İnşaat sektöründe BIM ve dijital üretim kavramlarının birlikte çalışabilirliği üzerine bir araştırma
A research on interoperability between BIM and digital fabrication concepts in construction industry
Yazar: EBRU İREM ÇETİNKAYA
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN YAMAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Proje ve Yapım Yönetimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
İnşaat sektöründe yapılan verimlilik üzerine yapılan araştırmalarda ekonomide en büyük paylardan birine sahip olmasına karşın verimliliğin giderek düştüğü görülmektedir. Verimliliğin düşük olması, projenin yaşam döngüsü içerisinde başlangıç aşamasından kapanış aşamasına kadar tüm süreçler üzerinden değerlendirilmelidir. İnşaat sektörünün üretim sürecinde ideal koşullara ulaşabilmesi için inşaat malzemeleri ve ürünleri üretiminde, tasarım ve uygulama yöntemlerinde, inşaat teknolojileri ve makinaların kullanımında revizyonlar yapılması gerekmektedir. Tüm süreçlerde inovatif teknolojilerin adaptasyonuyla inşaat sektöründe verimlilik artırılabilir. İnşaat sektöründe Dijital Üretim kavramı, verimliliği artırmaya yönelik inovatif gelişmelerin geleneksel üretim yöntemlerine adaptasyonuyla inşaat sektöründe sanayileşmeyi kapsamaktadır.
İnşaat sektörü kendine has özellikleri ve davranışı olan bir sektör olduğundan inovatif gelişmelerin adaptasyonu uzun sürmektedir. Buna bağlı olarak, dijitalize ve otomotize olmuş üretim süreçlerini öneren Endüstri 4.0 kavramı inşaat sektöründe yeterince dikkat çekmemiştir. Bunda inşaat projelerinin yerine özgü ve tekrarı olmayan projeler olması, ayrışık ve çok bilgi alanından paydaşı olması önemli bir etkendir. İnşaat sektörünün karakteristik zorluklarına yönelik tüm sektör paydaşlarını kapsayan iki adet yaklaşım sunulmuştur. Bunlardan biri modularizasyon ve prefabrikasyon diğer ise BIM'dir.
Bir projenin, üretkenliği, verimi, değerini, kalitesini ve sürdürülebilirliğini artırmak ve projenin yaşam maliyetlerini, gecikmeler, teslim süreleri, tekrarları azaltmakla performansını artırmak hedeflenir. BIM modeli bu kriterleri etkili iletişim ve işbirliği ile sağlamayı amaçlar. BIM teknolojisini kullanıldığı projelerde olgunluk seviyelerinde 2. Seviyeden sonra geçilecek 3. Seviye, BIM'i merkeze alan entegre ağ sistemlerini hedefler. 3. Seviyedeki BIM teknolojisi ile yürütülen projeler, tamamen entegre olduğundan "iBIM" bir başka deyişle, Integrated BIM olarak adlandırılır. BIM teknolojisi ile yürütülen projelerin öngörülen son seviyesi olan bu seviyede, BIM, tüm boyutlarıyla işbirliğine olanak tanıyan bir model sunucusunda (model server), IFC standartlarıyla uyumlu bir web servisinden etkin kullanılan, açık üretim süreci ve veri entegrasyonuyla kullanılır. BIM'in diğer dijital üretim teknolojileriyle entegrasyonu, verimli ve doğru bir şekilde işbirlikteliği sağlaması, BIM 3. Olgunluk seviyesine geçiş çalışmaları arasında değerlendirilmesi gereken bir konudur.
Endüstri 4.0 konsepti kapsamında değerlendirilen ve inşaat sektöründe kullanılabileceği öngörülen teknolojilerin tamamı, çağın gereği olarak "dijitalleşme" üzerinedir. BIM teknolojisi, proje süreçlerinin en başından itibaren aktif olarak devreye girebildiğinden ve dijital veri üretme mantığına dayalı olduğundan tüm teknolojiler için veri kaynağı durumundadır. BIM projesi, tüm teknolojilerin inşaat sektöründe proje yaşam döngüsü süreçlerinde kullanılabilmesi için anahtar teknoloji konumundadır. Proje yaşam döngüsünün devamlılığı için dijital proje enformasyonunun kaynağını oluşturur. Bu sebeple BIM teknolojisinin diğer tüm teknolojilerle iletişim içerisinde bulunması çok önemlidir. İletişimle birlikte kesintisiz karşılıklı alışveriş devam edecektir. BIM sistemlerinin dijital üretim teknolojileriyle uyumluluğu ve işbirlikteliği yetkinliği önemlidir.
