LOKET (LOgistieke KETenregie voor binnenstedelijk bouwen)

Nederland staat aan de vooravond van een enorme bouwlogistieke uitdaging. De toenemende druk op de woningmarkt, maar ook de stikstofcrisis en het klimaatverdrag eisen een snelle reductie van emissies, terwijl de vraag om een versnelling van het aantal duurzaam gebouwde woningen toeneemt (vanaf 2024 100.000 nieuwe woningen per jaar). Eerdere onderzoeken hebben uitgewezen dat bouwlogistieke oplossingen zoals bouwhubs beschikbaar en succesvol zijn, echter grootschalige toepassing daarvan blijft uit. Uit deze onderzoeken blijkt ook dat de voornaamste oorzaken een gebrekkige ketenregie en een beperkte digitaliseringsgraad in de bouwketen zijn. Planners op een bouwplaats werken met ‘whiteboards’, er wordt vrijwel niet aan dataregistratie gedaan, data- en informatie-uitwisseling geschiedt vaak per email en/of telefoon en de oplevering van bouwprojecten loopt regelmatig vertraging op door verstoringen in logistieke keten. Dit leidt tot fragmentatie en inefficiëntie in de bouwlogistiek, onnodige faalkosten (>5% van de aanneemsom ), vertraging in de bouw en overlast op de leefomgeving. Deze uitdagingen spelen des te meer bij binnenstedelijke bouwprojecten, waar al een gebrek aan ruimte is en hinder van bouwactiviteiten onder een vergrootglas ligt. De gezamenlijke consortiumpartners zijn ervan overtuigd dat door intensivering van ketenregie, ondersteund met de juiste digitale tools, een versnelling en opschaling van de toepassing van bouwlogistieke oplossingen mogelijk is. Dat zal leiden tot de gewenste reductie in emissies en bijdragen aan de ambities van de Topsector Logistiek. Op basis van de huidige inzichten is de potentiële omvang van de emissiereductie 0,11 Mton CO2 en 0,8 kton NOx. Door de inzichten opgedaan in dit onderzoek zal deze schatting worden aangescherpt.

Dit onderzoek richt zich op ketenregie. Digitalisering speelt een belangrijke rol bij het faciliteren van ketenregie. BIM en digital twins zijn innovaties die juist op het gebied van planning en simulatie op basis van (real-time) data een doorbraak kunnen leveren voor ketenregie op bouwlogistiek gebaseerd op data en data analyse. BIM is een gedeelde kennis- en informatiebron over een bouwwerk die de basis vormt voor het nemen van beslissingen gedurende de hele levenscyclus van een bouwwerk. BIM is daarmee ondersteunend aan ketenregie en kan bouwlogistieke processen voorzien van informatie. Een ‘digital twin’ is een dynamische digitale representatie van een fysiek object, proces of systeem. Toepassing van digital twins op bouwlogistieke processen levert niet alleen nieuwe methodieken voor betere besluitvorming, maar ook ondersteuning bij informatie-uitwisseling tussen partijen. Naast de digitaliseringsontwikkelingen in de bouwsector hebben we hier ook te maken met de digitaliseringsagenda in de logistiek. Vanuit de Digitale Transport Strategie goedenvervoer (DTS) zet het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat zich in om binnen 10 jaar alle data rondom het hele goederenvervoer te digitaliseren. Dit onderzoek geeft belangrijke inzichten in hoe standaarden kunnen helpen om nieuwe bouwlogistieke concepten voor ketenregie te realiseren en de toepassing ervan te versnellen. Op dit gebied wordt nauw samengewerkt met het programma DSGO.

In dit project wordt onderzoek gedaan naar de rol die digital twins kunnen vervullen voor verschillende vormen van ketenregie, gebaseerd op de beschikbaarheid en het gebruik van (real-time) data uit de bouw en de bouwlogistieke keten. Dit geeft inzicht in de mogelijkheden die digital twins bieden voor het beter organiseren van ketenregie, en in de noodzakelijke logistieke stuurinformatie voor ketenregie en de eisen aan standaarden voor bouwinformatie (zoals BIM standaarden) en logistieke stuurinformatie (BDI). Daarvoor worden in drie verschillende praktijkcases (Den Bosch, Eindhoven en Utrecht) demonstrators ontwikkeld van digital twins, waarmee ketenregiefuncties worden ondersteund. De cases zijn strategisch gekozen, zodanig dat een breed scala aan bouwlogistieke functies wordt afgedekt voor verschillende vormen van ketenregie, zowel voor operationele als tactisch/strategische planning. Het gaat in alle cases om gebiedsgerichte ketenregie in een binnenstedelijke context, aangezien daar de urgentie om een ketenregie aanpak van bouwlogistiek het hoogst is.

