Uued OpenBIM tehnoloogiad tellija informatsiooninõuete masinloetavaks haldamiseks

Töö eesmärgiks oli anda ülevaade ISO 19650 toodud informatsiooninõuetega seonduvatest põhimõtetest ja mõtestada ehitustellija rolli olulisust informatsiooninõuete defineerimisel. Eesmärgi täitmise toetamiseks oli oluline ka hinnata, kuidas OpenBIM töövood ehitustellijat ja kogu protsessi toetavad. Seega seati eesmärkide täitmiseks alaülesanded, mille täitmine on alljärgnevalt kirjeldatud:

1. Koostati ülevaade ISO 19650 raamistiku põhimõistetest, mis puudutavad informatsiooninõuete esitamist. Samm oli eelduseks eesmärgile nr 3. Kuna standardid on üldsõnalised dokumendid, siis ka ISO 19650 pärinevate informatsiooninõudeid puudutavate mõistete ja protsesside asetamine Eesti inforuumis kasutusel olevatesse terminitesse ja töövoogudesse osutus väljakutsuvaks. Samas selgus seeläbi, et mujal maailmas on samuti terminite tõlgendused ja kasutusulatus varieeruvad (st kõiki standardites toodud põhimõtteid pole tarvis alati rakendada). Ka käesolevas töös toodud näidetesse tuleb suhtuda kriitiliselt, sest standard annab mitmeid tõlgendusvõimalusi.
2. Koostati ülevaade uutest OpenBIM töövoogude osadest ja nende toimimise põhimõtetest. Lisaks tehti ülevaade informatsiooninõuete defineerimise meetoditest, et luua baasarusaam nende esitamise võimaluste rohkusest. Praegustesse töövoogudesse on lisandunud IDS ja bSDD, mille eesmärgiks on andmete struktureerituse ja ühtsuse tagamine ning mis abistavad informatsiooninõuete defineerimisel ja seeläbi ka toimivuse tagamise protsessis.
3. Piloteeriti, kuidas RKAS ja Tallinna Linnavaraameti nõuded ISO 19650 informatsiooninõuete raamistikku asetuvad. Täpsemalt tehti seda ühe elemendiga (aken) seotud nõuete näitel. Informatsiooninõuete esitamiseks ja vahetamiseks katsetati OpenBIM töövoogude uusi elemente – IDS ja bSDD. bSDD tarbeks loodi platvormile ÜBN andmesisunõudeid järgiv andmestruktuur ning IDS koostati samuti praegusi ÜBN andmesisunõudeid järgides. IDS ja bSDD koostalitlevusvõimet hinnati nelja erineva tarkvara kaudu.
4. ISO 19650 loob põhimõttelise aluse erinevate tasandite informatsiooninõuete defineerimiseks. Informatsiooninõuete koostamiseks ja esitamiseks ning masinloetavate kontrollide teostamiseks on tehnoloogilistel protsessidel tähtis roll, kuna sujuvalt toimivad töövood lihtsustavad protsessi ning aitavad kaasa ehitustellija poolt seatud eesmärkide täitmisele. Tuginedes lõputöös läbi tehtud katsetustele, saab järeldada, et IDS ja bSDD kasutamismugavus on hetkel veel piiratud, kuid erinevate tulevikus kasutatavate protsesside piloteerimiseks on need piisavalt hästi toimivad ja praeguses faasis tehtud katsetused aitavad ka tuleviku tarbeks töökindlama töövoo loomisel. Nii IDS-i kui ka bSDD keskne eesmärk on tagada informatsiooni ühtsus, kasutatavus ja kvaliteet ning see aitab toetada laiapõhjalisemat eesmärki, milleks on ehitustellija ootus, et hoone elukaare ajal on hoone toimivus tagatud. Lõputöö koostamist puudutavate aspektide osas saab välja tuua, et suure osa töö mahust võttis erinevates töö sisu puudutavates materjalides orienteerumine. Nii standard ise kui ka erinevad standardit puudutavad infomaterjalid on pigem loodud suuremaid ehitus-ökosüsteeme silmas pidades ja Eestiga paralleelide tõmbamine oli väljakutsuv. Ka infomaterjalid, mis puudutavad uusi OpenBIM tehnoloogiaid (IDS ja bSDD) on mahukad. bSDD-sse andmestruktuuri loomiseks on BuildingSMART teinud võimalikuks mitmeid meetodeid, kuid hetkel on eelis nende kasutamiseks inimestel, kellel on varasem kokkupuude nii BIM valdkonnaga kui ka IT-valdkonnaga. Ka erinevate tarkvarade peenustega tutvumine võttis arvestava osa ajast. Kokkuvõtvalt, ISO 19650 on aluseks informatsiooninõuete esitamisega seotud protsessidele ning ehitustellijal on oluline roll erineva tasandi informatsiooninõuete defineerimisel. Ehitustellija vaatepunktist on kõige olulisemad organisatsioonilised informatsiooninõuded, mis saavad aluseks kõigile järgmise tasandi informatsiooninõuetele. Järgmiste tasandite informatsiooninõuete (peamiselt EIR ja AIR) osadena on võimalik esitada masinloetavaid nõudeid, mis on koostatud standardiseeritud kujul. Masinloetavate nõuete esitamise eelduseks on sujuvalt toimivad tehnoloogilised protsessid. Kui kõigi eelmainitud komponentide olemasolu on tagatud, siis on tulemuseks ehitusinformatsioon, mis on ühtne, kasutatav ja kvaliteetne ning mis muudab kogu protsessi operatiivsemaks, võimaldab informatsiooni kasutada kõrgemate eesmärkide täitmiseks ning automatiseeritud vastavuskontrollide läbiviimiseks. Seega tugines lõputöö Eesti ehitusmaastikul veel võrdlemisi võõral ISO 19650 raamistikul ja arendamise lõppjärgus olevatele tehnoloogiatele ning on oma olemuselt veel siiski tulevikku vaatav. Töös kirjeldatud protsesside laiapõhjaline rakendamine vajab uute riigipoolsete strateegiate väljatöötamist ning seetõttu pole veel lähiajal täismahus kasutatav. Lõputöö tarbeks uuritud materjalide ning praktiliselt läbi viidud katsetuste alusel saab formuleerida ka järgmised ettepanekud arendus- ja uurimistegevusteks Eestis:
5. Analüüsida põhjalikumalt hetkel Eestis kasutusel olevaid (informatsiooni)nõudeid, nende kasutust ja eesmärke ISO 19650 raamistiku valguses ja muuta neid struktureeritumaks.
6. Piloteerida, kuidas IDS põhine informatsiooninõuete esitamine ehitustellija ja projekteerija töövooge mõjutab.
7. Piloteerida kasutusjuhupõhiselt (nt eelarvestamine) informatsiooninõuete edastamist masinloetaval/masinkontrollitaval kujul.

