Is het ontwerpen van een brug in de toekomst niet meer dan het opgeven van twee punten en enkele criteria aan een computer? ,,Zover zal het voorlopig nog niet komen”, zegt dr.i
r. Wim Bakkeren, die vorige week bij Civiele Techniek promoveerde. Wel blijkt uit zijn proefschrift dat betere integratie van het ontwerpen en berekenen van constructies met de computer veel tijd en moeite kan besparen.
De bouwmarkt wordt gekenmerkt door een sterke fragmentatie. De lijst van betrokkenen bij de aanleg van bijvoorbeeld een viaduct is enorm: architecten, constructeurs, uitvoerders en leveranciers hebben de taak om gezamenlijk bij te dragen aan het tot stand brengen van een ‘kunstwerk’. De daarbij optredende informatiestromen zijn nauwelijks te overzien en bovendien zeer divers. De computer lijkt in deze problematiek het geëigende middel om structuur in de chaos aan te brengen.
Communicatie tussen betrokkenen is in theorie slechts een kwestie van een klik met de muisknop en een stroompje door de telefoonkabel. In de praktijk blijken er echter nog weinig mogelijkheden te zijn voor interdisciplinaire uitwisseling van gegevens.
Bakkeren hield zich tijdens zijn onderzoek hoofdzakelijk bezig met de problemen die de constructeur bij het computergeïntegreerde bouwproces ondervindt. Oftewel: hoe kan de interactie tussen de constructeur en andere participanten in het bouwproces met computertechnologie worden ondersteund?
In de huidige situatie worden voor de verschillende disciplines in de bouw verschillende manieren van gegevensverwerking gebruikt. De software die wordt aangewend bij het ruimtelijk ontwerp van gebouwen en infrastructuur, levert vooral een geometrische representatie. ,,Een tekening in CAD is slechts een set van punten, lijnen en arceringen; het programma weet niet wat een rijdek of een oplegging is. Het is een soort elektronische tekentafel. De informatie die zo ontstaat is slechts bedoeld om geïnterpreteerd te worden door mensen. Voor de uitwisseling met andere programma’s is de informatie volstrekt ongeschikt”, aldus Bakkeren.
Als voorbeeld noemt hij uitwisseling met eindige elementen-pakketten, die de constructeur bijstaan bij het uitrekenen van een constructie. Deze programma’s zijn niet in staat de informatie, zoals deze wordt opgeslagen door het CAD-programma, te interpreteren en te gebruiken voor berekeningen.
Esperanto
Bakkeren stuitte kortom op twee problemen: het ontbreken van intelligente programma’s die kennis hebben over de informatie die ze verwerken, en het ontbreken van zogenaamde open integratie. De term open integratie duidt op de mogelijkheid informatie tussen programma’s uit te wisselen zonder menselijke tussenkomst, hoewel de programma’s verschillende gegevensstructuren en verschillende leveranciers hebben.
De promovendus pleit dan ook vurig voor een internationale standaard voor het opslaan van bouwtechnische gegevens. Wanneer in de toekomst betrokkenen in het bouwproces hun informatie via eenzelfde gestandaardiseerde procedure inlezen en wegschrijven, kan aanzienlijke tijdwinst worden geboekt. Bovendien wordt de kans op menselijke fouten bij het omzetten van informatie verkleind en gaat er geen informatie verloren bij dergelijke conversies.
De standaardisatie vergelijkt Bakkeren met een van de ideeën achter de kunstmatige taal Esperanto. ,,Ontwerp een computerprogramma waarmee iedere taal van en naar het Esperanto vertaald kan worden. Dan kun je met een minimale hoeveelheid software in principe vanuit iedere taal via het Esperanto naar een willekeurig andere taal vertalen.”
In de auto-, vliegtuig- en petrochemische industrie wordt al enige jaren actief gewerkt aan het ontwikkelen van een internationale standaard. De International Standardization Organization (ISO) ontwikkelde de Standard for the Exchange of Productmodeldata (STEP), waarin wordt vastgelegd hoe een verzameling informatie over een product moet worden geregistreerd. Zo kan een wand worden beschreven door achtereenvolgens bijvoorbeeld de lengte, de breedte, de diepte en het materiaal vast te leggen.
