Gezamenlijke software-ontwikkeling Heijmans, BAM en Ballast Nedam: 'Deze berekeningen moet toch iedereen uitvoeren'

Digitalisering versnelt het ontwerp- en bouwproces enorm, maar kost handenvol geld. Tenminste, als je allemaal je eigen applicaties ontwikkelt. BAM, Ballast Nedam en Heijmans bouwden samen een applicatie voor het geautomatiseerd ontwerpen van grondlichamen. En dat smaakt naar meer.

Voorbelasten van grond voorafgaand aan een wegaanleg lijkt een kwestie van zand erop kieperen en laten inklinken. Maar er komt veel meer bij kijken. Er zijn sonderingen en zettingsberekeningen nodig om een uitgekiend ontwerp te maken. Dat is complex werk en daarom krijgen planners in de huidige praktijk hooguit drie of vier ontwerpvarianten voor hun neus waaruit ze kunnen kiezen. “Met de applicatie die wij hebben gebouwd kun je wel duizend berekeningen maken”, vertelt Léon Tiggelman, sinds kort bij Dura Vermeer, maar namens Heijmans van begin af aan betrokken bij de ontwikkeling van de gezamenlijke applicatie. “En dat is een enorme sprong vooruit.”

In de applicatie zijn databronnen en softwarepakketten gekoppeld en schotelen krachtige algoritmes zo veel ontwerpoplossingen voor als je maar wilt. Als alle berekeningen zijn uitgezet in een puntenwolk is een trendlijn zichtbaar en is de keuze makkelijker. In het verloop van het project vereenvoudigt de applicatie de controle op de planning. Tijdens het voorbelasten zijn voortdurend metingen met een zakbaak nodig ter controle van de gewenste zetting. Verloopt het inklinken anders dan gemodelleerd? Dan rolt er, na invoeren van de data en herberekening, automatisch een nieuwe planning uit de applicatie. “Het is een systeem dat steeds slimmer wordt door alle meetdata die je erin stopt”, vertelt Peter Madlener van automatiseringsplatform VIKTOR, de bouwer van de applicatie. “Daarom is het alleen maar gunstig als er meerdere bouwbedrijven meedoen aan de applicatieontwikkeling.”

Repetitie

Het verhaal begon een jaar of drie geleden, toen Heijmans voor een groot project de fundaties van hoogspanningsmasten zou bouwen. Gezien de hoge mate van repetitie vroeg het bouwbedrijf zich af in hoeverre automatisering van het ontwerpproces mogelijk zou zijn. Daarom klopte het aan bij het jonge ingenieursbureau MOCS, de initiators van het digitale platform VIKTOR. Met hulp van de programmeurs die zij erop zetten, lukte het wonder wel. De slimme oplossing die ze uitwerkten maakte het mogelijk snel en voordelig de krachten op de funderingen te berekenen. Mede daarom wist Heijmans de opdracht binnen te halen.

Samen met programmeurs van VIKTOR werkte Heijmans later ook bij de berekeningen voor een sluisproject in het Wilhelminakanaal in Tilburg. Kortom, de samenwerking was een succes. Opmerkelijk genoeg besloot Heijmans dat succes niet voor zichzelf te houden, maar concludeerde ze dat het gunstig was als anderen zouden meedoen. Waarom? Om te beginnen omdat ontwikkeling van softwareapplicaties duur is, zegt Tiggelman. Alleen al de ontwikkelkosten voor de grondlichamen-app bedragen een slordige 100.000 euro. “Als alle bouwbedrijven één voor één dezelfde applicaties bouwen, gooi je als sector geld over de balk. Er is een duidelijk gezamenlijk belang, deze berekeningen moet toch iedereen uitvoeren.”

Gezamenlijke app

Dat zagen de programmeurs van VIKTOR ook, want zij bouwden met allerlei aannemers applicaties die aardig op elkaar leken. Daarom benaderden ze met Heijmans een aantal infrabedrijven via de Vakgroep Ingenieursbureaus Bouwondernemingen voor de ontwikkeling van een gezamenlijke app. De meeste partijen die werden benaderd, keken liever de kat uit de boom, maar met BAM en Ballast Nedam kwam het tot een overeenkomst. Dat resulteerde binnen drie maanden in een werkende applicatie, die op Valentijnsdag werd gepresenteerd.

“We kenden elkaar al, dus er was meteen vertrouwen”, vertelt Paulus Eckhardt van Ballast Nedam. “Geotechnici weten dat zettingsberekeningen niet concurrentiegevoelig zijn en dat we allemaal iets hebben aan een app die het sneller kan. Samenwerken scheelt tijd en geld, en je hebt meteen de drie specialisten van een paar grote bedrijven bij elkaar in één hok. “Zij wisten precies wat de app moest kunnen; managers kwamen niet te pas aan het inhoudelijk overleg. De specialisten wisten ook welke klippen ze moesten omzeilen om niet op concurrentiegevoelig terrein te belanden.

Inkopen in grondlichamen-app

Volgens de overeenkomst die de drie sloten, is het mogelijk voor andere bedrijven om lid te worden van de digital engineering community (DEC) die is opgericht voor de ontwikkeling van applicaties. Zij kunnen zich bijvoorbeeld inkopen in de grondlichamen-app.

