De digitale revolutie bracht ons parametrisch ontwerpen en datagedreven engineering. Met deze geheel andere benadering voor ontwerp en engineering zijn oude mantra's niet langer geldig, maar blijken ze een obstakel voor ingenieurs en bedrijven om te vernieuwen. Het is moeilijk om zekerheden waar je lang op hebt vertrouwd los te laten. Graag leg ik uit waarom het toch moet en snel ook.
- Click here for the English version -
Decennialang werken constructeurs steeds meer met digitale hulpmiddelen. In de meeste bedrijven zijn 3D-modellen en berekeningen met een softwarepakket de standaard manier van werken, vaak in combinatie met zelfontwikkelde spreadsheets. We zijn zover gekomen door stapsgewijze ontwikkelingen. Nu moeten we echter een paar grote sprongen maken.
Een van de problemen met het traditionele engineeringproces is dat het veel werk is om twee of drie verschillende softwarepakketten in één project te gebruiken. Naast software met uitstekende modules voor op normen gebaseerde detailberekeningen, is mogelijk andere software nodig om niet-lineaire materiaalgedrag, dynamica, volume-elementen, membranen of interactie met grond te analyseren. Daarnaast brengen nieuwe ontwikkelaars uitstekende tools uit in een ongekend tempo. Het is onvermijdelijk dat we met de software van veel leveranciers werken.
Het hart van de digitale revolutie is data. Voor een constructeur bestaat, naast de geometrie van de constructie, relevante informatie uit materiaaleigenschappen, steunpunten, belastingen en belastingcombinaties. Deze gegevens moeten worden ontsloten van de formats van softwareleveranciers om interoperabiliteit met alle software mogelijk te maken. Met datagedreven engineering heb je de volledige controle over het proces. Het is eenvoudig om combinaties te maken met (parametrische) modelleringssoftware en geotechnische software. Wanneer je tools ontwikkelt op basis van de uniforme datastructuur, bijvoorbeeld voor geautomatiseerde rapportage, kunnen deze worden gebruikt in combinatie met alle software.
De digitale revolutie is niet beperkt tot engineering. Constructief ontwerpen vereist ook een geheel andere benadering. Vroeger wachtte je zo lang mogelijk met het maken van een 3D-model om hoge kosten voor ontwerpwijzigingen te voorkomen. Nu begin je meteen met het maken van een parametrisch model en verbind je het met de software om de ontwerper te helpen. Je kunt zelfs algoritmen gebruiken om dichter bij het optimale ontwerp te komen.
De meeste constructief ontwerpers vertellen je nog trots dat zij geen computer hebben gebruikt om het ontwerp te maken. Sterker nog, ze zullen je vertellen dat het gevaarlijk is om dat wel te doen. Het ontwerp moet eenvoudig genoeg zijn zodat iedereen de belastingafdracht kan begrijpen. Met dit soort argumenten zouden we nooit auto's of vliegtuigen hebben. Vanzelfsprekend is veiligheid een zorg, maar daar zijn oplossingen voor.
Voor ingenieursbureaus die niet hebben geïnvesteerd in digitale ontwikkeling, is het kostbaar om in de voorlopige ontwerpfase zelfs maar één ontwerpvariant met een 3D-model te analyseren. Het is te makkelijk om dat werk af te doen als gevaarlijk. Het is een feit dat het resultaat beter zal zijn, wanneer je meer ontwerpvarianten analyseert. Opdrachtgevers zouden ontwerpen zonder een parametrische studie niet langer moeten accepteren, omdat zij anders de extra bouwkosten moeten betalen. Je zou ook geen taxichauffeur met een stratenboek accepteren.
Misschien oordeel ik een beetje hard over mijn collega-ingenieurs die sceptisch staan ??tegenover de digitale revolutie. Het is tenslotte nog niet zo lang geleden dat ik zelf op dezelfde manier werkte als zij nu. Maar wat is goede engineering? Het antwoord daarop verandert in de tijd. Nu geavanceerde technologie toegankelijk is, is een eenvoudig lineair model in veel gevallen niet meer goed genoeg. En wat is een goed ontwerp? Een ontwerpproces met uitsluitend menselijke intelligentie schiet nu tekort. Je zult hoe dan ook later een model moeten maken. Maak gewoon meteen een parametrisch model en het ontwerp zal veel beter worden.
Computers zullen mensen niet vervangen maar ingenieurs die goed met computers kunnen werken zullen wel mensen vervangen die dat niet zo goed kunnen. Bedrijven moeten zich snel aanpassen aan de nieuwe realiteit, anders zullen ze ten onder gaan. Helaas begrijpen veel bedrijven de ernst van de situatie niet. Dat is slecht voor hen en hun werknemers. Vooral voor jonge ingenieurs, die het licht al tijdens hun studie hebben gezien en gedwongen worden om met verouderde methoden te werken, zijn de druiven zuur.
Ingenieurs hebben een essentiële rol in de samenleving. We ontwerpen de plaatsen waar mensen werken en wonen en de infrastructuur om er te komen. Er is nieuwe technologie beschikbaar die het mogelijk maakt om dit veel beter te doen. Het is voor mij onbegrijpelijk waarom mensen dit niet zouden willen gebruiken. Laten we de schouders er onder zetten en samen de maatschappij verbeteren.
Reacties
Ernst de Beaufort - De Beaufort Bouwadvies BV 12 juli 2019 13:40
Wat een opgeblazen taal, zeg! Bedrijven die ten onder gaan als ze zich niet snel aanpassen? Goede engineering die met de tijd van betekenis verandert? Eenvoudige lineaire modellen die niet meer goed genoeg zijn? Bedrijven die de ernst van de situatie niet begrijpen? Ik wordt hier helemaal zenuwachtig van. Moet ik nu mijn houten-balklaag-spreadsheetje weggooien en een parametrisch niet-lineair rekenprogramma aanschaffen? Oké, als je een Calatravabrug of Zalmhaven-torenflat ontwerpt, dan kan geavanceerde apparatuur je ontwerpproces helpen, maar ik schat dat 90% van alle constructies die we in Nederland ontwerpen reguliere, technisch eenvoudige bouwwerken zijn die die met eenvoudige lineaire modellen uitstékend te controleren zijn. Want technisch rekenen is niet meer dan dat: controleren. Ontwerpen is iets heel anders. daar komt veel meer bij kijken: uitvoerbaarheid, duurzaamheid, reversibiliteit, kostprijs, wensen van de klant en aannemer, etc. Dat gaat een softwarepakket in een black box van parametrische en andere paranormale modeverschijnselen niet allemaal voor je oplossen. Tuurlijk, voor optimalisatie van ? reeds gemaakte - ontwerpen is rekenen uitstekend. Je kunt materialen optimaliseren, bijvoorbeeld staalprofielen verjongen, verbindingen vereenvoudigen, heipalen bezuinigen. Het moet van bouwtoezicht, dat ook, dus je zit er uiteindelijk wel aan vast. Maar voor het ontwerp zelf heb je er niet veel aan. En dat hoeft ook niet. Als constructeur heb je namelijk - als het goed is - een opleiding gehad waarbij er veel nadruk is geweest op het zelf begrijpen van structuren en de effecten van je ontwerpbeslissingen. Uit ervaring kan zelf intuïtief uitstekend een goed ontwerp maken, desnoods op de achterkant van een sigarenkist. Allemaal zonder je van de wijs te laten brengen door doemprofeten die op dramatische toon het einde van de 1/8ql2 aankondigen. Ik denk dat ik mijn spreadsheetje voorlopig maar behoud, niets mis mee.
Bouwe Olij - bouwadviesbureau Strackee 23 juni 2019 19:33
Erik, Ik ben getriggerd door jouw zin "vanzelfsprekend is veiligheid een zorg, maar daar zijn oplossingen voor". Volgens mij moeten we de lessen uit instortingen ter harte nemen. De constructieve ontwerpen waaraan nauwelijks een computer te pas gekomen is zijn niet de gebouwen met grote bouwfouten, of onveilige gebouwen. Juist bij gebouwen waar de grenzen gezocht (of opgerekt) zijn, door maximaal gebruik te maken van de digitale revolutie, komen met enige regelmaat problemen naar voren. Gebouwen met een heldere draagstructuur zijn in de huidige overspannen bouwwereld goed en veilig uit te voeren door de aannemerij. Een wereld waar tegenwoordig niet iedereen de zelfde taal meer spreekt, en veel gebruik gemaakt wordt van zzp-ers. De beste gebouwen ontstaan door een mix van ruime praktijkervaring gekoppeld aan jonge enthousiaste ingenieurs. Parametrisch ontwerpen ja, maar dan wel integraal, dus constructeur kijk ook naar de impact van installaties en bouwfysica, en focus niet alleen op het minimaliseren van constructies. En houdt er rekening mee dat zolang er nog geen eenvoudige oplossingen voor de veiligheid zijn, het constructief ontwerp ook nog zonder hogere wiskunde uitvoerbaar moet zijn.