Dat een dergelijke standaard voor de bouw niet eerder ontwikkeld is, wijt Bakkeren aan het feit dat er geen grote voortrekker in de bouwsector is, zoals Mercedes, Boeing of Shell in andere industrieën. Deze bedrijven kunnen druk zetten op hun toeleveranciers om zich aan de standaard aan te passen. Doen ze dat niet, dan verliezen ze een belangrijke klant. In de bouw bestaat juist een enorme hoeveelheid kleine bedrijven, die elkaar sterk beconcurreren. Hierdoor is er weinig geld beschikbaar voor risicovolle investeringen in een standaard.
Bovendien zijn bedrijven er nog niet zo happig op, omdat de methode pas succesvol is als er veel participanten zijn. ,,Het is een beetje als de kip en het ei. Bedrijven willen pas meedoen als de standaardisatie in een vergevorderd stadium is, maar die situatie wordt pas bereikt, als er veel bedrijven meedoen”, filosofeert Bakkeren.
1 Het Duitse CAD-systeem Allplan slaat naast tekeningen ook andere productinformatie op
Utopie
Hij merkt in zijn theoretisch getinte proefschrift op dat er teveel diversiteit in de informatiebehoefte is om alles te kunnen vangen in één monolithisch gegevensmodel – een observatie die door empirische ervaringen wordt gestaafd. Hij schematiseerde de werkelijkheid daarom in de vorm van een raamwerk waarin verschillende hiërarchische niveaus van informatieverwerking worden onderscheiden. Voor ieder niveau ontwikkelde hij een conceptueel model.
Via deze methode hoopt Bakkeren te bewerkstelligen dat bedrijven hun eigen software kunnen behouden. Er moeten echter wel programma’s beschikbaar komen die de gegevens naar de standaard vertalen. Aan de hand van twee case-studies toetste hij zijn theorieën aan de praktijk. Eén daarvan, bij Rijkswaterstaat, omvatte het ontwerp van viaducten. De afdeling bouwinformatica van TNO, de werkgever van Bakkeren,ontwikkelde een prototype van de gegevensmodellen voor het verkeerskundig (kromtestralen, doorrijhoogte en zichtlijnen) en constructief (sterkte, wapening en voorspanning) ontwerp van viaducten. Deze modellen waren in staat met elkaar te communiceren en gaven aldus het principe van het raamwerk weer. In de dagelijkse praktijk bij Rijkswaterstaat vindt dergelijke communicatie niet plaats.
2 Gegevens over afwerking, constructie en wapening van het beton zouden in één informatiemodel moeten passen
De resultaten van de praktijktest waren positief. Tijdrovende vertaalslagen, die geen toegevoegde waarde leveren, werden tot een minimum beperkt en de efficiëntie van het ontwerpproces groeide. Helaas voor Bakkeren behoort invoering bij Rijkswaterstaat tot op heden niet tot de mogelijkheden. De huidige software behoort niet tot de intelligente programma’s en is niet gemakkelijk geschikt te maken voor een – bovendien nog niet vastgestelde – standaard.
De test bij Rijkswaterstaat roept een nieuwe vraag op: in hoeverre is het door Bakkeren voorgestelde systeem – alle betrokkenen bij ontwerp en uitvoering aangesloten op een uitgebreid, voor iedereen toegankelijk informatiesysteem – nu een utopie? Bakkeren zelf is optimistisch: ,,Helemaal niet, hoop ik. Ik verwacht zelfs dat een volledig computergeïntegreerd systeem voor de bouw over twintig, dertig jaar beschikbaar is. De informatietechnologie ontwikkelt zich snel.”
Hij voorspelt dat binnenkort de functionaliteit van een standaard zal worden ingezien en dat bedrijven uiteindelijk van softwarefabrikanten gaan eisen dat er een STEP-interface aanwezig is. ,,Tenslotte kan Microsoft Word tegenwoordig ook WordPerfect-bestanden lezen.”