Yapılan çalışmada, inşaat sektöründe verimliliği artırmaya yönelik, BIM sistemleri ve dijital üretim teknolojilerinin birlikte çalışabilirliğinin altı çizilmektir. İşbirlikteliğinde BIM projesi özellikleri üzerinden avantajlar ve dezavantajlar belirlenmiştir. Yapılan çalışmanın ileride yapılacak çalışmalara ve araştırmalara altlık olması hedeflenmiştir.

Abstract:
Researches show us, construction industry has even biggest concern, and its productivity is the lowest. Low productivity must be criticised in the lifecycle of project, from start to end off it. After all when we compromise all industries, construction industry has lowest budget for research and development. If industry wants to catch perfect conditions, all manufacturing of construction materials and outputs, all design and applications methods, construction technologies, usage of machines must be rebuilt. With adaptation of innovative technologies, productivity of construction industry could be increase. Digital fabrication concept at construction industry extends, adaptation of innovative progress, which uses for the high productivity to conventional methods and the industrialisations of the construction works.
Construction industry has its own characteristics, because of, adaptations of innovations takes longer time than the other industries. That's why, Industry 4.0 is the concept which offers digitalised and automatized production processes, could not get enough attention of construction industry. Being unique and non-repetitive projects, and characteristics of sector has role on that. According to characteristic difficulties of construction industry, two attitudes have recommended by researchers and they are including all stakeholders. One of them is modularisation and prefabrication, and the other one is BIM technologies.
BIM technology aims to keep this criteria's with strong communication and collaboration. The third level of BIM projects aim to integrate connecting systems that are centralise BIM. Third level of BIM technology is defined as "iBIM" means Integrated BIM because of all the elements of this techonogy will be fully integrated. At this last level of BIM projects, it has reached from fully integrated and collaborated model server with IFC standard compatible web services. Integration and collaboration of BIM with other digital fabrication technologies is the topic, which must criticise with transition to 3rd Level of BIM.
All technologies, which could find use in construction industry and seen as a part of Industry 4.0 concept, have connection with the main idea of digitalisation and integration. Industry 4.0 related technologies are robotics, siber phisycal systems, Internet of things, additive manufacturing, simulations, cloud computing, mobile computing, big data etc. BIM technology has active role from start to end of the project, because of it has mental of digital data production. It is the key technology in for use to all other technologies in the lifecycle of construction industry. For continuous of projects lifecycle, BIM is the source of digital project information. That is why BIM technology must communicate with all other technologies. With communication, transaction will always be continuing. Compatibility and collaboration of BIM technology with other digital fabrication technologies are important.
In this study, with a literature review of background of Industry 4.0 and construction sector related technologies, the relationship between BIM technology and other technologies was investigated. For analysing the capability of BIM technology in a right way, a conceptual framework has been created. The conceptual framework based on process within the lifecycle of construction projescts, key stakeholders, data flow between the stakeholders, data type, regulations and standards. With the help of the conceptual framework, first, BIM capabilities and characteristics have been examined within the lifecycle of construction projects and the results have revised in the context of digital fabrication technologies. After that, a proposal of workflow within the lifecycle of construction projects has developed. Key stakeholders of construction projects, which use BI technology, have analysed within the context of digital fabrication technologies. Therefore, not only the new stakeholders have suggestes, but also existing key stakeholders have highlighted, which will be important hence the interoperability of technologies. The collaboration was investigated against the backdrop of project delivery systems. Through the inferences, advantages and disadvantages of collaboration have showed by perspective of BIM technology.
This practice aims to emphasise collaboration of BIM systems with digital fabrication technologies for the rise of efficiency in construction industry. In addition to this, this study has aimed to be a base for future researches.