Abstract

The productivity of projects in the construction sector has not developed as well as in other sectors. One factor contributing to this low productivity is the weak digital intensity of the construction sector. Often, the implementation of construction projects is fragmented, and the objectives of the project stakeholders’ conflict with those of the whole project. Existing research has highlighted the importance of the use of building information modelling in the construction industry. In some other sectors, the product data lifecycle management has an essential role in their business, but in the construction industry, product data management has less attention.

The motivation for this dissertation is to help the construction industry to gain the benefits that the use of BIM can provide. The focus is on enhancing data utilisation because late and fragmented management of information during the project lifecycle leads to defects and rework. This dissertation’s aim is on how to enhance data utilisation in construction projects by enabling early integration of stakeholders. The technical description of the data transfer format has not been in the scope of this research. This dissertation does not either include descriptions of all the commercial project delivery models.

This compilation dissertation consists of qualitative studies with literature reviews, focus group interview, survey, and interviews. It identifies practical obstacles to the wider use of information modelling, how information modelling supports early involvement and integration, and the benefits of early integration. Finally, it produces a model for data and information management for construction projects.

The main contribution of this study is that it identifies a need to design a unique project product data model in the early phases of the project, according to the information of all stakeholders. One master data enables data sharing with different applications. Design for X (DfX) can be used for early integration. The client is responsible that the project delivery agreements support the well-organised use of data and information flow throughout the project’s lifecycle. The most significant barrier for achieving the benefits of BIM is that the data needs and the overall process of BIM utilisation are not planned proactively. The practical implications are written mainly from the infrastructure construction project angle. The main impact is that the project product data model is better to design specially for each unique project that matches the capability level of the project team, available data, software and hardware, project delivery type, and team motivation.

Tiivistelmä

Rakennusalla hankkeiden tuottavuus ei ole kehittynyt yhtä hyvin kuin muilla aloilla. Yksi tähän alhaiseen tuottavuuteen vaikuttava tekijä on rakennusalan heikko digitaalinen intensiteetti. Rakennusprojektien toteutus on usein hajanaista, ja hankkeen sidosryhmien tavoitteet ovat ristiriidassa koko projektin tavoitteiden kanssa. Olemassa oleva tutkimus on korostanut rakennustietojen mallinnuksen käytön merkitystä rakennusteollisuudessa. Joillakin muilla aloilla tuotetietojen elinkaarihallinnalla on keskeinen rooli heidän liiketoiminnassaan, mutta rakennusteollisuudessa tuotetietojen hallintaan on kiinnitetty vähemmän huomiota.

Tämän väitöskirjan motivaationa on auttaa rakennusalaa saamaan hyötyjä, joita BIM:n käyttö voi tarjota. Painopiste on datan käytön parantamisessa, koska tiedon myöhäinen ja hajanainen hallinta projektin elinkaaren aikana johtaa virheisiin ja korjauksiin. Tämän tutkimuksen tavoitteena on parantaa tiedon hyödyntämistä rakennusprojekteissa mahdollistamalla sidosryhmien aikainen integrointi. Tiedonsiirtomuodon tekninen kuvaus ei kuulu tämän väitöskirjan sisältöön. Tämä työ ei myöskään sisällä kuvauksia kaikista kaupallisista projektitoimitusmalleista.

Tämä kokoomateos koostuu laadullisista tutkimuksista, joissa on tehty kirjallisuustutkimuksia, kohderyhmähaastattelua, kyselytutkimus ja haastatteluja. Se yksilöi käytännön esteet tietomallinnuksen laajemmalle käytölle ja sille, miten tietomallinnus tukee varhaista osallistumista ja integraatiota sekä tuo esiin varhaisen integroinnin hyödyt. Lopuksi se tuottaa mallin tiedon hallintaan rakennushankkeissa.

Tämän tutkimuksen tärkein kontribuutio on, että siinä yksilöidään tarve suunnitella projektin tuotetietomalli hankkeen varhaisessa vaiheessa kaikkien sidosryhmien yhteistyöllä. Hyvin määritelty liiketoimintakriittinen perustieto mahdollistaa tiedon jakamisen eri sovellusten kesken. Design for X -menetelmää (DfX) voidaan käyttää eri sidosryhmien aikaiseen integrointiin. Tilaaja vastaa siitä, että projektin toimitussopimukset tukevat datan ja informaation hyvin organisoitua käyttöä hankkeen koko elinkaaren ajan. Merkittävin este BIM:n etujen hyödyntämiselle on, että tietotarpeita ja BIM:n käyttöönoton kokonaisprosessia ei suunnitella hankkeen alussa. Käytännön toimenpide-ehdotukset on kirjoitettu pääasiassa infrastruktuurin rakennusprojektin näkökulmasta. Merkittävin johtopäätös tämän työn tuloksista on, että projektin tuotemalli on hyvä suunnitella erikseen jokaiselle ainutlaatuiselle projektille, joka vastaa projektitiimin osaamistasoatasoa, käytettävissä olevaa dataa, ohjelmistoja ja laitteistoja, projektin toimitustyyppiä ja ryhmän motivaatiota.

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

1. Halttula, H., Haapasalo, H., & Herva, M. (2015). Barriers to Achieving the Benefits of BIM. International Journal of 3-D Information Modeling, 4(4), 16–33. https://doi.org/10.4018/ij3dim.2015100102

2. Halttula, H., Aapaoja, A., & Haapasalo, H. (2015). The Contemporaneous use of Building Information Modeling and Relational Project Delivery Arrangements. Procedia Economics and Finance, 21, 532–539. https://doi.org/10.1016/s2212-5671(15)00209-9

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

3. Halttula, H., Haapasalo, H., Aapaoja, A., & Manninen, S. (2017). Early Involvement and Integration in Construction Projects: The Benefits of DfX in Elimination of Wastes. International Journal of Management, Knowledge and Learning, 6(2), 215-237.

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version

4. Halttula, H., Haapasalo, H., & Silvola, R. (2020). Managing data flows in infrastructure projects - the lifecycle process model. Journal of Information Technology in Construction, 25, 193–211. https://doi.org/10.36680/j.itcon.2020.012

   Rinnakkaistallennettu versio / Self-archived version