Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Anabilim Dalı / Proje ve Yapım Yönetimi Bilim Dalı

An investigation into the building information modeling applications in the construction project management

İnşaat proje yönetimi aşamalarında yapı bilgi modellemesi kullanımı üzerine bir inceleme

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 445035 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

Building Information Modeling (BIM) technology is an innovative construction technology which aims to improve design, construction and operation phases by creating a digital information model. This parametric and 3D object based model support collaborative working of different disciplines, thereby communication and coordination increases between the project stakeholders. In literature, BIM usage is classified as 3D BIM to 7D BIM according to their implementation scope. For 3D BIM, project models are designed as 3D models, and this model enables to working of different designers simultaneously on the project. Through 3D modeling clashes can be detected and corrected in the design phase, and 3D model provides to present visually more understandable project to the customer. Software should be used e.g. Navisworks Manages, in Industry Foundation Classes (IFC) file format that can transfer the information from the 3D model to implement 4D and 5D BIM. In 4D BIM time information is added to the model. Work schedule is created and visualized on the model, thereby workflow can be checked during the construction phase. Similarly, in 5D BIM cost information is added to the model. Bill of quantities has more consistent results with the calculation from 3D model, and project total cost and progress payments can be checked during the construction. In 6D BIM implementation project is aimed to build with sustainability criteria. Through 6D BIM technology building's energy consumption is monitored more accurately, and project is designed in a way that to minimize the energy consumption. In 7D BIM, updated "as-built" project which contains all the specifications, warranty and maintenance and operation information is delivered to the client. The BIM model of the project helps to optimize and monitor the cost analysis and energy consumption of the project throughout the project lifecycle. According to these implementations, BIM technology facilitates construction project management areas, and it improves the project management success. Building modeling concept based on to 1970's, and in 1987 ArchiCAD launched a CAD software that can create 2D and 3D graphic designs. BIM concept has become a widely used term in construction industry in the last decade. Thus, the software companies as; Autodesk, Bentley, Allplan and Graphisoft have began to launch software that can enable to produce digital information model of the project. BIM technology aims to create a database that stores all the information about the building, and also aims to be used this information actively throughout the lifecycle of the building. Therefore, design software that can produce 3D model of the project such as; Revit, ArchiCAD, MicroStation and Allplan, and Industry Foundation Classes (IFC) file format software that are capable of receiving data from design program and can work coordinately with them such as; Navisworks Manage should be used to achieve successful implementation of BIM. This study concentrates on how to use BIM technology effectively on all phases of construction project management, the contribution of BIM technology to project management areas, and the reasons for using BIM technology is not spread enough in Turkish construction sector. In this study, firstly the research purposes and objectives are explained, and the international literature review study is presented. Particularly, the articles that focus on the relationship between the project management and BIM technology are analyzed. Following chapters indicate the research methods and objectives, and the research results. This research results created by survey results and the interviews made with 18 BIM experts from the medium large scale Turkish construction companies. According to research findings, the contribution of BIM technology to the project management and connection between them are revealed, and the implementation methods in the Turkish construction industry is evaluated by the author. In addition, the proposals have been developed for the widespread use of BIM in Turkish construction industry. BIM implementations have increased during the last 10 years especially in the American and European construction industries with the rapidly developing technology. The United States and the United Kingdom have the leadership in BIM development. The main reason for this situation, the countries required the BIM applications in the contracts of government projects after a certain date. Furthermore, particularly Germany, France, the majority of the Nordic countries, Singapore and Australia have accelerated the BIM adaptation process by investing in IT and establishing strategic organizations. The research results have been prepared based on the responses of BIM users who are participated to the interviews and survey study. According to the research findings, the main advantages of BIM usage are working on 3D model together with the different disciplines, strengthening the coordination between the project stakeholders, eliminating of project errors in design phase which results in cost and time benefit, and creating a building information database that helps the facility management process. The company may face with some potential difficulties while adapting BIM technologies such as; lack of educated employee about 3D design and BIM implementations, employee resistance, subcontractor adaptation problems, and the documentation process that BIM requires etc.. To overcome these difficulties and accomplish BIM adaptation process companies should make some organizational and administrative changes. The beneficial changes can be summarized as; hiring new and BIM experienced employees, establishing a BIM team within the company, investing in BIM technologies and providing training for employees to improve BIM consciousness. The research results show that technological developments and global tendency has raised an awareness toward BIM in Turkish construction industry. Main reasons for implementing BIM technology are employer demand, involvement of BIM criteria in the contract and gaining global competitiveness in the construction industry. The incentive factors for widespread using of BIM technology are being necessity of BIM implementation in government tenders, increasing education about BIM in academic institutions, promoted using of 3D CAD programs and increasing conference and panel about the BIM implementation in the construction sector. In conclusion, BIM technology greatly supports the project management knowledge areas, and it affects the project cost, time, quality and communication performance in a positive way. In current situation, BIM applications are carried out as producing 3D model of the project and work schedule in Turkish construction industry. Although the construction sector in Turkey following BIM movement a few year behind of the world, companies are increasing the scope of investment and BIM applications accordance with the growing interest and demand in the sector.

