Rakennusteollisuuden osuus maailman BKT:stä on noin 13 prosenttia, ja se työllistää maailmanlaajuisesti yli 200 miljoonaa ihmistä. Tästä taloudellisesta merkityksestä huolimatta rakennusteollisuuden tuottavuus on pysynyt lähes muuttumattomana useiden vuosikymmenten ajan. McKinsey Global Instituten tutkimuksen mukaan työn tuottavuus rakennusteollisuudessa on kasvanut viimeisten 20 vuoden aikana vain 1 prosentin vuosivauhtia, kun se teollisuudessa on kasvanut 3,6 prosenttia ja koko maailmantaloudessa 2,8 prosenttia.
Tuottavuuden pysähtyminen ei kuitenkaan ole jakautunut tasaisesti kaikille alueille. Pohjoismaat – Tanska, Suomi, Norja ja Ruotsi – ovat nousseet maailman johtaviksi maiksi rakentamisen tehokkuudessa ja digitaalisessa räätälöinnissä. Niiden menestys tarjoaa arvokkaita oppeja maailmanlaajuiselle alalle, joka kamppailee tuottavuusvajeen kanssa ja menettää vuosittain arviolta 1,6 biljoonan dollarin arvoa realisoitumattomana.
Tässä artikkelissa tarkastellaan pohjoismaista lähestymistapaa rakentamisen tehokkuuteen ja kiinnitetään erityistä huomiota siihen, miten rakennusten tietomallintamisen (BIM) ja avointen standardien käyttöönotto on nostanut nämä maat alan digitaalisen muutoksen eturintamaan.
Pohjoismaiden rakennusteollisuudessa on huomattavasti korkeampia tuottavuuslukuja verrattuna maailmanlaajuisiin keskiarvoihin:
Tämä tehokkuushyöty näkyy konkreettisena taloudellisena hyötynä. Vuonna 2019 tehdyssä KPMG:n tutkimuksessa arvioitiin, että jos maailmanlaajuinen rakennusteollisuus ottaisi käyttöön pohjoismaiset tehokkuuskäytännöt, ala voisi säästää vuosittain yli 400 miljardia dollaria.
Mikä selittää tämän pohjoismaisen edun? Vaikka useat tekijät vaikuttavat asiaan, digitaalinen sopeutuminen – erityisesti BIM:n käyttöönotto ja sitoutuminen avoimiin standardeihin – on alueen menestyksen keskiössä.
Pohjoismaiden matka kohti rakentamisen tehokkuutta ei tapahtunut yhdessä yössä. Se on vuosikymmeniä kestäneiden tietoisten poliittisten valintojen, alan yhteistyön ja teknologiainvestointien tulos.
Historiallisesti Pohjoismaiden ankara ilmasto loi luonnollisia kannustimia tehokkuuteen. Lyhyet rakentamiskaudet ja haastavat sääolosuhteet merkitsivät sitä, että perinteinen rakentaminen paikan päällä oli usein epäkäytännöllistä. Tämä johti siihen, että alueella siirryttiin elementtivalmistukseen aikaisemmin kuin monilla muilla markkinoilla. Esimerkiksi Ruotsin moduulirakenteinen asuntoteollisuus on peräisin 1940-luvulta, jolloin Lindbäcks Byggin kaltaiset yritykset olivat teollisen rakentamisen edelläkävijöitä.
1990-luku merkitsi käännekohtaa, kun varhaiset digitaaliset työkalut otettiin käyttöön. VTT:n Teknologian tutkimuskeskus alkoi kehittää eräitä ensimmäisistä BIM-sovelluksista ja Tanskan rakennustutkimuslaitos keskittyi luomaan standardoituja digitaalisia puitteita alalle.
2000-luvun alussa Pohjoismaiden hallitukset tunnustivat digitaalisen rakentamisen mahdollisuudet ja ryhtyivät toteuttamaan politiikkaa, jolla nopeutettiin digitaalisen rakentamisen käyttöönottoa:
Nämä toimeksiannot synnyttivät kriittisen massan BIM:n käyttöönotolle, joka muutti markkinoita. Dodge Data & Analyticsin mukaan BIM:n käyttöaste on nykyään Pohjoismaissa yli 80 prosenttia kaikista hankkeista, mikä on korkein osuus maailmassa, kun se monilla muilla kehittyneillä markkinoilla on 20-30 prosenttia.
