Projectplanning in theorie en praktijk. Begrijpen we elkaar nog?

UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSKUNDE ACADEMIEJAAR 2002 – 2003

Projectplanning in theorie en praktijk. Begrijpen we elkaar nog?

Scriptie voorgedragen tot het bekomen van de graad van: Licentiaat in de toegepaste economische wetenschappen

Koen Van Osselaer Onder leiding van

Prof. Dr. Mario Vanhoucke

Ondergetekende, Koen Van Osselaer, bevestigt hierbij dat onderhavige scriptie mag worden geraadpleegd en vrij mag worden gefotokopieerd. Bij het citeren moet steeds de titel en de auteur van de scriptie worden vermeld.

Voorwoord

Een scriptie is een project op zich, waar je de steun van anderen voor nodig hebt. Hierbij wil ik graag Prof. Dr. Mario Vanhoucke bedanken, die niet alleen mijn promotor maar ook mijn inspirator is geweest. Zijn grote persoonlijke inzet en het feit dat hij steeds beschikbaar was, hebben er voor gezorgd dat deze scriptie tot een goed einde is gekomen. Daarnaast zou zonder de medewerking van Karel De Bel deze praktijkstudie nooit tot stand zijn gekomen. Zijn inzet en zijn hulp worden ten zeerste gewaardeerd. Mijn dank gaat ook nog uit naar mijn goede vrienden, Björn Cassier en Tessa Vermaeren, die een vriend in nood hebben herkend. Ik zou tot slot nog een speciaal woord van dank willen richten aan mijn vriendin, Iris, die me enerzijds in contact heeft gebracht met de firma KMW en anderzijds een engelengeduld heeft getoond tijdens het totstandkomen van deze scriptie.

Inhoud Voorwoord .................................................................................................................................. 3 0. Inleiding .................................................................................................................................III 1. Literatuuroverzicht................................................................................................................. 3 1.1. Wat is projectplanning? .................................................................................................. 3 1.1.1. Wat is een project? .................................................................................................. 3 1.1.2. Wat is planning?....................................................................................................... 4 1.2. Planningsmethoden........................................................................................................ 5 1.3 Projecten met wederkerende activiteiten........................................................................ 9 1.3.1 Inleiding ..................................................................................................................... 9 1.3.2 Lineaire en discrete projecten .................................................................................. 9 1.3.3 Vereisten voor goede planning van “repeating activities”........................................ 9 1.3.4 Tekortkomingen van CPM bij het plannen van “repeating activities” .................... 11 1.3.5 Alternatieven ........................................................................................................... 14 1.3.6 Repetitive Scheduling Method (RSM) .................................................................... 14 1.3.7 Combineren CPM / LOB......................................................................................... 19 2. Projectoverzicht................................................................................................................... 21 2.1 Inleiding.......................................................................................................................... 21 2.2 Voorgeschiedenis .......................................................................................................... 21 2.3 Beschrijving boorproces ................................................................................................ 23 2.3.1 Toeritten .................................................................................................................. 24 2.3.2 Tunnelboormachine (TBM) ..................................................................................... 25 2.3.3 Dwarsverbindingen ................................................................................................. 30 2.3.4 Betonconstructies onder het wegdek ..................................................................... 32 2.3.5 Spoornetwerk.......................................................................................................... 33 2.3.6 Maatvoering tunnel ................................................................................................. 36 2.3.7 Afwerking tunnel...................................................................................................... 37 2.3.8 Transportbanden en leidingen................................................................................ 38 2.3.9 Fabriek voor betonsegmenten................................................................................ 38 2.3.10 Scheidingsinstallaties ........................................................................................... 39 2.3.11 Menginstallatie grout............................................................................................. 40 2.4 Besluit ............................................................................................................................ 40 3. Planning van de bouw van de Westerscheldetunnel.......................................................... 41 3.1 Algemeen....................................................................................................................... 41 3.2 Planning van de dwarsverbindingen ............................................................................. 44

I

3.2.1 Inleiding ................................................................................................................... 44 3.2.2 Activiteiten nodig voor het bouwen van een dwarsverbinding............................... 44 3.2.3 Netwerkvoorstelling van een dwarsverbinding....................................................... 46 3.2.4 Leereffecten ............................................................................................................ 49 3.2.5 Planning rekening houdend met werkcontinuÏteit .................................................. 52 4. Algemeen besluit................................................................................................................. 73