Summary:

Yapı Bilgi Modellemesi (YBM), parametrik ve nesne tabanlı modeller kullanarak bir yapının yaşam döngüsü boyunca; projelendirme, inşaat ve işletim süreçlerini geliştirmeyi hedefleyen, dijital bir bilgi paylaşım ortamı yaratan ve bu bilgi paylaşım ortamıyla proje paydaşlarının iletişim ve koordinasyonunu artırmayı hedefleyen inşaat sektöründe yenilikçi bir teknolojidir. Literatürde YBM kullanımları 3 boyutlu YBM'den 7 boyutlu YBM'ye kadar sınıflandırılmıştır. Bu sınıflandırma özetle boyut artırımına paralel olarak gelişen YBM uygulama kapsamını temsil etmektedir. 3B YBM kullanımında proje çizimleri 3 boyutlu model olarak tasarlanmakta ve bu model diğer proje paydaşlarının üzerinde eşzamanlı olarak ortak çalışmasına imkan sunmaktadır. 3B modelleme sayesinde; projenin 3 boyutlu simülasyonu oluşturulur, detaylı çakışma kontrolleri tasarım aşamasında kontrol edilir ve müşteriye görsel olarak daha anlaşılır bir proje sunulması sağlanır. 4B & 5B BIM; 3B model bilgileriyle entegre çalışabilen yazılımlar (Navisworks Manage gibi) ile uygulanır. 4B YBM uygulamasında modele zaman bilgileri eklenir. Model üzerinde yapılacak işlerin sırası ve süreleri tanımlanır. İş akışına bağlı iş programı oluşturulur ve bu iş programı model üzerindeki ilerlemeye bağlı olarak görselleştirilir; inşaat süresince kontrol edilir. Benzer şekilde 5B YBM uygulamasında modele maliyet bilgileri eklenir. Model oluşturulurken kullanılan tüm malzeme ve miktarlar kayıtlı tutulur. Keşif metraj hesapları 3B model üzerinden hesaplandığı için daha tutarlı sonuçlar verir. Böylece projenin toplam maliyeti ve ilerleme aşamalarına bağlı harcama tutarları inşaat süresince kontrol edilir. 6B YBM uygulamasında ise inşa edilen yapının sürdürülebilirlik kriterlerine uygun bir yapı olması hedeflenir. 6B YBM teknolojisi sayesinde binanın enerji sarfiyatı daha doğru şekilde hesaplanır. Tasarım aşamasında bu giderler öngörülebildiğinden, yapı tasarımı enerji sarfiyatını minimize edecek şekilde uygulanır. 6B YBM teknolojisiyle hazırlanan proje modelleri LEED ve BREEAM gibi enerji başarı sertifikalarını edinmek için yararlı bir araç olabilir. 7B BIM uygulaması tesis yönetimi olarak tanımlanır. 7B YBM uygulamasında, müşteriye inşaat süresi boyunca güncellenmiş olan 'as-built' proje teslim edilir. Bu proje kapsamında projenin tüm teknik şartnameleri, projeye ait garanti bilgileri, bakım-onarım için gerekli bilgiler bulunur. Binanın YBM modeli, işletim süresi boyunca binanın enerji sarfiyatını izlemeye, maliyet hesabının yapılmasına ve optimize edilmesine yardım eder. Böylece 7B YBM sayesinde tasarım aşamasından itibaren tüm proje bilgilerinin düzenli bir şekilde tasnif edilmiş olması, proje yaşam döngüsünün büyük bir kısmını oluşturan işletim süresi boyunca bina ihtiyaçlarını gidermeyi kolaylaştırır. Bu açılardan incelendiğinde YBM standartları bir inşaat projesine tamamıyla adapte edilebilirse proje yönetim alanlarının tümüne yarar sağlar. 