Utvecklingen inom byggbranschen går i en riktning mot mer komplicerade konstruktioner och installationer. För att bibehålla en konkurrenskraftig position på marknaden efterfrågas nu bättre planeringsunderlag som kan öka produktiviteten, kvaliteten och säkerheten inom byggprojekt. Utvecklingmöjligheter finns inom planering, där en är att inkludera en fjärde dimension, tiden. 4D-planering är ett arbetssätt som innebär att en 3D-modell kopplas samman med en produktionstidplan. Syftet med examensarbetet är att kartlägga förutsättningar för tillämpning av 4D-planering i produktionsskedet. Syftet är även att undersöka och kunskapsåterföra 4D-planering till ett byggföretag i Sverige. En enkätundersökning har skickats ut till projektverksamma medarbetare aktiva i Stockholmsområdet för att redogöra för i vilken omfattning 4D-planering tidigare har använts. Personliga intervjuer har även genomförts med medarbetare från hela Sverige, som innehar erfarenhet och kunskap inom 4D-planering. Intervjuerna har utgjort underlag för framtagandet av vilka förutsättningar som är nödvändiga för att tillämpa 4D-planering. I enkätundersökningen deltog 112 respondenter, där 59,8 % tidigare hört talas om 4D-planering. Av de 112 respondenter hade tretton personer också deltagit i projekt där 4D-planering tillämpats. 89,3 % av samtliga respondenter uppvisade ett intresse för en ökad användning av 4D-planering inom byggproduktion. Det har framkommit via de personliga intervjuerna att totalentreprenad är den lämpligaste upphandlingsformen för tillämpning av 4D-planering. Utöver det anser respondenterna att storlek, komplexitet och programvara påverkar tillämpningen av 4D-planering. Slutsatsen är att 4D-planering idag används i en liten omfattning. De viktigaste förutsättningarna för att tillämpa 4D-planering är en för ändamålet korrekt utformad 3D-modell, produktionstidplan och ett lämpligt 4D-simuleringsprogram. Dessutom är det nödvändigt att tidigt i projektprocessen ta beslut om att 4D-planeringen ska tillämpas och till vilken utsträckning. Det är även avgörande att ha en väl fungerande kommunikation mellan projektörer och entreprenörer. Rekommendation till företaget är att inleda en tillämpning av 4D-planering med långsiktiga mål. / The development in the construction industry is continuously progressing towards more complex buildings and installations. In order to retain a competitive market position careful planning is required since it can increase productivity, quality and worker safety in construction projects. 4D-planning is a method of planning a construction project which means that a 3D-model and a production schedule are interconnected. The main purpose of this study is to investigate information on 4D-planning and to identify the conditions that need to be fulfilled to effectively use 4D-planning in construction. A second purpose has been to collect information regarding the knowledge and experience in using 4D-planning possessed by employees at a company in Sweden. A survey has been sent out to employees located in Stockholm, Sweden, to investigate the scope in which 4D-planing has previously been used. Personal interviews have also been made with employees whom possess experience and knowledge of 4D-planning, located in different places of Sweden. These persons form the basis for identifying the conditions required to use 4D-planning in construction projects. There were 112 participants in the survey of whom 59,8% had previously heard of 4D-planning. A number of 13 participants had also participated in projects where 4D-planning had been used. A total of 89,3% of the participants in the survey answered that they have an interest in further progress in the area of 4D-planning. Answers have also given some insight into how 4D-planning has been applied and how well it has worked. The personal interviews have demonstrated how factors such as contract form, type of computer planning software, size and complexity of the construction project all affect the execution of 4D-planning. The three main conditions which affect the use of 4D-planning is the shape and design of the 3D-model, the production time schedule and the 4D-simulation program used. Moreover, it is necessary to make an early decision whether to and to what extent 4D-planning is to be used. The communication between consultant and entrepreneur are also of great importance for the implementation of 4D-planning. The survey showed that the employees at the studied company has only used 4D-planning in a small scope. They are however, interested in an increased use of 4D-planning but emphasize the importance of guidelines and clear applications for its usage. Implementation of 4D-planning is deemed viable for the company with the recommendation to start the process immediately by establishing long-term goals.

