1 Visualisatie A12 VEG - Viaduct Wolf- hezerbrug, rechtstreeks vervaardigd uit het BIM opgesteld door Wagemaker Van Stubeco-pilot in 2015 tot volledig digitaal in 2019 Wapening in BIM BIM biedt interessante mogelijkheden bij het wapenen van constructies. Dat werd al duidelijk uit de studie 'Wapening in BIM' die Stubeco- studiecel B08 in 2015 uitvoerde. Inmiddels is het 2019 en hebben de ontwikkelingen rondom wape- ning in BIM niet stilgestaan. Wat zijn de recente ontwikkelingen en welke hobbels zijn er nog om tot het ideale proces te komen? A nno 2019 zijn steeds meer men- sen ervan overtuigd dat BIM dé manier van ontwerpen en communice- ren binnen de bouwwereld is. BIM-en is virtueel bouwen met digitale herbruik- bare informatie (data). Bij toepassing van BIM wordt van het ontwerp een digitaal prototype (3D-model) gemaakt, zodat het bouwwerk kan wor- den gevisualiseerd en gecontroleerd voordat er één wapeningsstaaf is aan- gebracht. Alle controleberekeningen, toetsingen, buigstaten etc. hebben het 3D-wapeningsmodel (hierna: model) als basis en zijn eraan gekoppeld. Dat betekent dat alle informatie eenduidig auteurs Hank Janssens Wagemaker Erik Kuiper Atos Broodtekst Afstudeeronderzoek In 2014 hebben David van Kampen en Hank Janssens een afstudeeronder- zoek uitgevoerd, getiteld 'Wapening in BIM' aan de opleiding Civiele Tech- niek van de Avans Hogeschool in 's-Hertogenbosch. Het onderzoek werd gefaciliteerd door Wagemaker. Om de gehele markt en alle mogelijk- heden inzichtelijk te krijgen, zijn tal van andere bedrijven die te maken hebben met het wapeningsproces, betrokken bij het onderzoek. Denk hierbij aan aannemers, machinefabri- kanten, ontwerpbureaus, prefab-be- toncentrales, software- en wapenings- leveranciers. 24 VAKBLAD I 1 2019 4 BIM.indd 24 15-04-19 09:57 en op één plaats aanwezig is. Op deze manier kunnen geen misverstanden ontstaan over verschillende definities van bouwdelen en worden fouten en langs elkaar heen werken voorkomen. Bij het efficiënt gebruik van BIM worden digitale gegevens tussen verschillende partijen uitgewisseld. Dit maakt BIM dus meer dan alleen het modelleren van het ontwerp in 3D. Het werken volgens een BIM-methodiek vereist duidelijke afspraken over het uitwisselen van digi- tale gegevens en een structureel andere aanpak bij het vastleggen van het ont- werp. Immers partij A moet zijn infor- matie zo exporteren dat partij B deze zonder tussenkomst van menselijk han- delen kan importeren in het proces. Stubeco-studiecel Wapening in relatie tot BIM In 2014 is afstudeeronderzoek uitge- voerd naar de mogelijkheden van wapening en BIM (zie kader). Eén van de aanbevelingen daaruit was het uit- voeren van een pilot waarin de kansen op dit gebied zouden worden ervaren. Om invulling te geven aan deze aanbe- veling is de Stubeco-studiecel B08 ? Wapening in relatie tot BIM opgestart en werd in 2015 een pilot uitgevoerd. Pilot Het doel van de pilot was een civiele betonconstructie zonder traditionele tekeningen te realiseren en het verschil met het traditionele proces inzichtelijk te maken. Wagemaker (ontwerpbu- reau), Heijmans (aannemer) en BCS (wapeningsleverancier en vlechter) vormden hierbij een wapeningsbouw- team. De pilot is uitgevoerd op de bouw van het Viaduct Wolfhezerbrug in het traject A12 Veenendaal ? Ede ? Grijsoord (VEG, fig. 1).3D versus 2D Een van de twee landhoofden van het viaduct werd met behulp van een 3D-stappenplan gewapend, terwijl het andere landhoofd met 2D-tekeningen werd gerealiseerd. Het 3D-stappenplan betrof een A3-boekje dat rechtsreeks uit het model werd gegenereerd. De wape- ning werd per fase weergegeven en met een aan het model gekoppelde buigstaat verduidelijkt (fig. 2). De buigstaat van het traditionele land- hoofd werd handmatig vervaardigd vanaf de 2D-tekening, terwijl de buigstaat van het andere landhoofd digitaal werd uitgewisseld, rechtstreeks uit het model (fig. 3). Het uitwisselen van de