Analyzing the benefits and challenges of common data environment implementation in BIM-based projects: Impacts on project performance

Abstract

The construction industry is an information- and communication-dependent industry which requires a collaborative working environment among several stakeholders. The amount of produced data is being excessive considering the whole lifecycle of a building from design through demolition. Especially in the construction phase, which consists of many various operations, information management is crucial for project management and successful completion of the project. Traditional project management practices remain insufficient to manage excessive data and workflows, which may result in non-value-added activities such as delays, reworks, and loss of productivity. Building information modeling (BIM) is emerging as one of the significant milestones on the digitalization of the construction industry, which is fundamentally a digital representation of a building. However, the BIM is criticized for being insufficient to support communication, collaboration, and data exchange processes. At that point, common data environments (CDEs) are extensively changing the ways of working in built environment by combining BIM and cloud computing technology. Despite the general perception and current practices, CDEs should not be considered only as a digital information repository. CDEs are enablers of efficient project management by connecting all project data, processes, and teams in a single platform under BIM infrastructure. An accurately structured CDE for a project can provide numerous benefits, boosting both short- and long-term goals, to project stakeholders. However, current practices and literature remain quite incapable to present whole aspects of CDEs as cloud computing in BIM is a relatively new technology in the industry. For this purpose, this study aims to reveal full potential of CDEs, focusing on both short- and long-term benefits as well as challenges, through literature review, interviews, and the Delphi method. Benefits and challenges of CDEs were identified by literature review and semi-structured interviews with 5 subject matter experts (SMEs). Identified benefits and challenges were prioritized using the Delphi method in two rounds with twelve SMEs to reveal most significant factors of CDE implementation. Furthermore, the impacts of identified benefits on project performance were investigated based on the seven construction key performance indicators (KPIs) (i.e., time, cost, quality, safety, productivity, organizational sustainability, and client satisfaction). The results of this research were validated using Cronbach's alpha, interrater agreement (IRA), and standard deviation statistics. This study presents a comprehensive overview on CDE implementation in BIM-based projects by considering the impacts on project performance. The results of this study can increase the awareness of CDE implementation in the construction industry and promote the use of CDEs in projects by clarifying their full potentials.

İnşaat sektörü, çeşitli paydaşlar arasında işbirliğine dayalı bir çalışma ortamı gerektiren, bilgi ve iletişime bağımlı bir sektördür. Tasarımdan yıkıma kadar bir binanın tüm yaşam döngüsü düşünüldüğünde üretilen veri miktarı çok fazla olabilmektedir. Özellikle çok çeşitli operasyonlardan oluşan inşaat aşamasında bilgilerin yönetimi, projenin başarılı bir şekilde yönetilmesi ve tamamlanması için hayati önem taşır. Geleneksel proje yönetimi uygulamaları, gecikmeler, işlerin tekrar yapılması ve üretkenlik kaybı gibi katma değeri olmayan faaliyetlerle sonuçlanabilecek aşırı veri ve iş akışlarını yönetmek için yetersiz kalmaktadır. Temel olarak bir binanın dijital temsili olan yapı bilgi modellemesi (YBM), inşaat sektörünün dijitalleşmesinde önemli kilometre taşlarından biri olarak ortaya çıkmaktadır. Ancak, YBM iletişim, işbirliği ve veri alışverişi süreçlerini desteklemekte yetersiz olmakla eleştirilmektedir. Bu noktada, ortak veri ortamları (OVO'lar), yapı bilgi modellemesini bulut bilişim teknolojisiyle birleştirerek inşaat sektöründe çalışma yöntemlerini kapsamlı bir şekilde değiştirmektedir. Genel algı ve mevcut uygulamadaki anlayışın aksine ortak veri ortamları, sadece dijital bir bilgi deposu olarak görülmemelidir. Ortak veri ortamları tüm proje verilerini, süreçlerini ve ekiplerini YBM altyapısı altında tek bir platformda birbirine bağlayarak verimli proje yönetimine olanak sağlar. Bir proje için doğru yapılandırılmış bir ortak veri ortamı, tüm paydaşlara hem uzun hem de kısa vadeli hedefleri destekleyerek sayısız fayda sağlayabilir. Buna rağmen, mevcut uygulamalar ve literatür, YBM ile bulut bilişim inşaat sektöründe nispeten yeni bir teknoloji olduğundan, OVO'ların tüm yönlerini sunmakta oldukça yetersiz kalmaktadır. Bu amaçla, bu çalışma, literatür taraması, görüşme ve Delphi yöntemini birleştirme yolu ile, OVO'ların hem kısa hem de uzun vadeli faydalarına odaklanarak tüm potansiyelini ortaya çıkarmayı amaçlamaktadır. OVO'ların fayda ve uygulamadaki zorlukları literatür taraması ve konusunda uzman 5 kişi ile yapılmış yarı yapılandırılmış röportajlar ile belirlenmiştir. Bu kapsamda belirlenen faydalar ve zorluklar, OVO uygulamasındaki en önemli faktörleri ortaya çıkarmak için 12 katılımcı ile iki turdan oluşan Delphi yöntemi kullanılarak önceliklendirilmiştir. Ayrıca, belirlenen faydaların proje performansı üzerindeki etkileri, 7 inşaat anahtar performans göstergesine (zaman, maliyet, kalite, güvenlik, üretkenlik, organizasyonel sürdürülebilirlik ve müşteri memnuniyeti) dayalı olarak araştırılmıştır. Bu çalışma, proje performansı üzerindeki etkileri göz önünde bulundurarak YBM tabanlı projelerde OVO uygulamasına kapsamlı bir genel bakış sunmaktadır. Bu çalışmanın sonuçları, inşaat endüstrisinde OVO uygulamalarının farkındalığını artırabilir ve OVO'ların tüm potansiyellerini açıklığa kavuşturarak projelerde kullanımını teşvik edebilir.