Eşzamanlı mühendislik ilkelerinin inşaat proje sisteminde uygulanmasına yönelik bir model
A model to implement concurrent engineering principles in construction project system
Yazar: HESNA SEMRA MUTLUAY
Danışman: DOÇ.DR. MURAT ÇIRACI
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Bina Bilgisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
EŞZAMANLI MÜHENDİSLİK İLKELERİNİN İNŞAAT PROJE SİSTEMİNDE UYGULANMASINA YÖNELİK BİR MODEL ÖZET Bu çalışmada inşaat objelerinin yaşam çemberinde rol alan tüm aktörlerin objeyle ilgili istek ve beklentilerini karşılayan bir proje geliştirmek ve böylece mal sahibinin amaçlarına ulaşabilmesini sağlamak amacıyla, imalat sektöründe uygulanmakta olan eşzamanlı mühendislik yaklaşımı çerçevesinde söz konusu aktörleri formel olarak bir araya getiren alternatif bir proje teslim yöntemindeki tasarım süreciyle ilgili problemlerin çözümüne yönelik temel ilkelerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Birinci bölümde literatürdeki kaynaklardan yararlanarak tasarım kararlarının inşaat objelerinin tüm yaşam çemberi üzerinde etkili olduğu sergilenmiş; inşaat projelerindeki maliyet, süre ve kalite sapmalarını, proje katılımcıları arasındaki çatışmaları ve objenin kullanılması şurasında doğan sorunları azaltmak için, objenin yaşam çemberinde rol alan tüm aktörlerin tasarım sürecine katılarak isteklerini ifade etmelerinin, bu isteklerin karşılıklı ödünleşmelerle optimize edilmesinin, tasarımın bu optimizasyon süreci sonunda elde edilen hedef değerleri karşılayacak şekilde geliştirilmesinin ve bunun için tüm yaşam çemberi aktörlerinin tasarım sürecinde formel olarak bir araya getirilmesinin gerekli olduğu ortaya konulmuştur. Buna bağlı olarak çalışmada çözüm getirilmesi hedeflenen problem tanımlanmış, çalışmanın amacı ve çalışmada izlenecek yöntem açıklanmıştır. İkinci bölümde, inşaat proje sistemi analiz edilmiş, amacı, süreci, temel katılımcıları, bu katılımcıların süreçte rol almalarını sağlayan katılımcı seçme yöntemleri ve sözleşme tipleri açıklanmış, katılımcılar arasındaki ilişkileri ortaya koyan alternatif proje teslim yöntemleri bağlamında sistemin dinamikleri incelenmiştir. Daha sonra literatürdeki kaynaklardan yararlanarak inşaat proje sistemindeki kritik başarı faktörleri ortaya konulmuş ve mevcut proje teslim yöntemleri bu kriterler açısından irdelenerek inşaat proje sisteminin problemleri saptanmıştır. Elde edilen sonuçlar, inşaat objelerinin yaşam çemberinde rol alan tüm aktörlerin projenin erken aşamalarında bir araya gelerek istek ve ihtiyaçlarını ortaya koymaları, söz konusu isteklerin optimize edilmesiyle bu aktörlerin tümünün mutabık kaldıkları bir hedef değerler setinin oluşturulması ve inşaat objesinin bu hedef değerleri karşılayacak şekilde geliştirilmesi, yani tasarlanması ve inşa edilmesi gerektiğini, ancak mevcut proje teslim yöntemlerinin objenin kullanım aşamasında rol alan kullanıcıların, işletmecilerin, objenin varlığından etkilenen çevre birimlerinin ve alt yüklenicilerin formel olarak tasarım sürecine katılmalarına yönelik düzenlemeler içermediğini, bu bakımdan birinci bölümde tanımlanan problemin çözümünde yetersiz kaldıklarını göstermektedir. Üçüncü bölümde eşzamanlı mühendislik yaklaşımı incelenmiş, amacı, süreci, temel katılımcıları ve katılımcılar arasındaki ilişkiler açıklanmış, literatürdeki kaynaklardan xiiyararlanarak bu yaklaşımın sağladığı avantajlar, uygulama problemleri ve temel ilkeleri ortaya konulmuştur. Dördüncü bölümde, eşzamanlı mühendislik ilkelerinin inşaat proje sisteminde uygulanmasını hedefleyen literatür taramasına yer verilmiş, bu konudaki önemli çalışmalar özetlenmiştir. Beşinci bölümde, inşaat proje sistemi eşzamanlı mühendislik ilkeleri açından analiz edilmiş, bu analiz sırasında literatür taraması kapsamından açıklanan çalışmalardan yararlanarak, eşzamanlı mühendislik ilkelerinin inşaat proje sisteminde uygulanmasını etkileyen faktörler ve problem alanları bakımından bir senteze ulaşmaya çalışılmıştır. Bu analizden elde edilen bulgulara göre eşzamanlı mühendislik ilkeleri mal sahibi, mal sahibi temsilcisi, tasarımcılar ve yapımcılara ek olarak kullanıcı, işletmeci ve objenin varlığından etkilenen çevreyi temsil edenaktörlerin tasarım sürecine katılmasını zorunlu kılmakta, bunun sonucunda projenin katılımcı profili ve buna bağlı olarak organizasyon strüktürü değişmekte ve alternatif bir proje teslim yöntemi ortaya çıkmaktadır. Tasarımcıyla yapımcıyı aynı organizasyonda bir araya getirerek ortak çalışma ve işbirliği yapmalarını kolaylaştıran tasarım/yapım yöntemi eşzamanlı mühendislik ilkelerinin inşaat