II

Lijst van Figuren FIGUUR 1: Minimum en maximum niveau van werkcontinuïteit FIGUUR 2: CPM netwerk van 3 units FIGUUR 3: Mogelijk gevolg van een productiviteitsverhoging FIGUUR 4: Staafdiagram van 2 activiteiten A en B in 3 units met time-lag tussen de B activiteiten FIGUUR 5: RSM diagram voor 3 units met convergerende FTS activiteiten FIGUUR 6: Staafdiagram van 2 activiteiten A en B in 3 units met time-lag tussen de A en B activiteiten FIGUUR 7: RSM diagram voor 3 units met divergerende FTS activiteiten FIGUUR 8: Effect van een productiviteitsverhoging (1) FIGUUR 9: Effect van een productiviteitsverhoging (2) FIGUUR 10: De geografische ligging van de Westerscheldetunnel FIGUUR 11: Toerit zuid FIGUUR 12: Het caisson FIGUUR 13: De tunnelboormachine FIGUUR 14: Het boorschild FIGUUR 15: De controlekamer van de TBM FIGUUR 16: Het kabelkanaal FIGUUR 17: Tekening van dwarsverbinding FIGUUR 18: Boorwerk lanzen FIGUUR 19: Het spoornetwerk FIGUUR 20: Bouwplaats zuid FIGUUR 21: Scheidingsinstallatie FIGUUR 22: Organigram KMW FIGUUR 23: Planning met deadline november 2003 FIGUUR 24: Vriestechniek FIGUUR 25: Vriessteiger FIGUUR 26: Ontgraven grond FIGUUR 27: Aanbrengen spuitbeton FIGUUR 28: Aanbrengen folie FIGUUR 29: Aanbrengen wapening FIGUUR 30: Bekisten FIGUUR 31: Betonnen vloer, wanden en dak FIGUUR 32: Netwerk dwarsverbinding units 1-2 FIGUUR 33: Netwerk dwarsverbinding units 3-26 FIGUUR 34: Duurtijden boorwerk lanzen FIGUUR 35: Duurtijden opbouwen vriessteiger FIGUUR 36: Duurtijden aanbrengen folie

III

FIGUUR 37: Totale duurtijd dwarsverbinding (zand) FIGUUR 38: Totale duurtijd dwarsverbinding (klei) FIGUUR 39: Gannt-diagram met een projectduur van 380 dagen FIGUUR 40: Gannt-diagram met een projectduur van 462 dagen FIGUUR 41: Combinaties duurtijden – Idle time

IV

Lijst van Tabellen TABEL 1: Duurtijden activiteiten TABEL 2: Vroegste start- en eindtijden zonder beperkingen van aantal vriesmachines TABEL 3: Vroegste start- en eindtijden met beperkingen van aantal vriesmachines TABEL 4: Combinaties duurtijden – Idle time

V

0. Inleiding

Het gebruik van projecten om bepaalde opdrachten te realiseren, is de laatse tientallen jaren aanzienlijk gestegen. Maar om een project te kunnen beheersen en het beoogde doel te bereiken, is een goede planning onontbeerlijk. In de literatuur vinden we heel veel modellen en technieken terug om een projectplan op te stellen. Theoretici zoeken voortdurend naar nieuwe en betere methodes om een project te plannen. Maar vaak blijkt dat vele van deze methodes niet echt bruikbaar zijn in de praktijk. Al ruim meer dan dertig jaar lang zijn theoretici zich bewust van het belang van “work continuity” bij projecten waar een bepaalde taak meermaals terugkomt. Desondanks waren ze tot voor kort er nog niet in geslaagd een eenvoudige methode te ontwikkelen die toelaat een planning op te stellen die daar rekening mee houdt en die bovendien gemakkelijk toepasbaar is in de praktijk. Een pas ontwikkelde methode zou hier verandering in kunnen brengen. In deze scriptie willen we nagaan of er inderdaad een doorbraak is gerealiseerd of dat de kans groot is dat de “praktijkwereld” deze methode ook links laat liggen omdat het niet echt bruikbaar is in een reëel project. In hoofdstuk 1 geven we een overzicht van de bestaande literatuur. Eerst worden kort een aantal definities gegeven van een project en een projectplan en bekijken we de voornaamste planningsmethodes. Daarna bespreken we wat men verstaat onder “repeating activities” en hoe we die optimaal kunnen plannen.

Tenslotte sommen we een aantal

redenen op waarom er in de praktijk weinig gebruik wordt gemaakt van die planningstechnieken en hoe gepoogd wordt een methode die wel populair is in de reële wereld te combineren met de meer specifieke tools. Om de pas ontwikkelde methode te kunnen testen, zijn we op zoek gegaan naar een reëel project waar “repeating activities” in voorkwamen. In hoofdstuk 2 beschrijven we de bouw van de Westerscheldetunnel in Nederland, een groot project waarbij een aantal taken meerdere keren herhaald moesten worden.

1

In hoofdstuk 3 bekijken we eerst de algemene planning van het project om ons daarna te verdiepen in een deelproject met “repeating activities”. Daarna gaan we na of er rekening moet gehouden worden met leereffecten als men de planning opstelt om tenslotte de planning, opgesteld met een traditionele methode, te vergelijken met de planning opgesteld met de nieuwe methode. Een laatste hoofdstuk, tot slot, vat de conclusies van dit onderzoek samen.

2

1. Literatuuroverzicht

1.1. Wat is projectplanning? In eerste instantie is het belangrijk om even stil te staan bij wat bedoeld wordt met “projectplanning”.

Daarom geven we hieronder kort een omschrijving van de begrippen

“project” en “planning”.

1.1.1. Wat is een project? Elke opdracht die specifiek en uniek is met een bepaald doel voor ogen om een bepaalde behoefte te bevredigen, is een project (Mantel en Meridith, 2001). Meestal zijn projecten ook complex. Om die reden zijn ze heel vaak multidisciplinair en is er nood aan mensen met verschillende kennis en expertise. Dit brengt wel met zich mee dat er heel wat conflicten optreden, zowel tussen opdrachtgever en uitvoerder, maar ook tussen leden van het projectteam onderling, welke het meest frequent voorkomen. Het lijkt erop dat projecten en conflicten onafscheidelijk zijn. Baker (1998) beschrijft een project als volgt: “A project is an endeavour in which human, financial and material resources are organised in a novel way to undertake a unique scope of work, of given specification, within constraints of cost and time, so as to achieve beneficial change defined by quantitative and qualitative objectives.”

