EaSiCon: Efficiency and Sustainability in Construction

Vorig jaar werden er in Nederland 73.300 nieuwe huizen gebouwd, wat de op een na hoogste productie van huizen in het afgelopen decennium is. Toch is dit tempo onvoldoende om de nationale doelstelling van de bouw van één miljoen nieuwe huizen voor 2030 te halen. Tegelijkertijd komen nieuwbouwprojecten vanwege milieuoverwegingen moeilijk op gang. Een uitspraak van de Raad van State eind 2022 maakte een einde aan de mogelijkheid om bouwvergunningen te verkrijgen zonder voorafgaand onderzoek naar de stikstofuitstoot. Deze ontwikkelingen nodigen de bouwsector uit om innovaties te versnellen.
Building Information Modeling (BIM) is een digitale weergave van de fysieke en functionele kenmerken van een gebouw. De basisversie wordt kort omschreven als "3D BIM", en omvat architectuur-, engineering- en constructieaspecten. Uitgebreide BIM-versies kunnen ook het volgende omvatten: vereiste opeenvolging van fysieke activiteiten en visualisatie van het kritieke pad van gebeurtenissen (4D BIM), kosten (5D BIM), duurzaamheid, energie en onderhoud. Tegelijkertijd zijn er in de loop der jaren talloze methoden ontwikkeld voor het plannen van activiteiten op de bouwplaats en voor het plannen van logistieke processen, zoals materiaaltransport planning. Voor zover wij weten is echter de integratie van bouwplaatsplanning en logistieke planning met BIM bij de meeste implementaties beperkt of afwezig.
We ontwikkelen daarom een digital twin die dient als virtuele realtime weergave van het bouwproces en zorgt voor tactische en operationele planning van activiteiten. Deze digital twin (1) integreert naadloos met BIM, (2) biedt realtime inzicht in de status van een bouwproject door beschikbare gegevens te verzamelen en te verwerken, (3) leidt informatie af via kunstmatige intelligentie waar directe gegevens niet beschikbaar zijn, (4 ) biedt een thuisbasis voor planningsmethoden in een modulaire structuur, (5) selecteert en gebruikt planningsmethoden, (6) verifieert de haalbaarheid, consistentie en compatibiliteit van de uitkomsten van planningsmethoden door middel van scenariosimulaties, en (7) biedt een holistisch planningsadvies op basis van de huidige status van een bouwproject.
We hebben tien werkpakketten die ons achtereenvolgens tot de realisatie van deze digital twin brengen. De opzet is in overeenstemming met Design Science methodologie, die een stevige basis biedt voor het verenigen van verkenning in de praktijk met wetenschappelijke degelijkheid. We beginnen met het overkoepelende ontwerp van de digital twin, het definiëren van functionaliteit, datavereisten, integratie met BIM en de modulaire softwarearchitectuur. Bestaande planningsmethoden worden geïnventariseerd en beoordeeld op compatibiliteit. Er worden hiaten in de huidige functionaliteiten geïdentificeerd en nieuwe planningsmethoden ontwikkeld. Er wordt een werkende versie van de digital twin ontwikkeld, use cases geïdentificeerd en de implementatie getest in ons Living Lab. Feedbackloops worden in het proces geïntegreerd. De bevindingen worden veralgemeniseerd voorbij de setting van dit project om adoptie in de hele sector mogelijk te maken en de valorisatie te maximaliseren.
Onze digital twin kan dienen als platform dat de opschaling mogelijk maakt voor de bredere inzet van verschillende planningsmethodieken die eerder zijn ontwikkeld in andere projecten van de Topsector Logistiek en TKI Dinalog. Gezien het holistische concept van de digital twin, het feitelijk realiseren in ons Living Lab van de geprojecteerde voordelen van bestaande methoden, het toevoegen van nieuwe methoden en het creëren van synergie, verwachten we grote efficiëntieverbeteringen in het materiaaltransport, met een overeenkomstige reductie van de stikstofuitstoot met 854 kg per jaar.
Consortiumpartners VolkerWessels en Royal HaskoningDHV zetten zich in voor het realiseren van een werkende versie van de digital twin en het voortzetten van de ontwikkeling na afloop van het project. Een pilot is gepland in het door aardbevingen getroffen gebied in de provincie Groningen, waar tijdigheid voor de inwoners essentieel is. Internationale uitrolmogelijkheden worden onderzocht in samenwerking met het Duitse bouwlogistiekbedrijf Zeppelin. De Rijksuniversiteit Groningen zal bijdragen aan het ontwerp en de prestatie-evaluatie van de digital twin, inclusief de ontwikkeling van nieuwe tools. Alle consortiumpartners, inclusief BuildingSMART, zullen werken aan het communiceren van de geleerde lessen door middel van papers, seminars, advieswerk en andere activiteiten.