Als je alleen de termen hoort, klinken “Building Information Model (BIM)” en “Digital Twin Technology” erg op elkaar. Zelfs als je de tijd neemt om door Wikipedia te bladeren, lijken ze op het eerste gezicht vergelijkbaar:
Een bouwwerkinformatiemodel, in het Engels building information model, beter bekend bij de afkorting BIM, is een digitaal model van een bestaande en/of geplande constructie, opgebouwd uit objecten waaraan informatie is gekoppeld
BIM is belangrijk bij het verbinden van informatie tussen belanghebbenden op een bouwplaats, maar schiet tekort in het aantonen van waarde gedurende de levenscyclus van een project. BIM helpt bij het vormgeven van een duidelijke projectvisie vóór ontwerp of bouw, maar voor voortdurende waarde zijn samenwerkende datamodellen en real-time inzichten nodig.
Een Digital Twin is uiterst nuttig door BIM-gegevens te gebruiken om gedetailleerde weergaven van objecten en systemen te tonen. Ze bieden inzicht in de prestaties volgen hun geschiedenis en integreren projectgegevens met actuele prestatie-informatie.
Digital Twins winnen snel aan populariteit door IoT-sensoren, 3D CAD-bestanden en augmented reality te combineren. Ze maken predictief onderhoud mogelijk door continu gegevens te voeden. Sensoren monitoren apparatuur op componentniveau, waardoor nauwkeurige voorspellingen van storingen mogelijk zijn.
Predictief onderhoud verhoogt de beschikbaarheid voor klanten, wat resulteert in verhoogde ROI, productiviteit en klanttevredenheid. Door apparatuur voor uitval te repareren, kunnen bedrijven meer klanten bedienen.
Digitale tweelingen bieden voordelen voorbij voorspellende inzichten. Organisaties kunnen gegevens gebruiken om de werklast van apparatuur aan te passen, wat de efficiëntie verhoogt zonder voortdurend toezicht.
Conclusie Terwijl BIM uitblinkt in projectvisie, bieden digitale tweelingen real-time inzichten en samenwerking tussen ontwerp- en bouwfases. Digitale tweelingen optimaliseren continu activaprestaties gedurende hun levenscyclus, waardoor ze een essentieel instrument zijn voor meerwaarde en operatiemodernisering.
Als eenling is het ontzettend lastig om succesvol projecten te draaien. Ook al ‘weet je alles’. Je hebt altijd collega’s nodig om jouw opdracht tot een goed einde te brengen. Het belang van samenwerken kan niet genoeg benadrukt worden! Het is echter moeilijk om een groep individuen als team te laten acteren.
Tijdens het industriële tijdperk, toen de meeste banen werden vertegenwoordigd door mensen op een productielijn die de hele dag één ding deden, was teamwerk niet zo belangrijk als het nu is. In de huidige kenniseconomie hebben de meeste van onze banen te maken met interactie met anderen. Het vermogen om als individu en samen met uw collega’s tegelijkertijd te presteren als een team is de sleutel tot groei en succes.
Steve Jobs veranderde het hele levenspatroon met zijn innovatieve en creatieve geest. Echter….,zonder zijn team van hardwerkende professionals zouden zijn innovaties niet in de handen van zoveel mensen zijn gekomen. In feite is teamwerk essentieel om de doelen van een organisatie te bereiken.
Vijf redenen vatten het belang van teamwork samen:
Teamwork motiveert loyaliteit op de werkvloer. Het motiveert medewerkers om elkaar te helpen, steunen en harder te werken. Je doet het immers samen…. je staat er niet alleen voor. Het individu redeneert vanuit zijn of haar eigen referentiekader. Een team redeneert vanuit het geheel . Daarom, wanneer een teamwerkomgeving niet wordt aangemoedigd, kan dit veel uitdagingen opleveren bij het bereiken van de algemene doelen en doelstellingen. Dit creëert een omgeving waarin medewerkers zich concentreren op het promoten van hun eigen prestaties en het concurreren met hun collega’s. Dit kan uiteindelijk leiden tot een ongezonde en inefficiënte werkomgeving.