3B, 4B, 5B, 6B, 7B şeklinde kategorize edilmiş olan YBM teknolojisi uygulamaları projenin maliyet, zaman, kalite, iletişim gibi kriterlerine olumlu etkide bulunarak proje yönetimi başarısını artırır. Bina modellemesi 1970'lere dayanan bir kavram olsa da 1987 yılında ArchiCAD tarafından üretilen CAD programı 2 boyutlu ve 3 boyutlu grafik tasarımları üretmesiyle proje görselleştirmesi konusunda bir standart yarattı. Uluslararası platformlarda "BIM" adıyla bilinen YBM teknolojisi yaklaşık son 10 yıldır inşaat sektöründe yaygın kullanılan bir kavram haline geldi. Autodesk, Bentley, Graphisoft, Allplan gibi yazılım üreticileri binanın dijital bilgi modellemesini üretebilecek yazılımlar üretmeye başladılar. YBM teknolojisi binanın yalnızca 3 boyutlu modelini üretmeyi değil; bina ile ilgili tüm bilgilerin saklandığı bir veritabanı oluşturularak, projenin yaşam döngüsü boyunca bu bilgilerin aktif şekilde kullanılabilmesini hedeflemektedir. Bu hedefle, YBM teknolojisinin başarılı şekilde uygulanabilmesi için 3 boyutlu model üretebilen tasarım programları (Revit, ArchiCAD, Allplan, MicroStation gibi) ve bu tasarım programlarından veri alabilen ve onlarla koordineli çalışabilen, iş programı ve maliyet bilgisinin eklenebildiği "Industry Foundation Classes" (IFC) dosya formatındaki yazılımlar (Naviswork Manage gibi) kullanılmalıdır. Tez çalışması kapsamında, proje yönetiminin bütün aşamalarında YBM teknolojisinin nasıl etkin bir şekilde kullanılabileceği, YBM kullanımının proje yönetimi alanlarına katkısı ve Türk inşaat sektöründe YBM kullanımının yaygınlaşmamış olmasının nedenleri incelenmiştir. Bu çalışmada, öncelikle araştırmanın konusu, amacı ve hedefleri açıklanmakta; konu ile ilgili çalışmalar ışığında uluslararası kaynak taraması sunulmaktadır. Özellikle YBM ve proje yönetimi ilişkisi üzerinde yoğunlaşan makaleler incelenmektedir. İlerleyen bölümlerde araştırma yöntemi ve hedefleri belirtilerek, araştırmanın sonuçları sunulmaktadır. Bu araştırma sonuçları, Türkiye'deki orta ve büyük ölçekli 18 inşaat firmasındaki YBM ile ilgili etkin kişiler tarafından cevaplanan anket ve mülakat sorularının cevapları doğrultusunda oluşturulmuştur. Araştırma bulguları sonucunda YBM teknolojisinin proje yönetimine katkıları, aralarındaki bağlantılar ortaya konulmuş, Türk inşaat sektöründeki uygulama yöntemleri yazar tarafından analiz edilerek değerlendirilmiştir. Ayrıca, Türkiye'de YBM kullanımının yaygınlaşması için öneriler geliştirilmiştir. YBM teknolojisinin Dünya üzerindeki örnekleri incelendiğinde; son 10 yıl içerisinde hızla gelişen teknolojiyle birlikte Amerika ve Avrupa inşaat sektörlerinde YBM uygulamaları yoğunlaşmıştır. Özellikle İngiltere ve Amerika'nın YBM kullanımında lider konumda olduğu tespit edilmiştir. Bu durumun başlıca sebebi; ülkelerin belirli bir tarihten sonra ihale edilen tüm devlet projelerinde YBM uygulamasını zorunlu kılmalarıdır. Ayrıca Almanya, Fransa ve Kuzey Avrupa ülkelerinin büyük çoğunluğu, Singapur ve Avustralya YBM uygulamalarını arttırmak için altyapı hazırlıkları, bilişim teknolojilerine ve araştırmalara yatırım yapma, stratejik organizasyonlar kurarak YBM teknolojisini yaygınlaştırma gibi yöntemlerle adaptasyon sürecini hızlandırmışlardır. YBM kullanımının başlıca avantajları; 3 boyutlu model üzerinde çalışılması, aynı model üzerinde tüm disiplinlerin tasarım yapabilmesi, proje paydaşları arası işbirliğini güçlendirmesi, proje hatalarının büyük