Rakennustietomallinnus on pohjoismaisen rakentamisen tehokkuusmallin perusta. Toisin kuin perinteinen CAD, joka tuottaa yksittäisiä piirustuksia, BIM luo rakennuksesta kattavan digitaalisen kaksosen, jossa kaikki komponentit on mallinnettu parametrisina objekteina, jotka sisältävät sekä geometrista että ei-geometrista tietoa.
Pohjoismainen BIM-lähestymistapa menee perus-3D-mallinnusta pidemmälle ja sisältää alan asiantuntijoiden mukaan "BIM-kypsyystasoja":
Lundin yliopiston tutkimuksen mukaan pohjoismaiset hankkeet toimivat usein tasoilla 3-4, kun taas useimmat kansainväliset hankkeet pysyttelevät tasoilla 1-2.
Tämä edistynyt BIM-toteutus tuottaa mitattavia hyötyjä:
Suuret pohjoismaiset rakennusalan yritykset ovat rakentaneet liiketoimintamallinsa näiden valmiuksien varaan. NCC, yksi Ruotsin suurimmista urakoitsijoista, raportoi 30 prosentin tuottavuusparannuksista BIM:n mahdollistaman virtuaalisen suunnittelun ja rakentamisen ansiosta. Vastaavasti Suomen suurin rakennusalan yritys YIT toteaa, että sen laajamittainen BIM-toteutus on lyhentänyt hankkeiden toimitusaikaa 20 prosenttia.
Pohjoismaiden BIM-etu ei johdu pelkästään teknologian käyttöönotosta, vaan myös siitä, miten teknologia otetaan käyttöön. Alueen lähestymistavassa keskeistä on sitoutuminen avoimiin standardeihin, jotka mahdollistavat saumattoman tiedonvaihdon rakentamisen hajanaisessa arvoketjussa.
Tärkein näistä standardeista on Industry Foundation Classes (IFC), jonka on kehittänyt buildingSMART International -järjestö, jolla on vahva pohjoismainen edustus. IFC tarjoaa valmistajariippumattoman tiedostomuodon BIM-tietojen siirtoon eri ohjelmistoalustojen välillä, ja sillä ratkaistaan yhteentoimivuushaasteet, jotka usein rajoittavat BIM:n hyötyjä.
Pohjoismaat ovat olleet IFC:n vahvimpia kannattajia:
IFC:n lisäksi Pohjoismaat ovat olleet edelläkävijöitä täydentävien avointen standardien kehittämisessä:
Tämä standardeihin perustuva lähestymistapa vastaa yhteen rakennusalan perustavanlaatuisista haasteista: pirstaloitumiseen. Avoimet standardit varmistavat, että eri sidosryhmät voivat jakaa tietoja ilman tietojen häviämistä, ja ne mahdollistavat tuottavuutta edistävät integroidut työnkulut.
Metsä Woodin Open Source Wood -aloite näyttää esimerkkiä tästä filosofiasta luomalla avoimen alustan modulaariselle puurakentamiselle ja osoittamalla, miten avoimuus voi nopeuttaa innovointia perinteisesti suljetuilla aloilla.
Pohjoismainen rakennusala hyötyy rakenteellisista ominaisuuksista, jotka helpottavat digitaalisen teknologian käyttöönottoa:
Kaikki Pohjoismaat ovat laatineet kansalliset digitalisaatiostrategiat, joissa rakentaminen on yksi painopistealoista:
Nämä aloitteet tarjoavat sekä sääntelykehyksen että rahoitusta digitaaliselle muutokselle. Esimerkiksi Suomen KIRA-digi -ohjelmassa investoitiin 16 miljoonaa euroa 139 kokeiluhankkeeseen vuosina 2016-2018, mikä synnytti innovaatioita, joita nyt toteutetaan koko alalla.
Toisin kuin globaalisti vallitsevassa äärimmäisessä pirstaloituneisuudessa, pohjoismaisilla rakennusmarkkinoilla on enemmän konsolidoituneita toimijoita, jotka pystyvät ylläpitämään innovaatioinvestointeja:
Keskittyminen ei poista pienempiä toimijoita, vaan luo "innovaatiojohtajia", jotka luovat digitaalisia standardeja, joita muut noudattavat. Skanska, jolla on pohjoismaiset juuret mutta maailmanlaajuiset toiminnot, osoittaa, miten alueelliset innovaatiot voidaan skaalata kansainvälisesti, ja se soveltaa Ruotsissa kehitettyä BIM-osaamista hankkeisiin maailmanlaajuisesti.
