Studie naar een optimaal beheer van geometrische raakvlakken

Door:
Chaïm Barbier
Evert Vanderheyden

Raakvlakkenbeheer: bouwen zonder fouten?

een nieuwe aanpak voor projectwerk

Ghislenghien, 30 juli 2004. Een verschrikkelijke gasramp schrikt een Henegouws dorp op. Oorzaak: een paar weken eerder beschadigt een aannemer een gasleiding tijdens werkzaamheden. Balans: 24 doden, 132 gewonden. De materiële schade loopt in de miljoenen. Dat is de trieste afloop van een ‘vergeten’ raakvlak.

Een raakvlak ontstaat wanneer twee objecten elkaar raken, zoals hier een graafarm en een gasleiding. De gebeurtenissen in Ghislenghien tonen aan dat raakvlakken niet onbelangrijk zijn. Gelukkig zijn de meeste problemen hiermee in het dagelijkse leven minder explosief. Hoewel ... of heb jij je nog nooit blauw geërgerd wanneer de signalisatie bij wegwerkzaamheden niet aangepast is aan de huidige fase van de werken?

Onder het motto “voorkomen is beter dan genezen” is in de scriptie een methode ontwikkeld om problemen met raakvlakken te vermijden. Daarbij gaat het vooral over raakvlakken in bouwkundige projecten, maar de principes zijn ook bruikbaar buiten de bouwkunde. De focus van de scriptie ligt meer specifiek op geometrische raakvlakken. Geometrisch klinkt enigszins abstract, maar het gaat heel concreet om raakvlakken tussen twee (of meer) fysieke objecten.

Denk maar aan de aansluiting van je dakgoot op de regenpijp, of van een weg op een kruispunt.

Om een volledig beeld te krijgen van het probleem is een marktonderzoek uitgevoerd bij enkele belanghebbenden in de bouwsector.

Opdrachtnemers onder druk

Uit ons marktonderzoek blijkt dat er voldoende aandacht moet zijn voor raakvlakken om de kans op problemen te verkleinen. En net daar loopt het vaak fout. Opdrachtnemers (architecten, studiebureaus en aannemers) moeten hun projecten altijd maar sneller en sneller realiseren, waardoor de tijd om raakvlakken op te volgen vaak ontbreekt. Bovendien liggen tegenwoordig meer verantwoordelijkheden bij die opdrachtnemers. Zij dragen dan ook de consequenties van een slecht opgevolgd raakvlak: zonder systeem of vaste methode om raakvlakken te beheren, kunnen planning en prijskaartje al snel uit de hand lopen.

Beheer van raakvlakken

De ontwikkelde methode bestaat erin alle raakvlakken in een zo vroeg mogelijk stadium op te sporen. Dat kan door alle objecten in een project (een brug, geluidsmuur, gasleiding ...) op te lijsten, en na te gaan hoe ze elkaar beïnvloeden. Als de kans bestaat dat een interactie of raakvlak tot problemen leidt, kun je dat als opdrachtnemer maar beter in het oog houden.
De informatie die daarvoor nodig is, bevindt zich bij voorkeur op een centrale plaats, zodat iedereen in het projectteam ze kan raadplegen. We hebben de methode die in de scriptie is opgesteld, dan ook praktisch uitgewerkt in een relationele databankomgeving. In zo’n databank moet je de elementen maar één keer toevoegen, je voert bijvoorbeeld de objecten ‘dakgoot’ en ‘regenpijp’ in. Vervolgens kun je met behulp van ‘relaties’ vanuit verschillende plaatsen in de databank naar de elementen verwijzen. Die relaties kunnen in hun eenvoudigste vorm voorgesteld worden als een soort touw dat twee unieke objecten met elkaar verbindt. Door aan de verbinding een naam te geven, is het mogelijk een heel netwerk op te bouwen. Zo kan bijvoorbeeld bij de objecten ‘dakgoot’ en ‘regenpijp’ een relatie gelegd worden die het raakvlak ertussen voorstelt.

