30 Wat hebben we geleerd over SE? 1 Systems engineering in de betonbouw (7) Wat hebben we geleerd over SE? 6 2017 31 zij worden opgelegd. In een traditionele aanpak kan de klant - wens in het ontwerp steeds verder worden ingevuld tot het sluiten van het contract. Bij een functionele specificatie met veel oplossingsvrijheid moet die wens vroegtijdiger goed in beeld zijn. Zichtbaarheid van de herleiding en samenhang tussen de eisen vergroot het begrip ervoor. In het bijzonder moet ervoor worden gezorgd dat: ? de vraagstelling nog steeds overeenkomt met de oorspronke - lijke vraagstelling (of hoe zij wordt aangepast wanneer voort - schrijdend inzicht dat noodzakelijk of wenselijk maakt); ? stapsgewijs een systeem (lees: bouwwerk) wordt ontwikkeld dat aantoonbaar voldoet aan de (meest recente versie van de) vraagstelling; ? het ontwikkelingsproces van zowel de vraagstelling als het systeem zodanig wordt gedocumenteerd, dat het naderhand traceerbaar is. De afgelopen twee jaar zijn in Cement zes artikelen verschenen over systems engineering (SE) in de betonbouw. Met deze artikelen werd toegelicht wat 'systeem' inhoudt en wat de meerwaarde kan zijn in de praktijk. Tijd voor een terugblik en evaluatie. ir. Fedde Tolman Kiwa KOAC 1 Bouwwerkzaamheden voor KW13, het nieuwe spoorviaduct over de Amstelveenseweg in Amsterdamfoto: ProRail Tabel 1 Overzicht van de Cement -artikelen onderwerp titel auteurs nummer Inleiding Systems engineering in de betonbouw (1) ir. Fedde Tolman (KOAC-NPC), Jeroen van Beek MSc PDEng (BAM Advies & Engineering) 5/2015 Inleiding Een opvatting over systemen (2) 1) ir. Fedde Tolman, KOAC-NPC 5/2015 Infrastructuur OV SAAL als systeem (3) Koen Schmitz (ProRail) 8/2015 Infrastructuur SE maakt OV SAAL uitvoerbaar (4) ing. Jos Hogerwerf RO en ir. Anne Hauser(Alliantie Amstelspoor / BAM Infraconsult) 2/2016 Utiliteitsbouw Systematische aanpak ministerie van Financiën (5) Wilco Kraamer (Rijksvastgoedbedrijf )m.m.v. Angelia Zeegers (Rijksvastgoed-bedrijf ) en Fedde Tolman (KOAC-NPC) 8/2016 Utiliteitsbouw Systems Engineering in de U-bouwpraktijk (6) ing. Carin Barreveld (BAM Bouw en Techniek ? Advies & Engineering) 4/2017 Slot Wat hebben we geleerd over SE? (7) 1)ir. Fedde Tolman (Kiwa KOAC) 6/2017 1) Op www.cementonline.nl zijn bij deze artikelen enige hoofdpunten in de ontwikkeling van het begrip 'systeem' toegevoegd. Het begrip systeem Op www.cementonline.nl , bij dit artikel, zijn enige hoofdpunten in de ontwikkeling van het begrip 'systeem' toegelicht. De genoemde zes artikelen zijn verschenen in vijf verschillende edities van Cement (tabel 1) en op www.cementonline.nl . De eerste twee artikelen stellen de problematiek aan de orde. In de volgende vier artikelen is de toepassing van systems engineering in projecten beschreven. Twee artikelen betreffen infrastructuur en twee de utiliteitsbouw. Elk tweetal is beschouwd door een opdrachtgever en een aannemer. Eerste artikel: het nut van SE Het eerste artikel zette de toon voor de zin van het gebruik van systems engineering in bouwprojecten. Daarin waren de voor - naamste drijfveren om een bouwproject als een systeem op te zetten: ? reduceren van falen; ? functioneel specificeren; ? geïntegreerde contractvormen. De betrokken partijen in een bouwproject moeten hun processen herijken om succesvol te zijn in het nieuwe paradigma van taken en verantwoordelijkheden. Het is steeds belangrijker er zeker van te zijn dat niets over het hoofd wordt gezien en dat de gekozen oplossingen leiden tot het gestelde kwaliteitsniveau. Voor opdrachtgevers is het van belang in één keer het juiste uit te vragen en voor opdrachtnemers geldt een toegenomen belang in één keer het juiste te ontwerpen, te bouwen, en even - tueel te beheren en onderhouden. Dit zijn door de complexiteit, omvang en veelheid aan informatie lastige opgaven. Deze opgaven vragen een andere manier waarop men met informatie omgaat, alsook een andere manier van plannen, kwaliteitscon - trole, samenwerken en aansturen. SE is een werkwijze met bijbehorende gereedschappen om op een gestructureerde manier (van grof naar fijn) een opgave af te pellen en uit te werken, en een integrale