Als pionier in het gebruik van gewapend beton in de bouw in het begin van de 20e eeuw en een van de pioniers in het gebruik van building information modelling (BIM) als basis voor bouwprojecten in het begin van de 21e eeuw, heeft Turner Construction Company altijd gepleit voor innovatie in wat velen beschouwden als een solide maar niet bijzonder vooruitstrevend marktsegment.
Het is dan ook geen verrassing dat zij een van de eersten waren die twee state-of-the-art scanoplossingen integreerden om hun 3D meetapparatuur uit te breiden: de Leica BLK ARC autonome laserscanmodule gemonteerd op Boston Dynamics' beroemde virale mobiele "robothond" Spot, en Leica Geosystems' eerste handheld imaging laserscanner, de Leica BLK2GO.
Het bedrijf is geen vreemde met laserscannen, met gespecialiseerde teams die al producten gebruiken zoals de Leica RTC360 3D laserscanner als onderdeel van hun building information modelling (BIM) toolkit.
Terwijl de RTC360 meer precisie en detail biedt, is de BLK2GO klein en wendbaar, waardoor hij perfect is voor moeilijk bereikbare plaatsen. Dit opent dus de mogelijkheid om te scannen waar statieven en andere zware apparatuur niet kunnen worden gebruikt.
"Dit geeft ons flexibiliteit die we voorheen niet hadden," legt Kris Wahl, projectmanager Innovaties bij Turner, uit. "We kunnen de tijd en moeite die gemoeid zijn met scannen verminderen en onze veldteams sneller voorzien van kritieke gegevens zodat ze weloverwogen beslissingen kunnen nemen.
Turner is een leider in Lean Construction - het elimineren van verspilling in werkprocessen en het verhogen van de efficiëntie door voortdurende verbetering. Een manier waarop zij dit bereiken is door gedetailleerde 3D-modellen van hun projecten te ontwikkelen voor en tijdens het bouwproces en deze vervolgens aan te vullen met resultaten van real-time scanning.
"Traditioneel laserscannen kan arbeidsintensief en tijdrovend zijn", aldus Wahl. "En we moeten echt vertrouwen op onze Virtual Design and Construction (VDC) medewerkers omdat zij unieke vaardigheden hebben in het omgaan met complexe reality capture technologie."
Hier komt de dynamiek van de BLK2GO om de hoek kijken.
"Met de BLK2GO heb je die technische kennis niet nodig", zegt Wahl. "Elke veldwerker of ingenieur kan snel en gemakkelijk nauwkeurige gegevens vastleggen, zodat we veel vaker kunnen scannen."
Kijk hoe Spot werkt
De vraag naar snelle autonomie is er en vernieuwers zoals Turner bewijzen het succes ervan.
Hoewel er altijd verschillende scanners voor verschillende behoeften zullen zijn, heeft Turner, door de BLK2GO samen te voegen met Spot en later de volledig geïntegreerde BLK ARC op Spot te gebruiken, autonoom scannen in zijn werkstromen kunnen integreren en honderden manuren kunnen besparen.
"Autonomie is echt belangrijk in de bouw, want als we processen automatiseren, zorgen we ervoor dat ze consistent en routinematig zijn, ongeacht wat er verder op de bouwplaats gebeurt", legt Wahl uit. "De gegevens die we via scannen vastleggen zijn echt belangrijk, maar het feitelijke werk van het lopen over de bouwplaats en het scannen is niet het beste gebruik van de tijd en vaardigheden van onze werknemers", vervolgt Wahl. "Als Spot het scannen doet, hebben onze werknemers meer tijd voor taken die te maken hebben met het op schema houden van een project, kwaliteit en veiligheid.
Hoewel de BLK ARC niet hetzelfde detailniveau biedt als de RTC360, is hij wendbaarder dan zijn grotere neef. En dat heeft hem een unieke plaats opgeleverd in het scanrepertoire van Turner.
"We dachten dat we in de meeste gevallen gegevens van RTC360-kwaliteit nodig zouden hebben, dus schone en nauwkeurige gegevens, legt Chris McKee, manager reality capture bij Turner, uit. "En toen gebruikten we de ARC on Spot en hadden we een verrassing: 'We kunnen nog steeds alles zien en we kunnen nog steeds alle metingen doen.' Het is dus alsof je met een hamer of een scalpel werkt. De ARC is de hamer, want we gaan het projectgebied binnen en doen het meeste werk; met minder nauwkeurigheid en minder kwaliteit, maar we kunnen nog steeds de belangrijkste metingen doen. En als we nauwkeurigere gegevens nodig hebben, komt de RTC360 in beeld.
De BLK ARC wordt een kosten- en tijdbesparend onderdeel van het Turner-team
Turner zoekt nu naar meer permanente oplossingen voor dit dynamische duo van laserscanner en robot om routinewerk te minimaliseren, de veiligheid op bouwplaatsen te verhogen en werknemers vrij te maken voor complexere taken. Daartoe heeft het bedrijf een BLK ARC aangeschaft, die nu permanent deel uitmaakt van zijn scanarsenaal.
"Het maakt het voor ons gemakkelijker om de as-built toestand vast te leggen en voortdurend de voortgang en kwaliteit van het werk te controleren", aldus Wahl. "Spot legt routinematig zelf scangegevens vast, die onze VDC-teams vervolgens vergelijken met het gecoördineerde BIM-model om er zeker van te zijn dat alles is geïnstalleerd zoals gepland.