Mantel en Meridith (2001) wijzen er ook op dat projecten niet in isolatie bestaan. Ze zijn dikwijls onderdeel van een groter programma. Anderzijds bestaat een project uit een reeks taken die op hun beurt verder kunnen onderverdeeld worden in subtaken die ook nog kunnen opgesplitst worden. Het doel van deze onderverdelingen is ervoor te zorgen dat het project in verschillende niveau’s van detail kan bekeken worden.

3

1.1.2. Wat is planning? In de literatuur vindt men vele definities van planning terug. Zo beschrijft Mintzberg (1994a) planning als: “... a formalized procedure to produce an articulated result, in the form of an integrated system of decisions. What to us captures the notion of planning above all is its emphasis on formalization, the systemization of the phenomenon to which planning is meant to apply. (…) Formalization here would seem to mean three things, especially (a) to decompose, (b) to articulate and especially (c) to rationalize the processes by which decisions are made and integrated in organizations”

Boskma (1979) beschrijft een plan als: “... een beschrijving van een samenhangend geheel van voorgenomen beslissingen omtrent de toekomstige uitvoering van bepaalde activiteiten, gericht op het realiseren van bepaalde doelstellingen.”

De hierboven geciteerde definities hebben betrekking op planning in het algemeen. Badiru en Whitehouse (1989) gebruiken echter een definitie die dichter aanleunt bij projectplanning. “Planning, in a project management context, refers to the process of establishing courses of action within the prevailing environment to achieve predetermined goals.”

Projectplanning kan dus omschreven worden als het instrument dat, door regels voor te schrijven, ervoor zorgt dat werkzaamheden in projecten kunnen gecoördineerd en doelstellingen kunnen gerealiseerd worden. Een planning zorgt ook voor het verminderen van de onzekerheden en voor een verheldering van de doelstellingen van het project. Het vormt de basis voor de evaluatie van de voortgang, stelt standaarden op voor de activiteiten en legt de verantwoordelijkheden vast van het personeel (Badiru en Whitehouse, 1989).

4

1.2. Planningsmethoden Voor het opstellen van een projectplanning kan men verschillende methoden gebruiken. Een methode die veel wordt toegepast, is netwerkplanning. Program evaluation and review technique (PERT) en critical path method (CPM) zijn de bekendste netwerkplanningsmethoden. Bij deze methoden zal men alle activiteiten die in het project moeten

uitgevoerd

worden,

visualiseren

in

een

netwerk.

opeenvolgingsrelaties tussen de activiteiten weergegeven.

Ook

worden

alle

Een activiteit stelt een

verzameling van taken voor die om bepaalde redenen als één geheel kunnen aanzien worden (Bosman, 1977).

Om ervoor te zorgen dat alle activiteiten in een project

geïdentificeerd worden, kan men gebruik maken van een “work breakdown structure (WBS)” (Mantel en Meridith, 2001). Deze methode zorgt ervoor dat activiteiten op verschillende aggregatieniveau’s kunnen voorgesteld worden. Als men het netwerk opstelt, kan men kiezen uit een “activity-on-node (AoN)” representatie of een “activity-on-arrow (AoA)” representatie.

Bij een activity-on-node

voorstelling stellen de knooppunten activiteiten voor en duiden de pijlen de volgorderelaties tussen deze activiteiten aan. Een activity-on-arrow voorstelling beeldt de activiteiten af op de pijlen en een knooppunt stelt een “event” voor. Een event beschrijft het gereed zijn van een bepaald onderdeel door de voltooiïng van één of meerdere activiteiten en consumeert geen middelen of tijd (Mantel en Meridith, 2001). Het grote voordeel van een AoN netwerk is dat het uniek is en dat er geen dummy-relaties nodig zijn, dit in tegenstelling tot het AoA netwerk (Mantel en Meridith, 2001). De meeste softwareplanningspakketten werken met een activityon-node voorstelling (Badiru en Whitehouse, 1989). Bijgevolg worden in de praktijk zeventig procent van alle netwerken voorgesteld door een activy-on-node representatie (Harhalakis, 1990). Als het netwerk opgesteld is, moeten er middelen en tijd aan de activiteiten toegewezen worden. Het schatten van de tijdsduur van een activiteit kan op verschillende manieren gebeuren. Men kan schattingen laten uitvoeren door experten en dan via de Delphi-methode verschillende meningen herleiden tot een algemeen oordeel (Van Doorn en Van Vught, 1978).

Of men kan zich baseren op projecten die in het verleden zijn

gerealiseerd en zoeken naar parallelle activiteiten waarvan men de tijdsduur dan overneemt.

5

Wanneer men beschikt over de volgorderelaties en de duurtijden van de activiteiten, dan kan men het kritieke pad berekenen. Dit kritieke pad is het langste pad doorheen het netwerk en geeft dus weer wat de minimale tijd is die nodig is om het ganse project uit te voeren (Mantel en Meridith, 2001). Eens men het kritieke pad kent, kan men ook de “float” of “slack” bereken van de nietkritieke activiteiten. Dit is de speling die niet-kritieke activiteiten hebben. Er wordt wel een onderscheid gemaakt tussen totale speling en vrije speling. Buffa en Miller (1979) definiëren het verschil als: “Total slack means then that an activity has slack which is shared with other production factors.

Free slack makes possible the delay of an activity without

affecting the starting times of any other activity.”

De totale speling kan men bekomen door het verschil te nemen tussen het laatst mogelijke begin van de volgende activiteiten en het vroegst mogelijke einde van de activiteit. Om de vrije speling te kennen moet men het verschil berekenen tussen de vroegst mogelijke start van de opvolgers en het vroegst mogelijke einde van de activiteit. Indien het kritische pad een kortere duurtijd heeft dan de tijd die men heeft om het project te verwezenlijken, dan spreekt men over “project slack” (Mantel en Meridith, 2001). Na het bepalen van de duurtijden en de benodigde produktiefactoren is het mogelijk dat sommige activiteiten die volgens de volgorderelaties simultaan kunnen uitgevoerd worden toch niet tegelijkertijd kunnen plaatsvinden omdat ze beiden gebruik maken van dezelfde schaarse produktiefactor.

Wanneer men met zo een capaciteitsrestrictie

geconfronteerd wordt, moet men bepalen welke activiteit men eerst zal uitvoeren met respect voor de volgorderelaties.

Boctor (1990) definieert dit “resource constrained project

scheduling” als: “Given a set of interrelated activities (precedence relations) where each activity can be performed in one of several modes (ways), each mode is characterised by a known duration and given resource requirements, when should each activity begin and which resource-duration mode should be adopted so as to optimize some managerial objective?

Obviously the solution has to respect the precedence

relations and resource limits.”

6

De managementobjectieven waarvan sprake in de definitie kunnen zijn (Elmaghraby en Herroelen, 1990): Ø het minimaliseren van de doorlooptijd van het project Ø het minimaliseren van de totale projectkosten Ø het maximaliseren van de netto contante waarde Ø de minimalisatie van het maximale middelengebruik Ø het vereffenen van het middelengebruik Ø het minimaliseren van de kosten van het middelengebruik Het vinden van een optimale oplossing zal bij grote projecten veel tijd in beslag nemen en in vele gevallen zelfs onmogelijk zijn (Russel, 1986). Daarom worden in die gevallen heuristische methodes toegepast. Willis (1985) verklaart het begrip als volgt: “The idea behind heuristic algorithms for resource constrained project scheduling is to rank the activities by some rule (…) and to schedule the activities in that ranking order ensuring that the resource limits on the project are never exceeded.”

Kurtulis en Davis (1982) geven meerdere voorbeelden van zulke heuristische regels en voegen er aan toe dat de optimale combinatie van regels afhankelijk is van de karakteristieken van het project. Ø activiteiten met de minste speling eerst Ø activiteiten met de vroegste laatst mogelijke einddatum eerst Ø activiteiten met het grootst aantal benodigde middelen eerst Ø activiteiten met de kortste duurtijd eerst Ø random volgorde Naast de netwerkplanning bestaan er ook nog andere methodes om een projectplan op te stellen. Een populaire methode is het gebruik van staafdiagrammen om de activiteiten van een project in kaart te brengen. Ongetwijfeld is de “Gantt chart” de meest gekende. Het beeldt activiteiten af in de vorm van staven, gemeten met een horizontale tijdsas. Een groot voordeel is het gemak om dergelijk diagram te tekenen. De belangrijkste nadelen zijn de leesbaarheid, indien meerdere taken op hetzelfde ogenblik beginnen en dezelfde duurtijd hebben, en de moeilijkheid om technische relaties tussen activiteiten weer te geven. Dit in

7

tegenstelling tot de PERT/CPM netwerkvoorstelling, waarin dit wel eenvoudig kan. Beide methodes worden dus vaak tesamen gebruikt omdat ze complementair zijn (Mantel en Meridith, 2001). Een andere methode om een projecplan voor te stellen is via grafische technieken. Deze wordt vooral gebruikt om projecten voor te stellen waar dezelfde soort activiteit meermaals voorkomt. Dit komt later nog uitgebreid aan bod.

8

1.3 Projecten met wederkerende activiteiten

1.3.1 Inleiding Bouwprojecten zijn dikwijls gekenmerkt door activiteiten die vaak terugkomen, zogenaamde “repeating activities”. flatgebouw, een spoorlijn,...

Het bouwen van een pijpleiding, een tunnel, een

dit zijn allemaal voorbeelden van bouwprojecten waar een

bepaalde activiteit meermaals voorkomt. Dit komt omdat men een algemene activiteit gaat onderverdelen in activiteiten per unit. Zo kan bij het bouwen van een flatgebouw de activiteit “plafond schilderen” worden onderverdeeld in “plafond schilderen gelijkvloers”, “plafond schilderen eerste verdieping”, “plafond schilderen tweede verdieping”, etc.

In dit soort

projecten voert een werkploeg vaak één taak uit per unit en gaan ze van unit naar unit om steeds dezelfde taak uit te voeren.

1.3.2 Lineaire en discrete projecten Naargelang het soort bouwwerk wordt er een onderscheid gemaakt tussen lineaire en discrete projecten (Harris and Ioannou, 1998).

Bij projecten waar de werkzaamheden

horizontaal gebeuren, zoals bij het bouwen van een tunnel of een spoorweglijn, gebruikt men de benaming “lineaire projecten” of “continue projecten”. Als de voortgang van het project verticaal gebeurt, zoals bij het bouwen van een flatgebouw, wordt de term “discrete projecten” gebruikt omdat, in tegenstelling tot horizontale werkzaamheden waar de activiteiten elkaar lineair opvolgen, de activiteiten hier in discrete stappen herhaald worden. Kang, Park en Lee (2001) wijzen er op dat er ook bouwprojecten voorkomen die zowel uit lineaire als discrete werkzaamheden bestaan en gebruiken hiervoor de term “multiple, repetitive construction process”.