oplossing te bereiken die voldoet aan de initieel opgestelde uitgangspunten. Het SE-proces sluit daarbij aan op het samenwerken met een veel - heid aan disciplines. De samenwerking is nodig om complexe vraagstukken succesvol te vertalen naar integrale en slechts deels technische oplossingen. Bij eenvoudige projecten ontstaat een structuur min of meer vanzelf, bij complexe projecten moet "Menig boek zou veel duidelijker zijn geworden, als het niet zo duidelijk had hoeven zijn" Wat hebben we geleerd over SE? 6 2017 32 (CRS). Het FIS is een integraal ontwerpproduct waarin verschillende disciplines als kunstwerken, spoorontwerp, bovenleiding en treinbeveiliging samenkomen. Een voorbeeld is de beschrijving van eisen op het hoogste niveau, zoals het aantal treinen per uur per richting, rijtijden en opvolgtijden. In het FIS zijn deze eisen vertaald in een spooralignement (de ligging van het spoor in xyz-coördinaten) met bijbehorende seinen. Daarbij zijn ook kunstwerken en een aardebaan ontworpen. De contractvorm bij OV SAAL bestaat uit allianties tussen ProRail en meerdere partners voor de onderdelen van OV SAAL. De allianties en de bijbehorende uitvoerende aanne - mers hebben het FIS en de vraagspecificatie verder uitgewerkt. Als voornaamste winst noemt ProRail de afstemming ('één taal') en beheersbaarheid van de samenhang en aansluiting van: ? contract; ? technische disciplines; ? ruimte (trajecten en gebouwde onderdelen); ? procesfasen (tijd). Vierde artikel: OV SAAL In het vierde artikel is een deel van OV SAAL door de aanne - mende alliantiepartner BAM Combinatie Amstelspoor (BCA) van dit deel beschouwd. Alle van toepassing zijnde eisen zijn in een database (pakket Relatics) opgenomen en zijn gekoppeld aan de te ontwerpen objecten. Bij het ontwerpproces wordt een aantal stappen binnen de SE-systematiek doorlopen: ? de eisenanalyse; ? het afleiden van eisen, de variantenstudie; ? het opstellen van objectspecificaties; Tweede artikel: beginselen van de systeemkunde Het tweede artikel bevat een selectie van een aantal werkwijzen en gereedschappen uit de systeemkunde. Hierover is veel litera - tuur beschikbaar. In het artikel is daarom op de beginselen, de herkomst en de samenhang ingegaan. Figuur 3 kan worden gezien als een schematische weergave van de elementen die in foto 1 verbeeld en in het kader verwoord zijn. Op www.cementonline.nl worden bij het tweede artikel enige punten uit de ontwikkeling van het begrip 'systeem' toegelicht. Derde artikel: OV SAAL In het derde artikel is een deel van de aanpassingen aan het openbaarvervoertraject Schiphol?Amsterdam?Almere?Lelystad (OV SAAL) (foto 2) door de opdrachtgever ProRail beschouwd. ProRail heeft het project in twee allianties aanbesteed in de vorm van een Functioneel Integraal Systeemontwerp (FIS) en een klanteisenspecificatie ofwel Client Requirement Specification universum U omgeving systeem S element X relatie Y subsysteem T X1 X1 X2 X3 U S T 2 Nieuwe fly-over bij Riekerpolder 3 Schematische voorstellin - gen van een systeem (als Venn-diagram en als hiërarchie)4 De bouw een nieuwe spoorbrug over de Amstel, tussen de bestaande spoorbrug en de snelwegfoto: Irvin van Hemert5 Voorbeeld uitwerking klantwens tot ontwerpop - lossingen bij de renovatie van het ministerie van Financiën in Den Haag 2 3 Wat hebben we geleerd over SE? 6 2017 33 ? het opstellen van een verificatieplan; ? de vastlegging van de verificaties (Verificatierapport). Zowel de ontwerper als de bouwer krijgen overzicht van de eisen die worden gesteld en geverifieerd. Op een transparante en traceerbare wijze worden deze eisen en afspraken met stake - holders (betrokkenen) aangetoond. Hierdoor wordt de kans verkleind dat eisen worden vergeten, waarmee wordt voorko - men dat mogelijk een deel moet worden herontworpen of dat discussies met de opdrachtgever ontstaan. Vijfde artikel: Ministerie van Financiën Het vijfde artikel betreft de renovatie van het ministerie van Financiën in Den Haag, het eerste DBFMO-project van het Rijksvastgoedbedrijf (RVB, voorheen Rijksgebouwendienst) (foto 4). Complexe projecten worden door RVB steeds vaker als geïntegreerde contracten met