A crescente necessidade de reduzir os prazos e os custos dos empreendimentos de construção e de melhorar a qualidade das edificações e as condições de trabalho tem incentivado a adoção de sistemas pré-fabricados. Entretanto, a adoção desses sistemas exige uma intensa troca de informações entre a obra e a fábrica, de forma a sincronizar a fabricação dos componentes, as operações logísticas e o processo de montagem na obra, principalmente em ambientes engineer-to-order (ETO). Em sistemas do tipo ETO, o pedido do cliente é realizado nas etapas iniciais do projeto, e existe um elevado grau de incerteza principalmente pelo desconhecimento das atividades a serem realizadas. Em ambientes com esse tipo de complexidade, a literatura sugere o uso de Building Information Modeling (BIM) para facilitar o compartilhamento de informações e apoiar a tomada de decisões nesses ambientes, assim como a aplicação de conceitos e princípios da filosofia da Produção Enxuta. Particularmente em relação aos processos de montagem, o uso de BIM 4D pode ser utilizado para simular e analisar algumas operações, apoiando o processo de planejamento e o controle da produção. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um modelo para gestão dos processos logísticos em obras de sistemas pré-fabricados do tipo engineer-to-order com o apoio da modelagem BIM 4D A abordagem metodológica adotada foi Design Science Research (DSR), sendo desenvolvidos dois estudos empíricos. O primeiro foi realizado em colaboração com uma empresa responsável pelo projeto, fabricação e montagem de estruturas pré-fabricadas de concreto, sendo implementadas diversas melhorias em uma obra de uma universidade. O segundo, de caráter descritivo, foi desenvolvido em um empreendimento de construção de shopping center, sendo envolvidas uma empresa gerenciadora de obra e uma empresa que produziu e montou na obra a estrutura pré-fabricada de concreto. As principais contribuições da aplicação de BIM 4D como suporte à tomada de decisão referem-se ao aumento da confiabilidade do processo de montagem e da produtividade, principalmente pela clareza e rápida atualização das informações geradas pelos modelos 4D. / The growing need to reduce construction project duration and cost, as well as to improve building quality and working conditions, have encouraged the adoption of prefabricated building systems. However, the adoption of those systems requires an intense exchange of information between the construction site and the plant, in order to synchronize the production of components, logistic operations and site assembly, especially in an engineer-to-order (ETO) environment. In ETO systems, the client’s order is placed at the early design stages, and a high degree of uncertainty exists mostly due to the lack of knowledge about the tasks to be carried out. The literature suggests the use of Building Information Modeling (BIM) to facilitate the sharing of information and to support decision-making in this type of environment, as well as the application of Lean Production concepts and principles. Particularly in relation to assembly process, the use of 4D BIM modelling can be used to simulate and analyze some operations, supporting production planning and control This research work aims at to devise a model for the management of logistic processes for engineer-to-order prefabricated building systems, with the support of 4D BIM modelling. Design Science Research was the methodological approach adopted in this investigation, and two empirical studies were carried out. The first one was undertaken in close collaboration with a company that designs, manufactures, and assemble prefabricated concrete structures, and some improvements were implemented in a project for a higher education institution. The second was undertaken in a shopping mall project, and two companies were involved: a project management company, and a company that produced and assembled on-site pre-fabricated structures. As a result of this research work, the application of 4D BIM to support decision-making contributed to improve the reliability of the assembly process and to increase productivity, mainly due to the clarity and timeliness of the information made available by 4D models.