Teamwork biedt verschillende perspectieven en feedback. Goede samenwerkstructuren bieden uw organisatie een diversiteit aan gedachten, creativiteit, perspectieven, kansen en probleemoplossende benaderingen. Een goede teamomgeving stelt individuen in staat om gezamenlijk te brainstormen, wat op zijn beurt hun succes vergroot om problemen op te lossen en efficiënter en effectiever tot oplossingen te komen.
Teamwork zorgt voor verbeterde efficiëntie en productiviteit. Wanneer u teamwerkstrategieën gebruikt, wordt u efficiënter en productiever. Dit komt omdat het de werklast kan verdelen, de druk op individuen vermindert en ervoor zorgt dat taken binnen een bepaald tijdsbestek worden voltooid. Het zorgt er ook voor dat doelen beter haalbaar zijn en verbetert de optimalisatie van prestaties. Niet onbelangrijk: Het verbetert de werktevredenheid.
Teamwork biedt goede leermogelijkheden. Door in een team te werken, kunnen we leren van elkaars fouten. Je bent in staat toekomstige fouten te voorkomen en nieuwe concepten te leren van meer ervaren collega’s. Bovendien kunnen individuen hun vaardigheden uitbreiden van nieuwere collega’s.
Teamwork bevordert synergie op de werkplek. Wederzijdse ondersteuning, gedeelde doelen, samenwerking en aanmoediging zorgen voor synergie op de werkplek. Hierdoor kunnen teamleden een groter gevoel van voldoening voelen. Zijn ze collectief verantwoordelijk voor de behaalde resultaten en voeden ze individuen met de prikkel om op hogere niveaus te presteren. Wanneer teamleden zich bewust zijn van hun eigen verantwoordelijkheden en rollen zullen teamleden worden gedreven om dezelfde visie, waarden en doelen te delen.
Parametrisch ontwerpen is een proces waarbij op basis van data of relaties tussen onderdelen een ontwerp kan worden gegenereerd. Ook voor de infra biedt dit talloze mogelijkheden. Het concept is niet nieuw, maar neemt in de bouw de laatste jaren een enorme vlucht
Grasshopper, Dynamo, visueel programmeren. Je komt het overal tegen maar wat houdt dit precies in? Heeft dit iets met BIM te maken? Wat betekent dit voor het ontwerpproces. Hebben wij er wat aan in onze organisatie? En kunnen wij dit ook?
parametrisch ontwerpen kan beter worden aangeduid als ‘parametrisch en associatief ontwerpen’. In deze blog wordt verder alleen de term ‘parametrisch ontwerpen’ gebruikt. Associatief betekent dat er relaties (bewerkingslogica) tussen de parameters bestaan. Wat Parametrisch Ontwerpen bijzonder maakt, is dat de Ontwerper niet alleen de parameters maar ook deze bewerkingslogica expliciet moet definiëren (modelleren).
Dit betekent feitelijk dat parametrisch ontwerpen precies gaat doen wat de Ontwerper wil want hij/zij heeft het zelf gedefinieerd. De software is geen ‘black box’ meer die zijn interne werking verbergt; de ontwerper kan precies zien wat er gebeurt en als hij/zij niet tevreden is, wordt het aangepast.
Er zijn vier motieven om een parametrisch model op te zetten:
Vormgeving; Bij complexe vormen, zoals dubbelgekromde vlakken of andere sferische constructies, kan een parametrisch model helpen om snel een 3D-model te genereren.
Productie; Bij een hoge mate van herhaling van dezelfde soort berekeningen, kunnen parametrische modellen het productieproces versnellen. Vooral als er ook automatisch hoeveelheden, Rapporten, ontwerptek. of andere deliverables worden gegenereerd.
Optimalisatie; Constructies waarvoor een volledig parametrisch model is gemaakt, zijn vaak geschikt voor optimalisatiestudies. Evolutionaire algoritmes worden ingezet om efficiëntere optimalisaties uit te voeren. Galapagos van Grasshopper is een voorbeeld van een dergelijk algoritme
Flexibiliteit; Het bieden van flexibiliteit is waardevol tijdens het ontwerpproces. Aan het begin van een ontwerpproces is nog veel onduidelijk. Een parametrisch model is handig bij veranderingen. Als er wijzigingen optreden, hoeven dezelfde handelingen niet opnieuw te worden uitgevoerd.