,
Is het ontwerpen van een brug in de toekomst niet meer dan het opgeven van twee punten en enkele criteria aan een computer? ,,Zover zal het voorlopig nog niet komen”, zegt dr.ir. Wim Bakkeren, die vorige week bij Civiele Techniek promoveerde. Wel blijkt uit zijn proefschrift dat betere integratie van het ontwerpen en berekenen van constructies met de computer veel tijd en moeite kan besparen.
De bouwmarkt wordt gekenmerkt door een sterke fragmentatie. De lijst van betrokkenen bij de aanleg van bijvoorbeeld een viaduct is enorm: architecten, constructeurs, uitvoerders en leveranciers hebben de taak om gezamenlijk bij te dragen aan het tot stand brengen van een ‘kunstwerk’. De daarbij optredende informatiestromen zijn nauwelijks te overzien en bovendien zeer divers. De computer lijkt in deze problematiek het geëigende middel om structuur in de chaos aan te brengen.
Communicatie tussen betrokkenen is in theorie slechts een kwestie van een klik met de muisknop en een stroompje door de telefoonkabel. In de praktijk blijken er echter nog weinig mogelijkheden te zijn voor interdisciplinaire uitwisseling van gegevens.
Bakkeren hield zich tijdens zijn onderzoek hoofdzakelijk bezig met de problemen die de constructeur bij het computergeïntegreerde bouwproces ondervindt. Oftewel: hoe kan de interactie tussen de constructeur en andere participanten in het bouwproces met computertechnologie worden ondersteund?
In de huidige situatie worden voor de verschillende disciplines in de bouw verschillende manieren van gegevensverwerking gebruikt. De software die wordt aangewend bij het ruimtelijk ontwerp van gebouwen en infrastructuur, levert vooral een geometrische representatie. ,,Een tekening in CAD is slechts een set van punten, lijnen en arceringen; het programma weet niet wat een rijdek of een oplegging is. Het is een soort elektronische tekentafel. De informatie die zo ontstaat is slechts bedoeld om geïnterpreteerd te worden door mensen. Voor de uitwisseling met andere programma’s is de informatie volstrekt ongeschikt”, aldus Bakkeren.
Als voorbeeld noemt hij uitwisseling met eindige elementen-pakketten, die de constructeur bijstaan bij het uitrekenen van een constructie. Deze programma’s zijn niet in staat de informatie, zoals deze wordt opgeslagen door het CAD-programma, te interpreteren en te gebruiken voor berekeningen.
Esperanto
Bakkeren stuitte kortom op twee problemen: het ontbreken van intelligente programma’s die kennis hebben over de informatie die ze verwerken, en het ontbreken van zogenaamde open integratie. De term open integratie duidt op de mogelijkheid informatie tussen programma’s uit te wisselen zonder menselijke tussenkomst, hoewel de programma’s verschillende gegevensstructuren en verschillende leveranciers hebben.
De promovendus pleit dan ook vurig voor een internationale standaard voor het opslaan van bouwtechnische gegevens. Wanneer in de toekomst betrokkenen in het bouwproces hun informatie via eenzelfde gestandaardiseerde procedure inlezen en wegschrijven, kan aanzienlijke tijdwinst worden geboekt. Bovendien wordt de kans op menselijke fouten bij het omzetten van informatie verkleind en gaat er geen informatie verloren bij dergelijke conversies.
De standaardisatie vergelijkt Bakkeren met een van de ideeën achter de kunstmatige taal Esperanto. ,,Ontwerp een computerprogramma waarmee iedere taal van en naar het Esperanto vertaald kan worden. Dan kun je met een minimale hoeveelheid software in principe vanuit iedere taal via het Esperanto naar een willekeurig andere taal vertalen.”
In de auto-, vliegtuig- en petrochemische industrie wordt al enige jaren actief gewerkt aan het ontwikkelen van een internationale standaard. De International Standardization Organization (ISO) ontwikkelde de Standard for the Exchange of Productmodeldata (STEP), waarin wordt vastgelegd hoe een verzameling informatie over een product moet worden geregistreerd. Zo kan een wand worden beschreven door achtereenvolgens bijvoorbeeld de lengte, de breedte, de diepte en het materiaal vast te leggen.