projelerinde uygulanması bakımından elverişli bir başlangıç noktası oluşturmakta, ancak bu yöntemin mal sahibi, kullanıcı, işletmeci, alt yüklenici ve çevre aktörlerinin sürece maksimum katılımını sağlayacak şekilde yeniden düzenlenmesi ya da bu koşullan sağlayan yeni yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Altıncı bölümde eşzamanlı mühendislik ilkeleri çerçevesinde inşaat objesinin tüm yaşam çemberi aktörlerini erken aşamalarda bir araya getirerek isteklerini ifade etmelerini, bu isteklerin optimize edilmesini ve tasarımın bu optimizasyon süreci sonunda elde edilen hedef değerler doğrultusunda geliştirilmesini sağlamak üzere geliştirilen İnşaat Proje Sisteminde Eşzamanlı Mühendislik (IPS-EM) modeli sunulmaktadır. Bu model alternatif bir proje teslim yöntemi olarak tasarım öncesi, tasarım, yapım ve yapım sonrası/teslim aşamalarını içermektedir, ancak bu çalışmada modelin tasarım öncesi ve tasarım aşamaları ele alınmış, yapım ve yapım sonrası/teslim aşamaları kapsam dışı tutulmuştur. Bu bölümde IPS-EM modelinin amacı, temel katılımcıları, sözleşme yapısı, süreci, katılımcıların süreçteki temel yükümlülükleri ve karşılıklı ilişkileri açıklanmaktadır. IPS-EM modelinin geliştirilmesinde beşinci bölümde elde edilen bulgulardan hareket edilmiş ve mal sahibinin, tasarımcıyla yapımcının ortak çalışma ve işbirliği yapmasını kolaylaştıran tasarım/yapım yöntemine benzer şekilde tasarım ve yapım işlerini gerçekleştirecek bir konsorsiyumla birinci aşaması ön tasarım, ikinci aşaması ise kesin tasannı+yapım işlerini içeren iki aşamalı bir sözleşme yapması uygun bulunmuştur. Bu konsorsiyumun tasarım/yapım yöntemindekinden farklı olan yönü, tasarımcı ve yapımcıya ek olarak tasarıma işletilebilirlik, bakılabilirlik ve onarılabilirlik girdisi sağlayacak bir işletme uzmanını içermesidir. Modelde eşzamanlı mühendislik ilkelerinin gereği olarak tasarım sürecine katılmaları gereken alt tasarımcı ve alt yüklenici birimlerin bu konsorsiyumla sözleşme yapmakta, diğer yanda kullanıcı ve çevre temsilcilerinin katılımı mal sahibi tarafından sağlanmaktadır. Beşinci bölümdeki analizden elde edilen bulgular, katılımcı organizasyonların eşzamanlı mühendisliğe hazır olma düzeylerinin test edilmesinin ve çalışanların eşzamanlı mühendislik ve bu yaklaşımda kullanacakları araçlar konusunda eğitilmeleri gerektiğini ortaya koymuştur. Bu nedenle IPS-EM modelinde mal xiiisahibinin bu görevleri yerine getirmek üzere bir eşzamanlı mühendislik uzmanı görevlendirmesi öngörülmüştür. Modelin tasarım öncesi aşaması eşzamanlı mühendislik uzmanı seçimi, konsorsiyum seçimi, hazırlık çalışmaları ve çoğul disiplinli ekibin oluşturulması faaliyetlerini içermektedir. Sözü edilen çoğul disiplinli ekip mal sahibi, kullanıcı temsilcileri, çevre temsilcileri, mal sahibi temsilcisi, eşzamanlı mühendislik uzmanı, ana tasarımcılar, ana yapımcılar, alt tasarımcılar ve alt yüklenicilerden oluşan grubu ifade etmektedir. Modelin tasarım aşaması ön tasarım, paralel çalışmanın organize edilmesi ve kesin tasarım çalışmalarını kapsamaktadır. IPS-EM modelinin yürürlüğe konulabilmesi için öncelikle yapım ve yapım sonrası/teslim aşamalarının araştırılması, katılımcıların bu aşamalardaki yükümlülüklerinin belirlenmesi, bundan başka projede değişiklik yapma koşullan, geçici ve kesin kabul esasları, ödeme şekli, teminatlar ve sigortalar, işin durdurulması ve/veya sözleşmenin feshine ilişkin hükümler ve anlaşmazlıkların çözümü gibi yapım işleri genel şartnamelerinde betimlenen konuların ele alınması gerekmektedir. Bu konulara açıklık getirilmesi, sistemin dinamiklerine uygun standart sözleşme dokümanlarının geliştirilmesinde önemli bir adım oluşturacaktır. Modelin işlerlik kazanabilmesi için atılması gereken bir diğer adım, sertifika programlan, yüksek lisans eğitimi, vb. vasıtasıyla eşzamanlı mühendislik uzmanlarının yetiştirilmesidir. Yukarıda söz edilen önlemlerin alınması sonucunda modelin hayata geçirilebilmesi mümkün olacak, böylece mal sahipleri, katılımcı firmalar, kullanıcılar ve kamu önemli faydalar elde edebileceklerdir.xıv

Abstract:
