Ny undersøgelse: Virtual Reality kan medføre besparelser i kompleks infrastruktur og konstruktion

23.01.2018 / Marius Sekse og Jørgen Storm Emborg

Building Information Modelling (BIM) skaber betydelige besparelser i infrastrukturen og byggeindustrien. Virtual reality vil sandsynligvis sætte yderligere skub i disse besparelser. En igangværende undersøgelse kigger på de potentielle fordele for kunden. 

I årtier har byggebranchen kæmpet med omkostnings- og tidsoverskridelser på store projekter. En af hovedårsagerne hertil er projekternes kompleksitet. Byggeprojekter er kendetegnet ved samarbejde på tværs af fagdiscipliner og repetitive processer, og de er således ekstremt afhængige af kvaliteten af kommunikationen mellem de forskellige parter. 

I henhold til McKinsey-rapporten fra 2016 tog det typisk ca. 20 % længere tid at få afsluttet store byggeprojekter end planlagt, og de overskred budgettet med op til 80 %. På nogle markeder er byggeproduktiviteten faktisk faldet siden 1990. 

Besparelser med VR?

Spørgsmålet er, hvorvidt nye teknologier og digitale værktøjer kan gøre processerne mere effektive og medføre besparelser. 

Med hensyn til Building Information Modelling (BIM) er svaret: Ja. I den samme McKinsey-rapport forudses det, at bredere anvendelse af BIM ville medføre besparelser på 15-25 % på det globale infrastrukturmarked. Tidligere undersøgelser har vist et sammenligneligt potentiale i byggebranchen. 

BIM baner vejen for projektrelateret Virtual Reality 

I de senere år har byggeindustrien oplevet øget efterspørgsel efter BIM-leveringer enten via statslige BIM-pålæg eller i stigende grad fra kunder og entreprenører. Dette har medført en stor stigning i antallet af projekter, som gennemføres i 3D og BIM. 

Den kendsgerning, at de fleste nye bygningsprojekter i dag er projekteret i BIM gør det muligt for os at tilføje et andet digitalt værktøj ved kommunikation af projekter: Virtual Reality (virtuel virkelighed (VR)) og relaterede værktøjer såsom Augmented Reality (udvidet virkelighed (AR)) og Mixed Reality (blandet virkelighed (MR)).

I september 2016 iværksatte COWI en ny undersøgelse for at vurdere de potentielle fordele for byggebranchen og kunder ved at tilføje VR til BIM-designprocessen. 

fra wow-faktor til værdiskabende værktøj 

VR blev født i 1950’erne med Morton Helligs Sensorama. Efter gennembruddet i slutningen af 1980’erne er VR modnet væsentligt og er begyndt at skabe muligheder i forhold til at finde løsninger på komplekse problemer. 

Dette er blevet synligt i bl.a. byggebranchen med løsninger som VR Caves fra BIM Equity (muliggør flere brugere i den samme model), ARUP Soundlab (simulering af lyde i det bebyggede miljø) og Oculus (VR-briller til overkommelig pris med håndtracking). 

Optimeret brugeroplevelse

De foreløbige resultater af vores undersøgelse viser, at VR faktisk har et væsentligt potentiale i forhold til at øge kvaliteten af projekterne og medføre yderligere fordele for kunden, fordi den giver en virkelig fornemmelse for målestoksforhold, funktionalitet og brugeroplevelse. 

Eksempelvis blev der ved projekteringen af Københavns Lufthavns nye finger E anvendt VR til kortlægning af menneskestrømmen. Modellen af finger E blev designet i 3D, og ved hjælp af VR kunne kunden teste, hvorvidt den planlagte skiltning giver mening og er tilstrækkelig synlig fra forskellige vinkler på stedet.

VR-teknologi til personaleuddannelse

Vi anvendte også VR i forbindelse med et nyt vandbassin på et offentligt vandværk i Danmark. Her havde driftspersonalet mulighed for at anvende den virtuelle model til at teste de planlagte funktioner. Dette var så værdifuldt, at vandværket valgte at investere i VR-teknologi til personaleuddannelse.  

VR-teknologien har også vist sig at være værdifuld i forbindelse med præsentationen af byudviklingsprojekter i Norge, hvor private og offentlige bygherrer, arkitekter, rådgivere og borgere har haft mulighed for at opleve, hvordan bygninger, byrum og infrastruktur vil blive forbundet, og den atmosfære, som de vil skabe.

Virtual Reality giver en virkelig fornemmelse for målestoksforhold, funktionalitet og brugeroplevelse.
Jørgen Storm Emborg Technical director, COWI

Næste skridt - Augmented Reality (AR) 

VR-scenarierne er forskellige: fra enkel præsentation af tid og målestok til mere komplekse typer virtuelle præsentationer, AR og MR.

Mens VR erstatter den virkelige verden med en computergenereret verden, tilføjer AR et digitalt lag til de eksisterende forhold. MR omfatter det sammenhængende hele, som består af VR- og AR-kombinationer.

Foruden computerbilleder kan der tilføjes lyd- og berøringsdisplays samt leap motion-håndsimulering og controllere for at bidrage til at gøre illusionen realistisk. 

VR kræver kun nogle få klik

I øjeblikket kan vi konstatere, at der er stor interesse for den mest almindelige form for VR, fordi teknologien er relativt billig og nem at styre. Det kræver bogstavelig talt kun nogle få klik for at få 3D-modellen eller 360-graders billeder ind i VR og lave en enkel visualisering på smartphone og små VR-briller.