Nu het raakvlak zich in een centrale databank bevindt, komt het erop aan ook maatregelen in die databank te definiëren voor de verdere opvolging ervan. Die maatregelen worden ‘acties’ genoemd. Zo’n actie geeft dan bijvoorbeeld aan dat iemand moet checken of het gat in de dakgoot wel groot genoeg is om er de regenpijp door te steken.

In een groot project zijn er enorm veel objecten die elkaar ook allemaal kunnen beïnvloeden. Om niets over het hoofd te zien hebben we in de scriptie een techniek ontwikkeld waarmee je raakvlakken kunt opsporen en in kaart brengen. Deze techniek is gebaseerd op het principe van een zogenoemde N²-chart: een matrix met op de hoofddiagonaal de objecten waartussen raakvlakken kunnen bestaan. De andere cellen van de matrix dienen om die raakvlakken aan te duiden. Met een N²-chart kun je vervolgens een verdere analyse uitvoeren om afspraken vast te leggen voor de opvolging van de raakvlakken.

De wereld is 3D

Omdat geometrische raakvlakken altijd te maken hebben met fysieke objecten, kun je de vorm of geometrie van objecten ook gebruiken om de interacties ertussen op te sporen. In de praktijk gebruiken we daarvoor de ontwerpplannen van de objecten, bv. van de dakgoot en de regenpijp, en gaan we daarbij na of die goed op elkaar afgestemd zijn.

In de bouwsector worden plannen traditioneel nog in twee dimensies getekend: bovenaanzicht en doorsneden. Uit het onderzoek blijkt echter dat driedimensionale tekeningen handiger zijn om plannen op elkaar af te stemmen en raakvlakken te ontdekken. Tegenwoordig wordt dan ook steeds meer in 3D ontworpen. Een extra voordeel van driedimensionale tekeningen is dat je raakvlakken niet altijd handmatig moet opsporen en controleren. Er bestaan ondertussen speciale computerprogramma’s die zogenoemde ‘clash detection’-functies hebben. Met die programma’s kun je digitale plannen van verschillende onderdelen uit het project samenbrengen, en gericht zoeken naar fouten. Zo zou het kunnen dat de regenpijp dwars door de dakgoot gaat zonder dat er een gat voorzien is. Dit wordt door het programma gesignaleerd als een ‘clash’ of mogelijk raakvlakprobleem. De software kan dus wel automatisch raakvlakken opsporen, maar praktische testen tonen aan dat een kritische instelling toch nodig blijft.

Ken elkaars raakvlakken

3D-geometrie en de ondersteunende software vormen een aanzienlijke hulp om raakvlakken te beheren. Hiermee is de kous echter niet af. Het lijkt vanzelfsprekend, maar raakvlakken krijg je alleen onder controle als alle partners er open over spreken. Daarom is het belangrijk dat iedereen de raakvlakken kent. Er wordt dan ook gestreefd naar zoveel mogelijk transparantie. Dat betekent dat je het best bijhoudt welke raakvlakken en beslissingen in de loop van het project vastgelegd zijn, en waarom.

Met een aantal cases hebben wij de methode toegepast op een reëel bouwproject. Daaruit blijkt dat bouwen met aandacht voor raakvlakken een ommekeer in de traditionele werkwijze vraagt, maar de voordelen zijn onmiskenbaar. Als je omgaat met raakvlakken zoals hierboven beschreven, zal je zeker bouwfouten vermijden. Dit betekent dat er bespaard kan worden op het sterk gelimiteerde budget. Je zal immers heel wat minder geld moeten besteden aan de correctie van zo’n fouten. Uit een studie bij onze noorderburen is gebleken dat die uitgaven kunnen oplopen tot meer dan € 6 miljard per jaar, wat overeenkomt met ruim 11% van de omzet in de nederlandse bouwsector! Heb jij ook liever dat jouw belastingsgeld aan iets anders wordt gespendeerd?