oranda giderilmesi, proje hatalarının giderilmesi sonucu maliyet ve zaman kazancı sağlanması, böylece proje yönetimi performansını artırması, yapının işletim aşamasında kullanımında "tesis yönetimini" kolaylaştıracak yapı bilgi portföyünün/veritabanının oluşmasını sağlaması ve model üzerinden enerji sarfiyatının izlenebilmesi sayesinde sürdürülebilirlik kavramını desteklemesi olarak özetlenebilir. Kıyaslama yapılacak olursa, 2 boyutlu CAD yazılımlarında oluşturulan proje tasarımları paydaşlar arasındaki tasarım farklılıklarından dolayı birçok kez revizyon gerektirmekte; ve yine de tasarım aşamasında belirlenemeyen projedeki çakışmalar uygulama aşamasında birçok hatalı imalata, ek bekleme sürelerine ve maliyete sebep olmaktadır. YBM sistemiyle gelen ortak veritabanı oluşturma kültürü proje paydaşları arasındaki iletişimi ve işbirliğini güçlendirerek; ortak hedeflere daha kısa sürede ulaşılmasını sağlar. YBM sistemine geçiş yapan şirketlerin karşılaşacağı olası zorluklar ise iş kültürünün kısmen değişmesi sonucu adaptasyon sürecindeki problemler olarak düşünülmektedir. Bunlar; 2 boyutlu tasarım yapan ekibin 3 boyutlu tasarım üretmesi, çalışan direnci, ilk yatırım maliyeti, BIM sisteminin gerektirdiği şirket içi YBM uygulama planı; BEP, PIP, MIDP vb. dokümanların üretilmesi süreci, altyüklenici adaptasyonundaki zorluklar veya Türkiye'de henüz yaygın bir talebin oluşmamış olması gibi sebepler olarak özetlenebilir. Bir inşaat projesinde başarılı bir YBM uygulaması yapabilmek için şirket içinde bazı organizasyonel değişiklikler yapılmalıdır. Öncelikle bir projeyi YBM sistemiyle üretmek; proje katılımcılarının sistemli ve birlikte çalışabilmesi ile mümkündür. Proje süresince düzenli YBM toplantıları düzenlenmeli, hatalar eksikler tasarım aşamasındayken farklı disiplinlerle birlikte belirlenmeli ve giderilmelidir. YBM kullanımında şirket içi adaptasyonu artırmak için yapılabilecek düzenlemeler arasında; YBM kullanımını destekleyen yazılımlar satın almak, YBM konusunda tecrübeli çalışanlar işe almak, şirket içinde YBM prosedürlerine uygun çalışmalar yürüten ayrı bir ekip kurmak, tüm çalışanlara şirket içi YBM eğitimleri vermek ve YBM konusunda tecrübeli profesyonellerden YBM danışmanlığı almak gibi seçenekler sıralanabilir. Küresel ekonomik krizden en çok etkilenen sektörlerin başında gelen inşaat sektöründe; uluslararası inşaat sektörü dergisi ENR (Engineering News Record) verilerine göre Türkiye 2015 yılında dünya çapında 43 şirketle 2. sırada yer almaktadır. Bu verilerle beraber Türk inşaat sektörü ülke ekonomisine büyük katkı sağlayan sektörlerden biridir. Türkiye'deki inşaat faaliyetlerinin artan bir ivmeyle ilerlemesi inşaat sektöründe yüksek rekabeti de beraberinde getirmektedir. Bu sebeple, rekabet avantajı elde edebilmek için inşaat şirketleri ürettiği projelerde kalite, maliyet, zamanlama gibi faktörleri optimize ederek öne çıkmaları gerekmektedir. Bu koşullarda inşaat sektöründeki müşterilerin de inşaat firmalarının da pratik çözümlere, yenilikçi yaklaşımlara ihtiyacı vardır. YBM teknolojisi sağladığı birçok yenilik ve avantaj ile uluslararası inşaat sektöründe yeni bir dönem başlatmaktadır. YBM teknolojisine karşı uluslararası