Dat een dergelijke standaard voor de bouw niet eerder ontwikkeld is, wijt Bakkeren aan het feit dat er geen grote voortrekker in de bouwsector is, zoals Mercedes, Boeing of Shell in andere industrieën. Deze bedrijven kunnen druk zetten op hun toeleveranciers om zich aan de standaard aan te passen. Doen ze dat niet, dan verliezen ze een belangrijke klant. In de bouw bestaat juist een enorme hoeveelheid kleine bedrijven, die elkaar sterk beconcurreren. Hierdoor is er weinig geld beschikbaar voor risicovolle investeringen in een standaard.
Bovendien zijn bedrijven er nog niet zo happig op, omdat de methode pas succesvol is als er veel participanten zijn. ,,Het is een beetje als de kip en het ei. Bedrijven willen pas meedoen als de standaardisatie in een vergevorderd stadium is, maar die situatie wordt pas bereikt, als er veel bedrijven meedoen”, filosofeert Bakkeren.
1 Het Duitse CAD-systeem Allplan slaat naast tekeningen ook andere productinformatie op
Utopie
Hij merkt in zijn theoretisch getinte proefschrift op dat er teveel diversiteit in de informatiebehoefte is om alles te kunnen vangen in één monolithisch gegevensmodel – een observatie die door empirische ervaringen wordt gestaafd. Hij schematiseerde de werkelijkheid daarom in de vorm van een raamwerk waarin verschillende hiërarchische niveaus van informatieverwerking worden onderscheiden. Voor ieder niveau ontwikkelde hij een conceptueel model.
Via deze methode hoopt Bakkeren te bewerkstelligen dat bedrijven hun eigen software kunnen behouden. Er moeten echter wel programma’s beschikbaar komen die de gegevens naar de standaard vertalen. Aan de hand van twee case-studies toetste hij zijn theorieën aan de praktijk. Eén daarvan, bij Rijkswaterstaat, omvatte het ontwerp van viaducten. De afdeling bouwinformatica van TNO, de werkgever van Bakkeren,ontwikkelde een prototype van de gegevensmodellen voor het verkeerskundig (kromtestralen, doorrijhoogte en zichtlijnen) en constructief (sterkte, wapening en voorspanning) ontwerp van viaducten. Deze modellen waren in staat met elkaar te communiceren en gaven aldus het principe van het raamwerk weer. In de dagelijkse praktijk bij Rijkswaterstaat vindt dergelijke communicatie niet plaats.
2 Gegevens over afwerking, constructie en wapening van het beton zouden in één informatiemodel moeten passen
De resultaten van de praktijktest waren positief. Tijdrovende vertaalslagen, die geen toegevoegde waarde leveren, werden tot een minimum beperkt en de efficiëntie van het ontwerpproces groeide. Helaas voor Bakkeren behoort invoering bij Rijkswaterstaat tot op heden niet tot de mogelijkheden. De huidige software behoort niet tot de intelligente programma’s en is niet gemakkelijk geschikt te maken voor een – bovendien nog niet vastgestelde – standaard.
De test bij Rijkswaterstaat roept een nieuwe vraag op: in hoeverre is het door Bakkeren voorgestelde systeem – alle betrokkenen bij ontwerp en uitvoering aangesloten op een uitgebreid, voor iedereen toegankelijk informatiesysteem – nu een utopie? Bakkeren zelf is optimistisch: ,,Helemaal niet, hoop ik. Ik verwacht zelfs dat een volledig computergeïntegreerd systeem voor de bouw over twintig, dertig jaar beschikbaar is. De informatietechnologie ontwikkelt zich snel.”
Hij voorspelt dat binnenkort de functionaliteit van een standaard zal worden ingezien en dat bedrijven uiteindelijk van softwarefabrikanten gaan eisen dat er een STEP-interface aanwezig is. ,,Tenslotte kan Microsoft Word tegenwoordig ook WordPerfect-bestanden lezen.”
