Tez Arşivi

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


İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı / Yapı İşletmesi Bilim Dalı

Analysis of mobile bim adoption at construction site: A case study of a complex infrastructure project

İnşaat sahasında mobil bım adaptasyonunun analizi: Kompleks altyapı projesi vaka analizi

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 501206 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

This research is a case study of a real-world project to implement BIM-related tools and tablets for mobile computing use on-site and its analysis in terms of advantages/ disadvantages, challenges/barriers, and lessons learned. This implementation has been examined not as the technology itself but managing the utilization of right technologies and people transformation. The study focuses on construction phase but also generates an overlook for design, test& commissioning and operations. This study presents mobile BIM as a pioneering and innovative management concept of construction Information and Communications Technology-ICT. The aim of this research is to illustrate BIM adoption at site and to identify barriers/ challenges, advantages and disadvantages of implementing BIM at the construction site in a complex infrastructure project. Recently interest in BIM has been raised with the technological developments for construction projects. 3D design tools are getting popular within design teams. But there are very limited effort to carry the models designed in the office to site. It has been seen as a major challenge to change the traditional processes followed during construction for adoptation of BIM at site. There are also lack of softwares and tools that can be used cross-projects with compliance. In order to extend mobile BIM use, there is a need for strategies and outputs comes from an experience. These type of implementations would lead the other projects in terms of management strategies, problems faced and benefits observed. In order to identify on site BIM processes, a comprehensive literature research has been performed. Various BIM applications used for on site management purposes have been summarized into 5 use cases with references from 40 literature studies. These use cases are named as design management, information management, quality control and assurance, resource management and performance management. This literature analysis is aimed to reveal state-of-art for site BIM processes by introducing possible mobile BIM operations on site and relevant outcomes proposed by the literature. According to literature analysis most of the studies performed for mobile BIM use on site is limited with prototypes tested for only specified activities. There is a need for research on broad implementation of mobile BIM on-site in a real project. Istanbul New Airport construction project has been selected to review the processes of mobile BIM implementation in a real project. At the time of the research design and construction was well progressed and commissioning for the first phase of the project was ongoing. It has been planned to complete Istanbul New airport in 4 phases and to start operating the airport at the end of the first phase will be finalized towards the end of 2018. Design and construction of airport is a very complex characteristic since it consists of many different assets as terminal building, runways, passenger bridges, car parks, railway structure and roads. In order for timely and on budget completion there is a need for a platform that integrates the participant parties of the project. For this reason involvement of BIM department to the project has been determined and planned it to bring alternative solutions to the project's challenging features. A case study that utilized participatory research approach was conducted to examine how mobile BIM is implemented during construction. This research is conducted by a researcher who also has taken responsibility in the company's BIM department as BIM engineer to examine and elaborate on the BIM implementation in IGA project. The data used in this research derived from literature analysis, project documents, observations, and survey results collected by the researcher who involved to organization in daily activities. A survey