3D-tietomallit suunnittelupöydältä työmaakoneisiin

Kirjoittaja: Sari Putkonen, sari.putkonen@skrivaus.fi

Artikkelin pdf-versio.

Kuva tietyömaalla olevan kaivinkoneen ohjaamosta.

Infrakit-palvelussa ajantasaiset suunnitelmat saadaan nopeasti kaikkien työmaakoneiden kuskien käyttöön samanaikaisesti (kuva: Arttu Arvela).

Suomalainen Infrakit tarjoaa infrahankkeisiin pilvipalvelun, jolla suunnittelutieto saadaan jaettua nopeasti niin työmaakoneiden kuskeille, työnjohtajille kuin hankkeen valvojillekin.

Nykyaikaisten työmaakoneiden ohjaamoissa on yhä useammin kymmenien tuhansien eurojen arvosta tietotekniikkaa, ja koneohjattu 3D-tietomallipohjainen rakentaminen alkaa olla infrahankkeissa arkipäivää.

Tietomallipohjaisessa rakentamisessa suunnitelmat visualisoidaan kolmiulotteisesti ja kertaalleen malliin tallennettu tieto on aina kaikkien mallia käyttävien saatavilla. Koneohjauksessa kaivinkoneen mittausjärjestelmä opastaa joko koneen kuljettajaa työnteossa tai ohjaa suoraan koneen hydrauliikkaa.

Automatisaatio ja koneohjaus edellyttävät ajantasaista, koordinaatistoon sidottua 3D-mallia suunnitelmista sekä täsmällistä tietoa työkoneen sijainnista maastossa ja suhteessa suunnitelmaan.

Jotta tietomallista sijaintitietoineen saadaan paras hyöty irti, pitää tiedot saada sujuvasti hankkeen eri osapuolten käyttöön. Osapuolia ovat tilaaja, suunnittelijat, urakoitsija ja hankkeen valvoja.

Laite- ja suunnitteluohjelmistotoimittajat tarjoavat omia ratkaisujaan tiedon keskitettyyn hallintaan, mutta suomalainen Infrakit sanoo olevansa markkinoiden ainoa riippumaton ratkaisu.

Infrakitin toimitusjohtaja ja perustaja Teemu Kivimäki kertoo rakentamisen pilvipalvelu Infrakitin juurien juontavan Oulun yliopiston rakentamisen automaation tutkimushankkeeseen vuonna 2010.

”Havaitsimme, että tieto kulkee rakennushankkeissa kankeasti ja että alan ohjelmistokehitys on jäljessä verrattuna esimerkiksi konepuolen ohjelmistokehitykseen”, kertaa Kivimäki, jonka oma tausta on ohjelmisto- ja koneinsinööripuolella.

Vuoden 2015 laatuinnovaatio -kilpailun voittajiin kuulunutta Infrakitiä viedään myös maailmalle. ”Meillä on tavoitteena globaalit markkinat.”

Työmaakoneissa luetaan uusinta mallia

Infrakitin idea on olla avoin, laitteistoriippumaton alusta, joka lukee erilaisissa avoimissa tiedonsiirtoformaateissa tarjottavia infrasuunnittelutietoja. Suomessa kansalliseksi sovellusohjeeksi on määritelty Inframodel-tiedonsiirtoformaatti, ja esimerkiksi Liikennevirasto edellyttää Inframodelin käyttöä hankkeissaan.

Infrasuunnitelmat muodostuvat muun muassa tietomalleista, geometriatiedoista, taustakartoista ja pdf-muotoisista suunnitelmista. Suunnitelmien laatija harmonisoi suunnitelmat tilaajan haluamaan formaattiin. Kun suunnitelmat on siirretty Infrakitiin, ne ovat kaikkien palvelua käyttävien saatavilla.

Infrakitissä kohde voidaan esittää 3D-mallin lisäksi myös perinteisenä 2D-kuvana, joita työmaalla on totuttu lukemaan. Lisäksi mistä tahansa kohdasta saadaan poikkileikkauskuvat. Suunnitelman tiedoista voidaan ruksia näytettävät tiedot ja mallin mittauspisteitä klikkaamalla saadaan pisteen tiedot esille. Jos kohteesta on otettu kuva, myös se saadaan esille. 