digitale buigstaat gebeurde met een BVBS-export uit het model. BVBS is een uitwisselingsformaat dat volgens internationale standaarden informatie van wapeningsstaven digitaal beschrijft en interpreteerbaar maakt voor computers en machines. Om de verschillen tussen beide werk- methodes inzichtelijk te krijgen, werd de wapening van beide landhoofden door twee verschillende vlechtploegen aangebracht en werden de werkzaam- heden gemonitord. Digitale buigstaat Voorbeelden van informatie die terugkomt in een digitale buigstaat zijn onder andere: ? projectinformatie ? positienummer ? staaflengte ? aantal stuks ? gewicht ? diameter ? staalkwaliteit ? buigdoorn ? haakhoek/-lengte 2 Voorbeeld van bladzijde uit 3D-stappenplan pilot 3 Het definitieve wape- ningsmodel van het landhoofd van de pilot 25 VAKBLAD I 1 2019 4 BIM.indd 25 15-04-19 09:57 Resultaten Na afronding van de pilot heeft er een evaluatie plaatsgevonden. De belang- rijkste resultaten daarvan: ? Het opstellen van het 3D-stappen- plan heeft meer tijd gekost dan het opstellen van traditionele 2D-tekenin- gen. In 2015 was de software nog niet toereikend. N.B. Dit is ondertussen (2019) aan- zienlijk verbeterd. Het is met de huidige software steeds beter mogelijk om 3D-stappenplannen (semi-)geautoma- tiseerd uit te voeren. ? De werkvoorbereider van de aanne- mer is minder tijd kwijt aan de con- trole van buigstaten en wapenings- tekeningen bij het niet-traditionele landhoofd, aangezien alle informatie rechtstreeks uit het gecontroleerde model afkomstig is. ? Het feit dat er geen fouten in de buigstaat optreden bij het niet-tradi- tionele landhoofd (geautomatiseerde export uit het model), werd door de buigcentrale als een enorme stap voorwaarts ervaren. ? De buigstatenmaker had 4 uur nodig om een manuele buigstaat van het traditionele landhoofd op te stellen. Doordat de buigstaat van het niet- traditionele landhoofd rechtstreeks uit het model werd gegenereerd, was deze inzet daar niet nodig. ? De uitvoeringstijd van het niet-tradi- tionele landhoofd was een fractie korter. De vlechters van het niet-tra- ditionele landhoofd hadden met behulp van het 3D-stappenplan en bijbehorende buigstaat sneller inzichtelijk welke staaf op welke loca- tie moest worden geplaatst. Het 3D-stappenplan werd op de bouw- plaats dan ook als zeer prettig ervaren. ? Er bleek sprake van faalkostenreduc - tie. Het op de bouwplaats gebruik kunnen maken van het 3D-stappen - plan met daarop per fase de buigstaat aangegeven, zorgde voor een sneller inzicht in de wapenings - constructie bij de vlechters. Hoe groot deze reductie exact is, valt las - tig te zeggen. Er was geen sprake van grote verschillen door het rela - tief simpele principe van het landhoofd. De grootste winst van de pilot is dat is aangetoond dat met behulp van BIM het wapeningsproces anders kan. Dit is na een pilot niet meteen in concrete winst in tijd of geld uit te drukken. Wel zijn de mogelijkheden van wapening in BIM in 2015 al aangetoond. Mogelijkheden wapening in BIM Inmiddels is het 2019 en zijn de moge- lijkheden van BIM en wapening bij veel partijen bekend. De principes van de pilot worden ook steeds breder toege- past. Mede dankzij alle ervaring zijn er gerichte aanbevelingen te doen voor een succesvolle implementatie van BIM, bijvoorbeeld ten aanzien van taken en verantwoordelijkheden. Taken en verantwoordelijkheden verschillende partijen Om uitwisseling van wapening in BIM mogelijk te maken moet in ieder geval aan de volgende spelregels worden voldaan: ? Samenwerking tussen ontwerpbu- reau, wapeningsleverancier en vlech- ter is noodzakelijk. Het is niet moge- lijk om als ontwerpbureau een kant-en-klaar product op te leveren zonder afstemming met de eindge- bruiker. De randvoorwaarden voor onder andere de machine-input, transport of eventueel prefab dienen bij de opsteller van het wapenings- model bekend te zijn om deze later efficiënt en geautomatiseerd uit