Het belang van SE bij het BIM Ontwerp

BIM en Systems Engineering vullen elkaar aan. SE is een gestructureerde specificatie- en ontwerpmethode. Het  heeft tot doel structuur te geven aan en inzicht te verschaffen in de complexiteit van het te realiseren project.

De basis van Systems Engineering is het systeemdenken. Hierbij wordt een project gezien als een systeem, dat omgeven is door andere, bestaande systemen. Een door Tauw toegepaste techniek om grote hoeveelheden informatie overzichtelijk en toegankelijk te houden is het ordenen in boomstructuren. Het komt erop neer dat het geheel van eisen, activiteiten, functies en objecten wordt ontrafeld en dat de verkregen onderdelen systematisch worden geordend in een structuur van hoofdonderdelen en onderliggende delen.

Systeemdenken

De term Systems Engineering zegt het al: het is denken in systemen. Een systeem wordt opgevat als “een set van gerelateerde componenten die op georganiseerde manier bijdragen aan een gezamenlijk doel”. Bij systeemdenken wordt vanuit een holistische visie, complexe problemen en mogelijke oplossingen beschouwd. Ofwel: we bekijken een probleem binnen de context van het grotere geheel. Systeemdenken volgens Systems Engineering biedt een structuur waarbinnen we een project navolgbaar en aantoonbaar kunnen ontwikkelen en beheren.

Systems Engineering in een notendop

Twee belangrijke aspecten binnen Systems Engineering zijn:

1. Splitsen van specificatie en ontwerpen;
2. Verifiëren en Valideren;

Splitsen van specificatie en ontwerpen

Specificeren omvat de inventarisatie en analyse van eisen en functies. Het startpunt voor een specificatie- en ontwerpproces is de probleemdefinitie. De oplossing van dat probleem vormt de doelstelling van een project.

Bijvoorbeeld “De fileproblematiek tussen A en B moet worden verholpen”. Deze probleemstelling wordt ook wel de topeis voor het project genoemd. De procesgang binnen Systems Engineering gaat vervolgens uit van twee parallel lopende processen om die doelstelling te realiseren. Het proces van specificeren en dat van ontwerpen: het eisen gestuurd ontwerpen, zoals dat als basisprincipe hierna wordt beschreven.
Voor verdere detaillering van het ontwerp, leiden we van de hoofdeisen en aantal (sub)eisen af, waaraan de systeemoplossing moet voldoen. Dit proces herhaalt zich totdat een ontwerp is ontstaan dat geschikt is om tot uitvoering te brengen. Vaak komen op dat laagste niveau specificatie en ontwerp samen. In dat geval kunnen we de specificatie- en ontwerpblokken ook als één gecombineerd blok beschouwen.

Verifiëren en Valideren

Een systeemontwerp stellen we op aan de hand van de gestelde eisen. Daarna verifiëren we of het ontwerp aan deze eisen voldoet. Ook valideren we om te zien of het voldoet aan de klantwens. Door validatie van de behoefte, bewaken we of het systeem aan de wensen voldoet. Uit de componenten worden de subsystemen geassembleerd en uiteindelijk het totale systeem gerealiseerd. Ook hier is sprake validatie (voldoet het gerealiseerde ook aan de klantwens) en van verificatie (voldoet het gerealiseerde aan het ontwerp), maar in de GWW-sector is het gebruikelijker om over keuren, testen te spreken. In dit verband keuren en testen we, aan de hand van het ontwerp, terwijl we uiteindelijk de eisten moeten verifiëren.

Oplossingsruimte

Momenteel ben ik betrokken bij de planstudie  waar we de  opdrachtgever ondersteunen bij de inventarisatie van de klanteneisenspecificatie (KES). Deze vertalen we naar een vraagspecificatie met systeem-, product- en proceseisen . Ook geven we actief feedback over de risico’s en kansen bij het (functioneel) specificeren van de ‘oplossingsruimte’. Dat is de ruimte die een opdrachtnemer binnen de gestelde eisen krijgt om innovatieve ideeën en efficiënte werkwijzen toe te passen.

Met behulp van BIM kunnen oplossingen gevisualiseerd worden. En door de objectenboom  te koppelen kan alle informatie ontsloten worden. De SE eisen kunnen in het BIM model visueel gemaakt en aangetoond worden. Het verificatie en validatietraject wordt hiermee sterk vereenvoudigd, doordat je met behulp van 3D / 4D/ 5D weergaven goed kan controleren of er aan de eisen van de opdrachtgever voldaan wordt.

Het gebruik van SE sluit aan bij het toenemend gebruik van geïntegreerde contractvormen en het functioneel specificeren door opdrachtgevers. Geïntegreerde contracten met functionele specificaties bieden opdrachtnemers de ruimte voor het aandragen en uitvoeren van eigen ideeën. De opdrachtomschrijving moet daarom goed weergeven wat de opdrachtgever  wil en al gemaakte keuzes beschrijven. Voor het beheren van informatie in deze fase kunnen de mogelijkheden die ‘Bouwwerk Informatie Modellen’ bieden mogelijk gebruikt worden.

Rijkswaterstaat besteed haar infrastructurele werken steeds vaker uit op basis van een vraagspecificatie waarin het gewenste systeem functioneel wordt beschreven.

Het gebruik van een ‘Bouwwerk Informatie Model’ (BIM) kan helpen bij het opstellen van de vraagspecificatie.

• De validatie en verificatie verloopt efficiënter met BIM. De resultaten zijn transparanter voor de Opdrachtgever.
• Afwegingen verlopen snel door een gekoppeld SE – BIM proces.
• Het configuratiemanagement verloopt efficiënt met BIM.
• De raakvlakken zijn vastgelegd en beheerd met BIMr. De raakvlakken zijn vastgelegd in Relatics en gekoppeld aan objecten in het BIM ontwerp (Revit, Civil3D en Navisworks). De traceerbaarheid van informatie is optimaal met BIM. De specificaties zijn onderling gekoppeld en ook aan de objecten in het ontwerp.