1.3.3 Vereisten voor goede planning van “repeating activities” Een goede planning van projecten met wederkerende activiteiten is heel belangrijk vermits dit zorgt voor een reductie in de projectduur, een beheersing van de kosten en een minimalisatie van de geschillen (Callahan et al., 1992). El-Rayes (2001) beweert dat het plannen van wederkerende activiteiten aanzienlijk kan verbeterd worden door rekening te houden met drie vereisten.

9

Een eerste vereiste is dat men de planning zo opstelt dat de werkploegen van de ene activiteit naar de andere kunnen overgaan zonder dat er tijd verloren gaat. Werkloosheid van werkploegen moet vermeden worden. Met andere woorden, “work continuity” moet nagestreefd worden en “idle time” vermeden. De maximalisatie van de werkcontinuïteit zorgt voor een optimaal gebruik van de ingezette middelen wat op zijn beurt zorgt voor het maximaal benutten van de leercurve-effecten voor elke werkploeg (Shtub et al., 1996). Selinger (1980) stelt dat er bij de planning een afweging moet gemaakt worden tussen het minimaliseren van de projectduur en het maximaliseren van de werkcontinuïteit.

Als

werkploegen stilstanden kennen en er dus geen maximale werkcontinuïteit is, dan kan dit leiden tot een reductie van de projectduur en bijgevolg dus ook tot een daling van de indirecte kosten. Maar werkonderbrekingen zorgen voor een verhoging van de directe kosten omdat ploegen die werkloos zijn toch moeten betaald worden. Dus enerzijds leidt een laag niveau van werkcontinuïteit tot een stijging van de ongebruikte werktijd en een daling van de projectduur en anderzijds zorgt een hoog niveau van werkcontinuïteit voor een daling van de ongebruikte werktijd maar gaat gepaard met een stijging van de projectduur (zie figuur 1). Tussen deze twee uitersten kan men verschillende niveau’s van werkcontinuïteit onderscheiden (El-Rayes, 2001b).

Figuur 1: Minimum en maximum niveau van werkcontinuïteit (Bron: El Rayes, 2001b)

10

Een tweede vereiste is de minimalisatie van de projectduur. Dit is een moeilijkere opdracht bij projecten met wederkerende activiteiten dan bij projecten met nietwederkerende activiteiten. Bij eerstgenoemde kan men niet zomaar de projectduur inkorten door de duur van de kritische activiteiten te reduceren omdat men ook met de werkcontinuïteit rekening moet houden. De derde en laatste vereiste pleit voor een integratie van planningstechnieken. Niet wederkerende

activiteiten

kunnen

gepland

worden

met

traditionele

netwerkplanningstechnieken maar wederkerende activiteiten hebben behoefte aan modellen die rekening houden met werkcontinuïteit. Omdat veel projecten bestaan uit beide soorten activiteiten zou men beide planningstechnieken moeten combineren tot één efficiënt planningsmodel (O’Brein et al, 1985; Russell and Wong, 1993).

1.3.4 Tekortkomingen van CPM bij het plannen van “repeating activities” Wanneer men de ‘critical path method’ wil gebruiken voor het plannen van wederkerende activiteiten stuit men op meerdere tekortkomingen. Volgens Reda (1990) zijn er drie grote nadelen als men alleen CPM gebruikt bij de planning van wederkerende activiteiten. Een eerste nadeel dat eerder al was vernoemd, is dat het onmogelijk is om de werkcontinuïteit te garanderen als men de kritieke pad methode toepast.

Vele auteurs

hebben reeds op het belang van ononderbroken werkgelegenheid gewezen dus CPM schiet hier serieus tekort. Een tweede belangrijk nadeel is dat CPM bij lineaire of discrete projecten gebruik moet maken van een heel groot aantal activiteiten om het netwerk voor te stellen. Elke unit, die bestaat uit verschillende activiteiten, kan voorgesteld worden als een netwerk op zich en alle relaties tussen de activiteiten van die unit zijn zichtbaar. Als men meerdere units wil visualiseren, bekomt men een soort trapvoorstelling waarbij elke trede een unit voorstelt. In een CPM netwerk worden ook alle relaties tussen gelijkaardige activiteiten van opeenvolgende units weergegeven zodat het aantal knooppunten en pijlen in zo een netwerk gigantisch hoog is wat het lezen en begrijpen moeilijk maakt.

11

Figuur 2: CPM netwerk van 3 units (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

Bovenstaande figuur geeft een CPM netwerk weer van een project dat bestaat uit drie units.

De vetgedrukte lijn geeft het kritieke pad weer.

De volle lijnen geven de

volgorderelaties weer, zowel tussen de activiteiten in eenzelfde unit als tussen gelijkaardige activiteiten in opeenvolgende units.

