Kokemuksia toteutusta palvelevasta rakennesuunnittelusta ja hajautetun tahtituotannon käyttöönotosta

Koronavirustilanne oli vaikuttanut edellisessä kokoontumisessa esiteltyihin hankkeisiin, vaikka rakennustyömaat olivat edelleen käynnissä. Rakennustyöntekijöille suunnattu kysely ei ollut käynnistynyt eivätkä tutkijat päässeet tekemään suunniteltuja haastatteluja kasvotusten. Haasteista huolimatta väitöskirjojen ja diplomitöiden tekijät olivat koonneet ja analysoineet arvokasta tietoa toteutusta palvelevasta suunnittelusta ja tahtituotannosta.

Paikallavalurakenteiden tuotantoa palveleva suunnittelu

Työmaan tuotannon tehostaminen on usean tekijän summa. Asentamista palveleva suunnittelu on Ramboll Finland Oy:n Timo Hiitolan diplomityön aiheena. Hän kertoi paikallavalurakenteiden toteutussuunnittelusta tuotannon tarpeiden mukaan.

”Hyvän ja huippusuunnittelijan ero on aika pitkälti siinä, miten saat suunnitelmiin otettua huomioon työmaan”, Hiitola totesi. ”Kaikki osaavat mallintaa, piirtää ja mitoittaa. Mutta jos saat otettua huomioon, miten työn on helpoimmin tehtävissä montussa ja pakkasessa, se erottaa huiput hyvistä.”

Pienetkin suunnitteluratkaisut voivat nopeuttaa asentamista merkittävästi. Vaikkapa laattojen raudoituksessa 150 mm:n raudoitusverkko on parempi kuin 200-millinen, koska tiheämmällä verkolla on helpompi ja nopeampi kävellä. Raudoitteiden valinnassa kannattaa välttää eri kokojen vaihtelua, koska se lisää virheiden mahdollisuutta. Suunnitelmien, selosteiden ja luetteloiden esitystapa ja jopa numerointi vaikuttavat nekin asennustyön sujuvuuteen.

Hiitola muistutti laatuajatteluun kuuluvasta sisäisen asiakkaan periaateesta. Sen mukaan seuraavan vaiheen työntekijä on aina edellisen vaiheen tekijän asiakas. Rakennesuunnittelijan sisäinen asiakas on tällöin asentaja; muotitussuunnitelmien asiakas on muotinrakentaja, raudoitussuunnitelmien raudoittaja jne. Tilaaja on tietenkin aina asiakas, mutta ei osaa välttämättä arvioida suunnitelmia asennuksen näkökulmasta.

Mitattavaa hyötyä mallintamisesta ja esivalmistuksesta

Edellisessä työpajassa Hiitola esitteli Ramboll Sverigen bussiterminaalin suunnittelua Fredriksdalissa. Vuonna 2017 valmistuneessa kohteessa kaikki paikallavalurakenteet oli mallinnettu yksityiskohtaisesti Teklassa ja urakoitsija käytti mahdollisimman paljon esivalmistettuja raudoitushäkkejä.

Rakentajilla oli työmaalla käytössään työasema, jolla he pääsivät tarkastelemaan raudoitusten IFC-malleja. Käytäntö kuitenkin osoitti, että eri työvaiheiden mukaan tuotetut piirustukset palvelivat paremmin asentajia, koska ne esittivät juuri sen tiedon, jota kukin työhönsä tarvitsi. Tietomalleista sama tieto on erikseen haettavissa ja suodatettavissa näkyviin, mutta näiden toimintojen hallinta ei ole yleensä vaivatonta.

Pääurakoitsija Skanska sai mittavaa hyötyä mallintamisesta, tarkasta suunnittelusta, suurmuoteista ja esivalmistuksesta. Kolmen sijasta se tarvitsi vain kaksi raudoitusryhmää ja paikallavalurunko valmistui kuusi kuukautta ennakoitua nopeammin. Korkeammat suunnittelukustannukset tuottivat tässä projektissa rakentajalle selvää kustannus- ja aikasäästöä.

