Rakentamisen transformaatio dataan perustuvilla älykkäillä prosesseilla (AIXCon) -tutkimushanke (4/2022-3/2024)

AIXConissa kehitettävät menetelmät ja työkalut hyödyntävät mm. koneoppimista ja systeemidynaamisia malleja optimoidun päätöksenteon ja prosessien tukemiseksi ja automatisoimiseksi. Kehitetyt teknologiat mahdollistavat rakentamisen tuotteiden ja suunnittelu-, valmistus-, toimitus- ja kokoonpanoprosessien jatkuvan parantamisen yli ajan, mikä tukee konsortion osapuolille syntyvän kilpailuedun kasvua ajan myötä kun menetelmiä ja työkaluja rikastetaan ja parannetaan jatkuvasti uusilla datavirroilla.

AIXCon-tutkimus pohjautuu yritysten yhteystyöhön, kansainvälisiin vertailuihin, parhaiden käytäntöjen omaksumiseen muilta aloilta sekä teknologian ja digitalisaation mahdollistamiin toimintatapojen muutokseen. Kehitettävien menetelmien ja työkalujen synnyttämä kilpailuetu konkretisoituu useilla mittareilla, mukaan lukien:

1. alhaisemmat rakentamisen CO2-päästöt ja korkeampi materiaali- ja resurssitehokkuus;
2. parempi kustannustehokkuus;
3. nopeammat ja täsmällisemmät aikataulut; sekä
4. parempi tuotteiden ja prosessien laatu asiakkaiden, loppukäyttäjien ja työntekijöiden näkökulmasta.

Hankkeen KPI:t

Hankkeessa kehitetään jaettuun palaute-, vaikutus- ja tilannedataan perustuvia älykkäitä ja koneoppivia menetelmiä ja työkaluja, jotka mahdollistavat rakennushankkeen prosessien optimoinnin, automatisoinnin ja jatkuvan kehittämisen (Kuva 1). Hankkeen onnistumista mitataan seuraavilla key performance -indikaattoreilla:

• KPI 1: Neljä pilotoitua jaettuun dataan perustuvaa menetelmää, jotka on kehitetty hankkeen osapuolten käyttötapauksia varten ja validoitu kansainvälisillä markkinoilla. Pilotoitu tarkoittaa, että kehitetty menetelmä tai työkalu on osoittautunut mahdolliseksi toteuttaa sekä teknisesti, liiketoiminnan että prosessien käyttäjien näkökulmasta. Menetelmien lisäarvo ja konfigurointitarpeet prosessien sidosryhmille sekä kotimaisilla että kansainvälisillä markkinoilla on validoitu.
• KPI 2: Yleisten suunnitteluohjeiden muodostaminen ja julkaiseminen, tarkastelun näkökulmina a) ympäristövaikutusdatan hyödyntäminen, b) käyttäjäkokemuksen muutos, ja c) liiketoiminnan rakennemuutos. Suunnitteluohjeet auttavat konsortion käyttötapauksiin soveltuvien menetelmien kehittämistä ja tulevat palvelemaan myös muita suomalaisia kansainvälistyviä rakennusalan yrityksiä näiden pyrkiessä prosessiensa ja liiketoimintansa muutokseen älykkäiden ja oppivien datapohjaisten prosessien avulla.

Hankkeen vaikutukset yritysten liiketoiminnan ja viennin kasvuun

Hankkeessa toteutettava osapuolikohtainen ja yhteinen kehitys- ja tutkimustyö tuottaa merkittävää uutta kansainvälistä liiketoimintaa osallistuville yrityksille ja niiden suomalaisille verkostoille.

Hankkeen synnyttämä uusi vienti perustuu sekä datapohjaisten menetelmien synnyttämään kilpailuetuun että menetelmiin pohjautuviin uusiin palveluihin ja tuotteisiin. Vienti sisältää a) rakentamisen palveluita ja tuotteita, joita konsortion yritykset tarjoavat kansainvälisille markkinoille sekä b) skaalautuvia IT-pohjaisia ratkaisuja ja palveluita, jotka tukevat konsortion yritysten B2B asiakkaiden liiketoimintaa kansainvälisillä rakennusmarkkinoilla.