De stippellijnen die gelijkaardige activiteiten in

verschillende units verbinden, stellen de relaties voor van de benodigde middelen. Zo kan bijvoorbeeld activiteit A2 niet starten voor de werkploeg die aan de slag is in activiteit A1, beschikbaar is. De ononderbroken werkzaamheden van deze werkploegen kan echter niet gegarandeerd worden met deze voorstelling. Wil men wel werkcontinuïteit bereiken, dan moet men voor elke activiteit afzonderlijk bekijken of die activiteit kan verschoven worden in de tijd. Voorwaarde hiervoor is dat er float times aanwezig zijn want anders zal de totale projectduur veranderen. In grote projecten is deze methode erg omslachtig en is de kans op fouten groot (Harris and Ioannou, 1998).

12

Een laatste nadeel dat Reda (1990) vermeldt, is dat een veel toegepaste methode bij CPM, namelijk het inkorten van kritieke activiteiten door het toewijzen van meer middelen, resulteert in een verandering van produktietempo bij gelijkaardige activiteiten in andere units en bijgevolg wordt het beoogde resultaat niet behaald. Het produktietempo wordt door Reda (1990) gedefinieerd als de hoeveelheid werk gedeeld door de duurtijd.

Aangezien de

hoeveelheid werk nodig om een bepaalde activiteit te voltooien gekend is en vaststaat, is het productietempo een functie van de duurtijd en dus impliciet een functie van de hoeveelheid middelen toegewezen aan de activiteit. Als men de totale projectduur wil inkorten door het productietempo van activiteiten te verhogen, moet men eerst middelen toevoegen aan de activiteit met de grootste duurtijd (Arditi et al.,2002).

Niet alleen omdat die activiteit het grootste potentieel heeft om de

duurtijd in te korten maar ook omdat men anders het risico loopt dat de totale projectduur wordt verlengd in plaats van ingekort. Onderstaande figuur kan dit verduidelijken.

Figuur 3: mogelijk gevolg van een productiviteitsverhoging (Bron: Arditi et al., 2002)

Door de productiviteitsverhoging van activiteit 2 wordt de start van activiteit 3 vertraagd waardoor de totale projectduur wordt verlengd.

13

1.3.5 Alternatieven Door deze nadelen van CPM met betrekking tot het plannen van wederkerende activiteiten zijn er een heleboel alternatieven ontwikkeld om op een adequate wijze wederkerende activiteiten te plannen waarbij men rekening houdt met werkcontinuïteit. In de literatuur kan men verschillende planningstechnieken terugvinden voor deze specifieke projecten. Harris and Ioannou (1998) geven hiervan een mooi overzicht. Voor het plannen van discrete projecten vernoemen ze “line of balance (LOB)” (O’Brien, 1969; Carr and Meyer, 1974; Halpin and Woodhead, 1976; Harris and Evans, 1977), “construction planning technique” (Peer, 1974; Selinger, 1980), “vertical production method” (O’Brien, 1975; Barrie and Paulson, 1978), “time-location matrix model” (Birrell, 1980), “time space scheduling method” (Stradal and Cacha, 1982), “disturbance scheduling” (Whiteman and Irwig, 1988) en “horizontal and vertical logic scheduling for multi-storey projects” (Thabet and Beliveau, 1994).

Voor het plannen van lineaire projecten vernoemen ze “time versus distance

diagrams” (Gorman, 1972), “linear balance charts” (Barrie and Paulson, 1978), “velocity diagrams” (Dressler, 1980) en “linear scheduling method (LSM)” (Johnston, 1981; Chrzanowski and Johnston, 1986; Russell and Casselton, 1988)

1.3.6 Repetitive Scheduling Method (RSM) Elk van bovenstaande methoden is ontworpen om aan een specifieke behoefte te voldoen maar ze hebben allen gemeen dat ze de vooruitgang van de activiteiten uitzetten op een tijdsas.

Harris en Ioannou (1998) integreren deze methodes tot één algemeen,

eenvoudig model, “the repetitive scheduling method (RSM)”.

Dit model verzekert

werkcontinuïteit en is toepasbaar zowel voor lineaire als discrete projecten. In wat volgt leggen we aan de hand van een voorbeeld uit wat de RSM methode juist inhoud. Uit een (fictieve) netwerkvoorstelling nemen we twee activiteiten, A en B, die een finish-to-start relatie hebben. We veronderstellen dat beide activiteiten in 3 units herhaald worden en door de volgorderelatie is er een time-lag van één dag tussen de B activiteiten.

14

Figuur 4: Staafdiagram van 2 activiteiten A en B in 3 units met time-lag tussen de B activiteiten (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

In figuur 5 zijn dezelfde activiteiten weergegeven via de repetitive scheduling method. De finish-to-start relatie is voorgesteld door de neerwaarts wijzende pijlen. De productielijnen van de activiteiten A1 tot A3 vormen een continue lijn te beginnen vanaf einde dag 10 tot en met dag 19. De helling van deze lijn wordt bepaald door het productietempo van activiteit A, namelijk 1/3 unit per dag.

Ondanks dat er geen inspanningen zijn gedaan om

werkcontinuïteit te voorzien, is dat toch het geval door de continue productielijn voor alle A activiteiten.

De productielijnen van de activiteiten B1 tot B3 vormen geen continue lijn

doordat er een time-lag bestaat tussen de B activiteiten. Om toch een continue lijn te krijgen, moet de start van activiteit B1 uitgesteld worden met 2 dagen en de start van B2 met 1 dag. Het resultaat is nu een continue productielijn te beginnen vanaf einde dag 15 tot en met dag 21.

Hierdoor is ook de werkcontinuïteit verzekerd.

Het productietempo voor alle B

activiteiten bedraagt 1/2 unit per dag.

