaminen

Materiaalin, työkalujen

tai ihmistenpaikannus

reaaliajassa

Automaattinen toteutuma kuvien pohjalta

9.10.2018

16

Progress

automatically

monitored

Project Team

Cloudsystem

Drone with

camera

BIM model

automatically

updated

Augmented reality

Laser

scanner

Mobile

robot

Automatic schedule

update

Quality

inspection

Esimerkki: kylpyhuoneet

Muita esimerkkejä

• 3D pistepilvet

nosturikameroista tai droneista

• Vertailut 3D-malleihin toteutumatiedon keräämiseksi

• Laatutarkastukset

• Esim. suoruus, halkeamat, raot

• Työturvallisuus

• Putoamisriskit

• Turvavälineet

Tiedon keruusta tilannekuvaan?

• Automaattinen tiedonkeruu johtaa

valtaviin määriin tietoa

• Tiedon varastointia on

standaroitava

• Tarvitaan roolipohjaisia näkymiä

riippuen tarpeesta

Johtopäätökset

Arvoa tuottava aika on tuottavuuden mittari• Ratkaisu rakennusalan tuottavuusongelmaan vaatii

reaaliaikaisen mittarin

• Arvoa lisäävä aika voidaan arvioida sisäpaikannuksella

• Skaalautuva, reaaliaikainen tuottavuusmittari

• Millä prosesseilla, kalustolla tai digitaalisilla työkaluilla ”saadaan mittari värähtämään”?

Kaluston / työkoneiden rooli• Kalustoa ei pitäisi nähdä vain kustannuseränä

• Olennaista työntekijän tuottavuuden kannalta:

• Oikeat koneet oikeassa paikassa

• Automaattinen löydettävyys

• Työtehtävään sopiva kone

• Prioriteetti 1: Työntekijän ei pitäisi koskaan joutua etsimään

konetta (hukka) tai tehdä työtä väärällä koneella (tuottavuus /

työturvallisuus)

• Prioriteetti 2: Kaluston käyttöasteen nosto

• Tutkittava vielä, mikä on kaluston osuus 70% hukasta

Kaluston digitalisointi?

• Paikannus koneisiin

• Vähintään millä työmaalla kone on, mieluummin sisäpaikannus

• Kaluston hallintanäkymät, koneiden etsiminen työmaalla

• Käyttöaste

• Tuottavuutta lisäävää älykkyyttä

• Esim. koneiden varausjärjestelmät, ehdot käynnistymiselle ym.

• Linkitykset päivätason aikatauluihin – oikea kone oikeaan aikaan oikealle henkilölle

Muita testattavia asioita

Lisäävätkö seuraavat arvoa lisäävää aikaa:

• Henkilöiden, materiaalien, kaluston paikantaminen

• Logistiikan kehitys (JIT toimitukset)

• Esivalmistusasteen nosto / moduulirakentaminen

• Uudet suunnittelu ja ohjausmenetelmät (tahtituotanto)

• Tilannekuva eri rooleille

• BIMin käyttö työmaalla (AR/MR)

• Maiden väliset vertailut (käyninssä: Alankomaat, Peru, Kiina; suunniteltu: Ruotsi, Norja, Saksa, Brasilia, Kalifornia)

Seuraavaksi• Kaupalliset tilannekuvaratkaisut – osittaisratkaisuja olemassa

(esim. Bliot Oy, Fira, Kaltiot, ReConstruct yms).

• Yhteiset tietorakenteet rakentamisen työnkululle

• Tilannekuvaan perustuva tekoäly

• Automaattiset ohjeet työntekijöille, materiaalin ja kaluston tilaukset ja palautukset jne.

• Arvoa lisäävän työn tuottavuuden parantaminen

• Automaattinen six sigma IoTin kautta

• Oikeat materiaali- ja kalustovalinnat

aalto.fi

Kiitos!

Kysymyksiä?