objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
DESCRIPTION
Objekt-orienterte Produktmodeller i Byggenæringen. Av Eirik Kalstveit. Oppgaveteksten. Innledning Digital Produktmodellering Utvikling av konseptuell modell. Forstå produktet. Forstå produktutviklings-prosessen. Forstå produksjonsprosessen. Oppgaveteksten. Innledning - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Objekt-orienterte Produktmodeller i Byggenæringen
Av Eirik Kalstveit
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Oppgaveteksten
• Innledning– Digital Produktmodellering
• Utvikling av konseptuell modell
Forstå produktetForstå produktetForstå produktutviklings-prosessenForstå produktutviklings-prosessenForstå produksjonsprosessenForstå produksjonsprosessen
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Oppgaveteksten
• Innledning– Digital Produktmodellering
• Implementering i et datamaskinverktøy
Omsette konseptuell modell til et ”kjørbart” program i en datamaskin
Velge et høvelig verktøy
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Oppgaveteksten
• Innledning– Internasjonale prosjekter
ISO/STEP(International Standardization Organisation)
POSC/CAESAR(Petrotechnical Open Software Corporation)
Standard for the Exchange of Product Model Data, ISO 10303
Felles informasjonsmodeller
for petroleumsindustrien
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Oppgavebesvarelsen
• Tilgjengelig på internett etter 15. desember– http://www.selvaag.no/diplom97.htm
• Inneholder– Presentasjon av litteratur/web-studium– Modell av enebolig– Produkt/prosess-modell (eventuelt)
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Informasjonsutveksling
System ASystem A System BSystem B
NURBS
Circle
Polyline
Neutralformat
Overføring av data er en tilnærming
Ulike konsepter fører til uønskede avvik
System A og B er bygget på forskjellig logikk, noe som gjør at dataoverføringen er lik, men logikken som tolker dataene avviker
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hva er et produkt
• Fysisk eller abstrakt objekt, med en kompleksitet som gjør det nødvendig med en eksakt definisjon, planlegging og koordinasjon for å realisere objektet
• Typisk produkt: Bygninger, skip, biler, industrianlegg
• Kan være enestående (Oljeplattform), eller masseprodusert (PC’er)
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hva er en modell?
• Et diagram er ikke en modell, men en representasjon av modellen.
• En modell kan brukes av en ”modellmaskin” (F eks en PC)
• En modell forenkler virkeligheten for å få frem ”kjernen” i det som skal produseres.
”A model is a structure that a systemcan use to simulate or anticipate thebehavior of something else” -Marvin Minsky
”A model is a structure that a systemcan use to simulate or anticipate thebehavior of something else” -Marvin Minsky
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Ventil PCV0321
Utstyrs data-ark
3D DAK
Eksempel: Ventil PCV0321
Hentet fra POSC/CAESAR prosjektet
Eksempel på gjenbruk (flerbruk) av data.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hvorfor produktmodell?
• Automatisere boligbygging– Fokus flyttes til kunnskapstilegning– Utveksling og deling av informasjon blir en
viktig del av prosessen.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hvorfor produktmodell?
• Effektiv bruk av IT forutsetter omorganisering av arbeidsprosesser– Kommunisere på nye måter– Informasjon blir delt mellom aktører– Standardiseringer av konsepter for å unngå
feiltolkinger og kommunikasjonssvikt i byggeprosessen.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hensikt med en produktmodell
• Kommunikasjon mellom involverte parter. (Gjensidig forståelse og idéutveksling?)
• Informasjon utveksles og deles
• Redusere kompleksiteten til et produkt.
”Everything should be made as simpleas possible, but not simpler”
-Einstein
”Everything should be made as simpleas possible, but not simpler”
-Einstein
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
”Livshjulet” for et produktGjennom konseptuelt design blir hovedtrekk
diskutert, og prinsipielle avgjørelser tatt.
Her betraktes produktet som en enhet, de ulike valgte
løsninger gir erfaringer og kunnskap
Her blir produktet realisert, fra bunn til topp (bottom-up) fra detaljert
til overordnet nivå
Detaljert design baseres på produktdefinisjonen, og
innebærer spesifiseringer av løsninger.