Suunnitelmatieto jaetaan hallitusti

Infrakitin keskeinen ominaisuus on siis se, että palveluun viedyt tiedot ovat heti kaikkien palvelua käyttävien osapuolten katsottavissa. Valtatiellä 6 Taavetti – Lappeenranta parannushankkeessa mittauspäällikkönä toimiva Harri Taina toteaa tämän selkeyttävän hänen työtään.

”Infrahankkeissa suunnittelu etenee usein rakentamisen etenemisen myötä. Kun siirrän viimeisimmän mallin Infrakitiin, tiedän, että kaikilla 20–30 työmaakoneella on heti sama data käytössään. Ennen tämän hanskaaminen oli tolkuttoman vaikeaa.”

Vastaavasti myös koneohjattujen työmaakoneiden maastossa tekemät tarkemittaukset näkyvät heti Infrakitissä kaikilla palveluun kytketyillä laitteilla. ”Työnjohto ja tilaaja pääsevät katselemaan niitä missä ja milloin vaan”, Taina kertoo. Tarkemittaus osoittaa rakennetun kohteen mittojen ja sijaintien erot suunniteltuun nähden.

Eroon joutoajasta

Tietomallinnuksena etuja perinteiseen suunnitelmien paperiseen dokumentointiin verrattuna ovat ajantasaisen tiedon jakamisen helppous ja projektien läpimenoaikojen nopeutuminen.

”Kun työnjohdolla on ajantasainen tieto siitä, mistä kohdasta on jo olemassa malli, he osaavat siirtää koneet paikkaan, jossa työtä voidaan jatkaa heti. Viiveet työnteossa vähenevät”, Taina kertoo.

Kivimäen mukaan digitalisaatio tuo noin 20 prosentin säästöt kustannuksiin. Luku perustuu muun muassa työmaakoneiden tehokkuudesta kertovaan dataan.

”Lähtötilanteessa työmaakoneita käytetään noin 60 prosentti ajasta. Infrakitin myötä luku on saatu nousemaan 90 prosenttiin”, Kivimäki kertoo.

Kuvat tallentuvat paikkatiedon kanssa

Valtatie 6 -hankkeessa Skanska toimittaa tilaajalle valokuvan jokaisesta rakennusvaiheesta eli kerrosrakenteesta. Kuvia otetaan 100 metrin välein. Infrakitin Android-sovelluksen avulla Android-laitteella otetuille valokuville lasketaan automaattisesti paaluasema ja kuvat tallentuvat paikka-, suunta- ja aikatiedon kanssa.

”Sovellus säästää kuvien nimeämisen ja oikeaan kansioon tallentamisen vaivalta, mikä innostaa kuvien ottamiseen. Sijaintitarkkuus on 3 – 5 metriä, mikä riittää valokuvien sijaintitarkkuudeksi ja kartallahan nuo sijainnit näkyvät hyvin”, Taina toteaa.

Työnjohto voi käyttää Android-sovellusta tehdessään maastossa mittauksia gps-mittaussauvansa kanssa. Tällöin mittaustarkkuudessa päästään 2–3 senttimetriin. 

Vaikka Taina on tyytyväinen Infrakitiin, hän toteaa, että markkinoille sopisi kilpailijakin. Laite- ja suunnitteluohjelmistotoimittajien tarjoamia työkaluja Taina ei varsinaisesti näe Infrakitin kilpailijoina.
”Ne ovat aika raskaita käyttää, ja jos käyttäisimme laitevalmistajan tarjoamaa sovellusta, meidän pitäisi siirtää aineisto heidän palvelimelleen.”

Avoimen alustan Infrakit on sen sijaan suunniteltu juuri tiedon siirtoon ja hallintaan infrahankkeissa. ”Mallit saadaan helposti siirrettyä kaikille Infrakitissä oleville urakan koneille. Samoin koneiden tarkemittaukset siirtyvät automaattisesti, joten työnjohto ja tilaaja pääsevät niitä katselemaan missä ja milloin tahansa”, Taina summaa.