Scenario demonstratieproject COINS

Inhoud

Inleiding

In het kader van werkpakket SCENARIO van Coins is besloten in een hoog tempo een aantal stappen voorwaarts te maken. Deze stappen behelzen: een eerste opzet van het COINS Informatiemodel voor de Bouw (CIB), een eerste opzet van de COINS Engineering Methode voor de bouw (CEM) en een demonstratie (experiment) van de mogelijke werking van een en ander. De ontwikkeling gaat andersom: aan de hand van het demonstratieproject worden de aspecten die te maken hebben met CIB en CEM geïsoleerd waarna deze worden geformaliseerd. Hierdoor kunnen de eerste stappen klein gehouden worden. Dit document bevat het scenario van de beoogde demonstratie (experiment).

Beeld van de demo (het experiment)

Hoewel de COINS methodiek drie niveaus kent (de acties door de eindgebruikers, de logica van de workflow en de interactie tussen diverse soorten software), en voor elk niveau een demonstratie cq. experiment denkbaar is, wordt in dit stadium uitsluitend een experiment voorzien mbt. de acties van de eindgebruikers, gebruik makend van een denkbeeldige applicatie waarin de twee andere niveaus zijn inbegrepen. De demonstratie vindt plaats ergens halverwege het (aan onze methode aangepaste) Utility Ducts project (bekend uit andere werkpakketten). De demonstratie toont de volgende aspecten:

  1. Het ontwerpen van en met objecten
  2. Het veranderen van de toestand van objecten
  3. De werking van de begrippen ‘functie’, ‘ruimte , ‘vorm’ en ‘materie’.
  4. Het overdragen van verantwoordelijkheden (eigendom) van objecten
  5. Uitbesteding (=deelontwerp) en Inkoop (=bibliotheekgebruik).

Context

Het probleem

Het probleem dat de aanleiding vormt tot het praktijkproject laat zich, in termen van de gebruiker, als volgt omschrijven:

De gemeente Rotterdam moet een aantal panden in een renovatiewijk aansluiten aan een aantal nutsvoorzieningen en deze aansluitingen voor een bekend aantal jaren in stand houden. Tevens moet de mogelijkheid geboden worden om deze aansluitingen (qua aantal en soort) gedurende die jaren aan te passen of te verwijderen, zonder veel overlast voor de omgeving.

Op basis van deze formulering is een oplossingsrichting gekozen: ‘Utility Ducts’. Deze oplossing laat zich als volgt omschrijven:

In de wijk wordt een systeem aangelegd bestaande uit een aantal betonnen putten, groot genoeg om in te werken en de bochten van de kabels en leidingen van de nutsvoorzieningen te bevatten. Deze putten zijn met elkaar en met de huizen verbonden door middel van een aantal mantelbuizen waarin de kabels en leidingen worden aangelegd. De putten worden afgesloten met een deksel.

De uitgangssituatie

Er is een ProjectOrganisatie opgericht, met als doel om het geformuleerde probleem via de gegeven richting op te lossen. De PO heeft een projectplan gemaakt. Door de PO is besloten om de COINS Engineering Methode te volgen. . De bouwprogrammering heeft voor een deel plaatsgevonden. Dat wil zeggen dat partners in het project afspraken gemaakt hebben over: rollen, toestanden, toestandsovergangen, informatie op de grensvlakken en relevantie van informatie. Daarnaast is het centrale informatiesysteem ingericht volgens de afspraken en is beschikbaar voor de deelnemende rollen. Er is een (al of niet denkbeeldige) applicatie beschikbaar waarmee de benodigde activiteiten kunnen worden uitgevoerd. De applicatie (of de onderliggende database) bevat al gegevens over het terrein, de omgeving en de aanwezige infrastructuur, zowel onder- als bovengronds. Ook de gegevens van de huisaansluitingen zijn beschikbaar. In de beschikbare applicatie zijn enkele relevante bibliotheken beschikbaar gemaakt. Daarin vinden we schematische voorstellingen van putten en mantelbuizen en toebehoren. Ook vinden we in de bibliotheken enkele standaard putten in grove ruimtelijke vorm.

