Tietomallintamisen vaikutus infrahankkeiden kustannussuunnitteluun

Laura Saarlon diplomityöhön perustuva esitelmä kertoo tietomallintamisen hyödyntämisen mahdollisuuksista kustannussuunnittelussa. Parhaimmassa tapauksessa tietomallintaminen voi mahdollistaa esimerkiksi alhaisempia urakkahintoja ja parempaa riskin hallintaa.

Liikenneväylähankkeisiin käytetään sekä kansallisella että kansainvälisellä tasolla merkittäviä määriä julkisia varoja. Hankesuunnitteluvaiheessa rahan kohdentamisen apuna kustannusarvioiden merkitys onkin erittäin keskeinen varojen käytön optimoinnin ja hankkeiden kannattavuuden maksimoimiseksi. Toteutuneiden kustannusten merkittävä poikkeaminen hankkeen kustannusarviosta vaikuttaa suuresti esimerkiksi hankkeen lopulliseen kokonaiskannattavuuteen. Julkisten väylähankkeiden ensimmäinen kustannusarvio vaikuttaa merkittävästi myös hanketta koskeviin poliittisiin päätöksiin ja hankkeen toteutumiseen. Tulevaisuuden mahdollisuus kustannussuunnittelun kehittämisessä on tietomallintamisen yleistyminen ja sen luomien mahdollisuuksien käyttöönotto.

Liikennevirastossa on todettu valtion liikenneväylähankkeiden suunnitteluprosessin kaipaavan uutta tietoa kustannussuunnittelun tehostamiseksi. Hankkeiden kustannusarvioiden tarkkuuden kehittämiseksi Liikennevirasto teetti diplomityöni ”Tietomallinnuksen vaikutus kustannusarvioiden tarkkuuteen valtion väylähankkeiden hankesuunnittelussa”. Tutkin työssäni tietomallinnuksen yleistymisen vaikutuksia kustannusarvioiden tarkkuuteen ja kustannussuunnitteluun väylähankkeiden eri suunnitteluvaiheissa. Työn tuloksia hyödyntämällä voidaan kehittää väylähankkeiden kustannusarvioiden laatua ja niiden optimaalista tarkkuutta.  Tutkimus toteutettiin kirjallisten lähteiden lisäksi alan eri yrityksissä toimivia 15 asiantuntijaa haastattelemalla. Diplomityön valmistumisen jälkeen olen työskennellyt VR Trackilla Trainee-ohjelmassa tutustuen yritykseen ja alaan vuoden ajan useista eri näkökulmista. Tässä artikkelissa diplomityön tuloksia on paikoin peilattu näihin kokemuksiin.

Tietomallintamisen suuri potentiaali lähitulevaisuudessa infrahankkeiden kustannusarvioiden kannalta on todennäköisesti jo melko pian automatisoituva määrälaskenta. Pidemmällä aikavälillä tarkasteltuna tietomallintamisen yleistymisessä on paljon potentiaalia myös kustannussuunnittelun sekä kustannusarvioiden tarkkuuden parantamisen näkökulmasta. Kustannusarvion tarkkuuteen olennaisesti vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi epävarmat lähtötiedot, ympäristönäkökulmat, vaihtoehtojen vertailun tärkeys ja hankkeen alkuvaiheessa tehtävät valinnat. Tietomallintamisen avulla näitä muuttujia voidaan tulevaisuudessa ennakoida ja arvioida nykyistä tarkemmin kustannussuunnittelun kehittämiseksi.

Kustannusarvioiden tarkkuuden parantaminen

Diplomityössä havaittiin erittäin merkittävän potentiaalin kustannusarvioiden tarkkuuden parantamiseen löytyvän erityisesti kustannusriskien hallinnasta. Siksi ratkaisua lähdettiin etsimään erityisesti riskien hallinnan kehittämisestä. Yhtenä tulevaisuuden ratkaisuna julkisten väylähankkeiden kustannusarvioiden parantamiseksi työssä esitellään kolmikantamalli, jossa tietomallin, kustannussuunnitteluohjelmiston ja riskiympyrän muodostaman tietoverkon avulla voisi tulevaisuudessa liittää hankkeiden kustannushallintaprosessiin hankekohtaisen herkkyysanalyysin.