Het onderzoeksproject volgt ‘design science’ onderzoeksaanpak, waarbij de standaard ‘design science’ stappen worden doorlopen: probleem analyse, ontwerp (o.a. stakeholder analyse, formuleren eisen, ontwerp/ontwikkeling) en validatie. Daarbij is het eerste werkpakket (WP1) gericht op de probleem analyse en bestaat deels uit een theoretische verkenning van de verschillende vormen van ketenregie en de mogelijke toepassingen van digital twins voor de context van bouwlogistiek. Dit is een deskresearch activiteit getrokken door UT welke resulteert in een position paper. Het vervolg van het onderzoek (WP2) is de ontwerp fase waarin voor drie verschillende praktijkcases, getrokken door verschillende kennispartners (Den Bosch door JADS, Eindhoven door TNO en Utrecht door Hogeschool Utrecht), demonstrators van digital twins worden ontworpen en gerealiseerd. In WP3 vindt validatie plaats, waar op basis van cross-case-analyse belangrijke voorwaarden voor succesvolle toepassing van digital twins bij de verschillende vormen van ketenregie worden bepaald. In WP4 worden de inzichten verzameld en vertaald in een opschalingsstrategie voor de toepassing van digital twins en ketenregie in de bouwsector. WP5 betreft het projectmanagement.

Dit voorstel beoogd de volgende resultaten op te leveren:
• Position paper over de toepassingsmogelijkheden van digital twins voor ketenregie in een bouwlogistieke context. Dit geeft voor zowel kennispartijen, marktpartijen als overheid richting aan de ontwikkel- en implementatieagenda op het gebied van digital twins in bouwlogistieke ketenregie.
• Drie demonstrators van digital twins voor de drie cases (Den Bosch, Eindhoven en Utrecht). Deze vormen praktische showcases van digital twins die ondersteuning bieden bij ketenregie en het nemen van bouwlogistieke beslissingen en geven een beeld van de werking, waarde en haalbaarheid van digital twin toepassingen in de bouw en logistieke sector.
• Onderzoeksrapport met de ervaringen en lessons learned ten aanzien van de ontwikkeling en toepassing van digital twins ter ondersteuning van ketenregie. In dit rapport wordt ook aandacht besteed aan de impact op belangrijke KPI’s van Topsector Logistiek (zoals CO2 en NOX reductie). Dit geeft richting aan de voorwaarden voor succesvol toepassen van digital twins en de eisen voortkomend uit bouwlogistieke ketenregie voor standaarden in de bouwwereld (BIM en de logistieke wereld (BDI).
• Opschalingsstrategie voor toepassing van digital twins en ketenregie in bouwlogistiek.

De kennis en demonstrators van digital twin toepassingen die in dit project worden ontwikkeld zijn uniek en innovatief voor de bouwsector, waar de digitaliseringsgraad laag is en de ketensamenwerking moeizaam verloopt door gebrek aan ketenregie.

Valorisatie en disseminatie activiteiten vinden plaats gedurende de gehele looptijd van het project en starten door de ‘community building’ sessies met de serious game bouwlogistiek@work, waarmee de consortiumpartners geleidelijk meegetrokken worden in de impact van de betreffende innovaties (digital twins, BIM, BDI, bouwlogistieke ketenregie) op hun organisatie en werkwijze. De consortiumpartners zijn de aanjagers binnen hun (lokale) netwerken en de opgedane lessons learned worden toegankelijk gemaakt via de openbare websites van de betrokken kennisinstellingen en de Topsector Logistiek. Gedurende de looptijd van het project zal twee maal een sectorbreed congres worden georganiseerd. De ontwikkelde demonstrators zijn showcases van digital twin toepassingen die ondersteuning bieden bij ketenregie en het nemen van bouwlogistieke beslissingen en geven een beeld van de werking, waarde en haalbaarheid van digital twin toepassingen. Op deze manier dragen de demonstrators bij aan de bewustwording en zullen leiden tot betere voorspelbaarheid en aansturing van logistiek, met positieve effecten op het bedrijfsresultaat. Onderdeel van de valorisatie en implementatiestrategie is het opstellen van een actieplan ten behoeve van brede implementatie en opschaling in de sector.