Parametrisch ontwerpen disruptief?
“Weer aan het spelen met je spaghetti-modellen?” Dat hoor je nog wel eens als er weer een parametrisch model op het scherm staat, opgezet in Dynamo of Grasshopper. Wel zien wij nog enige terughoudendheid voor toepassing van parametrisch ontwerpen in de projecten. Dit wordt mede veroorzaakt doordat naast gebruik van een nieuwe technologie, parametrisch ontwerpen ook een andere werkwijze vraagt. Parametrisch ontwerpen kan leiden tot een verschuiving van werkzaamheden, van herhaaldelijk repetitief werk naar meer tijd voor integrale afstemming.
Huidige businessmodellen en verdienmodellen zullen daarbij gaan veranderen. Worden we betaald om een ontwerp te leveren, voor elke variant die we maken, of voor het inzicht in ontwerpkeuzen en voor de toegevoegde waarde van ons advies? Dit zal een verschuiving zijn naar meer hoogwaardig advies waarbij de kwaliteit van de oplossing, bijdrage of besparing aan het ontwerp telt in plaats van een vergoeding voor het leveren van enkel de eerste oplossing.
Wat is de meerwaarde
Het proces is accuraat, er wordt exact voldaan aan vooraf gegeven regels;
het levert constante kwaliteit, zonder menselijke fouten;
modellen kunnen worden hergebruikt in andere projecten;
verschillende ontwerpoplossingen kunnen worden verkend en inzichtelijk gemaakt, onder meer door simulatie;
de relatieve prestatie ten opzichte van alternatieven kan worden gekwantificeerd;
oplossingen kunnen worden geoptimaliseerd;
het geeft flexibiliteit voor het ontwerpproces, er kan worden geanticipeerd op wijzigingen;
ontwerpvrijheid word behouden;
het proces wordt efficiënter: minder inzet, verkorting van doorlooptijd.
Heb je nog wel een creatief ontwerpproces wanneer je een parametrisch model gebruikt?
Natuurlijk! Wanneer u begint, is het heel belangrijk dat u weet wat u met het ontwerp wilt bereiken. Data op zichzelf heeft geen betekenis. U moet er waardes aan toekennen. Vervolgens versterkt het parametrisch model het creatieve proces door te laten zien hoeveel er binnen de gestelde randvoorwaarden mogelijk is. Vaak is dat veel meer dan u zelf zou bedenken. Gedurende het proces kunt waardes toevoegen en aanpassen. Zo wordt het model steeds verfijnder, totdat u uitkomt bij het gewenste resultaat.
Software gebruik is een onlosmakelijk onderdeel van ons werkproces. Of het nu gaat om 3D-modellering of rapportages, we hebben overal software voor nodig. specialisten moeten nu, naast hun vakinhoudelijke kennis, ook over de nodige software-skills beschikken.
Naarmate onze softwaretools krachtiger en geavanceerder worden, moeten we ons op dit gebied blijven ontwikkelen en onze werkmethoden aan passen om concurrerend te blijven. Veel van de ontwerpen, die we moeten uitwerken vallen niet binnen de mogelijkheden van kant-en-klare software.
De realiteit is echter dat niet iedereen de tijd of de motivatie heeft om te leren coderen. Het is tijdrovend en je hebt daarnaast ook andere projecten die je moet uitvoeren. Gelukkig zijn er nieuwe tools beschikbaar die de kracht van het programmeren leveren zonder de noodzaak van al dat typen.
Visueel programmeren / Computational design tools
Terwijl ontwerpers van oudsher vertrouwen op intuïtie en ervaring om ontwerpproblemen op te lossen, is visueel programmeren gericht op het verbeteren van dat proces door het coderen van ontwerpbeslissingen met behulp van een computertaal. Het doel is niet om het eindresultaat noodzakelijkerwijs te documenteren, maar eerder de stappen die nodig zijn om dat resultaat te creëren.