Midtsirkelen og kanalene i figuren
representerer produktmodellen og innfører en ny måte å
organisere byggeprosessen på, der
det ikke lenger er en bestemt rekkefølge på
når ”ting” skjer
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Objekt-orientert tilnærming
• ”Naturlig” å dele inn ”verden” i objekter
• Fokus på dataoppbygging (struktur) for funksjon
• ”Sømløs” utviklingsprosess
• Utviklingsprosessen er iterativ (prøv og feil)
•Objekter har visse egenskaper og virkemåter•”Samarbeider” med andre objekter.•Kommuniserer med andre objekter
•Objekter har visse egenskaper og virkemåter•”Samarbeider” med andre objekter.•Kommuniserer med andre objekter
•Stabil base for utviklingsprosessen•Objekter er beskyttet mot uønskede forandringer
•Stabil base for utviklingsprosessen•Objekter er beskyttet mot uønskede forandringer
•Definerer problemorienterte objekter tidlig•Utvider disse objektene gjennom prosessen•Sømløs siden notasjonen er lik hele tiden
•Definerer problemorienterte objekter tidlig•Utvider disse objektene gjennom prosessen•Sømløs siden notasjonen er lik hele tiden•Hver iterasjon klargjør egenskaper i stedetfor å modifisere arbeid som allerede er gjort
•Hver iterasjon klargjør egenskaper i stedetfor å modifisere arbeid som allerede er gjort
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Nordre Nes Enebolig nr 7
Konseptuell beskrivelse med notasjon etter Rumbaugh’s Object Modeling
Technique
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hva er en enebolig?
En plass å oppholde segVegger, vinduer,
dører og pipeetc etc
Tegninger
Mye arbeid!!!???
Kostnader
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hvordan modellere en enebolig
KOSTNADSOVERSLAG
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hovedfaser i modellen
DESIGN(Beskrivelse)
REALISERING(Slik det blir gjort)
GENERISK
SPESIFIKK
FOREKOMST
En KATEGORI av konstruksjoner, f. eks boliger
En TYPE av konstruksjoner, f. eks enebolig type Nordre Nes
En spesiell FOREKOMST av typen, f. eks Nordre Nes hus nr 7
ER
FA
RIN
GK
UN
NS
KA
P
På generisk nivå finnes ”generell” kunnskap, det kan være prinsipper, metoder og teorier...
Realiseringen gir erfaringertilbake til generisk nivå
Design er en prosess som tilfører kunnskap fra et overordnet nivå,
ned til en spesifikk forekomst
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Design vs Realisering
• Design-nivå beskriver løsninger
• Mest arbeid på realiseringsnivå– Komponentbiblioteket– Standard løsninger– Varekataloger (Fra leverandører)
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
(Fra A Ekholm: ”A conceptual framework for classification of construction work”)
Skisse Plan Detalj
Økende detaljomfang
• Objekter må være i stand til å ta vare på økende detaljomfang etter hvert som designfasen skrider frem.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
(Fra A Ekholm: ”A conceptual framework for classification of construction work”)
Klassifisering av objekter
• Objekter må kunne ha varierende funksjons- og komponent-egenskaper.
Objekter med en bestemt egenskap kan hentes fra en database, etter klassifisering
Slik kan tradisjonelle bygningsklasser, men også f eks lyd-isolasjon og brann-motstand, organiseres
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
”Ting” kan være både objekt og relasjon
Forbindelse er et objekt som realiseres ved en standard løsning, men erogså en relasjon mellomVegg1 og Vegg2
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
”Ting” kan være både objekt og relasjon
TV-stue
Et rom er en relasjon mellom gulv, vegg og tak samtidig som det er et eget objekt med plassering og betegnelse
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Kommentar/beskrivelse av objekt
• Alle objekter bør referere til (eie) en kommentar som beskriver formål, funksjon og evt andre spesifikke ting.
• Kommentar er et eget objekt.
• Nyttig for å oppnå forståelse og entydighet
• Bør kunne tilordnes flere verdier
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
En attributt bør kunne ha flere verdier
Attributt
Operasjon
Komponent
Forventet
Skranker
Realisert
Planlagt
Kalkulering
Regler
Manipulering
Standard løsn.
Forskrifter Tvang
Selvaag standarder
Verdi tilordnes/settes etter hvor man befinner seg i design-/prosjektfasen
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Eksempel: Kostnad
• Kostnader er usikre i planleggingsfasen, da bruker man planlagt og forventet kostnad som verdi.
• Egentlig kostnad får man først når bygget er ferdig bygget og regnskapet er sluttført.