This thesis titled "New OpenBIM Technologies for Managing the Construction Client’s Machine-readable Information Requirements" outlines aspects between ISO 19650 series ("Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) - Information management using building information modelling") and new OpenBIM technologies namely IDS (Information Delivery Specification) and bSDD (BuildingSMART Data Dictionary). The relationship between information requirements and OpenBIM workflows is becoming more and more crucial for the construction industry, particularly in the context of the construction client’s needs. It is important to realize that the client’s contribution to defining information requirements forms the basis of a successful project and ISO 19650 offers a framework for defining these requirements. It also emphasizes the management of information using building information modeling (BIM) and therefore it defines processes for creating, sharing, and maintaining digital information. The leading organization in standardizing and developing BIM processes is BuildingSMART who is also the creator of OpenBIM concepts. OpenBIM is a way of working and it stands for open standards, collaboration, and interoperability. The most recent components added to OpenBIM are IDS and bSDD which are developed to provide standardized, consistent, and reliable information. Taking all the abovementioned aspects into consideration, the aim of this thesis was to give practical meaning to concepts presented in ISO 19650 and draw the lines between these concepts and new OpenBIM technologies. Additionally, thought was given to the role of the construction client in the framework of this relationship. To be able to reach these goals the thesis focused on the following aspects:

1. central ideas of ISO 19650 with an emphasis on information requirements;
2. defining and introducing new concepts of OpenBIM workflows;
3. piloting how requirements from Estonian common practice fit with ISO 19650 principles and how machine-readable requirements help with managing data for the construction client;
4. analyzing the piloting process and concluding the pros, cons, and possible directions for the future. Since ISO 19650 defines information requirements at different levels and BuildingSMART has created new technological solutions for how some of these information requirements can be defined and fulfilled, it is expedient to place the current information requirements (parts of EIR) used in Estonia within the ISO 19650 framework and to test how technological processes support the presentation and verification of requirements. The practical process for this thesis included analyzing Estonian (information)requirements and how they fit into ISO 19650 requirements framework. Examples from Estonian documentation were fitted with concepts of OIR (organizational information requirements), PIR (project information requirements), AIR (asset information requirements) and EIR (exchange information requirements). Additionally, some alternative ways to phrase the requirements were developed. The next step included creating data structure for Estonian information requirements regarding AR_Aken (Architectural Window, IfcWindow) into bSDD using ACCA usBIM software. In addition to that IDS files containing property set AR_Aken requirements for preliminary design phase were created using four different software – usBIM, Plannerly, BIMcollab Zoom and BIMQ and the interoperability of IDS files were tested between those software as well. It was discovered that there is not always a clear distinction between requirements and information requirements and therefore it might be that if information requirements aren’t clearly defined and structured, they might not fulfill their purpose. Creating the content for the bSDD with a specific data structure was somewhat challenging because it was sometimes difficult to draw the lines between an Estonian XLS-file based data structure where a proper classification system is not used. Therefore, the full potential of bSDD might be left unused. Although, the linking between bSDD and other software might become very handy in the future. The IDS files included a simple requirement that all the properties of property set AR_Aken required in preliminary design phase must be defined. Creating the content of IDS files in aforementioned software was generally quite convenient and the interoperability between the software proved to be average as the export-import function of the software didn’t work perfectly in some cases. All in all, this thesis relied on the relatively underutilized ISO 19650 framework and on the technologies that are still in the developmental stage in the Estonian construction landscape, and it is inherently forward-looking. The widespread implementation of the processes described in the thesis requires the development of new national strategies, educating all possible parties in the construction process and giving new insights to construction clients so that the importance of their role and possible benefits would be clearly defined.