Is het ontwerpen van een brug in de toekomst niet meer dan het opgeven van twee punten en enkele criteria aan een computer? ,,Zover zal het voorlopig nog niet komen”, zegt dr.ir. Wim Bakkeren, die vorige week bij Civiele Techniek promoveerde. Wel blijkt uit zijn proefschrift dat betere integratie van het ontwerpen en berekenen van constructies met de computer veel tijd en moeite kan besparen.
De bouwmarkt wordt gekenmerkt door een sterke fragmentatie. De lijst van betrokkenen bij de aanleg van bijvoorbeeld een viaduct is enorm: architecten, constructeurs, uitvoerders en leveranciers hebben de taak om gezamenlijk bij te dragen aan het tot stand brengen van een ‘kunstwerk’. De daarbij optredende informatiestromen zijn nauwelijks te overzien en bovendien zeer divers. De computer lijkt in deze problematiek het geëigende middel om structuur in de chaos aan te brengen.
Communicatie tussen betrokkenen is in theorie slechts een kwestie van een klik met de muisknop en een stroompje door de telefoonkabel. In de praktijk blijken er echter nog weinig mogelijkheden te zijn voor interdisciplinaire uitwisseling van gegevens.
Bakkeren hield zich tijdens zijn onderzoek hoofdzakelijk bezig met de problemen die de constructeur bij het computergeïntegreerde bouwproces ondervindt. Oftewel: hoe kan de interactie tussen de constructeur en andere participanten in het bouwproces met computertechnologie worden ondersteund?
In de huidige situatie worden voor de verschillende disciplines in de bouw verschillende manieren van gegevensverwerking gebruikt. De software die wordt aangewend bij het ruimtelijk ontwerp van gebouwen en infrastructuur, levert vooral een geometrische representatie. ,,Een tekening in CAD is slechts een set van punten, lijnen en arceringen; het programma weet niet wat een rijdek of een oplegging is. Het is een soort elektronische tekentafel. De informatie die zo ontstaat is slechts bedoeld om geïnterpreteerd te worden door mensen. Voor de uitwisseling met andere programma’s is de informatie volstrekt ongeschikt”, aldus Bakkeren.
Als voorbeeld noemt hij uitwisseling met eindige elementen-pakketten, die de constructeur bijstaan bij het uitrekenen van een constructie. Deze programma’s zijn niet in staat de informatie, zoals deze wordt opgeslagen door het CAD-programma, te interpreteren en te gebruiken voor berekeningen.
Esperanto
Bakkeren stuitte kortom op twee problemen: het ontbreken van intelligente programma’s die kennis hebben over de informatie die ze verwerken, en het ontbreken van zogenaamde open integratie. De term open integratie duidt op de mogelijkheid informatie tussen programma’s uit te wisselen zonder menselijke tussenkomst, hoewel de programma’s verschillende gegevensstructuren en verschillende leveranciers hebben.
De promovendus pleit dan ook vurig voor een internationale standaard voor het opslaan van bouwtechnische gegevens. Wanneer in de toekomst betrokkenen in het bouwproces hun informatie via eenzelfde gestandaardiseerde procedure inlezen en wegschrijven, kan aanzienlijke tijdwinst worden geboekt. Bovendien wordt de kans op menselijke fouten bij het omzetten van informatie verkleind en gaat er geen informatie verloren bij dergelijke conversies.
De standaardisatie vergelijkt Bakkeren met een van de ideeën achter de kunstmatige taal Esperanto. ,,Ontwerp een computerprogramma waarmee iedere taal van en naar het Esperanto vertaald kan worden. Dan kun je met een minimale hoeveelheid software in principe vanuit iedere taal via het Esperanto naar een willekeurig andere taal vertalen.”
In de auto-, vliegtuig- en petrochemische industrie wordt al enige jaren actief gewerkt aan het ontwikkelen van een internationale standaard. De International Standardization Organization (ISO) ontwikkelde de Standard for the Exchange of Productmodeldata (STEP), waarin wordt vastgelegd hoe een verzameling informatie over een product moet worden geregistreerd. Zo kan een wand worden beschreven door achtereenvolgens bijvoorbeeld de lengte, de breedte, de diepte en het materiaal vast te leggen.