Lijst van rollen
Enlarge
Lijst van rollen
Er zijn vijf rollen voorzien:
  • De opdrachtgever
  • De hoofdontwerper (tevens projectregisseur)
  • De ontwerper van de leverancier van de put
  • De ontwerper van de inrichting van de put
  • Leverancier van materialen

Eventueel kan dit worden uitgebreid met:

  • Een inkoper
  • Een uitvoerder

Niet alle rollen worden onmiddellijk ingevuld. De partijen die meedoen zijn vertrouwd met de engineering methode en het informatiemodel. Alle rollen hebben toegang tot het informatiesysteem en kunnen alle informatie lezen. De mogelijkheden om informatie te creëren, te wijzigen of te verwijderen is afhankelijk van de rol en de toestand van de objecten.
NB: Het is aan te bevelen om een aparte rol te definiëren voor de projectregisseur, want het goedkeuren en vrijgeven van informatie is een aparte taak en verantwoordelijkheid.

Het volgende schema laat zien welke taken uitgevoerd moeten worden en welke belangrijke afhankelijkheden tussen de taken bestaan. Door middel van een kleuren is aangegeven hoe de taken over de rollen verdeeld zijn.

Taken in het proces
Taken in het proces

Tijdens de Bouwprogrammering is bepaald welke toestanden van de bouwdelen van belang zijn om bij te houden. Het volgende toestanden zijn gekozen:

  • Conceptueel ontwerp/In bewerking
  • Conceptueel ontwerp/Goedgekeurd
  • Conceptueel ontwerp/In wijziging
  • Vrijgegeven voor Constructief ontwerp
  • Constructief ontwerp/In bewerking
  • Constructief ontwerp/Goedgekeurd
  • Constructief ontwerp/In wijziging
  • Vrijgegeven voor inkoop of fabricage

De toestandsovergangen zijn in het volgende schema vastgelegd:

De toestandsovergangen van bouwdelen
De toestandsovergangen van bouwdelen

Synopsis

Conceptueel ontwerp/Bepaal de functiedelen en lay-out

De demo begint met de hoofdontwerper die de vraagspecificatie van de opdrachtgever op zijn beeldscherm krijgt. Deze vraagspecificatie is in de bijlagen (moet nog wel even gebeuren) van dit document opgenomen. Op basis van de vraagspecificatie bedenkt de hoofdontwerper welke systemen (of functiegroepen) deel zullen uitmaken van het beoogde bouwwerk. Een van de eerste dingen die gedaan wordt nadat de oplossingsrichting is bekend gemaakt, is het bedenken (in functionele termen) van wat er moet komen. Dat wordt vastgelegd in de vorm van een systeemhiërarchie:

  1. Utility Ducts
    1. Putten
      1. Bak
      2. Deksel
      3. Inrichting
    2. Mantelbuizen
    3. Huisaansluitingen
    4. Waterafvoer
    5. Elektrische installatie

Deze indeling kunnen we ook als schema weergeven:

De functionele indeling van het bouwwerk Utility Ducts
Enlarge
De functionele indeling van het bouwwerk Utility Ducts

Hebben we een ruwe indeling van de systemen (en daarmee van de hoofdcomponenten) van het project gemaakt, dan is de wens om een grove lay-out van het Utility duct-systeem te bepalen en de componenten daarvan in te passen in de omgeving. Hiervoor moet bekend zijn waar de huizen zijn, waar de aansluitpunten van die huizen zijn, waar de straten lopen en welke obstakels (in en boven de grond) nog meer een rol spelen.

In het informatiesysteem is een bovenaanzicht van de bouwlocatie beschikbaar. Ook zijn hierin de obstakels in de grond zichtbaar. Met behulp van een beschikbare applicatie worden door de hoofdontwerper op schematische wijze de putten en het tracé bepaald en zichtbaar gemaakt. De mantelbuizen worden nu bv. nog slechts voorgesteld door één lijn en de putten door een grijs vierkantje (of kubusje). Ieder onderdeel dat op het schema onderscheiden wordt krijgt van de hoofdontwerper een duidelijk herkenbaar en uniek kenmerk. Met de voorgaande activiteit zijn functiedelen bepaald. Iedere put is geïdentificeerd, heeft een eigen naam en heeft een eigen codering. Uiteraard maakt iedere put deel uit van de systeemgroep 'Putten'. Het aardige is dat ons informatiesysteem nu al een inhoudsopgave kan maken van het werk dat opgeleverd moet worden. Dit wordt een Systeem Inhouds Opgave (SIO) genoemd.

In dit geval zijn dat:

  • 13, in principe identieke putten
  • Verbonden met elkaar en met de huizen via bundels rechte mantelbuizen
  • Elke put is ter hoogte van een huisaansluiting gedacht
  • Er zijn geen hoeken anders dan 90 en 180 graden.