Pohjoismainen yrityskulttuuri korostaa yhteistyötä kilpailun sijasta yhteistä etua koskevilla aloilla. Tämä lähestymistapa on virallistettu toimialajärjestöjen kautta:
Järjestöt helpottavat tiedon jakamista ja yhteistä ongelmanratkaisua. Pohjoismaisen teollisuusyhteistyön tuloksena kehitetty BIMEYE-alusta on esimerkki tästä lähestymistavasta luomalla yhteisiä BIM-objektikirjastoja, jotka vähentävät turhaa mallinnustyötä.
Pohjoismainen menestys digitaalisessa rakentamisessa ei ole pelkästään teknologista, vaan se heijastaa kokonaisvaltaista lähestymistapaa työvoiman kehittämiseen, jossa otetaan huomioon innovaation inhimilliset ulottuvuudet.
Pohjoismainen rakennusalan koulutus on uudistettu siten, että siihen on sisällytetty digitaaliset taidot:
Ammattiliittojen osallistuminen on toinen pohjoismainen erityispiirre. Sen sijaan, että pohjoismaiset rakennusalan ammattiliitot vastustaisivat teknologiaa, ne ovat omaksuneet digitaaliset työkalut keinona parantaa työoloja ja työn laatua. Ruotsin Byggnads (Svenska Byggnadsarbetareförbundet) on tehnyt yhteistyötä urakoitsijoiden kanssa digitaalisten koulutusohjelmien järjestämisessä, koska se on todennut, että digitaalinen lukutaito parantaa työntekijöiden työllistettävyyttä.
Tämä yhteistyöhön perustuva lähestymistapa työvoiman kehittämiseen on johtanut siihen, että rakennusala on samanaikaisesti digitalisoituneempi ja vakaampi kuin kansainväliset kollegansa. Suomen rakennustyövoiman vaihtuvuusaste on 12,5 prosenttia, mikä on lähes puolet vähemmän kuin Yhdysvalloissa, jossa se on 21,4 prosenttia, kertoo Tilastokeskus.
Pohjoismainen lähestymistapa digitaaliseen rakentamiseen on tuottanut merkittäviä tuloksia eri hanketyypeissä:
Tukholman ohitustie on yksi Euroopan suurimmista infrastruktuurihankkeista, sillä se käsittää 18 kilometriä tunneleita Ruotsin pääkaupungin ympärillä. Hankkeessa toteutettiin se, mitä Ruotsin liikennevirasto kutsuu "BIM-taso 3:ksi" – täysin mallipohjainen toimitus, jossa kaikki suunnittelu, määrät ja kustannukset johdetaan integroiduista malleista.
Tämä kattava BIM-toteutus mahdollisti:
Ohitustiehanke osoittaa, miten BIM:llä voidaan hallita monimutkaisuutta mittakaavassa, kun yli 60 eri mallinnusryhmää tekee yhteistyötä avoimien IFC-standardien avulla.
Skanskan Ruotsissa toteuttama uusi Karolinska Solnan yliopistollinen sairaala on yksi maailman kunnianhimoisimmista BIM-toteutuksista. 2,1 miljardin euron suuruinen laitos suunniteltiin ja rakennettiin kokonaan BIM:n avulla, ja mallit toimivat yhtenä totuuden lähteenä kaikille hanketiedoille.
Skanskan tapaustutkimuksen mukaan tämä lähestymistapa johti seuraaviin tuloksiin:
Projektiryhmä laati yli 40 000 mallipohjaista esivalmistuspiirustusta, mikä mahdollisti komponenttien tarkan valmistuksen työmaan ulkopuolella ja vähensi huomattavasti työmaalla tarvittavaa työvoimaa.
IKEAn ja Skanskan yhteistyössä toteuttama BoKlok on esimerkki siitä, miten BIM ja moduulirakentaminen voivat mullistaa kohtuuhintaisen asumisen. Yrityksen digitaalisuuteen perustuvassa lähestymistavassa suunnitellaan BIM:ä käyttäen standardoituja asuntomoduuleja, jotka valmistetaan valvotuissa tehdasympäristöissä ja kootaan paikan päällä.
Prosessi lyhentää rakentamisaikaa jopa 70 prosenttia perinteisiin menetelmiin verrattuna ja säilyttää samalla korkean laadun ja kohtuullisen hinnan. BoKlok on toimittanut yli 12 000 asuntoa eri puolilla Pohjoismaita, ja kustannukset ovat tyypillisesti 30 prosenttia alle vastaavien kiinteistöjen markkinahintojen.