oplossingsvrijheid op de markt gezet. De complexiteit van het project blijkt vooral uit het grote aantal betrokkenen van diverse aard in de aannemerscombinatie (bank, bouwbedrijf, installatiebedrijf, technisch dienstverlener, facilitair dienstverlener, architect) naast de gebruiker (Ministe - rie van Financiën) en de opdrachtgever (RijksVastgoedBedrijf ). De inzet van computers voor de beheersing van de informatie - stromen was belangrijk, met name: ? eisen en relaties tussen eisen met een muisklik kunnen vinden; ? dubbelingen, afwijkende formuleringen en tegenstrijdigheden van eisen vrij eenvoudig kunnen ondervangen. Als nadelen aan digitalisatie zijn ervaren: ? door ordening van eisen naar bijvoorbeeld disciplines is het soms lastig een integrale ontwerpoplossing te genereren, omdat raakvlakken niet altijd in beeld zijn; ? de verificatie van een computerscherm kan lastiger zijn dan vanaf papier. Bij de DBFMO-aanpak is in totaal 15,3% (vooraf was 9% bedacht) op kosten bespaard ten opzichte van een traditionele aanpak (tabel 2). Deze kostenverschillen zijn te relateren aan de o.a. integratie van projectfasen, oplossingsvrije uitvraag en het aanbestedingsproces. De besparingen liggen vooral in een beter product en daarmee in de exploitatiefase. resultaat ontwerpoplossingen: ruimten:open werkplekkenconcentratiewerkplekkenvergaderruimtes comforteisen aan: temperatuurluchtvochtigheidverlichtingsniveau proces validatie functies:een prettige werkomgeving zodat personeel effectief kan werken klantwensen:werkplek voor medewerkers geschikt voor het primair proces 5 4 Wat hebben we geleerd over SE? 6 2017 34 Tabel 2 Besparing DBFMO-aanpak versus traditionele aanpak (uit evaluatie in 2009) projectfase besparing transactiefase -2,9% realisatiefase -0,9% exploitatiefase ? onderhoud, beheer en energie 3,4% exploitatiefase ? diensten als schoonmaken, risicobeheersen, meubilair 15,7% totaal 15,3 Zesde artikel: U-bouwpraktijk Het zesde artikel gaat vooral over BIM als SE-middel. In het artikel wordt betoogd dat SE voornamelijk nuttig is door de nieuwe contractvormen en wijze van formulering van de vraag. Deze veranderingen openen enerzijds mogelijkheden (positief ) en maken anderzijds het werk complexer (negatief ). Dit vergt beheersing. De aanpak van de beheersing is standaardisering (en daardoor de mogelijkheid tot automatisering met als gevolg een grotere efficiëntie). De oude standaarden NL/SfB en STABU volstaan hierbij niet maar zijn wel een geschikt hulpgereedschap. Nabeschouwing Ontwikkelingen van nieuwe ideeën, nadat ze zijn geaccepteerd en ingevoerd, slaan wel eens door, zowel met betrekking tot waardering als toepasbaarheid. Dat maakt een evenwichtige evaluatie lastig. Dit was de aanleiding enige ervaringen en oordelen te beschrijven. De grote verdienste van de auteurs van deze serie is dat zij de beheersing hebben opgebracht niet alles uit hun project te verheerlijkenandere wel . In plaats daarvan hebben ze door beperking tot onderdelen uit hun projecten concrete onderbouwingen voor hun oordeel getoond. Deze artikelen geven daarmee een mooie aanzet voor een evaluatie, maar zijn gezien de omvang van het werkgebied uiteraard te gering in aantal om algemene conclusies te trekken. Toch lijkt, ook los van deze artikelen, in de bouw een meer nuchtere houding ten opzichte van SE in gang gezet. Na alle uitgebreide begripsomschrijvingen van de laatste decennia, vaak vooral beperkt tot inkoop en projectbeheersing, citeerde INCOSE (International Council on Systems Engineering) in haar in 2014 gepubliceerde [1] kernachtig: Bouwen complex? Bestudering van de geschiedenis van de bouw leert dat complexiteit van de betonbouw maar heel betrekkelijk is. Zo is in [3] te lezen: De heer W.C. van Manen c.i. houdt in 1908 een voordacht in de vergadering van het Koninklijk Instituut van Ingenieurs. 3 augustus 1904: De aanbesteding wordt afgekondigd voor de bouw van de oorlogshaven van Talcahuano in Chili. De datum der inschrijving zal zijn: 10 november van dat jaar. Eind september: De Hollandsche Maatschappij tot het maken van werken in Gewapend Beton stuurt haar ingenieurs W. Kamp en W. C. van Manen naar Chili om in te schrijven op het gehele werk. Het bestek hiervoor is zojuist aangekomen. 