Ny studie: Virtual reality kan skape besparelser i kompleks infrastruktur og bygg og anlegg

23.01.2018 / Marius Sekse og Jørgen Storm Emborg

Building Information Modelling (BIM) innebærer å skape vesentlige besparelser i infrastruktur og bygg- og anleggsbransjen. Virtual Reality kommer sannsynligvis til å føre til enda større besparelser. En pågående studie ser på potensielle gevinster for kunden. 

I årevis har byggebransjen slitt med kostnads- og tidsoverskridelser på store prosjekter. Én av de viktigste årsakene til dette er prosjektenes kompleksitet. Byggeprosjekter karakteriseres ved samarbeid mellom tverrfaglige parter og iterative prosesser, og de er svært avhengige av kvaliteten på kommunikasjonen mellom de forskjellige deltakerne. 

Ifølge en McKinsey-rapport fra 2016 tar det gjerne 20 prosent lengre tid å fullføre store byggeprosjekter enn planlagt, og de går opp til 80 prosent over budsjettet. I noen markeder har byggeproduktiviteten faktisk falt siden 1990. 

Besparelser med VR?

Spørsmålet er om nye teknologier og digitale verktøy kan skape smidigere prosesser og besparelser. 

Når det gjelder Building Information Modelling (BIM) er svaret ja. Ifølge den samme McKinsey-rapporten kan faktisk mer utbredt bruk av BIM skape 15–25 prosent besparelser på det globale infrastrukturmarkedet. Tidligere studier har vist tilsvarende potensial i byggebransjen. 

BIM baner veg for Virtual Reality på prosjekter 

De siste årene har byggebransjen opplevd økt etterspørsel etter BIM-leveranser, enten gjennom BIM-krav fra det offentlige eller stadig oftere fra kunder og leverandører. Dette har ført til en stor økning i antallet prosjekter som utføres i 3D og BIM. 

At de fleste nye byggeprosjekter er prosjektert i BIM i dag, gjør det mulig med et ekstra digitalt verktøy når vi kommuniserer prosjekter: Virtual Reality (VR) og beslektede verktøy som Augmented Reality og Mixed Reality.

I september 2016 innledet COWI en ny studie for å evaluere potensielle gevinster for byggebransjen og kunder ved å legge til VR i BIM-prosjekteringsprosessen. 

fra wow-faktor til verdiskapingsverktøy 

VR så dagens lys på 1950-tallet, med Morton Helligs Sensorama. Etter å ha fått sitt gjennombrudd sent på 1980-tallet har det modnet vesentlig og begynt å tilby muligheter til å finne løsninger på komplekse problemer. 

Dette har blitt synlig i blant annet byggebransjen med løsninger som VR Caves fra BIM Equity (tillater flere brukere i samme modell), ARUP Soundlab (simulering av lyder i det bygde miljøet) og Oculus (rimelige VR-briller med håndsporingsfunksjoner). 

optimalisert brukeropplevelse

Resultatene av studien vår hittil viser at VR faktisk har betydelig potensial til å øke kvaliteten på prosjekter og åpne for ytterligere fordeler for kunden fordi det gir en ekte følelse av skala, funksjonalitet og brukeropplevelse. 

Eksempelvis ble det brukt VR til å kartlegge menneskeflyten da den nye pir E ved København lufthavn ble prosjektert. Modellen av pir E ble utformet i 3D, og med VR kunne kunden teste om de planlagte skiltene gir mening og kan ses skikkelig fra forskjellige vinkler på stedet.

VR-teknologi for personalopplæring

Vi brukte også VR på et nytt vannbasseng ved et vannverk i Danmark. Her hadde driftspersonalet mulighet til å gå inn i den virtuelle modellen og teste de planlagte funksjonene. Det var så nyttig at vannverket valgte å investere i VR-teknologi for personalopplæring.  

VR har også vist seg nyttig i presentasjonen av byutviklingsprosjekter i Norge, hvor private og offentlige byggherrer, arkitekter, rådgivere og innbyggere har hatt mulighet til å oppleve hvordan bygninger, byrom og infrastruktur vil bli knyttet sammen, og hvilken atmosfære de vil skape.

Virtual Reality gir en ekte følelse av skala, funksjonalitet og brukeropplevelse.
Jørgen Storm Emborg Teknisk sjef, COWI

Neste skritt – Augmented Reality 

VR-scenariene er forskjellige: fra enkel representasjon av tid og skala, til mer komplekse former for virtuelle representasjoner, til Augmented Reality og Mixed Reality.

Mens VR bytter ut den virkelige verden med en datamaskingenerert verden, legger AR et digitalt sjikt over de eksisterende forholdene. MR omfatter kontinuumet bestående av VR- og AR-kombinasjoner.

I tillegg til databilder kan det legges til lydvisninger, berøringsvisninger, leap motion og kontroller for å gjøre illusjonen mer realistisk. 

VR krever bare noen klikk

Vi ser nå stor interesse for den vanligste formen for VR, fordi teknologien er forholdsvis billig og enkel å bruke. Det tar bokstavelig talt bare noen klikk å få 3D-modellen eller 360-graders fotoer over i VR, og lage en enkel visualisering på en smarttelefon og små VR-briller.

Til sammenligning krever et scenario med felles opprettelse, hvor forskjellige deltakere kan møtes og samarbeide inne i modellen, maskinvare og oppsett for flere brukere samt input fra alle parter som leverer til modellen. 