Kun BoKlok tekee suunnittelujärjestelmästään avoimen IFC-muodossa, toimittajat voivat tehdä muutoksia vakiintuneiden reunaehtojen puitteissa ja parantaa järjestelmää jatkuvasti säilyttäen samalla yhteensopivuuden.
Pohjoismaiden rakennusalan menestys BIM:n ja avointen standardien avulla tarjoaa arvokkaita opetuksia maailmanlaajuiselle alalle:
Hallituksen politiikka on edistänyt pohjoismaista digitaalista siirtymää seuraavin keinoin:
Maiden, jotka pyrkivät jäljittelemään pohjoismaista menestystä, olisi harkittava samankaltaista kattavaa poliittista lähestymistapaa yksittäisten aloitteiden sijasta.
Pohjoismainen avoimuuden korostaminen – erityisesti IFC:n ja täydentävien standardien avulla – on luonut "digitaalisen infrastruktuurin", joka vastaa fyysistä infrastruktuuria, kuten teitä ja yleishyödyllisiä palveluja. Tämä standardoitu perusta mahdollistaa innovoinnin ja varmistaa samalla yhteentoimivuuden.
BuildingSMART Finlandin lähestymistapa, jossa avoimia standardeja pidetään julkishyödykkeinä, jotka ansaitsevat julkisia investointeja, tarjoaa mallin yhdenmukaistamisen nopeuttamiseksi maailmanlaajuisesti.
Pohjoismaisen lähestymistavan ehkä erityisin piirre on se, että siinä painotetaan rakennuksen koko elinkaarta eikä vain rakentamista. BIM-mallit käsitetään pohjoismaisissa hankkeissa digitaalisiksi hyödykkeiksi, jotka tuottavat arvoa myös käytön ja ylläpidon aikana – vaiheissa, joissa 80 prosenttia rakennuskustannuksista syntyy.
Statsbyggin vaatimus, jonka mukaan BIM-toimitusten on sisällettävä kaikki kiinteistönhallinnassa tarvittavat tiedot, on osoitus tästä kokonaisvaltaisesta näkökulmasta.
Digitaalisen rakentamisen pohjoismainen menestys kuvastaa myös ekosysteemiin ja yhteistyöhön perustuvaa lähestymistapaa, joka tuo ihmiset yhteen:
Tällä koordinoidulla lähestymistavalla ratkaistaan rakentamisen innovointia usein lamaannuttava kanan ja munan ongelma, jossa millään yksittäisellä taholla ei ole riittävää kannustinta ottaa ensimmäistä askelta.
Maailmanlaajuisen rakennusalan kohdatessa tuottavuushaasteensa pohjoismainen kokemus tarjoaa hyväksi havaitun tien kohti digitaalista muutosta. Asettamalla BIM ja avoimet standardit politiikan, koulutuksen ja alan yhteistyön kattavan strategian keskiöön Pohjoismaat ovat osoittaneet, että rakennusteollisuuden tehokkuuskuilu ei ole väistämätön.
Tulokset puhuvat puolestaan: suurempi tuottavuus, vähemmän viivästyksiä, vähemmän jätettä ja lopulta enemmän arvoa asiakkaille ja yhteiskunnalle. Vaikka kunkin maan on mukautettava nämä lähestymistavat paikallisiin olosuhteisiin, perusperiaatteet – avoimuus, yhteistyö, standardointi ja elinkaariajattelu – ovat yleispäteviä.
Alan johtajille kaikkialla maailmassa viesti on selvä: rakennusteollisuuden digitaalinen muutos ei ole ensisijaisesti teknologinen haaste, vaan järjestelmähaaste, joka edellyttää koordinoitua toimintaa useilla eri aloilla. Ottamalla oppia pohjoismaisesta mallista maailmanlaajuinen rakennusteollisuus voi alkaa kuroa umpeen 1,6 biljoonan dollarin tuottavuusvajettaan ja luoda tehokkaamman ja kestävämmän rakennetun ympäristön tulevaisuutta varten.
Kuten YIT:n digitalisaatiojohtaja Juhani Reen totesi World Economic Forum 2020 -tapahtumassa: "Rakentamisen tulevaisuus ei ole erilaista rakentamista, vaan erilaista ajattelua. Pohjoismaat eivät vain digitalisoineet olemassa olevia prosesseja, vaan suunnittelimme koko järjestelmän uudelleen, ja sen ytimessä oli data."