A MODEL TO IMPLEMENT CONCURRENT ENGINEERING PRINCIPLES IN CONSTRUCTION PROJECT SYSTEM SUMMARY This study aims to determine the basic principles to resolve the problems encountered in the design phase of an alternative project delivery system, in which the lifecycle participants of the facility come formally together according to concurrent engineering principles in order to yield the development of a project that meets the requirements and expectations of all lifecycle participants and, hence, to let the owner achieve his targets. In Chapter 1, it is showed that design decisions have substantial impacts on the whole lifecycle of the facility and that all lifecycle participants must formally come together in the design phase and express their requirements so that these requirements can be optimized by tradeoffs and the design can be developed in accordance with the target values obtained as result of this optimization process in order to prevent the deviations in the cost, duration and quality targets of the project, the conflicts among project participants and the problems encountered while using the facility. Related to this background, the problem to be resolved in this study is defined; the aim of the study, its limitations and the method to be followed is explained. In Chapter 2, the construction project system is analyzed, its goal, process, basic participants, methods used to select the participants and contract types are explained; and the dynamics of the system are examined in terms of existing project delivery methods which appeal the relationships among participants. Thereafter, critical success factors in construction project system are compiled by utilizing literature review, the ability of existing project delivery methods to meet these factors is discussed and the problems of the construction project system are identified. The results show that bringing all lifecycle participants together at early phases of the project, identifying and optimizing their requirements and developing, i.e. designing and constructing, the facility in accordance with the target valued obtained in the optimization process is critical in successful projects, while, on the other hand, the existing project delivery methods fail in meeting these needs because of the lack of arrangements to allow the involvement of users, facility managers, subcontractors and the representatives of the environment. In Chapter 3, concurrent engineering approach is presented; its goal, process, basic participants and the relationships among participants are explained; the advantages provided by this approach, the problems encountered in its application and finally, the basic principles to be implemented are compiled by literature review. In Chapter 4, the literature about implementing concurrent engineering principles to construction project system is reviewed and important studies are summarized. xvIn Chapter 5, construction project system is analyzed in terms of concurrent engineering principles. In this analysis, it is attempted to achieve a synthesis about the factors that affect the application of concurrent engineering principles to construction projects and the problems areas. According to the findings of this analysis, concurrent engineering principles require users', the facility managers' and environmental representatives' involvement to design process in addition to owner, owner's representative, designers and contractors, which results in a different participant profile and organization structure, i.e. in an alternative project delivery method. Bringing the designer and the contractor in the same organization together and hence, allowing them to cooperate towards the same goals, design/build appears to be a good starting point for application of concurrent engineering principles to construction projects, but this method needs to be restructured in order to yield maximum involvement of the owner, facility manager, users, subcontractors and environment representatives, or new methods need to be developed to meet these conditions. In Chapter 6, Concurrent Engineering in Construction Project System, a model that has been developed in accordance with concurrent engineering principles in order to bring the lifecycle participants of the facility at early phases so that they can express their requirements, the requirements can be optimized and the design can be developed according to target values that are obtained as result of the optimization process, is presented. As an alternative project delivery method, the model includes pre-design, design, construction and post-construction/handover phases. But in this study, the pre-design and design phases have been examined and the construction and post construction/handover phases have been excluded. In this chapter, the aim of the model, basic participants, contractual relationships among participants, the process of the system, the main obligations of the participants in the process and their relationships are explained. The development of the model is based to findings f the analysis presented in Chapter 