Klantcase

Bouygues ES: as-builtdocumentatie transformeren met augmented reality

Type bedrijf

Sector

Type project

Bouw van een datacenter

Managementsamenvatting

Bouygues Énergies & Services (Equans) kreeg de opdracht om de bouwwerkzaamheden uit te voeren voor een datacenter in de regio Île-de-France. In het kader van dit project was het engineeringteam dat verantwoordelijk was voor de elektrische installaties belast met de fasen ontwerp, uitvoeringsbegeleiding en oplevering van de werken. Het doel van de klant was om zijn digitale opslagcapaciteit te vergroten door een nieuwe strategische infrastructuur op Frans grondgebied te ontwikkelen.

Dit project vormt een eerste samenwerking tussen deze klant en Bouygues, waardoor het voor beide partijen een belangrijk project is. Voor Bouygues is het een kans om zijn expertise in de bouw van datacenters aan te tonen en de weg vrij te maken voor toekomstige samenwerkingen op vergelijkbare projecten.

De uitdaging

In het kader van dit datacenterproject was Bouygues Énergies & Services verantwoordelijk voor het samenstellen van de as-builtdocumentatie (DOE) van de elektrische installaties. De klant vereiste een maximale nauwkeurigheid van 2 cm in het BIM-model, met een krappe deadline. Deze eis kwam voort uit de complexiteit van het project en de dichtheid van de apparatuur: bij onderhoud was een nauwkeurige lokalisatie essentieel om geen tijd te verliezen met het zoeken naar de installaties. Om aan deze eisen te voldoen, zocht David Bremec, hoofd van de afdeling EEL Gebouwen en Spoor en verantwoordelijke voor innovatie, naar een oplossing die aan vijf hoofdbehoeften kon voldoen:

• Snel en nauwkeurig afwijkingen tussen het BIM-model en de werkelijke omstandigheden op de bouwplaats identificeren, rechtstreeks in het veld.
• Deze afwijkingen documenteren als gestructureerde issues, inclusief foto's en metingen.
• De as-builtdocumentatie opstellen op basis van een bijzonder complex en omvangrijk BIM-model.
• Werkzaamheden op de bouwplaats uitvoeren zonder de activiteiten van andere disciplines te verstoren.
• Het model bijwerken zodat het de werkelijke omstandigheden op de bouwplaats nauwkeurig weergeeft en tegelijkertijd voldoet aan de door de klant vereiste tolerantie van 2 cm.

De oplossing en implementatie

Na een analyse van de op de markt beschikbare oplossingen koos Bouygues Énergies & Services voor augmented reality om aan de projecteisen te voldoen. Deze technologie maakt het mogelijk om:

• het 3D-model over de bouwplaats te leggen om direct afwijkingen tussen het model en de werkelijkheid te identificeren;
• alle verificatiewerkzaamheden rechtstreeks op de bouwplaats uit te voeren;
• issues in realtime aan te maken en op te volgen;
• complexe modellen soepel te bekijken door de weergavediepte aan te passen.

Augmented reality maakt een snelle identificatie van afwijkingen op de bouwplaats mogelijk, maar voldoet op zichzelf niet volledig aan de eisen op het gebied van geometrische nauwkeurigheid en de betrouwbare actualisering van het BIM-model.

Daarom werd aanvullend gekozen voor 3D-scanning om een puntenwolk te genereren die de bestaande situatie nauwkeurig weergeeft en om elementen binnen het digitale model nauwkeurig te herpositioneren.

Aanvankelijk had Bouygues besloten om uitsluitend 3D-scanning te gebruiken. Vanwege de complexiteit van het model – waardoor navigeren moeilijk en tijdrovend was – en de hoeveelheid betrokken apparatuur was het echter zeer moeilijk om de uitgangen te identificeren. Juist in deze specifieke situatie probeerden ze iets anders.

Vergelijking van oplossingen

Alleen 3D-scan

3D-scan en augmented reality

Stap 1

3D-scan van het datacenter om een puntenwolkmodel te genereren

Stap 2

Handmatige identificatie van afwijkingen in een complex en grootschalig model.

Identificatie van afwijkingen rechtstreeks op de bouwplaats met behulp van augmented reality.

Stap 3

Conflicten oplossen in Revit

Stap 4

Er ontstaat aanzienlijke tijd van het type MUDA (verspilling zoals wachten, overbewerking en onnodige verplaatsingen), met name bij het zoeken naar issues in een complex, omvangrijk en weinig vloeiend BIM-model.