has been conducted with fifty-one site engineers who are involved in mobile BIM system to identify cultural& technical barriers/challenges, advantages and disadvantages of the system. The survey questions have been categorized according to the use cases identified through literature research. A semi-structured interview has been conducted with twelve engineers aiming to gain an understanding of the case who were actively involved. Key actors who are knowledgeable. The interviews followed a schedule motive to innovate, innovation process, main BIM functions, barriers/ challenges, advantages/ disadvantages, grounds for successful adoptation, future developments and lessons learned; but participants were allowed freedom to discuss their experiences and thoughts about BIM in their own terms. For discussion case study, survey and interview results have been summarized in order to reveal lessons learned and innovative solutions provided. It has been identified that through the use of technology enabled by BIM practices; workflows of construction activities are improved. Even though it was the first BIM experience for the survey participants they were stated that BIM use on site eased their daily activities by saving time; increasing efficiency, constructability, decreasing rework. When the benefits of site-BIM is experienced by the professionals, they would like to use the same system for the next projects independent from their age and experience. It has been also found that use of mobile devices instead of papers are highly preferred onsite independent from age and experience. The weakest use case of the implementation is identified as resource management, which is also the least researched issue in the literature. Technical issues such as WI-FI connection on-site or tablet capacity are raised as the main barriers during site implementation of BIM. There has to be a formal plan/workflow implemented to transform traditional way of doing an activity to the digital way by all means. The data collected throughout site-BIM implementation found to be significant for project's operations phase It has been identified through the interviews that motivations for innovation has been seem as the complexity and size of the project, distance between site and office, easy access to most accurate project documentation and limited project time. In order to transfer BIM implementation site, BIM site team has been set up and tasked with different locations in the project as the adoptation strategy. Resistance of the site personnel has been overcome when they have experienced the benefits of using BIM and this led a passage to full transformation from traditional method to innovative way of performing work on site. Subcontractors they have been obliged to perform inspections digitally and also resolve any issues raised by BIM site engineers in order to receive their monthly progress payments. Main functions of BIM has been stated by the interviewees that instruction of construction with BIM model, registration of inspection forms, creating observation; supervision reports for the problems on site, progress monitoring, registering punch lists, and registration of test and commissioning reports. Main challenges has been identified as cultural change of the site engineers in the projects by site BIM engineers. It was also identified as challenge that construction on site cannot be performed with the same precision as BIM model. Main advantages of the system access to most updated and coordinated project information. It was founded very practical to conduct installation according to coordinated BIM model and reworks are avoided. Formal procedures has been eliminated through supervision of BIM due to common digital environment. Main disadvantage for site engineers was to learn a new technology and get used to it in a short period of time. It was also a disadvantage for them that their work had to be accountable to site BIM engineers during construction. Disadvantage of site BIM engineers was that they had to spend very long time for training and adopting site staff to the new system. They had to break the unwelcoming environment to their existence because of site personnel's resistance to change. The success of the project is achieved with having an on-site BIM team and their close follow-up on daily activities. Successful personal connections of BIM site engineers and managerial support has also big impact on successful implementation.