Hankkeessa mukana olevat tutkimuslaitokset edesauttavat konsortion yritysten menetelmien kehittämistä tuottamalla niiden kannalta kriittistä uutta tietoa a) ympäristövaikutusdatan hyödyntämisestä älykkäissä prosesseissa, b) käyttäjäkokemuksen huomioimisesta työkalujen suunnittelussa, c) menetelmien liiketoimintapotentiaalin maksimoimisesta rakentamisen ekosysteemissä Suomessa ja ulkomailla, sekä d) rakennusten tietomalleihin kytkeytyvistä datapohjaisista ratkaisuista.

Hankkeen osapuolet

Projektikonsortio koostuu Aalto-yliopiston ja VTT:n muodostamasta monitieteisestä tutkimusryhmästä sekä kolmesta yrityksestä, joilla kaikilla on yhteinen tavoite tutkia ja kehittää dataan perustuvia menetelmiä suunnittelu-, valmistus- ja rakennusprosessien jatkuvaan parantamiseen. Hankkeessa Business Finlandin rahoitusta saavat Trimble, Flow Technologies, Celsa Steel, Aalto-yliopisto ja VTT.

Organisaatiot edustavat erilaisia toimijoita rakentamisen ekosysteemissä. Niitä kaikkia tarvitaan arvoketjuissa syntyvän tilanne-, vaikutus- ja palautedatan keräämiseen ja jakamiseen, jotta voidaan kehittää dataan perustuvia AI- ja optimointipohjaisia menetelmiä ja työkaluja. Organisaatiot ja heidän kumppaninsa edustavat sekä työkalujen ja menetelmien kehittäjiä että loppukäyttäjiä varmistaen siten, että kehitetyt työkalut ovat sekä toimivia että skaalautuvia kansainvälisille markkinoille. Yrityskumppaneista Celsa Steel edustaa kansainvälistä valmistajaa ja kehittämiensä menetelmien loppukäyttäjäorganisaatioita, kun taas Trimble ja Flow Technologies keskittyvät voimakkaasti skaalautuvan datavetoisen B2B-liiketoiminnan kehittämiseen palveluiden ja tuotteiden kautta. Aalto-yliopisto ja VTT tukevat tutkimuksellaan konsortion kehitystyötä niillä aihealueilla, joihin liittyy eniten avoimia kysymyksiä ja uuden yhteisen osaamisen kehittämistä. Näitä ovat 1) ympäristövaikutustiedon hallinta ja hyödyntäminen osana älykkäitä prosesseja (VTT), 2) datapohjaisten menetelmien aikaansaama liiketoimintamallien transformaatio ja kansainvälistyminen (Aalto CIV), 3) käyttäjäkokemuksen vaatimukset menetelmien ja työkalujen kehittämisessä (Aalto CS), sekä 4) datapohjaisen oppimisen ja prosessien kytkeytyminen rakentamisen tietomalleihin (Aalto MEC).

Virallisten hankeosapuolten lisäksi hankkeessa hyödynnetään osapuolten verkostoja ja ekosysteemejä tietojen keräämisessä, vaatimusten määrittelyssä ja ratkaisujen pätevyyden testaamisessa. Hanke tekee myös tiivistä yhteistyötä ACTOR-hankkeen kanssa. ACTOR -hanke keskittyy työmaalla tietojen keräämiseen ja työntekijöiden tilannetietoisuuteen kun taas AIXCon-hanke hyödyntää osin samoja tietoja työmaan ulkopuolisten prosessien optimoinnissa.

Hankkeen työpaketit, vastuuhenkilöt ja suunnitelman mukainen aikataulu

AIXCon-projektin vastuullisena johtajana toimii professori Antti Peltokorpi, Aalto-yliopisto. Alla on esitettynä työpaketit ja niiden vastuuhenkilöt.

WP1 Lähtötilanne ja tietolähteet: Markku Kiviniemi, VTT.

WP2 Uudet datalähteet ja tiedonkeruumenetelmät: Markku Kiviniemi, VTT; Jukka Suomi, Trimble.

WP3 Datalähtöinen työnkulun transformaatio: Tomi Pitkäranta, Sitedrive  (Flow Technologies); Jukka Suomi Trimble.

WP4 Datapohjainen optimointi ja päätöksenteko: Jukka Suomi, Trimble.

WP5 Käyttäjäkokemuksen transformaatio: Marko Nieminen, Aalto-yliopisto; Jukka Suomi, Trimble.

WP6 Liiketoiminnan transformaatio: Antti Ainamo, Aalto-yliopisto.

WP7 Koordinointi ja tulosten levittäminen: Antti Peltokorpi, Risto Lahdelma ja Marko Nieminen, Aalto-yliopisto.

Hankkeen aikataulu: