Paperilomakkeista dataa kerääviin robotteihin – rakentamisen tilannekuva digitalisoituu

Vielä muutama vuosi sitten ajatus robottikoirista vaeltamassa suomalaisella rakennustyömaalla olisi tuntunut futuristiselta. Tämä on kuitenkin totta lähikuukausina, kun Aalto-yliopiston hankkima neliraajainen robotti Spot lähtee keräämään dataa valituilta työmailta.

Automaattisesti kerättävä data on oleellinen reaaliaikaisen tilannekuvan rakennusaine. Tilannekuva on taas oleellinen osa rakentamisen kehittämistä teollisen prosessin suuntaan. Nykyistä teollisempi rakentamistapa mahdollistaa paremman tuottavuuden ja ennustettavuuden, mutta se edellyttää nykyistä parempaa työnsuunnittelua, yhteistyötä ja tilannekuvaa, jonka avulla prosessia ohjataan ennakoivasti.

Aalto-yliopiston ja 20 alan yrityksen Building 2030 -konsortio on jo muutamia vuosia tutkinut ja testannut uusia tilannekuvaratkaisuja. Tammikuun 2021 työpajassaan konsortion visuaalisen johtamisen ja tilannekuvateknologian ryhmä kuuli Spotista ja muista uusimmista tutkimuksista sekä evästi tutkijoita näiden hankkeissa.

Robotisoitua tiedonkeruuta

Joni Pajarinen Aalto-yliopiston Robot Learning-tutkimusryhmästä kertoi menetelmistä, joiden avulla vapaasti liikkuvat robotit voivat koneoppimisen avulla toimia epävarmoissa tilanteissa. Tätä teknologiaa käyttää mm. Boston Dynamicsin Spot-robotti, jonka ryhmä on hiljattain hankkinut. Building 2030 saa Spotin käyttöönsä tutkiakseen sen mahdollisuuksia tiedonkeruussa rakennustyömailla. 

Robotti näyttäisi ominaisuuksiensa puolesta sopivan työmaakäyttöön erinomaisesti. Spot osaa liikkua itsenäisesti, väistellä esteitä ja kävellä portaita. Se pystyy kantamaan selässään 14 kg:n kuorman; esimerkiksi tiedonkeruussa tarvittavia sensoreita, kameroita ja lidar-skannereita. Pakkasen kestävänä robotti sopii myös suomalaisille työmaille. Aallon Spot saa piakkoin vielä robottikäden, jonka avulla se voi avata ovia, poimia esineitä ja vaikkapa avata tai sulkea venttiileitä.

Työmaatestauksessa paikan hyvin tunteva henkilö opettaa robotin kulkemaan tietyn reitin ja ottamaan kuvia määrätyistä kohdista. Opetuksen jälkeen Spot osaa kulkea reitin itsenäisesti, vaikka päivittäin, ja väistää mahdollisia reitille myöhemmin ilmaantuneita esteitä. Yhdellä latauksella robotti toimii valmistajan mukaan 90 minuuttia. Pajarinen kertoi oppineensa robotin liikuttelun tablettiohjaimella minuutissa, joten sen käyttöönotto on nopeaa. Robotiikan ripeä kehitys viittaakin siihen, että tietoa keräävät ja työntekoa tukevat robotit ovat futurismin sijasta realismia jo lähivuosina.

Tilannekuvadataa eri lähteistä

Spot ja sen serkut saattavat piankin korvata kypäräkameroin työmaalla kulkevat tilannekartoittajat. Professori Olli Seppäsen mukaan tiedonkeruurobotit ja lennokit ovat ensimmäisiä robotiikkasovelluksia työmaaolosuhteisiin. Niitä täydentävät erilaiset automaattiset ja manuaaliset tiedonkeruumenetelmät. 

Esimerkiksi Jatke Oy:n Espoon Niittykallion työmaalla on käytössä viikoittaiset lennokkikartoitukset, sisäpaikannus, työmaakamerat ja 360 asteen kypäräkamerat. Laatukirjaukset tehdään paikalla mobiilisovelluksella, mistä on muodostunut rutiini jo monilla muillakin työmailla.

Jatkeen hankkeen dataa tutkii kolme teekkaria, jotka selvittävät mitä tiedon käsittelyä ja analysointia voidaan automatisoida ja miten eri järjestelmistä tulevaa dataa yhdistellä tilannekuvan synnyttämiseksi.

Työmaalla tilannekuva henkilöityy

Fira Group Oy:n Emma Maliniemi tutkii puolestaan tilannekuvaa työmaahenkilöstön näkökulmasta. Hän selvittää, millaista tietoa rakennusprojektin johtamisessa ja päätöksenteossa tarvitaan, miten digitaalinen teknologia auttaa niissä ja mitä tietoa ideaalinen tilannekuva sisältää. Maliniemi organisoi työpajassa ryhmätyöt, joka valotti osallistujien kantoja näihin kysymyksiin.

Ryhmätöiden perusteella vastaavalla mestarilla on edelleen paras tilannekuva. Toisin sanoen, tieto keskittyy ja henkilöityy eikä siten ole kaikkien itsestään selvästi osapuolten saatavilla tarvittaessa. Kiertokäynnit ja paperidokumentit ovat edelleen tärkeitä tietolähteitä. Reaaliaikainen ja systemaattisesti päivittyvä digitaalinen aikataulu on edelleen harvinaisuus. Sen sijaan mobiilisovellukset havaintojen tekemiseen ja kirjaamiseen ovat yleistyneet.