Digital Engineering is een breed begrip dat vele activiteiten omvat, variërend van ontwerpgeneratie tot taakautomatisering. De rode draad is het gebruik van Computational design tools.
Met visueel programmeren bouwt u programma’s grafisch in plaats van code te schrijven. De uitgangen van de ene node worden aangesloten op de ingangen van een andere node. Een programma of “grafiek” stroomt van knooppunt naar knooppunt langs een netwerk van connectoren. Het resultaat is een grafische weergave van de stappen die nodig zijn om het eindontwerp te realiseren.
Welke ‘soorten’ tools zijn er
Er zijn een aantal tools op de markt. De meeste van deze tools werken bovenop andere softwareplatforms, zoals Microstation, Rhino of Revit. Hieronder staat een uitsplitsing van de vier meest populaire computationele ontwerphulpmiddelen.
Generative Components Is reeds lange tijd onder ons. Het werd voor het eerst geïntroduceerd in 2003 en commercieel uitgebracht in 2007. Generative Components werkt met Microstation software maar er is een stand-alone versie beschikbaar is.
Grasshopper is een van de populairste computational design tools. het is een algoritmische modelleertool voor Rhino. Grasshopper bestaat al meer dan acht jaar. Het is een zeer volwassen product met een uitgebreide bibliotheek van nodes.
Dynamo is de visuele programmeertool van Autodesk. Het is beschikbaar in een gratis versie die rechtstreeks naar Revit linkt, maar ook in een betaalde, stand-alone versie. Dynamo groeit in populariteit en heeft een actieve community die nodes ontwikkelt om een scala aan toepassingen te ondersteunen.
Marionette is een product van Vectorworks. Het is direct ingebouwd in Vectorworks. Marionette is cross-platform, dus het werkt zowel op Mac als op Windows.
Herhalende taken automatiseren
Veel van wat je ziet bij Digital Engineering gaat over complexe geometrie en geavanceerd ontwerp. Maar de computational design tools kunnen veel meer dan dat. Omdat ze werken met de API van de software of de programmeerinterface van de applicatie, kunnen de meeste rekenkundige ontwerphulpmiddelen worden gebruikt om vervelende taken te automatiseren, zoals het hernoemen of kopiëren van elementen of weergaven.
Borging constructieve veiligheid
De belangrijkste taak van de constructeur is het borgen van de constructieve veiligheid. Voortgaande digitalisering beïnvloedt de risico’s die de constructieve veiligheid bedreigen. Sommige risico’s worden groter, sommige kleiner, de impact kan veranderen, er komen nieuwe risico’s bij en sommige risico’s blijven gelijk. in onderstaand figuur zijn van elk type verandering een aantal voorbeelden gegeven. De risico’s zijn onder andere afkomstig van het Kennisportaal Constructieve Veiligheid. (bron Stufid)
Het is van belang dat we binnen ons vakgebied bepalen welke maatregelen nodig zijn om de constructieve veiligheid te blijven borgen, rekening houdend met de verandering van risico’s.
Test wat je ontwerp ECHT doet.
Hoe weet je dat je ontwerp gaat presteren zoals je denkt dat het gaat doen? Computational design tools maken het eenvoudiger om de prestaties van een project te simuleren tijdens het ontwerpproces.
Terwijl simulatiegegevens geen vervanging zijn voor werkelijke, reële gegevens, biedt het wel een middel om ontwerpen te evalueren op basis van vergelijkbare criteria. Door snel te bepalen welk ontwerp meetbaar beter presteert dan de andere, heeft u meer tijd om gedetailleerde simulaties uit te voeren op dat geoptimaliseerde ontwerp. Computational design tools geven u een manier om deze bepaling te maken naarmate het ontwerp vordert, niet alleen aan het einde van het proces.
Door gebruik te maken van een rekenkundig ontwerpproces codeert u het ontwerp. Elke stap in het ontwerp wordt een reeks instructies die kunnen worden geëvalueerd, herzien en verbeterd. Evenzo vereist elke stap specifieke parameters. Door alle stappen van het ontwerpprobleem door te denken en rekening te houden met alle in- en uitgangen, creëert u effectief een proces dat kan worden begrepen en herhaald.