Een aanzienlijke vermindering van niet-waardetoevoegende activiteiten dankzij een vloeiende visualisatie van het model, wat een snelle en betrouwbare detectie van afwijkingen mogelijk maakt. Er was geen herstelwerk nodig, waarbij de ontwerpteams een sleutelrol speelden bij de productie van de DOE.

De gekozen aanpak combineert twee complementaire methoden:

• augmented reality om afwijkingen rechtstreeks op de bouwplaats te identificeren en te documenteren;
• 3D-scanning om het digitale model nauwkeurig bij te werken.

Verschillende randvoorwaarden bepaalden de keuze van de oplossing:

• naleving van strenge veiligheidsvoorschriften op de bouwplaats;
• het vermogen om te werken zonder internetverbinding;
• integratie met Autodesk Forma (voorheen Autodesk Construction Cloud - ACC);
• gebruiksgemak, met toegankelijke gebruikersondersteuning.

Na een verdere marktanalyse, aangevuld met tests en consultaties, werd GAMMA AR aangewezen als de meest geschikte oplossing voor de projecteisen, omdat:

• het gebruik van een tablet het mogelijk maakt om alle persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) te behouden;
• de modellen rechtstreeks op het apparaat kunnen worden geladen, wat offline werken mogelijk maakt;
• de integratie met Autodesk Forma
• de synchronisatie van in het veld geïdentificeerde issues mogelijk maakt;
• een specifieke plug-in deze gegevens automatisch naar Revit overbrengt, waardoor informatie wordt gecentraliseerd en het handmatig opnieuw invoeren van gegevens wordt geëlimineerd.

Ter ondersteuning van de adoptie organiseerden de GAMMA AR-teams trainingssessies op locatie waarbij de ontwerp- en bouwteams van Bouygues samenkwamen. Deze sessie hielp om werkwijzen te harmoniseren, het gebruik van de tool te vergemakkelijken en een directe verbinding tot stand te brengen tussen de gebruikers en GAMMA AR voor dagelijkse opvolging. Deze aanpak voldeed aan de verwachtingen van Bouygues voor de uitrol van augmented reality.

Voorbeelden

Case 1: verificatie van de hoogspanningskabelgoten op het dak

Uitgevoerde kabelgoot

Model over de werkelijkheid gelegd

Het BIM-model bevatte een hoogteverschil op een deel van de kabelgoot. De verificatie op locatie toonde echter aan dat de onderkant van de kabelgoot over de volledige lengte constant bleef, zonder hoogteverschil.

In een traditionele aanpak zou deze afwijking zijn geïdentificeerd door het Revit-BIM-model te vergelijken met de 3D-scan. Deze methode is tijdrovend vanwege de grote omvang van het model, wat trage prestaties in Revit veroorzaakt. Ze brengt ook een risico op omissies met zich mee, wat bijzonder kritiek is in een datacentermodel met veel apparatuur en kabelroutesystemen.

Met behulp van Gamma AR en 3D-scantechnologie werd eerst een volledige scan van het gebouw uitgevoerd om de bestaande situatie nauwkeurig vast te leggen. Vervolgens werd het BIM-model met behulp van augmented reality over de reële omgeving gelegd, waardoor afwijkingen tussen het digitale model en de as-builtsituatie op de bouwplaats snel konden worden geïdentificeerd. Zodra een afwijking werd gedetecteerd, werd rechtstreeks in de applicatie een issue aangemaakt, gedocumenteerd met de relevante informatie en gedeeld met het betreffende team voor beoordeling en oplossing. Ten slotte diende de uit de 3D-scan gegenereerde puntenwolk als betrouwbare referentie om de correcte positie van de betrokken elementen te bepalen en het BIM-model dienovereenkomstig bij te werken.

Case 2: verificatie van de verlichting in de kantoorzone

Uitgevoerde verlichting

Model over de werkelijkheid gelegd

In de kantoorzone werd een afwijking geïdentificeerd tussen de werkelijke positie van de verlichting en de weergave ervan in het BIM-model. Dit verschil werd veroorzaakt door het verlaagde plafond, waarvan de werkelijke hoogte afweek van de gemodelleerde hoogte, wat resulteerde in een verkeerde uitlijning van de armaturen.