Figuur 5: RSM diagram voor 3 units met convergerende FTS activiteiten (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

15

De productielijnen convergeren omdat het productietempo in de B activiteiten groter is dan in de A activiteiten. Ook merken we op dat de finish-to-start relatie tussen A3 en B3 de start van activiteit B3 bepaalt en dus ook de ligging van de volledige B productielijn. Het punt dat deze ligging bepaalt, noemen Harris en Ioannou (1998) het “control point”, in figuur xxx cpF (AB) genaamd. F staat voor “finish”, wat verwijst naar de laatste eenheid in het netwerk en met (AB) wordt aangduid dat B afhankelijk is van A.

“When the unit production rate of an activity’s production line is greater than the unit production rate of the preceding activity’s production line, the two production lines will tend to converge as the number of units increases. Owing to the desired continuous utilization of resources from unit to unit, this convergence tends to place any dependency control between the activities toward the last unit in the sequence.”

Met andere woorden als men het controlepunt kan bepalen, kan men de ganse productielijn van de B activiteiten tekenen. Er kan ook een ander controlepunt gevonden worden om de productielijn van de B activiteiten te tekenen, namelijk cpE waarbij E verwijst naar het einde van de activiteit en de productielijn. Omdat na het einde van activiteit A3 er nog 2 dagen nodig zijn om activiteit B uit te voeren, kan het controlepunt cpE dus geplaatst worden 2 dagen na het einde van activiteit A3. Door dit controlepunt kan nu de productielijn van de B activiteiten getekend worden. Bovenstaande werkwijze kan niet worden toegepast als de productielijnen divergeren, met andere woorden als het productietempo van de B activiteiten kleiner is dan het productietempo van de A activiteiten. Een voorbeeld kan dit verduidelijken. We nemen opnieuw uit een (fictieve) netwerkvoorstelling twee activiteiten, A en B, die een finish-to-start relatie hebben maar ditmaal is de duurtijd van activiteit A korter dan de duurtijd van activiteit B. Door de volgorderelatie die bestaat tussen de twee activiteiten treedt er een time-lag op van 1 dag tussen A2 en B2 en een time-lag van 2 dagen tussen A3 en B3.

16

Figuur 6: Staafdiagram van 2 activiteiten A en B in 3 units met time-lag tussen de A en B activiteiten (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

Als we deze activiteiten grafisch willen weergeven via de repetitive scheduling method bekomen we onderstaande grafiek.

Figuur 7: RSM diagram voor 3 units met divergerende FTS activiteiten (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

Zowel de A als de B activiteiten vormen een continue lijn wat wijst op werkcontinuïteit, ook al is hiervoor geen specifieke inspanning geleverd. De plaats waar het controlepunt zich bevindt, is wel veranderd ten opzichte van de plaats van het controlepunt bij convergerende productielijnen. Het controlepunt cpS(AB), waarbij S staat voor “start”, vinden we nu terug in de eerste eenheid van het netwerk. Harris en Ioannou (1998) verwoorden het als volgt:

17

“When the production rate of an activity’s production line is smaller than the production rate of the preceding activity’s production line, the two production lines will tend to diverge as the number of units increases. Owing to the desired continuous utilization of resources from unit to unit, this divergence tends to place any dependency control between the activities toward the first unit in the sequence.”

cpS(AB) kan geplaatst worden twee dagen na de start van activiteit A1 omdat deze activiteit 2 dagen duurt en pas dan kan gestart worden met activiteit B1. Vanuit dit punt kan de productielijn van de B activiteiten getekend worden. Veronderstellen we nu dat we de productiviteit van de B activiteiten met de helft verhogen. Dit houdt in dat de duurtijden van deze activiteiten gereduceerd worden met 1 dag en er dus nog maar 2 dagen nodig zijn om een B activiteit te voltooien. De helling van de productielijn van de B activiteiten verandert hierdoor en komt parallel te liggen met de productielijn van de A activiteiten. Het controlepunt cpS(AB) heeft gefungeerd als draaipunt en ligt nog altijd op dezelfde plaats. Bij de start van activiteit B3 ligt ook het controlepunt cpF (AB) op de productielijn van de B activiteiten.

De totale projectduur is door deze

productiviteitsverhoging met 3 dagen ingekort.

Figuur 8: Effect van een productiviteitsverhoging (1) (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

Stel dat we deze productiviteit van de B activiteiten verdubbelen. Dan is er nog maar 1 dag nodig om een B activiteit te voltooien. De productielijnen van de A activiteiten en de B activiteiten gaan nu convergeren en als we cpS(AB) als draaipunt behouden, dan zullen de volgorderelaties geschonden worden. Het is dus nodig dat cpF (AB) het controlepunt wordt dat als draaipunt fungeert en de ligging van de productielijn van de B activiteiten bepaalt. De start van B1 heeft nu plaats op dag 14 en daardoor blijft de werkcontinuïteit gegarandeerd. De totale projectduur bedraagt 17 dagen.

18

Figuur 9: Effect van een productiviteitsverhoging (2) (Bron: Harris and Ioannou, 1998)

Bovenstaande voorbeelden zijn in deze scriptie opgenomen om duidelijk te maken dat door het verschuiven van starttijden van activiteiten werkcontinuïteit kan verkregen worden, in sommige gevallen zelfs zonder dat de projectduur verlengd wordt.