Til gengæld kræver et medskabelsescenarie, hvor forskellige deltagere kan mødes og arbejde sammen inden for modellen, flerbrugerhardware og -setup samt input fra alle parter, som leverer til modellen. 

Visuelle erfaringer med indvirkning på omgivelser  

Som en del af vores VR-undersøgelse tester vi også forskellige anvendelsesscenarier for AR. Dette vil gøre det muligt for os at få vist modelbaserede data i marken, hvilket er hovedfokusområdet i undersøgelsens infrastrukturdel.

Mens et byggeprojekts kompleksitet er centreret omkring den interne projektkoordinering, er den ved et infrastrukturprojekt centreret omkring koordineringen med eksterne interessenter.

Med den rette teknologi kan vi bringe den virtuelle 3D-model ud i marken ved hjælp af GPS-lokalisering og således eksempelvis give en visuel oplevelse af, hvordan projekterne vil påvirke omgivelserne og adgangen til den nye infrastruktur.

Behov for mere præcise AR-systemer

I Danmark har vi testet AR på motorvejen mellem Herning og Holstebro. Sammen med Aalborg Universitet har vi kigget på forskellige systemer for visning af designdata i marken.

Dette har vist os, at de aktuelle softwareløsninger hverken har den ønskede nøjagtighed eller funktionalitet, men nye og eksisterende teknologier og løsninger, f.eks. Apples ARKit, forbedrer værdien af AR i marken. 

Baseret på open source-software har vi derfor udviklet vores egen app som et pilotprojekt. Resultatet er større nøjagtighed og funktionalitet.
 
Med henblik på at kunne gøre dette til en robust løsning er det nødvendigt, at vi automatiserer nogle af processerne i datakonverteringen og forbinder funktionaliteten med vores BIM-arbejdsgange.
Med den rette teknologi kan vi bringe den virtuelle 3D-model ud i marken ved hjælp af GPS-lokalisering.
Marius Sekse Landscape architecht, COWI

Holder omkostningerne nede med VR

I 2018 vil vi fortsætte med at udvikle AR-løsninger på E18 Rugtvedt–Dørdal i Norge, og det vil vi gøre i tæt samarbejde med entreprenøren for at gøre forbindelsen mellem designdataene og byggepladsen så stærk som muligt.

Indtil videre viser vores forskning, at anvendelsen af Virtual, Mixed og Augmented Reality i komplekse projekter kan yde et vigtigt bidrag til at spare tid, øge produktiviteten og holde omkostningerne nede, hvilket er til gavn for kunderne.

FAKTA om undersøgelsen 

Projektet ”Virtual Reality in Design, Construction and Operation” er udviklet af COWI i samarbejde med Aalborg Universitets institut for byggeri og anlæg (Keld Svidt, Rasmus Lund Jensen og Erik Kjems) og teknologivirksomheden BIM Equity VR. 

Projektperiode: Januar 2017 til juli 2019. 

Kilder: 

McKinsey report - Imagining construction’s digital future

EUBIM - Handbook for the introduction of Building Information Modelling by the European Public Sector

DTU og Bygningsstyrelsen - Måling af økonomiske gevinster ved Det Digitale Byggeri

Kontakt

Marius Sekse
Technical Director
Spatial planning and Landscape architecture, Norway

Tel: +47 99000688

Kontakt

Jørgen Storm Emborg
Technical Director
Sourcing and Engineering Applications, Denmark

Tel: +45 56401378

MØD MARIUS SEKSE

Mit kompetenceområde ligger inden for digital innovation og infrastruktur

Som landskabsarkitekt har min interesse altid ligget i tværfaglig forståelse og evnen til at visualisere en projektering.
Da jeg startede i COWI for ni år siden forstod jeg, at fokusering på 3D-modellering kunne være en god mulighed for at gøre en forskel i vores projektlevering.

Et af højdepunkterne i min karriere har været at arbejde med BIM i forbindelse med landskabsprojekter. Dette er et projekt for Statsbygg (den norske stats byggetjeneste og ejendomsforvaltning), hvor vi er blevet anmodet om at se på, hvordan vi leverer BIM-modeller inden for landskabsarkitektur. Sammen med kolleger fra tre andre virksomheder har jeg udviklet et system til at strukturere vores leveringer og standardisere med hensyn til objekter, der skal anvendes i forbindelse med projektering og forvaltning.

 

MØD JØRGEN STORM EMBORG

Mit kompetenceområde er at identificere, udforme og implementere nye måder at arbejde på med ny teknologi i forbindelse med ingeniørprojekter

Jeg startede som bygningsingeniør med at lave beregninger og indså, at der var en enorm kløft mellem den måde, projekter blev gennemført på, og hvordan de kunne (eller burde) gennemføres ved hjælp af digitale værktøjer. Jeg kan lide at fokusere på kløften mellem IT og ingeniørarbejde – navnlig med fokus på at få den størst mulige værdi af BIM-arbejdsgange.

Jeg har været med i mange interessante initiativer, f.eks. udvikling af industristandarder for nye arbejdsmåder, anvendelse af VR på projekter osv., men hvis jeg skal vælge et initiativ med en enorm virksomhedseffekt, vil det være at identificere og implementere en metode til at udføre ’distributed engineering’ i hele COWI. Dette involverede en lang proces med både løsning af tekniske problemer og ændring af medarbejdernes mindset, men indgår nu som en væsentlig del af mange COWI-projekter på tværs af geografi. Det viser, at en god idé kombineret med en dedikeret og vedholdende indsats fra en gruppe mennesker faktisk kan gøre en markant forskel, hvis man holder fast i idéen.