In een traditionele aanpak had deze afwijking kunnen worden geïdentificeerd door het Revit-BIM-model te vergelijken met het puntenwolkmodel dat uit de 3D-scan werd gegenereerd. Het gebruik van scanning vereist echter het bepalen van een acquisitieresolutie, wat extra kosten met zich meebrengt en het verkregen detailniveau kan beperken. Bij deze resolutie zijn bepaalde elementen, zoals armaturen, mogelijk niet duidelijk herkenbaar in de puntenwolk. Ook de indeling van het verlaagde plafond had met behulp van het puntenwolkmodel moeten worden gecontroleerd. Ten slotte zouden handmatige metingen nodig zijn geweest voordat de informatie ter correctie aan de verantwoordelijke discipline werd doorgegeven.

Met GAMMA AR en 3D-scanning werd eerst een scan van de locatie uitgevoerd. Door het model over de bouwplaats te leggen, konden afwijkingen met betrekking tot zowel de armaturen als het verlaagde plafond snel worden geïdentificeerd. De informatie werd vervolgens ter correctie doorgegeven aan de verantwoordelijke discipline, terwijl de 3D-scan het mogelijk maakte om het BIM-model bij te werken in overeenstemming met de werkelijke omstandigheden op de bouwplaats.

Deze twee cases illustreren duidelijk de dagelijkse meerwaarde van de tool: afwijkingen op de bouwplaats identificeren, ze met een paar klikken documenteren en ze rechtstreeks doorsturen naar de juiste betrokkenen, zodat ze zonder vertraging kunnen worden aangepakt.

Resultaten

In totaal werden er tijdens het project 608 issues aangemaakt. De detectie van afwijkingen op locatie vergde twee voltijdse personen gedurende vier dagen, aangevuld met een derde persoon die tijdens de eerste drie dagen aanwezig was. Deze fase vertegenwoordigde in totaal 11 mandagen, wat overeenkomt met ongeveer 66 uur effectief werk, oftewel ongeveer 8 tot 9 mandagen op basis van een werkdag van 7,5 uur. Dit komt overeen met een gemiddelde cyclustijd van 6 min 30 s per issue, evenals een gemiddelde doorvoer van ongeveer 152 verwerkte issues per dag.

De actualiseringen van het BIM-model werden vervolgens gedurende een periode van ongeveer drie weken uitgevoerd door één voltijdse veldingenieur, een BIM-modelleur in deeltijd en een extra bedrijfsresource die ter ondersteuning werd ingezet.

Zonder het gebruik van GAMMA AR voor de as-builtdocumentatie (DOE) van dit datacenter zouden de benodigde resources hoger zijn geweest, met name wat betreft BIM-modelleurs, om de projectdeadlines te halen. Dit zou hebben geleid tot hogere kosten en een grotere inzet van teams op dit project, ten koste van andere lopende werkzaamheden.

Bij een gelijkblijvend personeelsbestand zou het ontbreken van deze optimalisatie ook hebben geleid tot een toename van het totale aantal mandagen dat nodig is voor de volledige DOE-fase, als gevolg van langere verwerkingstijden en meer herstelwerk.

Deze extra werklast had vertragingen of stagnatie op andere projecten kunnen veroorzaken, evenals een verhoogd risico om bepaalde afwijkingen niet te detecteren. Bijgevolg zouden de totale projectkosten (CBS) hoger zijn uitgevallen dan in de huidige configuratie.

De DOE is volledig opgeleverd en zonder opmerkingen aanvaard. Aan de eis van 2 cm kon niet worden voldaan, aangezien het onmogelijk is een afwijking van minder dan 5 cm te certificeren.

Voor de BIM-modelleurs waren de voordelen tastbaar: in plaats van door het volledige 3D-model te navigeren om de issues zelf te lokaliseren, ontvingen ze rechtstreeks in Revit gedocumenteerde, gelokaliseerde en van maatvoering voorziene issues, waardoor ze correcties gericht en efficiënt konden uitvoeren. Het opgeleverde model geeft de op de bouwplaats gerealiseerde installaties nauwkeurig weer en biedt de klant een betrouwbaar en direct bruikbaar digitaal model.

Voortbouwend op deze ervaring blijft Bouygues Énergies & Services GAMMA AR uitrollen op zijn komende projecten. Het doel is om te profiteren van de vastgestelde voordelen op het gebied van kwaliteit, productiviteit en samenwerking om de prestaties op steeds veeleisender projecten verder te verbeteren.