Summary:

Bu çalışma gerçek bir inşaat projesinde BIM ile ilgili uygulamaların ve tabletlerin inşaat sahasında kullanılmasının vaka çalışması ve bu uygulamanun avantaj/ dezavantaj, karşılaşılan zorluklar/ engeller ve öğrenilen dersler açısından analizidir. İnşaat sahasında BIM uygulamasının yapılması yalnızca teknolojik açıdan değil aynı zamanda doğru teknolojilerin seçimi ve çalışanların geleneksel çalışma yöntemlerinden yeni çalışma düzenine geçişleri açısından da değerlendirilmiştir. Vaka çalışması projenin inşaat aşamasına odaklı olmasına rağmen tasarım, test ve devreye alma ve işletme aşamaları için de bakış açıları geliştirmiştir. BIM uygulaması inşaat bilgi teknolojileri konusunda öncü ve yenilikçi bir yöntem anlayışı olarak sunulmuştur. Teknolojik gelişmeler ile birlikte BIM uygulamasının son yıllarda inşaat projelerinde kullanılması gündeme gelmiştir. Uygulama ile birlikte değerlendirilen 3 boyutlu modelleme programları ile dizayn öncesi ve dizayn sırasında bazı tasarımcılar tarafından kullanılmaktadır.Fakat ofislerde tasarlanmış bu modellerin sahaya aktarımı konusunda çok sınırlı sayıda uygulama mevcuttur. Sahada uzun yıllardır aynı geleneksel yöntemler ile yapılan işin yönteminin değiştirilmesi özellikle karşılaşılacak direnç yüzünden mümkün olmamaktadır. Bunun yanı sıra saha koşullarında kullanılabilecek araç ve tasarlanan yazılımların her proje için uyumlu olmaması gibi başlıca sorunlar da bulunmaktadır. Sahada BIM uygulamasının yaygınlaştırılabilmesi için bunun başarı ile tecrübe edildiği projelerdeki verilere ihtiyaç duyulmaktadır. Örnek teşkil edecek bu projeler sistemin uygulanmasının istendiği diğer projelere yol gösterecek ve sürecin nasıl yönetilmesi gerektiği, ne tür sorunlar ile karşılaşılacağı ve ne gibi avantajların elde edileceği gibi sorulara cevap olacaktır. Öncelikli olarak akademik çalışmalarda bahsi geçen saha BIM süreçlerinin belirlenmesi için detaylı bir literatür analizi yapılmıştır. Çeşitli mobil BIM çalışmalarının anlatıldığı 40 adet literatür çalışmasından referans alınarak sahaya yönelik olarak uygulanan BIM süreçleri 5 ana başlık altında toplanmıştır. Bu ana başlıklar tasarım yönetimi, bilgi yönetimi, kalite kontrol ve güvence, kaynak yönetimi ve performans yönetimi olarak belirlenmiştir. Literatür çalışması yapılırken sahada mobil olarak kullanılan BIM uygulamalarının bugünkü durumunun ortaya çıkarılması amaçlanmış ve bu yöntemle de literatür tarafından sunulan inşaat aşamasına yönelik BIM fonksiyonları ve bunların sonuçları belirlenmiştir. Literatür araştırmalarına göre bu konuda yayınlanan çoğu çalışma sahada BIM uygulanmasına yönelik oluşturulmuş prototiplerin yalnızca belirli inşaat aktivitelerinde kısıtlı amaçlarda test edilmesini anlatmaktadır. Bunlar prototipin doğrulanması için küçük çaplarda yapılan testler veya yalnızca tek bir proje ihtiyaçlarının giderilmesi için yapılan uygulamalardır. Oysa ki birçok farklı projede uygulanabilir bir sistemin eksikliği söz konusudur. Gerçek bir projede kapsamlı bir şekilde saha BIM uygulamaları ile ilgili oldukça kısıtlı çalışma bulunmuştur. Gerçek bir projede inşaat sahasında BIM uygulamasının süreçlerinin analiz edilebilmesi için İstanbul Yeni Havalimanı Projesi seçilmiştir. Bu araştırmanın yapıldığı süreçte tasarım ve inşaat işleri ilerlemiş ve projenin ilk aşaması için devreye alma ve teslimler yapılmaya başlanmıştır. Istanbul Yeni Havalimanı projesinin 4 aşamada tamamlanması ve ilk aşamasının bitimi olan 2018 yılının sonlarında işletmeye açılması planlanmıştır. Havalimanı tasarımı ve inşaatı binalar, terminal binası, uçak pistleri, yolcu köprüleri, otoparklar, demiryol yapıları ve yol gibi farklı yapıları içermesinden dolayı oldukça karmaşık bir özelliğe sahiptir Projenin doğru bir şekilde tamamlanması, yerel ve uluslararası birçok firmanın işbirlikçi ve koordinasyon içinde çalışmasını gerektirmektedir. Projenin zamanında ve belirlenen bütçede tamamlanabilmesi için bütün bu partileri entegre eden bir platforma ihtiyaç duyulmuştur. BIM departmanının bu şekilde projeye dahil olması kararlaştırılmış ve proje karakteristiklerinin getirdiği zorlu koşullara alternatif çözümler sunması