te kunnen wisselen. ? Alle partijen moeten een controle uit- voeren op het model en de daarin aanwezige informatie. Bij een akkoord van alle partijen wordt het model bevroren en is het gereed voor productie en uitvoering. ? De verantwoordelijkheden op pro- ducties met BIM moeten vooraf wor- den vastgelegd. Zo is voor iedereen duidelijk wie waarvoor verantwoor- delijk is binnen het project en kan door iedereen vanuit zijn rol worden gestuurd op de kwaliteit van zijn/haar onderdeel. Dit voorkomt mogelijk vingerwijzen achteraf. Eén centrale plek voor informatie Het grootste voordeel van het werken 4 Landhoofd pilot in aanbouw 26 VAKBLAD I 1 2019 4 BIM.indd 26 15-04-19 09:57 Traditioneel:Pilot (2015): Pilot (2018): 2D-wapeningstekening 3D-wapeningsmodel AIR 3D-wapeningsmodel 3D-stappenplan met een model is dat de actuele infor- matie door alle partijen op een centrale plek beschikbaar is. Per project moeten de betrokken partijen afspraken maken over hoe dit proces technisch en prak- tisch wordt ingericht. Het meest voor de hand liggend lijkt een cloudoplos- sing waarbij alle partijen, op elk moment en op elke locatie de beno- digde actuele informatie kunnen raad- plegen. Deze cloudoplossingen worden inmiddels door meerdere software- leveranciers aangeboden. Aansturen van productie/ werkvoorbereiding Zoals in de pilot al is aangetoond, is het door wapening in 3D uit te werken mogelijk de productie van de wape- ningsleverancier aan te sturen. Dit kan met behulp van een digitale buigstaat. In een digitale buigstaat worden wape- ningsstaven conform een internationale standaard beschreven. Het is belangrijk dat modellen gestructureerd zijn opge- bouwd om efficiënte data-uitwisseling mogelijk te maken. Het parametriseren van concepten en het automatiseren van het bijbehorende modelleerproces (design automation) leveren hier een positieve bijdrage aan. Door design automation kan informatie altijd op een uniforme gestandaardiseerde wijze aan het model worden toegevoegd. Een digitale buigstaat kan door wape- ningsleveranciers worden geïmpor- teerd in het ERP-systeem, waarmee onder andere productie en facturatie geautomatiseerd kan worden aange- stuurd. Traditioneel wordt deze infor- matie handmatig ingevoerd. De meest gebruikte en omarmde bestandsforma- ten voor het uitwisselen van digitale buigstaten zijn BVBS en PXML. De buigstatenmaker zal door gebruik te maken van digitale buigstaten minder tijd kwijt zijn aan het interpreteren van 2D-tekeningen en handmatig buigsta- ten van maken, zoals hij traditioneel gewend is. Zijn werkzaamheden ver- schuiven in het nieuwe proces naar de voorkant, waardoor hij mee moet den- ken bij het opstellen van het model, zodat de wapening correct en herbruik- baar in het model terecht komt. Aansturen van uitvoering/vlechter Traditioneel werken vlechters op de bouwplaats met een 2D-wapeningste- kening. In de pilot is gebruik gemaakt van een model met daaraan gekoppeld een 3D-stappenplan. Door slim gebruik te maken van de gestructureerde data die in modellen aanwezig is, is het mogelijk om wapening ook op een andere manier te presenteren aan vlechters. Door (beperkte) extra tijd in het modelleren van een informatierijk model te steken is het mogelijk om wapening met behulp van Augmented Reality (AR) op de bouwplaats/werkplek te visualiseren (fig. 5). Pilot met AR In 2018 zijn de ambities van Wagema- ker, Atos (IT-bedrijf dat zich onder andere bezighoudt met systeemontwik- keling) en Hoco Beton (prefab-betonle- verancier met eigen wapeningsproduc- tie en vlechters) samengekomen. Alle drie wilden zij het 3D-wapeningsmodel met behulp van AR naar de werkplaats brengen. Atos heeft op basis van hun Augmented Interactive Reality (AIR) softwareproduct een platform weten te realiseren, genaamd HoloPlan, dat aan- sloot bij business cases van zowel Wage- maker als Hoco Beton. Met HoloPlan, ondersteund door de HoloLens en tablet, hebben Atos en