Gesprekken daarover lopen momenteel met andere bouwbedrijven. Toetreding van meer bedrijven maakt het juridisch mogelijk ingewikkelder, denkt Jos van Rijen van BAM. “Maar het is ook gunstig want samen zorg je voor verbetering van de applicatie door de kennis en gegevens die je erin stopt.” BAM kende VIKTOR al van een applicatie voor windmolenfunderingen. De grondlichamen-app gebruikt het bedrijf nu voor het eerst in een tender. “In de aanbiedingsfase komt het van pas, omdat je weinig tijd hebt om dingen uit te zoeken”, zegt van Rijen. “Je kunt allerlei varianten uitrekenen en betere keuzes maken. Je risicoprofiel is beter beheersbaar.”

Reeks samenwerkingsprojecten

De gezamenlijke aanpak van Heijmans, BAM en Ballast Nedam zorgt voor een andere rol voor VIKTOR. Het automatiseringsplatform levert niet meer een service aan een individuele bouwer, maar een product waarmee bouwers zelf aan de slag kunnen. “En dat is prima,” vindt Madlener. “Digitalisering wordt pas echt succesvol als je bedrijven gereedschap geeft om oplossingen uit te werken. Alle interne kennis overdragen aan een externe partij kan oncomfortabel zijn. Dat is nu niet meer nodig.” De digitale parameters die uit de applicatie rollen, ziet hij ook als opstapje naar het BIM-model en Internet of Things-toepassingen.

Hij verwacht dat de grondlichamen-app de eerste is in een lange reeks samenwerkingsprojecten. Heijmans, Ballast Nedam en BAM stelden al een verlanglijstje op. Het gaat onder meer om applicaties voor berekening en parametrisch ontwerp van funderingswerk, dijken, geluidsschermen en tunnelconstructies. Elk ontwerpwerk dat repeterend is, kan profiteren van cloud-based applicaties, zegt Tiggelman.

Optimaal ontwerp

Tiggelman maakte recentelijk de overstap naar Dura Vermeer, dat met VIKTOR al een tunnelapplicatie ontwikkelde waarop menig bouwer jaloers is. Die spuwde voor het megaproject Groene Boog binnen twee dagen een ontwerp uit voor de 2 kilometer lange landtunnel in dit snelwegtraject bij Rotterdam. Dat vergt anders een legertje ingenieurs. Madlener (VIKTOR) is er trots op. “De snelheid waarmee we de iteraties voor dit ontwerp konden leveren is uniek. Hierdoor kun je veel meer secties berekenen, hetgeen resulteert in een optimaal ontwerp.”

Elementaire ontwerpberekeningen

Tiggelman kijkt reikhalzend uit naar een applicatie die het optimale aantal ankerpalen bij onderwaterbeton kan berekenen. Is het niet handiger om zo’n applicatie zelf te ontwikkelen en je concurrenten het zelf te laten uitzoeken? Tiggelman: “Nee, dit zijn elementaire ontwerpberekeningen, die je toch allemaal als bouwer wilt hebben. Als je samen één basisapplicatie ontwikkelt, kun je dat domme rekenwerk snel afronden en je als technicus richten op echt spannende dingen. Daarin zit genoeg ruimte om onderscheidend te zijn.”

Ballast Nedam legde in zijn ‘heibaarheidsanalyse-app’ kennis vast van oude rotten in het vak over benodigd materieel bij heiwerk. Eckhardt: “Jonge mensen kunnen daardoor nog steeds van hun kennis profiteren als zij met pensioen zijn. “Prachtig natuurlijk, maar wil je dergelijke kennis delen met andere bedrijven? Wat gaat er in het algemeen gebeuren met applicaties die bouwbedrijven zelf al voor veel geld hebben ontwikkeld?

Nog niet klaar om te delen

Coen Sanderink van Heijmans geeft toe dat zijn bedrijf vooralsnog niet van plan is zijn met Viktor ontwikkelde – en inmiddels felbegeerde – applicatie voor dijkontwerp te delen. “De voorsprong die wij nu hebben op onze concurrenten is tijdelijk, dat besef ik. Maar die geven we niet zomaar op. We zijn nu binnen de DEC met andere bouwers in gesprek om in dit soort gevallen de oude versie te delen, terwijl je de nieuwste voor jezelf houdt.”

Ingenieursbureaus staan nog niet te trappelen om mee te doen aan samenwerkingsprojecten. Er is vrees dat een deel van het ingenieurswerk in rook zal opgaan. Onterecht, is de communis opinio bij de bouwers. Nieuwe applicaties nemen ‘dom rekenwerk’ over, de specialisten kunnen zich wijden aan slimmer ontwerpen. “We staan aan de vooravond van de automatisering van het hele ontwerpproces”, zegt Jos van Rijen (BAM). “Het is een spannende ontwikkeling dat er meer tijd komt voor het echte denkwerk.”

VIKTOR

VIKTOR is een ontwikkelplatform voor het bouwen van online applicaties voor automatisering van onder meer parametrische ontwerpprocessen. VIKTOR ontstond in 2016 als spin-off van het Delftse ingenieursbureau MOCS.

Het platform hanteert de veelgebruikte programmeertaal Python. Ingenieurs kunnen daarmee zelf applicaties bouwen voor de technische processen van hun bedrijf. Wanneer alle ingenieurs in een team werken via het web-based platform, gebruiken ze allemaal dezelfde gegevensbron. Ontwerpwijzigingen zorgen daardoor via slimme algoritmes automatisch voor aanpassingen bij andere disciplines. Dat versnelt en verbetert het ontwerpproces.