planlanmıştır. Vaka çalışmasında katılımcı araştırma yöntemi benimsenmiştir. IGA projesinde sahadaki BIM uygulamasının incelenip detaylandırmasını yapan araştırmacı tez çalışmasını yürütürken aynı zamanda projede yüklenici konumundaki firmanın BIM departmanında 2 yıl süre ile BIM Mühendisliği görevini üstlenmiştir. Araştırmacı firmaya günlük olarak katılmış ve araştırması için bu şekilde gözlem yapma ve proje dökümantasyonlarına erişme yetkisine sahip olmuştur. Katılımcı araştırma yönteminin yanısıra sahada sistemi kullanan mühendisler ile bir anket çalışması yapılmış ve onların uygulanan sistem ile ilgili tecrübeleri hakkında daha detaylı bilgi edinebilmek adına sonrasında yarı yapılandırılmış röportajlar yapılmıştır. Araştırmada literatür analizi, proje dökümanları, araştırmacının gözlemleri, tecrübeleri, anket ve röportaj sonuçları firmadaki günlük aktivitelere katılımda bulunan araştırmacı tarafından kaynak olarak kullanılmıştır. Katılımcı vaka analizi sırasında öncelikle projede BIM'in tanıtılma stratejilerinde izlenen süreçlerden bahsedilmiştir. Projedeki diğer departmanların BIM ile ilgili bilgi paylaşımlarını standartlaştırmak için günlük ve haftalık workshoplar düzenlenmiştir. Her deparmandan BIM departmanına bilgi akışını sağlayacak kilit kişiler belirlenip onlara BIM sisteminin nasıl yürüyeceği ile ilgili bilgiler verilmiştir. Projedeki çoğu kişi ilk kez BIM uygulamasına dahil olduğu için BIM kapsamında ilerletilecek süreçleri ve standartları belirtmek için BIM Uygulama Planı hazırlanmış ve şirket bünyesinde dağıtılmıştır. Departmanlardan gelen farklı formatlardaki tasarım bilgileri 3 boyutlu model haline getirilmiştir. Bu modeler konsolide olarak tüm disiplin sistemlerini içerecek şekilde kurgulanmıştır. Tasarımdaki uyumsuz veya sorunlu alanların tesbiti için çakışma kontrolleri yapılarak konular haftalık toplantılarda gündeme alınarak çözüm amaçlanmıştır. BIM adaptasyonu yalnızca yüklenici firma çapında değil aynı zamanda sahada fiili işi yapacak ve inşai çizimlerin tamamlanmasından sorumlu altyükleciler çapında da uygulanmıştır. Çakışma kontrolleri sonucu koordine edilmiş BIM modelleri altyükleniciler ile paylaşılıp modellere uygun olarak inşai çizimlerini üretmeleri şart koşulmuştur. Altyüklenicilerden gelen tüm inşai çizimler BIM departmanı tarafından BIM modeline uygunluk açısından kontrol edilip onaylandıktan sonar sahaya dağıtımına izin verilmiştir. Koordinasyonun yanı sıra iş programı da BIM modeline entegre edilmiş ve haftalık periyodlarda üst yönetim ile sahadaki mevcut durum karşılaştırılarak paylaşılmıştır. Koordine edilmiş BIM modellerinden metrajlar alınarak ilgili departmanların teknik ofislerine altyüklenicinin imalatınnın kontrolü için dağıtımı yapılmıştır. Ofiste sarfedilen bu çabaların sahada uygulaması ve takibi adına Autodesk'in BIM360 Field uygulaması tabletlerden kullanılmak üzere satın alınmıştır. Bu uygulama ile ofisten koordineli BIM modelleri, onaylanmış uygulama çizimleri, kalite kontrol dökümanları sahadaki tabletlerle paylaşılmıştır. Bunun yanı sıra denetleme formlarının da tablet üzerinden bu uygulama aracılığı ile doldurulması kararlaştırılmıştır. Bu uygulamanın takibinin yapılması adına BIM saha ekibi oluşturulmuş ve projenin farklı alanlarında görevlendirilmiştir. Başlangıçta saha ekiplerinin dirençleri ile karşılaşan bu ekip sonradan kişisel iletişimler ve üst yönetimin baskısı sayesinde sistemin uygulanması konusunda çalışmışlardır. Altyüklenicilerin de aylık ödemelerini almalarında BIM ile ilgili gereklilikleri yerine getirme koşulu öne sürüldüğünden onların da sisteme adaptasyonu sağlanmıştır. Uygulamada sahada uygulanan BIM fonksiyonları literatür analizi sonucunda belirlenen 5 kategori altında detaylandırılmış ve bu projedeki uygulama stratejileri ve kapsamları hakkında bilgi verilmiştir. IGA projesinde inşaat aşamasındaki mobil BIM çalışmalarına katılmış olan 51 saha mühendisinin katılımı ile bir anket çalışması yapılmıştır. Bunun ile kültürel ve teknik bariyer ve zorlukların, avantaj ve dezavantajların belirlenmesi amaçlanmıştır. Anket soruları literatür çalışmasının sonucunda belirlenen 5 kategoriye göre bölünmüş ve firmada bu yönde yapılan çalışmalar ile ilgili mühendislerin görüşleri toplanmıştır. Projede saha BIM uygulamasında aktif görev alan 12 mühendis ile uygulamanın detayları