Tilannekuvatiedon luotettavuus puhutti osallistujia. Automaattisten järjestelmien tuottama data on pääosin luotettavaa, mutta ihmisten tekemä arviointi sisältää aina tulkintaa. Luotettavuuden parantamiseksi prosesseja pitäisi keskustelijoiden mielestä systematisoida. TR-mittaus on hyvä esimerkki standardisoidusta toimintamallista, jonka tulokset ovat yleensä yhteismitallisia.

Visuaalista johtamista tahtituotantoon

Skanska toteuttaa kauppakeskus Lippulaivan työmaalla Espoonlahdessa tahtituotantoa. Yhtiön kehitysinsinööri Max Grönvall kuvaili, miten työmaalla sovelletaan visuaalista johtamista. Lippulaivan länsilohkolla on tarkoitus ottaa käyttöön visuaalisia työkaluja, kun itäpuoli taas toteutetaan perinteisemmällä tavalla. Järjestely mahdollistaa lohkojen välisen vertailun havainnoimalla, kyselytutkimuksella, haastatteluilla ja aikatauluvertailulla.

Visuaalinen johtaminen palvelee kaikkia työmaalla työskenteleviä. Tahtiaikataulut ja aluejakokuvat ovat paikan päällä, kaikkien nähtävissä. Aikataulussa tahdit on värikoodattu, ja tahtikortit noudattavat samaa väritystä. Väritys vastaa esimerkiksi urakoitsijoiden vaatteiden tai liikemerkkien värejä. Tällöin työmaalla voi yhdellä silmäyksellä nähdä, ovatko oikeat värit oikeilla alueilla ja oikeaan aikaan.

Tahtialueet noudattavat liiketilojen rajoja. Väliseinät muodostavat tällöin luonnolliset rajat tahtialueille. Alueiden erottumista on edelleen tarkoitus korostaa lattiaan heijastettavilla valoilla.

Tahtikortit kertovat tietyllä alueella tiettynä aikana tehtävän työn. Niissä on eriteltynä esim. tehtäväsuunnitelmasta saatuja tietoja, kuten aloitusedellytykset, tehtävien sisällöt ja kestot, resurssit, tarkastukset ja luovutusajankohta. Ennen työn aloitusta tahtikortti sijoitetaan tahtialueelle ja työryhmä voi pohtia tehtävien kestoja ja kirjata ne kortille. Työpajassa tuli esille ehdotus lisätä korttiin vielä tieto siitä, kuka alueelle on tulossa työn valmistuttua. Tämä auttaisi tekijöitä hahmottamaan oman työnsä vaikutukset seuraavalle toteuttajalle.

Tilannekuvan laajentaminen suunnitteluun

Suunnittelun tilannekuvasta ei diplomityöntekijä Aku Hännisen mukaan ole vielä liiemmälti kirjallisuutta eikä tapaustutkimusta juuri ollenkaan. Kipinän aiheen tutkimiseen Hänninen sai syksyllä 2020 Aallon Design Management Process -kurssilta.

Hänninen tutkii suunnittelun tilannekuvaa käytännön kautta. Hän havainnoi Haahtela-yhtiöiden peruskorjausprojektin suunnittelua ja analysoi erityisesti hyviin suorituksiin johtavia tapahtumaketjuja ja niiden juurisyitä sekä vertailee niitä huonommin onnistuneisiin tapauksiin.

Olli Seppänen ja Eelon Lappalainen ovat aikaisemmissa tutkimuksissaan havahtuneet siihen, miten usein suunnitteluprojektit eivät saavuta asetettuja tavoitteita. Tämä ei ole johtunut suunnittelutiimin osaamisesta, vaan jostain prosessin piirteistä tai tapahtumista, joita Hännisen työ tulee osaltaan valottamaan. Lappalainen totesi, että järjestelmällinen toiminta suunnitteluvaiheessa ei takaa suunnittelun laatua.

Suunnittelun johtaminen sekä läpinäkyvyys puhuttivat

Lappalainen summeerasi käynnissä olevien suunnitteluun liittyvien tutkimusten tilannetta ja edellisen työpajan tuloksia. Ryhmä oli pohtinut suunnittelujohtajan rooleja ja päätöksentekoa. Keskustelussa tuli esille nykytilanteen sekavuus. Lopulta tuomioistuimet joutuvat ottamaan kantaa siihen, mitä johtaminen, koordinointi ja ohjaus tietyssä projektissa on tarkoittanut ja kuka kantaa vastuun epäonnistumisista.

Työpajassa syntyi lopuksi keskustelu tilannekuvan tuottaman läpinäkyvyyden seurauksista. Keskusteltiin mm. siitä, miten toteuttajat asennoituvat siihen, että heidän työnsä on reaaliaikaisen etämonitoroinnin kohteena. Tekijät mieltävät, että paras tietämys olosuhteista ja käytännön päätösten tekemisestä on paikan päällä. Jo nyt on tullut esille tapauksia, joissa työmaa ei ole halunnut julkistaa esimerkiksi tekoälyjärjestelmän paljastamia puutteita TR-mittaustuloksissa.

Keskustelijat toivoivat, että faktapohjainen tieto työmaan todellisesta tilanteesta ohjaa keskustelua ongelmien ratkaisemiseen, sen sijaan, että väiteltäisiin ongelman olemassaolosta. Objektiivisen datan kertyminen auttaa myös siirtämään opittua projektista toiseen ja löytämään menestystekijöitä tuleville hankkeille.

Tilannekuvan ja sen tuottaman teknologian menestyksellinen käyttö riippuu lopulta siitä, mitä hyötyä näistä syntyy työntekijöille ja tiimeille. Jos oma työ sujuu helpommin ja tiedon jakamiselle on muita hyötykannustimia, tilannekuvan käyttö voi kasvaa yksittäisistä piloteista alan käytännöksi.