Wagemaker de werktekeningen AR compatibel gemaakt. Gegevens worden vanuit het model verzameld in het plat- form en interactief beschikbaar gesteld in de HoloLens en via de tablet, waar- door papieren tekeningen niet meer nodig zijn. Aanbrengen wapening De vlechter gebruikt het platform ter ondersteuning van het maken van de wapeningskorven. Met behulp van krijtstrepen op de werktafel tekent hij de buitencontouren en de hart-op- 6 Screenshot van Holo- Plan; met behulp van krijtstrepen op de werktafel worden de buitencontouren en de hart-op-hart-afstand van de wapeningssta- ven afgetekend 5 Schematische tijdsweergave 2D versus 3D-ontwerp 27 VAKBLAD I 1 2019 4 BIM.indd 27 15-04-19 09:57 hart-afstand van de wapeningsstaven af (fig. 6). Voorheen werd dit vanaf een 2D-tekening worden geïnterpreteerd en daarna vertaald naar krijtstrepen op de werktafel. Deze stap ? met kans op interpretatiefouten ? kan nu worden overgeslagen. Controle wapening Ook de kwaliteitsmedewerkers maken gebruik van HoloPlan. Dit zorgt voor een betere, efficiëntere en leukere manier van controleren. Het is voor de kwaliteitsmedewerkers mogelijk om de kwaliteitscontrole nu digitaal te doen. Met deze kwaliteitscontrole wordt de kwaliteit van de wapeningskorf aan- toonbaar digitaal vastgelegd, verhoogt het de snelheid van controleren zelf en zie je ook nog eens in een oogopslag waar eventuele fouten zitten zonder na te meten. Ervaringen Medewerkers waren in het begin scep- tisch over het werken met interactieve virtuele projecties, omdat dit afwijkt van het traditionele, vertrouwde proces. Echter na het uitvoeren van een pilot in een vertrouwde omgeving, zonder enige tijdsdruk, werd het daadwerkelijk werken met het platform ook door hen zeer positief ontvangen. Te nemen hobbels Bedrijven zijn op dit moment op zoek naar de juiste manier om BIM te imple- menteren, maar lopen ondertussen tegen verschillende knelpunten aan. De technische knelpunten worden gelukkig steeds kleiner. Maar er zijn nog wel andere knelpunten die de overgang van het traditionele proces naar BIM belemmeren. Samenwerking tussen verschillende BIM-niveaus In de huidige markt acteren nog niet alle partijen op hetzelfde BIM-niveau. Het is daarom belangrijk dat vooraf dui- delijke afspraken worden gemaakt over de informatie-uitwisseling binnen een project. Welke gestructureerd informa- tie kun je leveren? Welke informatie kun je interpreteren? Door vooraf gezamen- lijk antwoorden op deze vragen te geven, kan het BIM-proces hierop wor- den afgestemd. 8 Een medewerker van Hoco Beton met de Hololens en tablet die samen HoloPlan vormen Stubeco Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Stubeco, partner van Betoniek. Het genoemde rapport 'BIM in relatie tot wapening' van studiecel B08 is gratis te downloaden op www.stubeco.nl. 7 Screenshot van HoloPlan: met behulp van het keuzemenu zijn onder andere verschillende fases in de fasering aan- en uit te zetten Op de lange termijn lijkt het niet realis- tisch dat partijen die geen of weinig informatie uit (kunnen) wisselen bestaansrecht hebben in de steeds ver- der doorontwikkelende bouwwereld. Verandering is noodzakelijk "Zo doen we het altijd al" is een veel gehoorde quote in de bouw. Deze quote symboliseert de relatief conserva- tieve mindset van de bouwwereld in algemene zin. Om daadwerkelijk veran- deringen voor elkaar te krijgen is het nodig om te veranderen. Men kan niet terug blijven vallen in het traditionele proces als men vooruit wil. Veranderen is het makkelijkst door dit in kleine stap- pen te doen. Probeer niet alles in een keer te veranderen, maar doe het stapje voor stapje. Wellicht eerst intern en daarna extern. En eenmaal onderweg: celebrate the small victories, zodat iedereen binnen de organisatie/branche in de gaten heeft dat er daadwerkelijk veranderingen plaatsvinden. Dit helpt om gezamenlijk verder te komen! 28 VAKBLAD I 1 2019 4 BIM.indd 28 15-04-19 09:57