Voor details met betrekking tot de positionering van de verschillende functiedelen zie de achtergrondnotitie De globale positie van functiedelen. We gaan ervan uit dat bij het positioneren ook de verticale positie van de functiedelen is bepaald (put op juiste hoogte t.o.v. het wegdek en juiste verval in de mantelbuizen); uiteraard zal dit in de fase Constructief Ontwerp nog een keer opnieuw moeten gebeuren.

Conceptueel ontwerp/Vorm geven aan functie-eisen

Functies Utility Ducts

In de wijk wordt een systeem aangelegd bestaande uit een aantal betonnen putten, groot genoeg om in te werken en de bochten van de kabels en leidingen van de nutsvoorzieningen te bevatten. Deze putten zijn met elkaar en met de huizen verbonden door middel van een aantal mantelbuizen waarin de kabels en leidingen worden aangelegd. De putten worden afgesloten met een deksel.

Hoofdsysteem UD1000: Utility Ducts
Doel: Het bieden van de mogelijkheid om een aantal panden in het Lloyd kwartier aan te sluiten op de nutsvoorzieningen.
Functies:

  1. Bieden van een aantal droge ondergrondse werkruimten voor het aanbrengen van nutsleidingen, het maken van aftakkingen tbv. de huisaansluiting en het aanbrengen en opstellen van eventuele appendages (=SubSysteem UD.1100 de Putten)
  2. Het bieden van een droge ruimte voor het doorvoeren en ondersteunen van de nutsleidingen over een middelgrote afstand (=SS UD.1200 de Mantelbuizen)
  3. Het afvoeren van (lek-)water uit de putten en de mantelbuizen naar het riool (=SS UD.1400 de Waterafvoer)

Subssteem UD.1100 De Putten
Doel: Bieden van een (aantal) droge ondergrondse werkruimte(n) voor het aanbrengen van nutsleidingen, het maken van aftakkingen tbv. de huisaansluiting en het aanbrengen en opstellen van eventuele appendages.
Functies (voor elke put):

  1. het bieden van een veilige inrichting. (=SS UD.1130 de Inrichting)
  2. in stand houden van die binnenruimte door het tegenhouden van grond en water en het geleiden van lekwater naar een centraal afvoerpunt (=SS UD.1110 de Bak)
  3. het bieden van toegang voor mensen en materialen en het afsluiten van de binnenruimte tegen onbevoegden, water en vuil (=SS UD.1120 het Deksel).
  4. het water- en gronddicht aansluiten van de mantelbuizen (=SS UD.1140 de Kam)

Subsysteem UD.1110 De Bak
Doel: in stand houden van die binnenruimte door het tegenhouden van grond en water en het geleiden van lekwater naar een centraal afvoerpunt.
Functies:

  1. Het tegenhouden van grond en water
  2. Het vuil en waterdicht laten aansluiten van het Deksel
  3. Het grond en waterdicht laten aansluiten van de Kam
  4. Het bieden van steunpunten voor de inrichting van de binnenruimte
  5. Het afvoeren van krachten naar de ondergrond (de fundering)
  6. Het geleiden van lekwater naar een centraal afvoerpunt

Subsysteem UD.1130 De Inrichting
Doel: het bieden van montagepanelen, bordessen, ladder etc.
Functies:

  1. Het bieden van mogelijkheden voor het vastmaken van nutsleidingen, appendages en aftakkingen
  2. Het bieden van veilige en verlichte plaatsen en ditto toegang tot die plaatsen voor het personeel
  3. het aansluiten aan de voor de inrichting bestemde steunpunten in de put

Subsysteem UD.1200 De Mantelbuizen
Doel: Het bieden van een droge ruimte voor het doorvoeren en ondersteunen van de nutsleidingen over een middelgrote afstand.
Functies (voor eke mantelbuis):

  1. Het bieden van een of meer droge ruimten voor het (met geringe krachten) aanbrengen van nutsleidingen.
  2. Het ondersteunen van de nutsleidingen
  3. Het buiten houden van grond en water
  4. Het water- en gronddicht aansluiten aan de putten

Subsysteem UD.1400 De Waterafvoer
Doel: Het afvoeren van (lek-)water uit de putten en de mantelbuizen naar het riool. Etc. etc.

Subsysteem UD.1500
Doel: Het verzorgen van elektrische aansluitingen ten behoeve van verlichting en gereedschappen in de putten, etc. etc.