Dat een dergelijke standaard voor de bouw niet eerder ontwikkeld is, wijt Bakkeren aan het feit dat er geen grote voortrekker in de bouwsector is, zoals Mercedes, Boeing of Shell in andere industrieën. Deze bedrijven kunnen druk zetten op hun toeleveranciers om zich aan de standaard aan te passen. Doen ze dat niet, dan verliezen ze een belangrijke klant. In de bouw bestaat juist een enorme hoeveelheid kleine bedrijven, die elkaar sterk beconcurreren. Hierdoor is er weinig geld beschikbaar voor risicovolle investeringen in een standaard.
Bovendien zijn bedrijven er nog niet zo happig op, omdat de methode pas succesvol is als er veel participanten zijn. ,,Het is een beetje als de kip en het ei. Bedrijven willen pas meedoen als de standaardisatie in een vergevorderd stadium is, maar die situatie wordt pas bereikt, als er veel bedrijven meedoen”, filosofeert Bakkeren.
1 Het Duitse CAD-systeem Allplan slaat naast tekeningen ook andere productinformatie op
Utopie
Hij merkt in zijn theoretisch getinte proefschrift op dat er teveel diversiteit in de informatiebehoefte is om alles te kunnen vangen in één monolithisch gegevensmodel – een observatie die door empirische ervaringen wordt gestaafd. Hij schematiseerde de werkelijkheid daarom in de vorm van een raamwerk waarin verschillende hiërarchische niveaus van informatieverwerking worden onderscheiden. Voor ieder niveau ontwikkelde hij een conceptueel model.
Via deze methode hoopt Bakkeren te bewerkstelligen dat bedrijven hun eigen software kunnen behouden. Er moeten echter wel programma’s beschikbaar komen die de gegevens naar de standaard vertalen. Aan de hand van twee case-studies toetste hij zijn theorieën aan de praktijk. Eén daarvan, bij Rijkswaterstaat, omvatte het ontwerp van viaducten. De afdeling bouwinformatica van TNO, de werkgever van Bakkeren,ontwikkelde een prototype van de gegevensmodellen voor het verkeerskundig (kromtestralen, doorrijhoogte en zichtlijnen) en constructief (sterkte, wapening en voorspanning) ontwerp van viaducten. Deze modellen waren in staat met elkaar te communiceren en gaven aldus het principe van het raamwerk weer. In de dagelijkse praktijk bij Rijkswaterstaat vindt dergelijke communicatie niet plaats.
2 Gegevens over afwerking, constructie en wapening van het beton zouden in één informatiemodel moeten passen
De resultaten van de praktijktest waren positief. Tijdrovende vertaalslagen, die geen toegevoegde waarde leveren, werden tot een minimum beperkt en de efficiëntie van het ontwerpproces groeide. Helaas voor Bakkeren behoort invoering bij Rijkswaterstaat tot op heden niet tot de mogelijkheden. De huidige software behoort niet tot de intelligente programma’s en is niet gemakkelijk geschikt te maken voor een – bovendien nog niet vastgestelde – standaard.
De test bij Rijkswaterstaat roept een nieuwe vraag op: in hoeverre is het door Bakkeren voorgestelde systeem – alle betrokkenen bij ontwerp en uitvoering aangesloten op een uitgebreid, voor iedereen toegankelijk informatiesysteem – nu een utopie? Bakkeren zelf is optimistisch: ,,Helemaal niet, hoop ik. Ik verwacht zelfs dat een volledig computergeïntegreerd systeem voor de bouw over twintig, dertig jaar beschikbaar is. De informatietechnologie ontwikkelt zich snel.”
Hij voorspelt dat binnenkort de functionaliteit van een standaard zal worden ingezien en dat bedrijven uiteindelijk van softwarefabrikanten gaan eisen dat er een STEP-interface aanwezig is. ,,Tenslotte kan Microsoft Word tegenwoordig ook WordPerfect-bestanden lezen.”
Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.