boyutta artan ilgi ve uygulamalar sonucu Türkiye'de de YBM uygulamaları konusunda girişimler başlamıştır. Araştırma sonuçları; anket ve mülakatlara katılan şirketlerin cevapları baz alınarak hazırlanmıştır. Sonuçlar Türk inşaat sektörünü tümüyle yansıtmıyor olsa da genel anlamda büyük ölçekli şirketlerin piyasaya yön verdiği düşünülürse sonuçlar yanıltıcı olmayacaktır. Bu bulgulara göre Türk inşaat sektörünün bugünkü koşullarında BIM kullanımı çok yaygın olmamakla birlikte sektörde YBM konusunda bir farkındalık oluşmuştur. Özellikle uluslararası inşaat sektöründe iş yapan inşaat firmaları hem BIM kullanımına karşı artan eğilimi fark ederek, hem de bazı ülkelerde sözleşme şartları arasında yer alan YBM ile iş yapma şartı olmasından dolayı YBM teknolojisini kendi şirketlerine adapte etmeye çalışmaktadırlar. YBM kullanımına geçişin temel sebepleri işveren talebi, sözleşmede YBM kriterinin yer alması, ve küresel rekabet gücü kazanmak olarak belirlenmiştir. Türk inşaat sektöründeki çoğu firma YBM teknolojisini daha çok tasarım ve planlama aşamasında kullanmaktadır. Şirketler YBM kullanımından en çok 3 boyutlu tasarım modeli üzerinden çakışma analizleri yaparak yararlanmışlardır. Ayrıca, YBM kullanımının proje katılımcıları arasındaki uyumu ve işbirliğini arttırdığını vurgulamışlardır. Araştırmaya katılan şirketlerin büyük çoğunluğu YBM uygulamasının proje maliyetini, proje tamamlanma süresini, inşaat süresi boyunca oluşan toplam revizyon sayısını azalttığı yönünde; proje kalitesini arttırdığı yönünde görüş bildirmişlerdir. Çoğu inşaat şirketi YBM kullanımına geçişteki başlıca zorlukları ise, YBM konusunda bilgili/donanımlı çalışan eksikliği, altyüklenicilerin adaptasyon problemleri, çalışan direnci, sözleşmesel düzenlemelerdeki eksiklikler ve YBM teknolojisinin Türkiye'de henüz yaygın olarak kullanılmayışı olarak belirtmişlerdir. Araştırma sonuçlarına göre bir şirketin YBM kullanımına geçişini en çok teşvik eden faktörler; diğer şirketler arasında küresel rekabet gücü kazanmak, sözleşme koşullarında YBM kullanımı şartı olması, sektörde yenilikçi bir role sahip olmak ve şirket yöneticilerinin vizyonu olarak sıralanabilir. Türkiye'de YBM kullanımının yaygınlaşabilmesi için teşvik edici unsurlar ise; YBM uygulamasının devlet ihalelerinde zorunlu hale gelmesi, akademik kurumlarda YBM konusunda eğitimlerin artırılması, YBM ile üretilen binalarda vergi avantajı sağlanması, inşaat sektöründe YBM konusunda seminer, panel ve konferansların artırılması ve 3 boyutlu çizim programlarının kullanımlarının yaygınlaştırılması olarak şirketler tarafından belirtildi. Sonuç olarak, YBM teknolojisi proje yönetimi bilgi alanlarına büyük ölçüde destek vermektedir ve YBM uygulamaları projenin maliyet, süre, kalite performansını olumlu yönde etkilemektedir. Mevcut durumda, Türk inşaat sektöründe, YBM uygulamaları daha çok 3 boyutlu model üretme ve modele bağlı iş programı oluşturma seviyesinde yürütülmektedir. Bugünkü koşullarda Türkiye'deki inşaat sektörü yaygınlaşan YBM akımını birkaç yıl geriden takip etse de; sektörde YBM teknolojisine karşı artan ilgi ve talep doğrultusunda, şirketlerin YBM konusunda yatırım ve uygulama kapsamları artmaktadır.