ve onların bakış açılarını öğrenmek adına yarı yapılandırılmış röportajlar yapılmıştır. Röportaj için konuşulması gereken konulara göre açık uçlu sorular belirlenmiş ve bir program takip edilmiştir. Röportajlarda sırasıyla yenilik için motivasyon, yenilik süreçleri, başlıca BIM fonksiyonları, engeller/ zorluklar, avantajlar/dezavantajlar, başarılı uygulamanın başlıca etkenleri, geliştirme önerileri ve öğrenilen dersler konuları takip edilmiştir. Fakat katılımcıların kendi tecrübeleri ve düşünceleri hakkında konuşmasına da olanak sağlanılmıştır. Son olarak vaka çalışması gözlemleri, anket ve röportaj sonuçları birarada özetlenmiştir. Teknolojik gelişmelere bağlı olarak uygulanmış BIM sistemi inşaat aşamalarındaki iş akışları geliştirdiği tespit edilmiştir. Vaka analizindeki tüm mühendislerin ilk BIM deneyimleri olmasına rağmen, sahadaki BIM uygulamasının zaman kazanımı, artırılmış verim ve inşa edilebilirlik ve tekrar çalışmayı azaltarak günlük inşaat aktivitelerini kolaylaştırdığı belirlenmiştir. Çalışanların saha BIM uygulamalarının avantajlarını tecrübe etmeleri, sonraki projelerinde de aynı sistemi yaş ve tecrübelerinden bağımsız olarak kullanmak istemelerine sebep olmuştur. Saha BIM uygulamasının en zayıf kullanımı kaynak yönetimi olarak belirlenmiştir. Literatür analizi çıktılarında da kaynak yönetimi ile ilgili çalışmaların çok kısıtlı olması o alanda hala araştırma ve geliştirme yapılması gerektiğini göstermektedir. Sahadaki internet bağlantısı ve tabletlerin kapasitesi ana bariyerler olarak belirlenmiştir. Geleneksel bir çalışma yöntemini tam anlamıyla dijitale dönüştürmek için resmi bir plan veya iş akışı oluşturulması gerektiği belirlenmiştir. İnşaat aşamasında dijital olarak toplanılan bilginin işletme aşamasında kullanımının çok önemli olacağı saptanmıştır. Röportajlarda alınan cevaplara göre inşaat projelerinde karşılaşılan ortak problemlerin yenilik kullanımını motive ettiği belirlenmiştir. Katılımcılar projedeki yeniliğin adaptasyon sürecini ve izlenen stretejileri anlatmıştır. Sahadaki başlıca BIM fonksiyonları gerekliliklere göre şekillenmiş ve projedeki sorunları azaltmak adına kullanılmıştır. Saha çalışanlarının kültürel dönüşümü büyük bir zorluk olarak görülmüştür. Saha çalışanları da yeni bir uygulama öğrenmek için çaba sarfetmenin onları zorladığından söz etmişlerdir. Yapılan röportajlar yeniliğe ihtiyaç duyulmasını projenin boyutu, karmaşıklığı, ofis ve saha arasındaki mesafe, inşai süreçle ilgili doğru bilgiye kolay ulaşımı ve projenin kısıtlı süresi olarak belirlenmiştir. Saha personelinin BIM sistemine adaptasyonu için sahada günlük aktivitelere dahil olarak yakından takip edecek bir BIM ekibi kurulmuştur. Saha BIM ekibi projenin farklı katlar ve lokasyonlarında görevlendirilmiştir. Saha ekibinin değişime olan direnci BIM sisteminin faydalarını tecrübe etmeleri ve üst yönetimden gerçekleşen baskılar sayesinde aşılmıştır. Altyüklenicilerin de BIM süreçlerine uyması aylık hakedişlerinde koordineli BIM modellerine uygun pafta çıkarma ve imalat yapma, tablet üzerinden onlara adres edilmiş konuların çözümlenmesi, dijital denetleme formlarını kullanmaları gibi koşullar sunarak sağlanmıştır. BIM saha mühendisleri tarafından yaşanan en başlıca sorun olarak saha personelinin kültür değişimi olarak belirtilmiştir. Bunun yanısıra sahada BIM modeli kadar hassas uygulama yapılamamasının zaman zaman onları zorladığından bahsedilmiştir. Sistemin başlıca avantajı en güncel ve koordineli proje bilgisine sürekli erişim olması olarak belirlenmiştir. Koordineli BIM modeline göre imalat yapılması sök-tak ihtimalini engellemiştir. Zaman gerektiren resmi süreçler dijital platform herkesin dahil edilmesi sayesinde engellenmiştir. Saha personeli için yeni bir teknoloji öğrenilmesi ve buna kısa bir süre içinde alışılması bir dezavantaj olarak belirlenmiştir. Bunun yanısıra onların departmanında olmayan BIM saha mühendislerine hesap verme zorunluluğu onları zorlamıştır. Saha BIM mühendisleri ise başta onlarınn çok istenmediği ortamlara girerek insanları yeni bir sisteme adapte etmeleri zorlamıştır. Projedeki sahadaki BIM adaptasyonun başarıya ulaşması sahadaki BIM ekibinin kurulması ve onların günlük takipleri olmuştur. Saha mühendislerinin doğru iletişimleri ile birlikte üst yönetimin de desteğinin bu adaptasyona çok büyük etkisi olmuştur.