Conceptueel ontwerp/Bepaal binnenmaten put

Binnenmaten en uiterste buitenmaten
De demo gaat verder met de hoofdontwerper die op basis van beschikbare gegevens de binnenmaten van een put moet gaan bepalen. De functie die hij hiermee o.a. wil gaan vastleggen is ‘het bieden ruimte voor aftakkingen van de hoofdlijnen tbv huisaansluiting’ (zie voor een uitgebreidere definitie de formele functiebeschrijvingen). De invulling hiervan is in eerste instantie ‘ruimte’. Het bepalen van de binnenmaten wordt (tbv. de eenvoud van de demo?) buiten de applicatie gedaan. Zijn de binnenmaten bekend, dan worden deze in de applicatie ingevoerd en zichtbaar gemaakt. Deze ruimte moet ondergronds worden gerealiseerd. De manier waarop dit zal worden gedaan is door het ingraven van een betonnen put. De functie van de put in dat verband is dus : ‘in stand houden van de binnenruimte door het tegenhouden van grond en water’ (zie ook de formele functiebeschrijvingen). Ook deze functie is (of wordt) ingevoerd in het systeem. De uitwerking van de consequenties van deze functies leveren gegevens op mbt de benodigde wanddikten van de betonnen put. De uiterste maten worden ingevoerd. Dit geeft een serie randvoorwaarden voor de persoon die de put in detail gaat ontwerpen. Er wordt besloten dat de putten in prefab worden gemaakt, en dus niet in situ worden gestort. Dit houdt in dat de putten over de weg getransporteerd moeten worden. Dit legt weer beperkingen op aan de uiterste afmetingen en het uiterste gewicht. Deze grenswaarden worden ook (als eisen cq randvoorwaarden) in het systeem ingevoerd. De maximale maten worden gebruikt om de locaties te toetsen op intersecties met andere, reeds aanwezige objecten, zoals bv. ondergrondse leidingen, funderingen, rioleringen etc.

Review maximale maten

Aan de had van deze intersectie controle (deze review wordt 3D uitgevoerd) worden waar nodig de maximale maten aangepast (in de demo zijn twee intersecties voorzien: één waarbij de put verplaatst moet worden om de intersectie te voorkomen en één waarbij de uiterste maten wat moeten worden bijgesteld of ook de put verplaatst moet worden, naar keuze). Uiteindelijk worden de bij het ontwerp gebruikte en gegenereerde gegevens gefixeerd. De status van de betrokken objecten verandert hiermee van Conceptueel Ontwerp/In bewerking in Conceptueel Ontwerp/Goedgekeurd Als eigenaar van de objecten fungeert nog steeds de persoon die de objecten heeft ontworpen; dit is de hoofdontwerper. Het bouwdeel Put (met alle bijbehorende objecten) wordt nu vrijgegeven voor gebruik door de ontwerper van de leverancier van de put. De status verandert in Constructief Ontwerp/In bewerking. Het ‘eigendom’ van de gegevens ondergaat nu ook een verandering. Omdat de grensmaten ter beschikking zijn gesteld aan derden, mogen deze niet meer zonder meer gewijzigd worden door de oorspronkelijke eigenaar. Maar ook de nieuwe gebruiker mag niet zomaar de grenswaarden aanpassen. Eea moet zo zijn geregeld dat, wil de eerste eigenaar (de oorspronkelijke ontwerper) de grensmaten aanpassen, dit pas kan na overleg met de huidige ontwerper van de put (de leverancier), en wil de huidige ontwerper (de leverancier) de grensmaten aanpassen, dan kan dit pas na goedkeuring van de oorspronkelijke ontwerper. (Dit lijkt me mooi iets voor een VISI transactie). De oorspronkelijke ontwerper blijft eigenaar van de grensmaten, maar heeft in dit stadium op zijn minst een meldingsplicht aan de leverancier. De leverancier mag uitsluitend een verzoek tot wijziging richten aan de eigenaar van de grensmaten. Pas na verleende toestemming mag hij de nieuwe maten gebruiken. Binnen de hem toegemeten grensmaten is de huidige ontwerper (leverancier) vrij om afmetingen te genereren en aan te passen.
NB: let op: tot hier is het scenario nog volledig functioneel en ruimtelijk, er is nog geen materie!

Conceptueel ontwerp/Vervaardig kosten- en tijdramingen

De juiste kentallen worden geselecteerd of vastgesteld. Aan de hand van de vastgelegde functiedelen, de aantallen en dimensies kan een raming gemaakt worden van de kosten.

