Ny studie: VR kan spara pengar i komplexa infrastruktur- och byggprojekt

2018-01-23 / Marius Sekse och Jørgen Storm Emborg

BIM (byggnadsinformationsmodellering) sänker kostnaderna ordentligt inom infrastruktur- och byggbranschen. Med hjälp av VR kan besparingarna sannolikt bli ännu större. I en aktuell studie undersöks de möjliga fördelarna för kunderna. 

Inom byggbranschen har man i flera decennier kämpat med att hålla tidsplan och budget i stora projekt. En av de främsta orsakerna till att det inte alltid lyckats är att projekten är så komplexa. Byggprojekt kännetecknas av samarbeten mellan parter från olika områden och iterativa processer, och därför är det mycket viktigt att kommunikationen mellan parterna fungerar. 

Enligt en McKinsey-rapport från 2016 tar stora byggprojekt vanligtvis 20 procent längre tid än vad som planerats, och de kan överskrida budget med upp till 80 procent. På vissa marknader har produktiviteten i byggsektorn faktiskt minskat sedan 1990. 

Kan VR spara pengar?

Kan ny teknik och digitala verktyg bidra till smidigare processer och lägre kostnader? 

När det gäller BIM (byggnadsinformationsmodellering) är svaret ja. Samma McKinsey-rapport innehåller en prognos om att en ökad användning av BIM kan sänka kostnaderna med 15-25 % på den globala infrastrukturmarknaden. Tidigare studier har visat på en liknande potential för byggbranschen. 

BIM banar väg för VR-lösningar i projekt 

Under de senaste åren har efterfrågan på BIM-leveranser ökat i byggbranschen, antingen på grund av politiska beslut eller från kunder och underleverantörer. Det har lett till att betydligt fler projekt i dag utförs med hjälp av 3D och BIM. 

I och med att de flesta nya byggprojekt i dag planeras med hjälp av BIM kan vi enkelt lägga till ett annat digitalt verktyg i projektkommunikationen: VR (virtuell verklighet) och relaterade verktyg, som AR (förstärkt verklighet) och MR (blandad verklighet).

I september 2016 inledde COWI en ny studie för att utvärdera de möjliga fördelar som VR i BIM-designprocessen kan medföra för byggbranschen och kunderna. 

från wow-faktor till värdefullt verktyg 

VR introducerades på 1950-talet i och med Morton Heiligs uppfinning Sensorama. Efter att VR slagit igenom ordentligt i slutet av 1980-talet har tekniken verkligen mognat, och i dag erbjuder den stora möjligheter när det gäller att hitta lösningar på komplexa problem. 

Detta märks till exempel inom byggbranschen, i form av lösningar som VR Caves från BIM Equity (där flera användare tillåts i samma modell), ARUP Soundlab (simulering av ljud i den byggda miljön) och Oculus (prisvärda VR-glasögon med funktioner för handspårning). 

en optimal användarupplevelse

Resultaten av studien så här långt visar att det finns goda möjligheter att öka kvaliteten i projekt med hjälp av VR. Dessutom kan det medföra andra fördelar för kunden eftersom VR ger en verklighetsnära, skalenlig användarupplevelse av olika funktioner. 

Ett exempel är den nya Pir E på Köpenhamns flygplats, där VR användes för att kartlägga människoflöden. Modellen av Pir E utformades i 3D och med hjälp av VR kunde kunden sedan undersöka om de planerade skyltarna fungerade som det var tänkt, och att de syntes ordentligt från olika platser.

VR-teknik för personalutbildning

VR användes också i ett projekt för ett nytt avrinningsområde vid ett vattenverk i Danmark. Där fick personalen möjlighet att använda den virtuella modellen för att testa de planerade funktionerna. Det fungerade så bra att vattenverket senare valde att investera i VR-teknik för personalutbildningar.  

VR har också varit värdefullt för att presentera olika stadsutvecklingsprojekt i Norge. Privata och offentliga byggaktörer, arkitekter, rådgivare och invånare har därmed fått möjlighet att verkligen uppleva hur byggnader, stadsytor och infrastruktur kommer att hänga samman och hur det kommer att kännas att vistas på olika platser.

Virtuell verklighet (VR) ger en verklighetsnära, skalenlig användarupplevelse av olika funktioner.
Jørgen Storm Emborg Project Director, COWI

Nästa steg: förstärkt verklighet (AR) 

VR kan användas för en mängd olika typer av scenarier: från enkla återgivningar av tid och skala till mer komplexa virtuella miljöer. Nästa steg är förstärkt respektive blandad verklighet (AR och MR).

VR innebär att verkligheten återges som en datorgenererad miljö, medan AR innebär att den faktiska miljön kompletteras med ett digitalt skikt. Begreppet MR används för alla typer av kombinationer av VR och AR.

Utöver datorbilder kan ljud- och haptikkontroller (beröring/känsla) samt Leap Motion-teknik läggas till för att göra illusionen ännu mer realistisk. 

Virtuell verklighet med några klick

I dag ser vi ett väldigt stort intresse för den vanligaste typen av VR-lösningar eftersom tekniken är relativt billig och enkel att använda. Det räcker med några få klickningar för att omvandla en 3D-modell eller en 360-gradersbild till VR och skapa en enkel visualisering på en smartphone med små VR-glasögon.