Leerpunten: tijdens het project heeft Bouygues Énergies & Services verschillende best practices voor toekomstige implementaties geïdentificeerd:

• voorzie voor elke iPad een externe batterij;
• laad tablets en externe batterijen gelijktijdig op;
• laad de vereiste modellen op de apparaten voordat u naar de bouwplaats gaat;
• beperk de weergaveafstand om de batterijduur te optimaliseren;
• maak de bouwplaatsteams bewust van het gebruik en de locatie van de QR-codes om te voorkomen dat ze worden verplaatst.

Algemene resultaten

Bovendien zou het ontbreken van augmented-realityvisualisatie op de bouwplaats het inzicht van de teams van het ontwerpbureau in de werkelijke omstandigheden op de bouwplaats hebben beperkt. Dit zou het risico hebben vergroot op het ontwerpen of valideren van oplossingen die moeilijk op de bouwplaats te realiseren zijn, met mogelijke gevolgen voor andere projecten en een verhoogd risico op herstelwerk als gevolg van analyses die uitsluitend op het digitale model zijn gebaseerd.

Bouygues Énergies & Services streeft ernaar de integratie van praktijkomstandigheden in het ontwerpproces te versterken en tegelijkertijd voorop te blijven lopen op het gebied van technologische innovatie. Het gebruik van augmented reality en 3D-scanning stelt teams in staat om de werkelijke uitvoeringsomstandigheden beter te begrijpen, hun ontwerpen af te stemmen op de fysieke realiteit van projecten en hun vaardigheden in nieuwe technologieën te ontwikkelen door praktische toepassingen op de bouwplaats. Deze aanpak vormt een echte opleidingskans voor de teams, bevordert de adoptie van digitale tools, creëert een positieve, op innovatie gerichte cultuur en vermindert de weerstand tegen verandering bij het uitrollen van nieuwe oplossingen. Ze draagt ook bij aan het aantrekken van nieuw talent, stimuleert kennisdeling tussen generaties en toont klanten het vermogen van het bedrijf om zich aan te passen aan een voortdurend evoluerende digitale omgeving en zich tegelijkertijd te onderscheiden van concurrenten.

Conclusie

Dit project vormt een concrete illustratie van de voordelen die augmented reality kan bieden voor de fase van de as-builtdocumentatie (DOE). Geconfronteerd met veeleisende eisen op het gebied van zowel BIM-conformiteit als bouwplaatsveiligheid, stelde GAMMA AR de teams in staat om te werken met een tool die werkelijk is afgestemd op de omstandigheden in het veld.

Het over de werkelijkheid leggen van het 3D-model maakte de identificatie van afwijkingen sneller en betrouwbaarder. Het rechtstreeks op de bouwplaats aanmaken van issues stroomlijnde de communicatie tussen de veldteams en de BIM-modelleurs zonder extra administratieve taken te genereren. Bovendien zorgde het gebruik van een tablet in plaats van een smartbril ervoor dat de persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM) altijd konden worden gedragen, wat een essentiële vereiste was voor het werken in actieve bouwzones.

Naast de op dit project behaalde resultaten bevestigt deze ervaring dat augmented reality een praktisch en operationeel hulpmiddel kan zijn voor veeleisende BIM-projecten. Deze overtuiging brengt Bouygues Énergies & Services ertoe de technologie op toekomstige projecten te blijven uitrollen.

Woordenlijst

Cyclustijd (issueverwerking): Gemiddelde tijd die nodig is om één issue te verwerken, van identificatie in het veld tot documentatie en integratie in de correctieworkflow.

Doorlooptijd (DOE-productie): Totale duur die nodig is om het volledige DOE-proces te voltooien, van de eerste detectie in het veld tot de gevalideerde oplevering.

Mandag (MD): Werkeenheid die overeenkomt met één persoon die één volledige werkdag werkt (gebruikt voor de inschatting van de werklast en de resourceplanning).

Manuur: Werkeenheid die overeenkomt met één uur werk dat door één persoon wordt verricht. Gebruikt voor de inschatting van de werklast en de resourceplanning.

MUDA (Lean-verspilling): Concept uit het lean management dat verwijst naar niet-waardetoevoegende activiteiten zoals wachten, zoeken, overbewerking of onnodige verplaatsing.

CBS (Cost Breakdown Structure): Gestructureerde uitsplitsing van de projectkosten die wordt gebruikt voor financiële opvolging, toewijzing en beheersing per werkpakket.