Constructief ontwerp/Analyse/dimensionering constructie

De leverancier logt nu in en krijgt de hem toegewezen objecten te zien. Hij concentreert zich op het ontwerp van de betonnen wanden. Het inrichten van de put blijft bij de oorspronkelijke hoofdontwerper. De oorspronkelijke hoofdontwerper laat het ontwerpen van de inrichting over aan een collega, de ‘ontwerper inrichting’ en wijst daarom het object ‘binnenruimte’ aan hem toe. Dit impliceert weer een transactietraject wanneer er wijzigingen aan die grensmaat moet worden aangebracht. Niet alleen de oorspronkelijke ontwerper moet op de hoogte zijn, maar ook de leverancier van de put, omdat deze binnenruimte een wezenlijk onderdeel uitmaakt van zijn randvoorwaarden. De demo voorziet in een verzoek tot aanpassing van de binnenruimte, geïnitieerd door de ontwerper van de inrichting. De reden voor dit verzoek is de afmeting van een standaardpaneel voor de montage van appendages. Door van standaardmaten uit te gaan kan de inrichting goedkoper worden. Het verzoek, mits tijdig gedaan, moet kunnen worden gehonoreerd De inrichting van de put zal op een aantal punten contact maken cq. verbonden moeten zijn met de binnenwanden van de put. Daarom zijn bij beide betrokken partijen continue de betreffende objecten zichtbaar, hoewel de ene partij geen veranderingen kan aanbrengen in de objecten die behoren bij de andere partij. Is dit toch gewenst, dan zal altijd een verzoek tot aanpassing moeten worden verstuurd. In geval van patstellingen beslist de overall eigenaar. De demo voorziet in een verandering van locatie van het mangat in het deksel van de put en daarmee van de positie van de ladder, behorende bij de inrichting. In onderling overleg wordt de nieuwe positie van mangat en ladder vastgelegd. NB. De applicatie geeft continue aan wanneer objecten die op elkaar moeten aansluiten (met elkaar verbonden moeten zijn) dit niet meer doen. Verplaatst dus de eigenaar van het deksel het mangat, dan zal op het beeldscherm van de eigenaar van de inrichting een waarschuwing moeten oplichten dat de positie van de ladder in relatie tot het mangat niet meer juist is. De applicatie moet ook checken of er bv al een ladder is geplaatst. Is dat het geval, dan moet er ook een waarschuwing worden getoond wanneer het mangat wordt verplaatst. Is er nog geen ladder geplaatst dan kan die waarschuwing misschien wel achterwege blijven. Bij het inrichten van de put wordt ook gebruik gemaakt van standaardcomponenten uit een bibliotheek. Deze bibliotheek wordt bv. door een appendageleverancier beschikbaar gesteld op het internet. De ontwerper inrichting sleept dan de gewenste component vanaf de internetbladzijde direct in zijn applicatie en kan dit object verder op de gebruikelijke wijze manipuleren.. Eventueel kan een extra stap worden ingevoegd, nl. dat de ontwerper van de inrichting eerst ruimte reserveert voor een appendage en deze ruimte pas later invult met een standaardcomponent, maar daar hoort dan wel een goed verhaal bij.

Waneer het putontwerp en de inrichting klaar zijn, worden deze gefixeerd (èn wordt de status veranderd) en weer ‘teruggegeven’ aan de oorspronkelijke ontwerper. Deze kan ze op de gewenste locatie plaatsen, maar kan ook het logistieke proces simuleren, om beslissingen te kunnen nemen over welke onderdelen wanneer worden geplaatst (zo is de keuze van plaatsen van de inrichting bv. nog vrij. Dat kan in de fabriek gebeuren, maar ook pas wanneer de put is geplaatst).

Tenslotte is het met de demo mogelijk om op elk gewenst moment overzichten en doorsneden van de ingevoerde gegevens te genereren, bv. stuklijsten, tekeningen etc.

Een 3D-model van de put kan via deze link gedownload worden.

Aanvullingen

Tot zover de handelingen bij de demo. Naar wens kan dit verder worden uitgebreid cq. verdiept. Maar het is ook mogelijk (en misschien wel noodzakelijk) om een tweede demo te maken die laat zien wat er onder de motorkap gebeurt. Met andere woorden: welke objecten worden er gemaakt, hoe gaat de implementatie te werk, welke gegevens zijn op te vragen, maar ook hoe de verschillende softwarecomponenten met elkaar communiceren. In de ideale situatie zouden deze twee demo’s naast elkaar moeten lopen (en met elkaar gegevens kunnen uitwisselen)

[Vorige] [Volgende] [Inhoudsopgave]

Afkomstig van CoinsWiki NL, de Vrije Encyclopedie. "http://www.coinsweb.nl/wiki/index.php/Scenario_demonstratieproject_COINS"
Personal tools