Kustannusarvion tarkkuuden parantamiseksi tietomallintamisen, modernisoidun kustannuslaskentaohjelmiston tai avoimen hinnoittelujärjestelmän ja tietomalliin linkitetyn riskienhallintajärjestelmän avulla tulevaisuuden kustannusarvioiden taustalta voi löytyä ohessa esitelty kolmikanta. Siinä tietomallin, kustannussuunnitteluohjelmiston ja riskien muodostaman tietoverkon avulla saataisiin hankkeille, tulevaisuudessa kenties reaaliaikainen, herkkyysluku. Saadun herkkyysluvun avulla olisi mahdollista laskea hankkeelle kussakin suunnittelun ja hankkeen vaiheessa tarkkuudeltaan optimaalinen kustannusarvio. Riskien poistuessa tai lisääntyessä herkkyysluku muuttuisi kulloinkin vallitsevan tilanteen mukaisesti.

Herkkyysluku voisi olla tulevaisuudessa osana hankkeen kustannusarviota, jolloin olisi suoraan nähtävillä tieto hankkeen kustannusarvion muutosherkkyydestä ja luotettavuudesta. Herkkyysluvun avulla voisi laskea kustannusarviolle myös kustannusvaihteluvälin. Tällä tavalla hankekohtaisesti ja riskit huomioiden laskettu kustannusarvio loisi jokaisessa suunnitteluvaiheessa vaihteluvälin, johon kustannusten todellinen toteuma nykyistä suuremmalla todennäköisyydellä osuisi. Riskien poistuessa, realisoituessa tai todennäköisyyden muuttuessa myös herkkyysluku päivittyisi. Kustannusarvion toteutumisen todennäköisyyden selkeytyessä myös hankkeen kustannusriskien hinnoittelu helpottuu.

Tietomallin ja kustannussuunnitteluohjelman liittäminen yhteen kahdensuuntaisella tiedonvaihdolla on edellytys kustannusarvioiden tarkkuuden kehittymiselle tietomallien avulla. Kustannussuunnitteluohjelman linkittyessä tietomalliin kustannusarviot muuttuvat reaaliaikaisesti ajantasaisiksi ja päivitetyiksi. Tämä linkitys yhdessä riskien ajantasaisen seurannan kanssa mahdollistaa myös nykyistä paremmin hankkeen kokonaiskustannuksien huomioon ottamisen jo hankkeen suunnitteluvaiheessa pelkkien investointikustannusten sijaan. Tietomallintaminen mahdollistaa myös väylien profiilien entistä tarkemman ja monipuolisemman tarkastelun jo suunnitteluvaiheessa ja sitä kautta aiempaa tarkemman käyttäjäkustannusten arvioinnin hankkeen alkuvaiheessa. Käytännössä yksinkertaistuu siis elinkaariajattelun laajentaminen aiempaa kattavammin suunnittelun alkuvaiheeseen. Väylien pitkien elinkaarien, ja siksi koko elinkaaren aikaisen hankalan ennustettavuuden takia, elinkaariajattelun vaihtoehtona diplomityössä pohdittiin julkisten väylähankkeiden toteuttamista esimerkiksi 25 vuoden palvelusopimuksina.

