Data management towards an automated structural design process

Loading...
Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis

Date

2020-10-19

Department

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Building Technology (CIV)

Language

en

Pages

58 + 12

Series

Abstract

The advancing digitalization of building design provides possibilities for improving working methods via design automation. Design automation has been implemented through algorithms, with such techniques as parametric algorithm-aided design and machine learning. However, the principal effort has been placed towards automation of specific tasks or portions of tasks, while comprehensive and systematic design automation has not yet been realized. The primary hindrances in developing an automated design system in the construction industry are change resistance and industry fragmentation, in addition to the poor perception of design work as an information leveraging process. Therefore, the aim of this thesis is to study the potential of data management in promoting the development of automation in structural design projects. The hypothesis of this study is that increased design automation increases efficiency in structural design work via proper data management. The research methods of the study are a literature review on design management, information efficiency, design automation and data management as well as interviews on design project management and communication with structural design project managers at a case company. The study shows that effectively implementing comprehensive design automation requires a complementary data flow and design process management system. This thesis proposes a project modelling framework for the systematic handling of structural design processes and their data, which augments preparedness to adopt automation. The framework for project modelling comprises unified process modelling and data modelling. The framework enables designers to enhance their understanding of design processes while keeping control of their work in an automated system. The framework was developed in the structural design perspective and is meant to be used by design project managers, but it is possible to extend the framework by modification to the whole building design value chain.

Lisääntyvä digitalisaatio rakennussuunnittelussa mahdollistaa uusien ja parempien työskentelytapojen kehittämisen suunnitteluautomaation avulla. Suunnittelutyötä onkin automatisoitu käyttämällä algoritmiperusteisia tekniikoita kuten koneoppimista ja parametrista suunnittelua, mutta kokonaisvaltaista suunnittelutyön automatisointia ei ole vielä saavutettu kehityksen keskittyessä yksittäisiin tehtäviin tai niiden osiin. Kokonaisvaltaisen automaation suurimpina esteinä ovat rakennusalan pirstaloituneisuus ja muutosvastaisuus, sekä suunnittelijoiden puutteellinen käsitys suunnittelutyöstä tietoa hyödyntävänä prosessina. Diplomityön tarkoituksena on täten tutkia tiedonhallinnan mahdollisuuksia tukea automaation kehittämistä rakennesuunnittelussa. Tämän työn hypoteesi on, että suunnittelutyön automatisointi nostaa sen tehokkuutta asianmukaisen tiedonhallinnan avulla. Hypoteesi varmennettiin haastatteluilla rakennesuunnitteluprojektien päälliköiden kanssa sekä kirjallisuuskatsauksella, jotka keskittyivät suunnittelun johtamiseen, tiedonkäytön tehokkuuteen, tiedonhallintaan ja suunnitteluautomaatioon. Näiden perusteella työssä ehdotetaan, että kokonaisvaltaisen suunnitteluautomaation implementointi tarvitsee tuekseen tiedon- ja prosessinhallintajärjestelmän ja sellaisen kehittämiseksi on muodostettu projektinmallinnus viitekehys. Projektinmallinnus sisältää metodit systemaattiseen rakennesuunnitteluprojektien tietorakenteiden ja suunnitteluprosessien mallintamiseen, edesauttaen automaation toimeenpanemista. Viitekehys pohjautuu rakennesuunnittelun näkökulmaan, ja on siten tarkoitettu pääasiallisesti rakennesuunnittelun projektipäälliköiden käytettäväksi suunnittelunohjaustyökaluna. Viitekehystä voi kuitenkin olla mahdollista soveltaa koko rakennussuunnittelun arvoketjuun.

Description

Supervisor

Lu, Wei

Thesis advisor

Leppänen, Atte

Keywords

data management, information flow, design automation, process modelling, structural engineering, structural design

Other note

Citation