Denk algoritmisch
Tot slot vereist het rekenkundig ontwerp dat je logisch en stapsgewijs nadenkt. De meeste specialisten vertrouwen op intuïtie en creativiteit om problemen op te lossen. Dit soort denken past niet altijd in een linksdraaiend logisch proces. Maar wat als je deze intuïtie zou kunnen coderen? Je zou naar elke stap kunnen kijken en echt begrijpen wat er voor zorgt dat het werkt. Nog beter, je zou die ontwerplogica kunnen hergebruiken en in de loop van de tijd kunnen verbeteren.
Conclusie
Digital Engineering biedt een eenvoudige manier om de kracht van het rekenwerk in een ontwerpproces te benutten zonder te hoeven leren hoe je code moet schrijven. Met deze tools kunnen ontwerpers hun eigen tools maken. Laten we eerlijk zijn, elk project waar we aan werken is uniek met zijn eigen uitdagingen. Er is geen enkel stuk software dat alles kan doen wat we nodig hebben. Maar door onze eigen tools te creëren, kunnen we onze software op maat maken om voor ons te werken.
In de wereld van Bouw en Infra is er een groeiende trend die de manier waarop we bouwen en ontwerpen transformeert: Duurzaam en circulair. Maar wat betekenen deze termen precies en hoe worden ze toegepast in een ingenieursbureau? Laten we dat eens nader bekijken.
Duurzaamheid: Meer dan een Modewoord
Duurzaamheid is meer dan een modewoord; het is een noodzaak geworden in de moderne wereld. Het gaat over het creëren van systemen die lang meegaan en minimale impact hebben op het milieu. In een ingenieursbureau betekent dit het ontwerpen van infrastructuur die efficiënt is in termen van energie, water en andere hulpbronnen.
Circulariteit: Het Einde van de Wegwerpmaatschappij
Circulariteit gaat een stap verder dan duurzaamheid. Het gaat niet alleen over het verminderen van de impact op het milieu, maar ook over het creëren van systemen die zichzelf in stand kunnen houden. Dit betekent het ontwerpen van gebouwen en infrastructuur die aan het einde van hun levensduur kunnen worden gedemonteerd en hergebruikt, in plaats van te worden weggegooid.
De Rol van Ingenieursbureaus
Ingenieursbureaus spelen een cruciale rol in deze transformatie. Ze zijn verantwoordelijk voor het ontwerpen van de infrastructuur die onze steden en gemeenschappen vormgeeft. Door duurzaamheid en circulariteit in hun ontwerpen te integreren, kunnen ze helpen om de impact van de bouwsector op het milieu te verminderen.
De Noodzaak van Duurzaamheid en Circulariteit
Het is duidelijk dat duurzaamheid en circulariteit niet langer optioneel zijn in de bouwsector. De klimaatverandering, de afnemende natuurlijke hulpbronnen en de groeiende bevolking maken het noodzakelijk om op een duurzamere en circulaire manier te bouwen.
Ingenieursbureaus staan in de voorhoede van deze transformatie. Door duurzaamheid en circulariteit in hun ontwerpen te integreren, kunnen ze helpen om een duurzamere en veerkrachtigere toekomst te creëren. Het is een uitdaging, maar ook een kans om de manier waarop we bouwen en ontwerpen te heroverwegen.
De komende decennia zijn veel bruggen in Nederland toe aan vervanging of renovatie. Dat vraagt om forse investeringen. Daarom is een efficiënte, innovatieve aanpak nodig, welke ook duurzaam en circulair is. IFD kan hiervoor een oplossing zijn: Industrieel, Flexibel en Demontabel bouwen.