Kehitysehdotuksia asennusta palvelevaan suunnitteluun

Tutkimuksensa perusteella Hiitola esitti kolme kehitysehdotusta paikallavalusuunnitelmille:

1. Suunnitelmien värikoodaus, esim. raudoitekokojen mukaan

2. Havainnollistavien asennuskuvien, ”räjäytyskuvien” käyttö

3. Raudoitusten mallintaminen

Mallintamisesta Hiitola kertoi omakohtaisen esimerkin. Hän oli kesällä 2019 laatinut vahvasti raudoitetun jätevesipumppaamon suunnitelmat 2D-CAD-ohjelmistolla. Hiljattain hän teki saman työn tutkimusmielessä Teklan mallinnusohjelmalla. Viikonlopun mallinnusharjoittelun jälkeen hän pystyi laatimaan asennusta palvelevat yksityiskohtaiset suunnitelmat raudoitusluetteloineen nopeammin kuin perinteisellä tavalla.

Käydyssä keskustelussa kävi ilmi, että suunnittelijat ovat olleet haluttomia mallintavaan raudoitusten suunnitteluun, kun tilaajat ovat siitä tiedustelleet. Tämä asenne voi Hiitolan mukaan johtua mielikuvista, jotka perustuvat edellisten sukupolvien ohjelmistoihin. Lisäksi uuden oppiminen vaatii hieman aikaa, jota tiukoissa projektiaikatauluissa ei tunnu suunnittelijoillakaan olevan.

Hajautetun tahtituotannon prosessimalli pilottien lähtökohtana

Joonas Lehtovaara tekee Aalto-yliopistossa väitöskirjaa tahtituotannosta, erityisesti sen hajautuksen näkökulmasta. Hän pohjusti tilaisuuden case-esityksiä muistuttamalla tahtituotannon kolmesta kokonaisuudesta: tahtisuunnittelusta, tahtikontrollista ja jatkuvasta parantamisesta. Niitä tukevat suunnittelutiedon ja materiaalivirtojen tehokas hallinta.

Hajautettu tahtituotanto tähtää sekä kokonaisvirtauksen parantamiseen että tekijöiden osallistamiseen. Kun ammattilaisten tiedot ja näkemykset ovat tahtisuunnittelussa mukana, epävarmuus hälvenee ja kaikki osapuolet hyötyvät.

Tahtituotannon jo havaituista myönteistä vaikutusta tuotannon virtaukseen Lehtovaara perusteli turhien aikataulupuskureiden eliminoitumisella, keskeneräisen työn ja uudelleen tekemisen vähenemisellä. Sen sijaan työntekijöille ja aliurakoitsijoille uusi malli on ajoittain aiheuttanut stressiä ja tuottanut haasteita saada resurssit tasaisesti käyttöön.

Lehtovaara tiivisti tahtituotannon käyttöönoton etenemisen yrityksissä kolmeen kypsyystasoon. Alimmalla tasolla tekninen, yleensä konsultin kanssa laadittu tahtisuunnitelma tiivistää aikataulua ja vähentää hukkaa. Toisella tasolla aliurakoitsijat sekä muut sidosryhmät tulevat mukaan. Kolmannella, jatkuvan parantamisen tasolla toimintaa kehitetään systemaattisesti projektirajojen yli. Tahtituotantoa ei implementoida hierarkkisena, ylhäältä-alas -järjestelmänä, vaan hajautettuna, tiimipohjaisena toimintana.

Lopuksi Lehtovaara esitteli tutkimustyön tuloksena syntyneet hajautetun tahtituotannon seitsenvaiheisen prosessin. Mallissa tiedonkeruun ja yleistasoisen suunnittelun jälkeinen, tarkemman tason suunnittelu tapahtuu tiimeissä, joissa ”nokat” ja työntekijät ovat mukana. Juuri tätä mallia Building 2030 -tutkimus on soveltanut useissa pilot-hankkeissa.

Hajautettu tahtituotanto testissä toimistosaneerauksessa

Päivän toinen diplomityöesitys käsitteli tahtituotannon soveltamista korjausrakentamisessa.  YIT Suomi Oy:n Jenni Sahlberg esitteli pilottikohteen, joka on 1994 valmistunut toimistotalo Espoon Keilaniemessä. Rakennusaikaa noin 21 000 bruttoneliömetrin toimistosaneeraukselle on vuosi 2020. YIT toteuttaa kohdetta KVR-urakkana ja tahtituotantona kolmivaiheisen kehysmallin mukaisesti.