För ett scenario för samskapande, där flera olika deltagare kan mötas och arbeta tillsammans i modellen, krävs maskinvara och konfigurationer för flera användare och dessutom indata från alla parter som levererar till modellen. 

Visualisering av förändringar och deras effekter  

Som en del av VR-studien testar vi dessutom olika användningsscenarier för AR (förstärkt verklighet). Detta kommer att göra det möjligt att visa modellbaserade data under arbete på fältet, vilket är det främsta fokusområdet för den del av studien som handlar om infrastruktur.

Komplexiteten i ett byggprojekt handlar främst om den interna koordineringen av projektet, medan komplexiteten i ett infrastrukturprojekt främst handlar om att koordinera med externa intressenter.

Med rätt teknik kan vi göra det möjligt att ta med en virtuell 3D-modell ut på fältet med hjälp av GPS-lokalisering, så att till exempel intressenter kan se och uppleva hur projektet kommer att påverka omgivningarna, samt tillgången till den nya infrastrukturen.

AR-system med högre noggrannhet krävs

Vi har provat att använda AR i motorvägsprojektet Herning–Holstebro i Danmark. Tillsammans med Aalborg Universitet har vi undersökt olika system för att visa designdata på fältet.

Resultaten visar att de befintliga programvarulösningarna inte kan erbjuda tillräcklig noggrannhet och det saknas en del funktionalitet. Men nya, spännande tekniker och lösningar är på väg (t.ex. ARKit från Apple) som kommer att öka värdet av AR på fältet. 

Därför har vi skapat vår egen app som ett pilotprojekt, baserat på öppen källkod. Resultatet är bättre noggrannhet och funktioner.
 
För att lösningen ska bli mer tillförlitlig behöver vi automatisera en del av datakonverteringsprocesserna och koppla funktionerna till våra BIM-arbetsflöden.
Med rätt teknik kan vi ta med oss den virtuella 3D-modellen ut på fältet med hjälp av GPS-lokalisering.
Marius Sekse Landskapsarkitekt, COWI

Håll nere kostnaderna med VR

Under 2018 fortsätter vi att utveckla AR-lösningar i E18 Rugtvedt–Dørdal-projektet i Norge. Vi gör det i ett nära samarbete med entreprenören för att underlätta kopplingen mellan designdata och byggplatsen.

Våra resultat så här långt visar att användning av VR, MR och AR i komplexa projekt kan göra mycket för att spara tid, öka produktiviteten och hålla nere kostnaderna, vilket gagnar våra kunder.

FAKTA om studien 

Projektet Virtual Reality in Design, Construction and Operation har utvecklats av COWI i samarbete med civilingenjörsinstitutionen på Aalborg Universitet (Keld Svidt, Rasmus Lund Jensen och Erik Kjems) och teknikföretaget BIM Equity VR. 

Projektperiod: från januari 2017 till juli 2019. 

Källor: 

McKinsey-rapport: "Imagining construction’s digital future"

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

DTU och Bygningsstyrelsen – Måling af økonomiske gevinster ved Det Digitale Byggeri

Kontakta oss

Marius Sekse
Utviklingssjef
Transport og byutvikling

Tel: +47 99000688

Kontakta oss

Jørgen Storm Emborg
Technical Director
Sourcing and Engineering Applications

Tel: +45 56401378

OM MARIUS SEKSE

Mina expertområden är digitala innovationer och infrastruktur.

Jag är landskapsarkitekt och har alltid varit intresserad av att arbeta tvärvetenskapligt och av olika möjligheter att visualisera en design.
Jag började på COWI för nio år sedan och konstaterade att ett ökat fokus på 3D-modellering skulle kunna göra mycket stor skillnad i våra projektleveranser.

En av höjdpunkterna i min karriär var att arbeta med BIM for Landscape-projektet. Det är ett projekt på uppdrag av Statsbygg (den statliga fastighetsmyndigheten i Norge), som bad oss att utreda hur vi kan leverera BIM-modeller för användning inom landskapsarkitektur. Tillsammans med kollegor från tre andra företag utformade jag ett system för att strukturera våra leveranser och standardisera de objekt som ska användas under design och förvaltning.

 

OM JØRGEN STORM EMBORG

Mina expertområden är att identifiera, utforma och implementera nya sätt att arbeta med ny teknik i ingenjörsprojekt

Jag inledde min yrkesbana som byggnadsingenjör. Jag utförde beräkningar och upptäckte att det fanns stora skillnader mellan hur projekten faktiskt genomfördes och hur de skulle kunna (eller borde) genomföras med hjälp av digitala verktyg. Därför vill jag jobba med att överbrygga klyftan mellan IT och ingenjörsvetenskaperna – med ett särskilt fokus på att skapa så mycket värde som möjligt genom BIM-arbetsflöden.

Jag har jobbat med många spännande initiativ, till exempel för att skapa branschstandarder för nya arbetssätt och användning av VR i projekt. Om jag ska välja ut ett initiativ som verkligen haft stor effekt skulle det vara jobbet med att identifiera och implementera ett sätt att utföra distribuerat ingenjörsarbete inom hela COWI. Det var en lång process där vi dels löste tekniska problem, dels arbetade med attitydförändringar hos medarbetarna. I dag är det här en självklar del i många COWI-projekt med stor geografisk spridning. Det är ett bevis på att en bra idé som förverkligas genom målmedvetet, uthålligt arbete i ett bra team kan göra väldigt stor skillnad.