A crescente necessidade de reduzir os prazos e os custos dos empreendimentos de construção e de melhorar a qualidade das edificações e as condições de trabalho tem incentivado a adoção de sistemas pré-fabricados. Entretanto, a adoção desses sistemas exige uma intensa troca de informações entre a obra e a fábrica, de forma a sincronizar a fabricação dos componentes, as operações logísticas e o processo de montagem na obra, principalmente em ambientes engineer-to-order (ETO). Em sistemas do tipo ETO, o pedido do cliente é realizado nas etapas iniciais do projeto, e existe um elevado grau de incerteza principalmente pelo desconhecimento das atividades a serem realizadas. Em ambientes com esse tipo de complexidade, a literatura sugere o uso de Building Information Modeling (BIM) para facilitar o compartilhamento de informações e apoiar a tomada de decisões nesses ambientes, assim como a aplicação de conceitos e princípios da filosofia da Produção Enxuta. Particularmente em relação aos processos de montagem, o uso de BIM 4D pode ser utilizado para simular e analisar algumas operações, apoiando o processo de planejamento e o controle da produção. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um modelo para gestão dos processos logísticos em obras de sistemas pré-fabricados do tipo engineer-to-order com o apoio da modelagem BIM 4D A abordagem metodológica adotada foi Design Science Research (DSR), sendo desenvolvidos dois estudos empíricos. O primeiro foi realizado em colaboração com uma empresa responsável pelo projeto, fabricação e montagem de estruturas pré-fabricadas de concreto, sendo implementadas diversas melhorias em uma obra de uma universidade. O segundo, de caráter descritivo, foi desenvolvido em um empreendimento de construção de shopping center, sendo envolvidas uma empresa gerenciadora de obra e uma empresa que produziu e montou na obra a estrutura pré-fabricada de concreto. As principais contribuições da aplicação de BIM 4D como suporte à tomada de decisão referem-se ao aumento da confiabilidade do processo de montagem e da produtividade, principalmente pela clareza e rápida atualização das informações geradas pelos modelos 4D. / The growing need to reduce construction project duration and cost, as well as to improve building quality and working conditions, have encouraged the adoption of prefabricated building systems. However, the adoption of those systems requires an intense exchange of information between the construction site and the plant, in order to synchronize the production of components, logistic operations and site assembly, especially in an engineer-to-order (ETO) environment. In ETO systems, the client’s order is placed at the early design stages, and a high degree of uncertainty exists mostly due to the lack of knowledge about the tasks to be carried out. The literature suggests the use of Building Information Modeling (BIM) to facilitate the sharing of information and to support decision-making in this type of environment, as well as the application of Lean Production concepts and principles. Particularly in relation to assembly process, the use of 4D BIM modelling can be used to simulate and analyze some operations, supporting production planning and control This research work aims at to devise a model for the management of logistic processes for engineer-to-order prefabricated building systems, with the support of 4D BIM modelling. Design Science Research was the methodological approach adopted in this investigation, and two empirical studies were carried out. The first one was undertaken in close collaboration with a company that designs, manufactures, and assemble prefabricated concrete structures, and some improvements were implemented in a project for a higher education institution. The second was undertaken in a shopping mall project, and two companies were involved: a project management company, and a company that produced and assembled on-site pre-fabricated structures. As a result of this research work, the application of 4D BIM to support decision-making contributed to improve the reliability of the assembly process and to increase productivity, mainly due to the clarity and timeliness of the information made available by 4D models.

A crescente necessidade de reduzir os prazos e os custos dos empreendimentos de construção e de melhorar a qualidade das edificações e as condições de trabalho tem incentivado a adoção de sistemas pré-fabricados. Entretanto, a adoção desses sistemas exige uma intensa troca de informações entre a obra e a fábrica, de forma a sincronizar a fabricação dos componentes, as operações logísticas e o processo de montagem na obra, principalmente em ambientes engineer-to-order (ETO). Em sistemas do tipo ETO, o pedido do cliente é realizado nas etapas iniciais do projeto, e existe um elevado grau de incerteza principalmente pelo desconhecimento das atividades a serem realizadas. Em ambientes com esse tipo de complexidade, a literatura sugere o uso de Building Information Modeling (BIM) para facilitar o compartilhamento de informações e apoiar a tomada de decisões nesses ambientes, assim como a aplicação de conceitos e princípios da filosofia da Produção Enxuta. Particularmente em relação aos processos de montagem, o uso de BIM 4D pode ser utilizado para simular e analisar algumas operações, apoiando o processo de planejamento e o controle da produção. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver um modelo para gestão dos processos logísticos em obras de sistemas pré-fabricados do tipo engineer-to-order com o apoio da modelagem BIM 4D A abordagem metodológica adotada foi Design Science Research (DSR), sendo desenvolvidos dois estudos empíricos. O primeiro foi realizado em colaboração com uma empresa responsável pelo projeto, fabricação e montagem de estruturas pré-fabricadas de concreto, sendo implementadas diversas melhorias em uma obra de uma universidade. O segundo, de caráter descritivo, foi desenvolvido em um empreendimento de construção de shopping center, sendo envolvidas uma empresa gerenciadora de obra e uma empresa que produziu e montou na obra a estrutura pré-fabricada de concreto. As principais contribuições da aplicação de BIM 4D como suporte à tomada de decisão referem-se ao aumento da confiabilidade do processo de montagem e da produtividade, principalmente pela clareza e rápida atualização das informações geradas pelos modelos 4D. / The growing need to reduce construction project duration and cost, as well as to improve building quality and working conditions, have encouraged the adoption of prefabricated building systems. However, the adoption of those systems requires an intense exchange of information between the construction site and the plant, in order to synchronize the production of components, logistic operations and site assembly, especially in an engineer-to-order (ETO) environment. In ETO systems, the client’s order is placed at the early design stages, and a high degree of uncertainty exists mostly due to the lack of knowledge about the tasks to be carried out. The literature suggests the use of Building Information Modeling (BIM) to facilitate the sharing of information and to support decision-making in this type of environment, as well as the application of Lean Production concepts and principles. Particularly in relation to assembly process, the use of 4D BIM modelling can be used to simulate and analyze some operations, supporting production planning and control This research work aims at to devise a model for the management of logistic processes for engineer-to-order prefabricated building systems, with the support of 4D BIM modelling. Design Science Research was the methodological approach adopted in this investigation, and two empirical studies were carried out. The first one was undertaken in close collaboration with a company that designs, manufactures, and assemble prefabricated concrete structures, and some improvements were implemented in a project for a higher education institution. The second was undertaken in a shopping mall project, and two companies were involved: a project management company, and a company that produced and assembled on-site pre-fabricated structures. As a result of this research work, the application of 4D BIM to support decision-making contributed to improve the reliability of the assembly process and to increase productivity, mainly due to the clarity and timeliness of the information made available by 4D models.