31 oktober: Aankomst te Talcahuano. Men heeft nog tien dagen om de benodigde gegevens voor een aanbieding te verzamelen: in te kopen materialen, transport per zeilschip en stoomboot, arbeids- verhoudingen en lonen? In Nederland wordt naarstig gerekend aan de betonconstructies, want de aannemer wordt verantwoordelijk gesteld voor de deugde - lijkheid van het besteksontwerp. Het blijkt niet mogelijk zelfstandig in te schrijven. Daarvoor is de tijd te kort en zijn er te veel concurrenten. Er wordt een voorlopig contract gesloten met een kansrijke aannemer. Deze echter wordt tweede op de inschrijving. In februari 1905 wordt het werk gegund aan de ingenieur A. Lira Orrego, welke laagste inschrijver is. Nu wordt het tijd met deze aannemer te gaan onderhandelen. Immers het bestek eist dat de betonwerken gemaakt worden door een 'speciaal huis dat voldoende competentie en ervaring op dit gebied kan aantonen'. De onderhandelingen verlopen moeizaam. De heer Lira heeft de betonwerken onderschat en veel te laag ingeschreven. Op 26 mei 1905 wordt een overeenkomst getekend tussen Lira en het intussen gevestigde bureau van onze maatschappij de 'Compania Holandesa para obras en Concreto Armado'. . . . . . . . . Het is duidelijk dat de Hollandse uitvoerders en voorlieden geen gemakkelijke taak hadden. Het strakke werkschema dat nodig is voor een regelmatige caissonproductie paste niet in de denkwereld van de Chileense arbeiders. De meeste Hollanders spraken geen woord Spaans, en, zoals Van Manen zegt: 'zij maakten de inheemsche werkkrachten bekend met de wijze van werken door middel van gebaren en Hollandsche verwenschingen'. Men slaagde er desondanks in het werk in een regelmatig tempo te laten verlopen. Dit had tot gevolg dat de Hollanders ook de leiding werd opgedragen van de baggerwerken, het plaatsen der caissons en de grondaanvullingen, 'waarvan tot dusverre de voortgang zeer veel te wenschen overliet'. Een ongunstige conjunctuur, aardbevingen en daardoor schaarste in materialen, stijgende vrachtprijzen vanuit Europa, economische en financiële crises noopten de Chileense regering ertoe de aannemers die een rijkswerk hadden aangenomen de vrijheid te geven hun overeenkomst te ontbinden. "Ontwikkelingen van nieuwe ideeën lijken, nadat ze zijn geaccepteerd en ingevoerd, wel eens door te slaan" Wat hebben we geleerd over SE? 6 2017 35 ontwerpwand naam naam vergaderruimte A1.03 kantoor A.102 zone 3 zone 1 vergaderruimte kantoor A B BZ BZ AC AC BC BC 7 detail te beheersen. Het leveren van het overeengekomen product en het verminderen van falen zijn de voornaamste bedoelingen. Het blijkt uit alle artikelen dat vakkennis en kennis van het concrete geval, en niet enkel abstracte systeemkennis, de grond - slag voor een systeem zijn. ? ? LITERATUUR 1 A world in motion, Systems Engineering Vision 2025, INCOSE 2014. 2 Kant, I., Kritik der reinen Vernunft, AXIX 6-14, 1781 (vertaling Veenbaas & Visser, Kritiek van de zuivere rede 2004). 3 Mesman, T.J., Rapport Caissonbouw, De geschiedenis van de caisson - bouw bij Hollandsche Beton Groep nv [HBG] van 1902 tot en met 1977. 4 De ontwikkeling van het begrip 'systeem', www.cementonline.nl/ wat-hebben-we-geleerd-over-SE. Systems Engineering is gericht op het verzekeren dat onderdelen samen werken om de doelstellingen van het geheel te behalen. Minder beknopt, maar wel fraaier verwoord, schreef Kant al in 1781 [2]: ? menig [boek] zou veel duidelijker zijn geworden, als het niet zo duidelijk had hoeven zijn. Want de middelen ter verduidelij - king kunnen inzake de details behulpzaam zijn, ze bemoeilijken vaak het begrip van het geheel ?, terwijl het juist op die struc - tuur aankomt om zich een oordeel te kunnen vormen over de eenheid en de degelijkheid van dat systeem. De systematische (en daarmee abstracte) weergave van een werk of een object dient vooral om het spanningsveld van overzicht en 6 Ministerie van Financiën, het eerste kantoorgebouw van de rijksoverheid dat als een DBFMO-project is aanbesteed7 Eisen aan ruimten en element tussen ruimten 6 Wat hebben we geleerd over SE? 6 2017