En dat is precies hoe het gebeurt bij Turners vestiging in Ohio, waar een BLK ARC op Spot wordt ingezet om ter plaatse dagelijkse taken en kritische controles van installaties en onderdelen uit te voeren, waardoor de scantijden drastisch worden verkort. Voorheen werd voor deze taak een RTC360 gebruikt. Hoewel deze hoogwaardige scanner een belangrijk onderdeel blijft van het reality capture arsenaal van Turner, maakten de grotere mobiliteit en het autonome capture proces van de BLK ARC hem de eerste keuze voor deze taak.
"Om een voorbeeld te geven: Voor een ruimte van 32 x 23 m2 kost dat ons vier tot vijf uur om te scannen met de RTC360", aldus McKee, die het reality capture-werk op de locatie in Ohio leidt. "Met de ARC deden we het echter in 15 minuten."
Ze gebruiken de BLK ARC, gemonteerd op Spot, ook om belangrijke controles op hun model uit te voeren en grote en kleine fouten op te sporen, waardoor het project over het geheel genomen vlotter verloopt met minder verrassingen.
"Het model moet bijvoorbeeld weergeven hoe dingen gebouwd moeten worden. Dus als we de scan vergelijken met het model, kunnen we zien of er iets is geïnstalleerd dat niet was gepland, zoals een extra pijp, of dat er iets noodzakelijks helemaal niet is geïnstalleerd," zei hij. "Maar met deze workflow is het gemakkelijk om alles bij te houden."
Deze inspanningen werpen al vruchten af. Regelmatige inzet van de BLK ARC on Spot heeft niet alleen brandkasten op de verkeerde plaats en elektrische eenheden buiten het plan ontdekt, maar ook inconsistenties binnen een brandbestrijdingssysteem die een effectieve dekking van installaties in geval van brand zouden hebben verhinderd.
"Dat was het belangrijkste," voegde McKee eraan toe. "Toen we de positie van het brandsprinklersysteem vergeleken met het model, ontdekten we dat het op sommige plaatsen 15 tot 30 centimeter verschilde. Als de sprinklers waren geïnstalleerd volgens de geplande positie van de brandleidingen, zou er een offset van 30 cm zijn geweest en niet de vereiste dekking."
Afscheid nemen van routinewerk
In haar missieverklaring verklaart Turner dat haar "meest waardevolle bezit mensen zijn" en de autonome robotoplossing van Leica voldoet op twee manieren aan dit principe. De eerste is het beschermen van mensen tegen potentieel gevaarlijke omgevingen.
We kunnen Spot toelaten in besloten of gevaarlijke gebieden, maar waar we onze werknemers niet naartoe willen sturen," legt Wahl uit. "Een van de meest voorkomende toepassingen van scannen is het vastleggen van de as-built toestand voordat een renovatie- of sloopproject wordt gestart", zegt Wahl.
"We besteden veel tijd aan de renovatie van oude gebouwen die asbest of andere gevaren bevatten. Met robot scanning vermijden we dat mensen gevaar lopen tijdens de fase van gegevensverzameling. Deze gegevens worden vervolgens gebruikt om het werk beter te plannen, wat ook onze veiligheid ten goede komt.
De tweede is om Turner-medewerkers terug te krijgen naar waar ze goed in zijn: complexe problemen analyseren met behulp van intuïtie en creativiteit.
"Als we bij Turner praten over wat we hopen dat innovatie voor ons en voor de bouwsector zal doen, komen we altijd terug op het doel om verveling en inefficiëntie te elimineren, zodat werknemers hun volledige potentieel kunnen realiseren en lonend en waardevol werk kunnen doen," voegt Wahl toe. "Robotica en automatisering zijn slechts één manier om dit te bereiken. Als repetitieve en tijdrovende handmatige taken wegvallen, kunnen onze werknemers hun vaardigheden en vindingrijkheid gebruiken voor wat echt belangrijk is.
McKee is het daarmee eens. Met de groeiende vloot van Leica Geosystems sensoren - inclusief de nieuwe autonome scanners - kan Turner elke scanner inzetten op een manier die de productiviteit maximaliseert.
"Op dit moment hebben we de spot-mounted BLK ARC opgenomen in onze essentiële workflow vanwege alle gegevens die het ontvangt en de tijd die het bespaart," zei hij. "Stel dat we een gebied moeten scannen. Het is minder tijdrovend om de ARC op Spot te monteren, naar de te scannen locatie te gaan, Spot over een zeer groot gebied te laten rijden en de gegevens te downloaden en te verwerken dan een medewerker erop uit te sturen om het scannen met de RTC360 te doen. Het eerste kost ongeveer een derde tot een kwart van de tijd," vervolgt hij. "We hebben een punt bereikt waarop we niet meer zonder kunnen.
Het GROTE plaatje
De mogelijkheid van Turner om meer scans uit te voeren en meer gedetailleerde en uitgebreide as-built modellen te maken blijft zijn klanten ten goede komen, lang nadat de bouw is voltooid. Ook al vinden de klanten van Turner innovatieve manieren om de modellen te gebruiken, zoals voor noodplanning, ze worden het vaakst gebruikt voor onderhoud en renovatie van gebouwen.
"As-built modellen kunnen worden gebruikt om achter muren en boven plafonds te kijken. Zo weet je precies waar verbindingen moeten worden gemaakt tussen bestaande en toekomstige systemen. Het maakt alles veel gemakkelijker," legt McKee uit. De BLK ARC optimaliseert echt ons vermogen om resultaten te leveren die een eigenaar helpen bij het beheer en onderhoud van zijn gebouw, gedurende de hele levenscyclus.