Onderzoek van het Economisch Instituut wijst uit dat grote voordelen te behalen zijn als op grotere schaal prefabricage, standaardisatie en aanpasbaar bouwen wordt toegepast bij beweegbare bruggen. Niet alleen kan tot 15 procent worden bespaard op de bouw- en onderhoudskosten van bruggen, maar ook de bouwtijd en de verkeershinder worden beperkt. Bovendien vallen de CO2-emissies lager uit in vergelijking met de bestaande werkwijzen. De bouw van beweegbare bruggen wordt dus goedkoper, circulair én efficiënter.
Een beweegbare brug bestaat uit het brugontwerp, het bewegingswerk, de bovenbouw, onderbouw en tussenliggende interfaces. Die interfaces van onder andere het bewegingswerk, draaipunten en leuningen, worden bij IFD gestandaardiseerd: standaard verbindingen, vaste afmetingen, vaste stramienmaten en eenduidige montage. De elementen passen precies op en in de verbindingen, net als bij legostenen. De onderstaande video geeft uitleg over de principes van IFD
IFD-bouwen draagt bij aan de circulaire economie
Met IFD-bouwen is het mogelijk om elementen en onderdelen op het hoogst haalbare niveau te hergebruiken. Omdat elementen demontabel worden ontworpen, zijn ze herbruikbaar. Daarnaast zijn er afspraken gemaakt over de raakvlakken/interfaces van de elementen. Hierdoor zijn de onderdelen uitwisselbaar met elkaar.
Bouwvolume is cruciaal voor slagen van het IFD-principe
Alleen als we deze aanpak in de hele keten omarmen is het mogelijk om elementen in grotere series te vervaardigen. Er is een rol weggelegd voor wegbeheerders en de markt. Kleine investeringen zijn noodzakelijk in de aanpassing van productie- en logistieke processen. We kunnen kiezen voor een andere manier van samenwerken en een andere manier van infrabeheer. Opdrachtgevers hebben de verantwoordelijkheid om IFD mee te nemen in hun uitvragen en IFD zo echt toe te gaan passen in de praktijk.
Standaard en ook uniek
Dat veelvoorkomende elementen in serie en fabrieksmatig kunnen worden geproduceerd, betekent niet dat elke brug in Nederland er hetzelfde uit komt te zien. IFD is gericht op de verbindingen tussen elementen van een brug. De elementen zelf kunnen uniek blijven qua architectuur en qua functionaliteit, passend bij de locatie.
Ofwel: werken met geprefabriceerde elementen die onder standaard condities zijn geproduceerd, met maximale ontwerpvrijheid, en die snel en efficiënt aangebracht kunnen worden.
Uniforme afspraken maken
Omdat alle wegbeheerders in Nederland te maken krijgen met deze opgave, staat deze hoog op de Bouwagenda. De kracht van het IFD-principe is dat zoveel mogelijk partijen in de grond-, weg- en waterbouw (gww) met elkaar optrekken. Om IFD-bouwen mogelijk te maken is het noodzakelijk dat alle partijen in de keten volgens dezelfde afspraken gaan bouwen.
Daarin neemt NEN de regie. NEN ontwikkelt op dit moment, samen met wegbeheerders, bouwbedrijven, constructeurs en ingenieursbureaus een NTA (Nederlandse Technische Afspraak) voor verschillende interfaces die voorgeschreven kunnen worden bij het aanbesteden en bouwen van beweegbare bruggen. Het streven is om in 2020 de eerste beweegbare bruggen op basis van de NTA aan te besteden.
NTA van 1.0 naar 2.0
De eerste versie van de NTA was gereed in april 2019. Iedere deelnemende partij heeft zijn expertise ingebracht, gebaseerd op de uitvoeringspraktijk. Daar zit de kracht. De eerste versie bevat afspraken gericht op het ruimtebeslag en de bevestiging van elementen voor ophaalbruggen. De deelnemende partijen werken in 2020 aan verdere verdieping en verbreding van de NTA 1.0; door het formuleren van afspraken voor onderdelen die nog niet omschreven zijn in de eerste versie en afspraken vast te leggen voor andere typen beweegbare bruggen en vaste bruggen. Deze 2.0 versie is medio 2020 gereed en kan via de website van NEN kosteloos worden aangeschaft. Op termijn kan de NTA 8086 worden omgezet in een NEN-norm.