Tietomallintamisen vaikutus hankkeen semanttisiin suhteisiin

Diplomityössä tutkittiin myös väylähankkeiden investointien kokonaiskustannusten ja vaiheittain syntyvien kustannusten semanttista suhdetta rakennushankkeen vaiheiden, vaikuttamisen, kustannusten toteutumisen ja eri toimijoiden välillä. Perinteisesti infrahankkeissa suurin osa kustannuksista määräytyy hankkeen alkuvaiheessa tilaajan ja suunnittelijan päätösten mukaisesti. Vertailu näiden suhteiden muutoksista eri suunnittelutavoilla toteutettiin aiemmassa alan tutkimuksessa julkaistun ”nykytila (perinteinen suunnittelu)” -kuvaajan pohjalle. ”Tulevaisuus (tietomallipohjainen suunnittelu)” -kuvaaja on tehty osana diplomityötä alan asiantuntijoita haastattelemalla. Näiden haastattelujen pohjalta on luotu mahdollinen skenaario tietomallintamisen aiheuttamista muutoksista perinteiseen suunnitteluun verrattuna.

Kuvan vasemmalla puolella on esitetty perinteisen infrahankkeen kustannusten syntyä ja vaikutusta kokonaiskustannuksiin suunnittelun ja toteutuksen eri vaiheissa. Kuvasta ovat nähtävissä suhdelukuina hankkeen eri toimijoiden osuus vaikuttavuudesta investoinnin kokonaiskustannuksiin ja syntyviin kustannuksiin vaiheittain. Hankkeen eri toimijat vaikuttavat hankkeen kustannusten muodostumiseen eri painoarvoilla: 90 prosenttia hankkeen kustannuksista muodostuu perinteisesti tilaajien ja suunnittelijoiden päätösten perusteella ja 10 prosenttia rakennusvaiheen toimijoiden tekemien päätösten perusteella. Toisaalta syntyvistä kustannuksista vain 15 prosenttia koostuu suunnittelijoiden ja tilaajien toiminnasta ja peräti 85 prosenttia rakennusvaiheen aikaisista toimista.

Perinteiseen suunnitteluun verrattuna asiantuntijat uskovat tietomallintamisen vaikuttavan ainakin seuraaviin tekijöihin kustannusten muodostumisessa:

  • Hankkeen kokonaiskustannusten vähentyminen. Tietomallintamisen ansioita nykytilanteeseen verrattuna tapahtuvan suunnittelun ja rakentamisen laadun parantumisen ja ennakoimattomien virheiden vähentymisen ansiosta.
  • Elinkaariajattelu laajenee tietomallinnuksen kehittyessä aiempaa enemmän jo hankkeiden alkuvaiheisiin ja siksi kunnossapito lisätään omaksi kohdakseen suhteita määriteltäessä. Kuvaajassa kunnossapidon aiheuttavien kustannusten on oletettu jäävän suhteessa pienemmiksi kuin niiden vaikutusten investoinnin kokonaiskustannuksiin.
  • Tilaajan mahdollisuus vaikuttaa kustannuksiin kasvaa sen jälkeen, kun tietomallintaminen saadaan rutinoitua osaksi kaikkia hankesuunnitteluprosesseja ja toteutettua kaikki siihen liittyvät määrittelyt.
  • Rakennustyömaalla tapahtuvien virheiden riskin pienentyminen ja sen vaikutus urakoitsijoiden vaikuttavuuteen investointien kokonaiskustannuksista.

Tiekartta tulevaisuuteen

Tietomallintamisen tarkkaa kehityskulkua tulevaisuudessa on hankala ennustaa. Tekniset rajoitteet eivät merkittävästi jarruta mallintamisen kehittymistä, mutta sen sijaan asenteiden muuttuminen, alan yleinen tahtotila ja kokonaiskuvan sekä tietomallinnuksen luomien uusien mahdollisuuksien laaja-alainen ymmärtäminen ovat merkittäviä kehitykseen vaikuttavia tekijöitä. Tulevaisuuden hankalan ennustettavuuden takia eri ajanhetkiä on kuvattu yksinkertaistaen kolmella eri aikamääreellä; tänään, huomenna ja ylihuomenna. Näiden avulla on tehty tiekartta kustannusarvioiden ja tietomallintamisen yhteensovittamisen tulevaisuudesta.