• Erfart kostnad gir da erfaringer tilbake til designfasen.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Informasjon på ulike nivåer
• 4 ”abstraheringsnivåer”• Informasjon kan
realiseres fra ulike nivåer (Hentes i strukturen)
• Alle subklasser kan ”arve” fra generisk ”superklasse”
Generisk
Spesifikk
Komponent
Bibliotek
Består av
Realiseres ved
BoligerObjekt,relasjon
"er en slags"
Standardkomponenter
Er en slags
F eks vegg
Boligtypenr 7
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Eksempel: Boareal
• Boareal kan hentes fra totalt boareal som kan være f. eks 170 m2. Design-nivå.
• Boareal kan også kalkuleres vha alle roms areal. Verdien blir da hentet nedenfra i strukturen og fastsatt etter valgte løsninger. Verdien kan da være f. eks 168 m2.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Relasjoner
• Antall relasjoner mellom objekter i et system er stort
• Oppstår som følge av:– Fysisk sammenkobling– Geometrisk oppbygging (rom)– Hierarkisk posisjon
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Ulike relasjoner
• består av– dekomponering
• er en slags– beskriver arv/slektskap
• forbinder– relasjoner mellom objekter
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Ulike relasjoner
• realiseres ved– et designobjekt realiseres ved valgt løsning fra
komponentbiblioteket
• leveres av– relasjon mellom produkt og leverandør
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Geometri/utforming
• Kan med fordel beskrives ved egen objekt-klasse, kalt f. eks RefGeometri
• Unngår problemer med kalkulasjoner fra f. eks transformasjonsmatriser som kan gi store numeriske operasjoner.*
• Mindre risiko for feil, mer effektiv konsistenskontroll.*
(*Kilde: Dale, S I: Object-oriented Product Modeling for Structural Design)
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Referansegeometri
• To måter å representere oppbygning på:– Geometrisk– Topologisk
• Geometri beskriver form og plassering i rommet til en figur.
• Topologi er ”limet” som binder sammen geometrisk informasjon om punkt, linjer, flater og skall.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Geometrisk
• Er lagret i modellen som figurer, linjer etc.– En linje beskrives ved hjelp av en funksjon, f.
eks: y = 1 + x
• Kan ta unødvendig mye plass, da geometriske data er permanent lagret.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Topologisk
• Beskriver sammenheng mellom punkt, linjer og flater.– En linje, L1, beskrives som sammenkoblingen
mellom 2 punkt p1 og p2
• Fordelen med topologisk representasjon av geometri er at informasjonen kan genereres når man trenger det, og man unngår feiltolking av informasjon om tilstøtende objekter.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Hvordan behandle geometri?
• Man bør bestemme seg for en måte å representere ting på.
• Man bør bestemme hvilken geometri systemet kan behandle.
• Det vil i alle tilfeller ligge mye arbeid i å utarbeide og implementere en fornuftig og brukende geometri-beskrivelse.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Design-nivå
Beskrivelse av hvordan ”ting” bør gjøres
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Felles attributter og beskrivelser
• Attributter for alle objekter:– Symbol (F eks ikon)– Kostnad (På forskjellig nivå)– Byggetid (Erfaringsmessig)
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Design-nivå
• Setter krav til og beskriver løsninger – Byggeforskrifter oppfylles– Standarder– Andre
• ”Top-down”-design– Dekomponering av enebolig, man definerer hva
en enebolig består av og grupperer de ulike delene etter ting som er felles
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Design-nivå
• Objekter på design-nivå har attributter som avhenger av andre attributter:– Et rom er ikke et fysisk objekt, attributter finnes
vha relasjonene mellom gulv, vegg og tak– Kostnad på design-nivå består av alle
komponenters kostnader.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Enebolig
FASADE
BYGNINGSSKJELETT
ETASJE
DØR TAK
VEGG
FUNDAMENTPIPE
VINDU
ALTAN
VEGG
ETASJE-SKILLER
+ MANGE FLERE+ MANGE FLERE
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Enebolig
• Fasade– Som oftest sammenhengende over flere etasjer.– ”Dekorativ” del av en enebolig
• Bygningsskjelett– Beskriver oppbygning og tekniske løsninger ut
fra forskrifter og standarder
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Enebolig, dekomponering
ENEBOLIG
VENTILASJONBYGNINGS-SKJELETT
INVENTAR VVSELEKTRISKFASADE
består av
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Fasade
• Fasade er et ”dekke” som beskytter bygningsskjelettet mot vær og vind.