Visuell opplevelse av påvirkningen på omgivelsene  

Som del av VR-studien vår tester vi også forskjellige bruksscenarier for AR (Augmented Reality). Dette gir oss mulighet til å vise modellbaserte data i felten, noe som er hovedfokus i studiens infrastrukturkomponent.

Mens kompleksiteten i et byggeprosjekt kretser rundt den interne prosjektsamordningen, vil den i et infrastrukturprosjekt kretse rundt samordningen med eksterne interessenter.

Med riktig teknologi kan vi bringe den virtuelle 3D-modellen ut i felten ved å bruke GPS-plasseringen og på den måten for eksempel gi en visuell opplevelse av hvordan prosjektene vil påvirke omgivelsene og adgangen til den nye infrastrukturen.

Mer nøyaktige AR-systemer er nødvendig

I Danmark har vi testet AR på Herning–Holstebro-motorvegen. Sammen med Aalborg universitet har vi sett på forskjellige systemer for å vise prosjekteringsdata i felten.

Dette har vist oss at de aktuelle programvareløsningene ikke har den ønskede nøyaktigheten eller funksjonaliteten, men nye og spennende teknologier og løsninger, for eksempel Apples ARKit, forbedrer nytten av AR i felten. 

Basert på åpen programvare har vi derfor utviklet vår egen app som pilot. Resultatet er bedre nøyaktighet og funksjonalitet.
 
For å gjøre dette til en robust løsning er vi nødt til å automatisere noen av prosessene i datakonverteringen og knytte funksjonaliteten til BIM-arbeidsflytene våre.
Med riktig teknologi kan vi bringe den virtuelle 3D-modellen ut i felten ved å bruke GPS-plasseringen.
Marius Sekse Landskapsarkitekt, COWI

Kostnadskontroll med VR

I 2018 vil vi fortsette å utvikle AR-løsninger på E18 Rugtvedt–Dørdal i Norge, og vi vil gjøre det i tett samarbeid med entreprenøren for å gjøre forbindelsen mellom prosjekteringsdataene og byggeplassen så sterk som mulig.

Foreløpig forteller forskningen oss at bruk av Virtual, Mixed og Augmented Reality i komplekse prosjekter faktisk i vesentlig grad kan bidra til å spare tid, øke produktiviteten og holde kostnadene nede til fordel for kundene.

Fakta om studien 

Prosjektet Virtual Reality in Design, Construction and Operation har blitt utviklet av COWI i samarbeid med Aalborg universitets institutt for bygg og anlegg (Keld Svidt, Rasmus Lund Jensen og Erik Kjems) og teknologiselskapet BIM Equity VR. 

Når: Januar 2017 – juli 2019. 

Kilder: 

McKinsey-rapport – Imagining construction’s digital future

EUBIM – Handbook for the introduction of Building Information Modelling by the European Public Sector

DTU og Bygningsstyrelsen - Måling af økonomiske gevinster ved Det Digitale Byggeri

Ta kontakt

Marius Sekse
Utviklingssjef
Transport og byutvikling

Tel: +47 99000688

Ta kontakt

Jørgen Storm Emborg
Technical Director
Sourcing and Engineering Applications

Tel: +45 56401378

MØT MARIUS SEKSE

Mitt fagfelt er digital innovasjon og infrastruktur

Som landskapsarkitekt har min interesse alltid ligget innen tverrfaglig forståelse og evnen til å visualisere et design.
Da jeg begynte i COWI for ni år siden, forstod jeg at 3D-modellering kunne være en god måte å utgjøre en forskjell i prosjektleveransene våre på.

Et av høydepunktene i karrieren har vært arbeidet med prosjektet som har fått navnet «BIM for landskap». Dette er et prosjekt for Statsbygg hvor vi har blitt bedt om å se på hvordan vi leverer BIM-modeller innen landskapsarkitektfaget. Sammen med kolleger fra tre andre selskaper har jeg utviklet et system for å strukturere leveransene våre og standardisere på objekter som skal brukes i design og ledelse.

 

MØT JØRGEN STORM EMBORG

Mitt fagfelt er å identifisere, utforme og implementere nye måter å arbeide med ny teknologi på innen byggeprosjekter.

Jeg startet som konstruksjonsingeniør og gjorde beregninger da jeg innså at det var et stort avvik mellom måten prosjekter ble utført på, og hvordan de kunne (eller burde) utføres ved hjelp av digitale verktøy. Jeg liker å arbeide med å korte avstanden mellom IT og ingeniørteknikk – spesielt med fokus på å hente mest mulig verdi ut av BIM-arbeidsflyter.

Jeg har deltatt i mange interessante initiativer, for eksempel med å utvikle bransjestandarder for nye arbeidsmåter eller bruk av VR på prosjekter, men hvis jeg måtte velge ett initiativ med stor betydning for virksomheten, ville det måtte være å identifisere og implementere en måte å utføre distribuert ingeniørarbeid på i COWI. Dette involverte en lang prosess både med å løse tekniske problemer og endre tankegangen hos de ansatte, men er nå en vesentlig del av mange COWI-prosjekter som utføres over en viss geografisk utstrekning. Det viser at en god idé kombinert med dedikert og vedvarende innsats fra en gruppe mennesker faktisk kan være med på å forandre ting hvis man gjennomfører ideen.