O planejamento e controle logístico cumpre um importante papel no processo de montagem de sistemas construtivos pré-fabricados, e pode ter um impacto substancial nas metas do empreendimento em termos de prazo, custo, qualidade e segurança. A falta de planejamento logístico na construção pode causar congestionamento em postos de trabalho e resultar em baixa produtividade. Building Information Modeling (BIM) tem sido apontado como uma grande oportunidade para a melhoria do desempenho da logística de canteiros, principalmente pelo uso de modelos 4D para analisar planos de construção, assim como reduzir conflitos espaciais em canteiros de obras. Entretanto, modelos 4D têm sido frequentemente utilizados simplesmente para representar a sequencia de execução definida em uma rede CPM, sem considerar atividades que não agregam valor, tais como estoques e transporte. Visando a preencher esta lacuna, esta pesquisa propõe um modelo para o planejamento e controle logístico para sistemas construtivos pré-fabricados do tipo engineer-to-order, utilizando BIM 4D. Pesquisa construtiva foi a abordagem metodológica adotada nesta pesquisa. Quatro estudos empíricos foram realizados em diferentes canteiros de obras de uma empresa de estrutura metálica, nos quais processos logísticos foram planejados e controlados. O estudo também propôs diretrizes para integrar o planejamento logístico ao planejamento e controle da produção e para o uso de gestão visual para apoiar o controle logístico. O modelo proposto sugere que o desenvolvimento e uso de modelos 4D para controle e planejamento logístico deve ter uma ampla participação de diferentes intervenientes. / Logistics planning and control plays a key role in the process of assembling prefabricated building systems, and can have a major impact in project goals in terms of schedule, cost, quality and safety. The lack of construction logistics planning may cause congestion in workspaces and result in low productivity. Building Information Modeling (BIM) has been pointed out as a major opportunity for the improving the performance of site logistics, especially by using 4D models to analyze construction plans as well as to reduce spatial conflicts in construction sites. However, 4D models have been often used simply for representing the installation sequence defined in a CPM network, without considering non value-adding activities, such as inventories and transportation. In order to fill this gap, this research work proposes a logistics planning and control model for engineer-to-order prefabricated building systems using BIM 4D. Constructive research was the methodological approach adopted in this investigation. Four empirical studies were carried in different construction sites of a steel fabricator company, in which logistic processes were planned and controlled. This study also proposes guidelines for integrating logistics planning and control with production planning and control, and for the use of visual management to support logistics control. The proposed model suggests that the development and use of 4D models for logistics planning and control should have a broad participation of different stakeholders.