5. Therefore, the model suggests a two-phased contractual relationship between the owner and a consortium that will design and build the facility like a design/builder. The first phase of the contracts includes schematic design works while the second phase includes the production of design development documents, construction documents and the construction of the facility. The main difference of the consortium from a design/builder is in the involvement of facility manager to the consortium in order yield operability, maintainability and repairability information to design. The model also suggests that the design consultants and subcontractors should be assigned by the consortium and the users' and environmental representatives should be assigned by the owner. According to the findings of the analysis in Chapter 4, the readiness of participating organizations to concurrent engineering needs to be tested and their personnel need to be educated about concurrent engineering and about the tools they will use during design works. Therefore, the model suggests that the owner should assign a concurrent engineering specialist to carry out the tests and to educate the workers. The pre-design phase of the model includes the activities of selecting the concurrent engineering specialist, selecting the consortium, works to get ready for concurrent engineering and setting the cross-functional team. The cross-functional team indicates the group including the owner, owner's representative, concurrent engineering specialist, users' representatives, environmental representatives, main designer(s), design consultants, main contractor(s) and subcontractors. xviA MODEL TO IMPLEMENT CONCURRENT ENGINEERING PRINCIPLES IN CONSTRUCTION PROJECT SYSTEM SUMMARY This study aims to determine the basic principles to resolve the problems encountered in the design phase of an alternative project delivery system, in which the lifecycle participants of the facility come formally together according to concurrent engineering principles in order to yield the development of a project that meets the requirements and expectations of all lifecycle participants and, hence, to let the owner achieve his targets. In Chapter 1, it is showed that design decisions have substantial impacts on the whole lifecycle of the facility and that all lifecycle participants must formally come together in the design phase and express their requirements so that these requirements can be optimized by tradeoffs and the design can be developed in accordance with the target values obtained as result of this optimization process in order to prevent the deviations in the cost, duration and quality targets of the project, the conflicts among project participants and the problems encountered while using the facility. Related to this background, the problem to be resolved in this study is defined; the aim of the study, its limitations and the method to be followed is explained. In Chapter 2, the construction project system is analyzed, its goal, process, basic participants, methods used to select the participants and contract types are explained; and the dynamics of the system are examined in terms of existing project delivery methods which appeal the relationships among participants. Thereafter, critical success factors in construction project system are compiled by utilizing literature review, the ability of existing project delivery methods to meet these factors is discussed and the problems of the construction project system are identified. The results show that bringing all lifecycle participants together at early phases of the project, identifying and optimizing their requirements and developing, i.e. designing and constructing, the facility in accordance with the target valued obtained in the optimization process is critical in successful projects, while, on the other hand, the existing project delivery methods fail in meeting these needs because of the lack of arrangements to allow the involvement of users, facility managers, subcontractors and the representatives of the environment. In Chapter 3, concurrent engineering approach is presented; its goal, process, basic participants and the relationships among participants are explained; the advantages provided by this approach, the problems encountered in its application and finally, the basic principles to be implemented are compiled by literature review. In Chapter 4, the literature about implementing concurrent engineering principles to construction project system is reviewed and important studies are summarized. xv