Kehysmallin ensimmäiseen vaiheeseen, valmisteleviin töihin, sisältyy mm. purkua, rakenteellisia muutoksia, paikallavalua ja etuputsia. Tahtialue voi olla tässä vaiheessa olla laaja, tahtiaika voi olla pitkä ja rytmitys joustava. Vaihe tähtää siihen, että seuraavan, sisävalmistusvaiheen työt on mahdollista toteuttaa sarjatyömaisella tahtituotannolla uudisrakentamisen tapaan. Talotekniset asennustyöt limitetään kohdekohtaisesti ensimmäiseen ja toiseen vaiheeseen. Kolmannessa, luovutusvaiheessa tapahtuvat loppusiivous, säädöt ja mittaukset ja lopputarkastus. Keilaniemen hanke sisältää myös julkisivutöitä, joita rakentaja ei pysty tekemään sisävalmistustyön alkamiseen mennessä.

Hajautettuun tahtituotannon suunnitteluun ovat osallistuneet talotekniset urakoitsijat. Toteutussuunnittelu ja toteutus limittyvät, joten työmaalla on tehtävä useita detaljiratkaisuja mallikatselmuksien kautta. Niihin osallistuvat työntekijät, suunnittelijat ja pääurakoitsija. Mm. uudenlainen kaapelointiratkaisu alakattoineen vaati yhteistä tuotekehitystä.

Hankkeesta jo opittua

Työn edetessä on tullut selväksi, että korjauskohteessa valmistelevalle vaiheelle tuli varata riittävän pitkä aika, jotta lisäsuunnittelu ehdittäisiin tekemään ennen sisävalmistusta. Tässä kohteessa uudet portaat ja hissikuilut vaativat työn jo käynnistyttyä uutta rakenteellista suunnittelua, joten niiden toteutus ei mahtunut tahtiaikatauluun.

Tahtiaikataulu on Sahlbergin mukaan toteutunut pääosin hyvin. Suuri lohkokoko on tarjonnut joustoa; talotekniikka- ja rakennusurakoitsija ovat voineet työskennellä samaan aikaan lohkon eri puolilla. Aikataulussa on myös ”puskuriviikkoja” sekalaisille töille, häiriöiden paikkaamiselle sekä tarvittavien aikataulupäivitysten tekemiselle.

Sahlberg on selvitellyt tahtituotannon toimivuutta pilot-työmaalla. Hän korosti, että uusien asioiden omaksuminen vie aikaa eikä nopeasti käynnistyvässä projektissa voi olettaa, että kaikki työntekijät olisivat heti täydessä tahtivalmiudessa. Oleellista on saada tavoiteltu rytmi liikkeelle ja saada työmaan hallinta uudella mallilla kuntoon vahvistaen olemassa olevia hyviä käytäntöjä. Hyviä käytäntöjä voi edelleen laajentaa uusilla toimintatavoilla.

Aikataulun läpinäkyvyydessä on vielä parantamisen varaa, Sahlberg totesi. Yhtenä ratkaisuna YIT on selvitellyt soveltuvan ohjelmiston käyttöönottoa. Erityisen hyödyllistä olisi saada käyttöön työryhmiä palveleva päivä- tai viikkokohtainen interaktiivinen tehtäväkortti.

Sahlberg jatkaa työtään tutkimalla mestojen vastaanotto- ja luovutusdataa analysoimalla erityisesti luovutuksen laatutasoa. Lisäksi työmaalla työskenteleviä toimihenkilöitä ja työntekijöitä haastatellaan. Pilottiprojekti tuottaa vielä paljon arvokasta tietoa tahtituotannon soveltamisesta korjaushankkeisiin ja auttaa sen systemaattisessa käyttöönotossa tulevilla työmailla.

Tilaisuuden kolme muuta esitystä käsittelivät hajautettua tahtituotantoa tukevaa visuaalista johtamista. Niiden yhteenveto on seuraavassa artikkelissa.