• Inneholder åpninger til vinduer, dører og ventiler. (Slf også til strøm, tlf o.a.)
• Oppbygd av kledning, utlekting og forhudningspapp
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Bygningsskjelett
• Trapp– Griper inn i 2 eller flere etasjer.– Trappeåpning beskrives spesielt
• Etasje– Oversikt over rom og plassering av vegger,
vinduer og dører.
• Forbindelse– Realiseringen av forbindelsen er et eget objekt,
men forbindelsen er også en relasjon.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Bygningsskjelett
• Pipe– Går gjennom alle etasjer og tak
• Tak– Har en viss skråvinkel og kan være flere typer
• Altan– ”Hektet” på en etasje
• Fundament– Husets plassering i et boligfelt
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Bygningsskjelett
TAKFORBINDELSE ALTANTRAPP
BYGNINGS-SKJELETT
ETASJE PIPE FUNDAMENT
består av
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Etasje
VEGGETASJESKILLERROMDØR VINDU
ETASJE
består av
• Etasje har objekter som hentes fra komponent-biblioteket.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Trapp
• Muliggjør adkomst fra en etasje til en annen
• Har en relasjon til en etasjeskiller ved en forbindelse.
• Relasjonen beskriver bl a plassering i etasje.
• Kjøpes som regel fra leverandør som en del, eller i flere små deler som settes sammen på byggeplass
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Forbindelse
• Beskriver alle forbindelser mellom objekter
• Har en standard utførelse og hentes fra komponentbibliotek.
• Realiseres som et objekt, men er også en relasjon mellom objekter
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Rom
• Relasjon mellom vegg, gulv og tak
• Har plassering og betegnelse
ROM
KLEDNING
GULVKLEDNING VEGGKLEDNING TAKKLEDNING
har
består av
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Pipe
• Går gjennom etasjer og tak. Som regel spesialutførelse på fundament
• Kan kjøpes eller lages selv.
• Ved kjøp er det også relasjoner til leverandør og objektet hentes fra varekatalog
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Tak
• Takdekke velges spesielt (Panne, skifer, shingel etc) (...og leveres av leverandør?)
• Kan være flere typer, men Nordre Nes nr 7 har skråtak.
• Kan ha et takark. (Nordre Nes nr 7 har)
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Takark
• Spesiell utførelse: Består av knevegg, skråvegg, vindu og tak
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Altan
• Forbindelse til etasje
• Består av søyle, drager, rekkverk og dekke
• Forbindelse til etasje
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Fundament
• Forbinder boligen med boligfeltet
• Har standard utførelse og beskrivelse kan hentes fra komponentbibliotek
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Realiserings-nivå
Hvordan ”ting” gjøres
Utvikling av komponentbibliotek
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Realiserings-nivå
• 2 ”hovedgrupper”– Komponenter som kjøpes
• Har en leverandør
• Hentes fra leverandørkatalog
– Komponenter som lages på byggeplass
• En stor innsats vil ligge i å utforme komponentbiblioteket...
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Realiserings-nivå
• Komponentbibliotek– Kjøp
• Leveres fra leverandør
• Velges fra varekatalog
• Pris og leveringstid avhenger av leverandør
– Selvaag• Lages selv
• Pris og leveringstid bygger på erfaringer.
– Detaljer, forbindelser• Selvaag-prinsipper og standarder
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Komponenter
• Komponenter fra biblioteket kan enten monteres på byggeplass, eller produseres.
• De som monteres har da en relasjon til en leverandør.
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Detaljer og forbindelser
Hentes fra bibliotek
De ulike verdier blir attributter til objektene
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Detaljer og forbindelser
Hentes fra bibliotek
De ulike verdier blir attributter til objektene
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Attributter på realiserings-nivå
• Faktiske verdier på ”virkelige” objekter– Pris fra leverandør– Byggetid på byggeplass– Leveringstid fra leverandør– Antall m2 kledning på fasaden
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Produkt-prosessmodell
Arbeidsprosesser som utvikler modellen
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
Aktiviteter
Tomtekjøp
Hovedgrep
Hus-utvikling
Produksjon
Hovedaktiviteter
objekt-orienterte produktmodeller i byggenæringen
hovedoppgave for eirik kalstveit 1997
THE END