O planejamento e controle logístico cumpre um importante papel no processo de montagem de sistemas construtivos pré-fabricados, e pode ter um impacto substancial nas metas do empreendimento em termos de prazo, custo, qualidade e segurança. A falta de planejamento logístico na construção pode causar congestionamento em postos de trabalho e resultar em baixa produtividade. Building Information Modeling (BIM) tem sido apontado como uma grande oportunidade para a melhoria do desempenho da logística de canteiros, principalmente pelo uso de modelos 4D para analisar planos de construção, assim como reduzir conflitos espaciais em canteiros de obras. Entretanto, modelos 4D têm sido frequentemente utilizados simplesmente para representar a sequencia de execução definida em uma rede CPM, sem considerar atividades que não agregam valor, tais como estoques e transporte. Visando a preencher esta lacuna, esta pesquisa propõe um modelo para o planejamento e controle logístico para sistemas construtivos pré-fabricados do tipo engineer-to-order, utilizando BIM 4D. Pesquisa construtiva foi a abordagem metodológica adotada nesta pesquisa. Quatro estudos empíricos foram realizados em diferentes canteiros de obras de uma empresa de estrutura metálica, nos quais processos logísticos foram planejados e controlados. O estudo também propôs diretrizes para integrar o planejamento logístico ao planejamento e controle da produção e para o uso de gestão visual para apoiar o controle logístico. O modelo proposto sugere que o desenvolvimento e uso de modelos 4D para controle e planejamento logístico deve ter uma ampla participação de diferentes intervenientes. / Logistics planning and control plays a key role in the process of assembling prefabricated building systems, and can have a major impact in project goals in terms of schedule, cost, quality and safety. The lack of construction logistics planning may cause congestion in workspaces and result in low productivity. Building Information Modeling (BIM) has been pointed out as a major opportunity for the improving the performance of site logistics, especially by using 4D models to analyze construction plans as well as to reduce spatial conflicts in construction sites. However, 4D models have been often used simply for representing the installation sequence defined in a CPM network, without considering non value-adding activities, such as inventories and transportation. In order to fill this gap, this research work proposes a logistics planning and control model for engineer-to-order prefabricated building systems using BIM 4D. Constructive research was the methodological approach adopted in this investigation. Four empirical studies were carried in different construction sites of a steel fabricator company, in which logistic processes were planned and controlled. This study also proposes guidelines for integrating logistics planning and control with production planning and control, and for the use of visual management to support logistics control. The proposed model suggests that the development and use of 4D models for logistics planning and control should have a broad participation of different stakeholders.

O planejamento e controle logístico cumpre um importante papel no processo de montagem de sistemas construtivos pré-fabricados, e pode ter um impacto substancial nas metas do empreendimento em termos de prazo, custo, qualidade e segurança. A falta de planejamento logístico na construção pode causar congestionamento em postos de trabalho e resultar em baixa produtividade. Building Information Modeling (BIM) tem sido apontado como uma grande oportunidade para a melhoria do desempenho da logística de canteiros, principalmente pelo uso de modelos 4D para analisar planos de construção, assim como reduzir conflitos espaciais em canteiros de obras. Entretanto, modelos 4D têm sido frequentemente utilizados simplesmente para representar a sequencia de execução definida em uma rede CPM, sem considerar atividades que não agregam valor, tais como estoques e transporte. Visando a preencher esta lacuna, esta pesquisa propõe um modelo para o planejamento e controle logístico para sistemas construtivos pré-fabricados do tipo engineer-to-order, utilizando BIM 4D. Pesquisa construtiva foi a abordagem metodológica adotada nesta pesquisa. Quatro estudos empíricos foram realizados em diferentes canteiros de obras de uma empresa de estrutura metálica, nos quais processos logísticos foram planejados e controlados. O estudo também propôs diretrizes para integrar o planejamento logístico ao planejamento e controle da produção e para o uso de gestão visual para apoiar o controle logístico. O modelo proposto sugere que o desenvolvimento e uso de modelos 4D para controle e planejamento logístico deve ter uma ampla participação de diferentes intervenientes. / Logistics planning and control plays a key role in the process of assembling prefabricated building systems, and can have a major impact in project goals in terms of schedule, cost, quality and safety. The lack of construction logistics planning may cause congestion in workspaces and result in low productivity. Building Information Modeling (BIM) has been pointed out as a major opportunity for the improving the performance of site logistics, especially by using 4D models to analyze construction plans as well as to reduce spatial conflicts in construction sites. However, 4D models have been often used simply for representing the installation sequence defined in a CPM network, without considering non value-adding activities, such as inventories and transportation. In order to fill this gap, this research work proposes a logistics planning and control model for engineer-to-order prefabricated building systems using BIM 4D. Constructive research was the methodological approach adopted in this investigation. Four empirical studies were carried in different construction sites of a steel fabricator company, in which logistic processes were planned and controlled. This study also proposes guidelines for integrating logistics planning and control with production planning and control, and for the use of visual management to support logistics control. The proposed model suggests that the development and use of 4D models for logistics planning and control should have a broad participation of different stakeholders.