Tänään

  • Mallintaminen on osana Liikenneviraston hankkeita ja tarjouskilpailuja
  • Kustannusarvioiden tekemistä on pilotoitu mallintamisen avulla
  • Kustannussuunnittelu tapahtuu viimeisenä, usein ”jälkilaskentana

Huomenna

  • Määrät automaattisesti mallista
  • Riskiympyrän ja riskienhallintataulukon avulla riskien kytkeminen mallin ja kustannuslaskentaohjelman yhteyteen
    • Painokertoimet riskeille hankekohtaisesti ja se näkyviin kustannusarvioon?
  • Kustannusohjattu suunnittelu
    • Muutokset kustannusarvioon reaaliajassa?
  • Hinnasto linkitetty malliin
    • Kustannusarvio suoraan mallin avulla?

Ylihuomenna

  • 4D → tietomalli muuttuu 3D-mallista 4D-malliksi
    • Neljäntenä dimensiona mukaan aika
  • 6D → Kustannus- ja CO-dimensiot mukaan tietomalliin
  • Urakoitsija ja ylläpito mukaan suunnitteluun
  • Käyttäjäkustannukset mukaan suunnitteluun

Tietomallinnuksen ja kustannussuunnittelun yhdistämisen ja automatisoinnin edellytyksenä ovat avoimet rajapinnat ja alan yhteinen tahtotila viedä kehitystä eteenpäin. Tilaajan merkittävä rooli on kuitenkin myös syytä erikseen huomioida. Työtä varten haastatelluista asiantuntijoista jokainen korosti tilaajan roolia kustannussuunnittelun parantamisen ja inframallintamisen kehittämisen eteenpäin viejänä ja mahdollistajana.

Toimittajanäkökulmasta tietomallintamisen ansiosta automatisoidummin ja nykyistä tehokkaammin toimiva kustannussuunnittelu hankkeissa tehostaisi suunnittelua. Tietomallipohjaisesti toteutetuissa suunnitteluhankkeissa aidosti kustannusohjattu suunnittelu lisäsi mahdollisuuksia esimerkiksi aiempaa varhaisemmassa vaiheessa tapahtuvaan vaihtoehtojen vertailuun. Tällöin muutoksen tekeminen suunnitelmaan muuttaisi suoraan myös hankkeen kustannusarviota. Nykytilassa ylenmääräinen skenaarioiden läpikäyminen ei ole mahdollista, koska se kuluttaa rajallisia resursseja kohtuuttoman paljon.

Urakkapuolella esimerkiksi massojen siirto olisi hyvä huomioida tietomallintamisen avulla jo hankkeen tarjousvaiheessa, jolloin tarjoukset olisi mahdollista laskea kustannustehokkaammiksi. Paremmin optimoidut tarjouspyynnöt pienentäisivät hävikkiä työmaalla ja tarkentaisivat kustannusarvioita. Lisäksi tietomallien avulla tarkentuva riskikertoimien arvioiminen mahdollistaisi urakoiden tarjoamisen halvemmalla.

Esitelmä palkittiin Väylät ja Liikenne-tapahtumassa kunniamaininnalla

”Tietomallintamisen vaikutukset infrahankkeiden kustannussuunnitteluun” palkittiin Väylät ja Liikenne – tapahtumassa kunniamaininnalla. Tieyhdityksen tiedotteen mukaan järjestelytoimikunta halusi tänä vuonna tuoda näkyväksi erityisesti nuorten tekemää työtä.

Tämä ja muut esitelmät luettavissa Tieyhdistyksen sivuilta.

Teksti: Kuvat:

Pääkuva: Shutterstock. Artikkelin kuvat: Laura Saarlo

Osallistu keskusteluun

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Pin It on Pinterest

Jaa sivu