1.3.7 Combineren CPM / LOB Omdat CPM nog heel veel gebruikt wordt bij het plannen van wederkerende activiteiten zijn over de jaren heen een aantal pogingen gedaan om CPM te combineren met de meer gespecialiseerde methodes om wederkerende activiteiten te plannen. Schoderbek en Digman (1967) hebben PERT en LOB in één techniek gegoten om zo de voordelen van beiden te kunnen samenbrengen. Al Sarraj (1991) ontwikkelde een wiskundig model voor LOB om start- en eindtijden te bepalen voor wederkerende activiteiten en zodoende dus ook de projectduur. Rahbar and Rowing (1992)

behielden de CPM methode voor de niet-repetitieve

activiteiten en gebruikten de LOB methode voor de repetitieve activiteiten. Suhail en Neale (1995) ontwikkelden een nieuwe methode om CPM te combineren met LOB. Ze brachten het principe van “resource levelling” en “float times” in in de LOB methode.

19

Harmelinck (2001) vergelijkt de “linear scheduling method (LSM)” met CPM en besluit dat het gebruik van gespecialiseerde tools voordelig kan zijn voor het project. Maar ondanks de goede visuele en nuttige techniek die de linear scheduling method is, kan het nog niet op tegen de geautomatiseerde aspecten van de critical path method. Er zal nog veel onderzoek nodig zijn om LSM op hetzelfde, sterk ontwikkelde niveau te brengen als CPM (Harmelinck, 2001).

20

2. Projectoverzicht 2.1 Inleiding Het doel van deze scriptie is om de theoretische aspecten in verband met planning van wederkerende eenheden te toetsen aan de realiteit. Om dit te verwezenlijken zijn we op zoek gegaan naar een reëel project waar activiteiten zijn, die regelmatig terugkomen doorheen de verschillende stadia van het project. In concreto betreft het de bouw van de Westerscheldetunnel in Nederland, hetgeen een project is dat deze voorwaarde omvat. Vooraleer dieper in te gaan op de planning van dit project lijkt het zinvol om eerst een algemeen beeld te schetsen van de belangrijkste werkzaamheden die plaats vonden tijdens de uitvoering van dit project. Onderstaande informatie is verkregen door in maart 2002 te starten met het vergaren van informatie. In het afgelopen jaar hebben meerdere interviews plaatsgevonden met de Heer De Bel, senior consultant van de firma Plancon en medeverantwoordelijk voor de planning

van de tunnel.

Ook gesprekken met de Heer Nijhoff, medewerker van het

tunnelcentrum, hebben bijgedragen tot onderstaand projectoverzicht. Tenslotte moet ook het tijdschrift “tunneluitzicht” vermeld worden als bron van informatie.

2.2 Voorgeschiedenis Reeds in 1930 speelden zakenlieden uit Goes met het idee om een vaste oeververbinding tot stand te brengen tussen Zeeuwsch-Vlaanderen en Zuid-Beveland. Financiële redenen strooiden echter roet in het eten. In de jaren vijftig werd een onderzoek uitgevoerd naar de verkeersstromen tussen deze gebieden en kwam men tot de conclusie dat een vaste verbinding noodzakelijk was. Pas in 1966 begon de studie naar het meest optimale tracé en kwamen de voorbereidingen in een stroomversnelling. Er werd gestreefd om met de bouw te kunnen beginnen uiterlijk eind 1973. Maar in 1972 schoof de minister van Verkeer en Waterstaat het besluit om toestemming te geven voor de start van de bouw voor zich uit. Opnieuw werden wegens financiële redenen deze plannen op de lange baan geschoven. In 1986 kwam het initiatief van het bedrijfsleven en de provincie Zeeland. Een nieuwe stuurgroep werd opgericht en er werd beslist een tunnel te graven omdat dit het

21

drukke scheepsvaartverkeer op de Westerschelde niet zou hinderen. Er werd gekozen voor een tracé tussen Ellewoutsdijk en Terneuzen.

Figuur 10: De geografische ligging van de Westerscheldetunnel (Bron: KMW)

Vanuit economisch standpunt gezien, heeft deze vaste verbinding niks dan voordelen. Tot voor kort werd de verbinding tussen Zeeuwsch-Vlaanderen en Zuid-Beveland nog verzorgd door twee veerdiensten: één tussen Breskens en Vlissingen en één tussen Perkpolder en Kruiningen. Maar die veerdiensten voeren ’s nachts niet uit zodat er geen permanente verbinding was. Door een tunnel te graven zouden er geen wachttijden meer zijn om de boot te nemen, wat een besparing van 27 miljoen euro per jaar zou betekenen voor het bedrijfsleven en de verhoogde bereikbaarheid zou de werkgelegenheid zeker ten goede komen. Door de hoge rendementseisen van private investeerders dreigde het project financieel vast te lopen. De Nederlandse overheid heeft vervolgens beslist alle rechten en plichten van de provincie over te nemen en zelf voor de financiering in te staan. Voor hen hield de komst van de tunnel immers ook een groot voordeel in, nl. de afschaffing van de jaarlijkse bijdragen van 23 miljoen euro in de exploitatie van de veerdiensten. Bovendien bespaarde de overheid ook de op korte termijn benodigde investering in nieuwe veerboten. Met de participatie van de Nederlandse overheid kwam zo de nv Westerscheldetunnel in 1996 tot stand, met als aandeelhouders: het Ministerie van Verkeer en Waterstaat, het Ministerie van Financiën (samen goed voor 95%) en de provincie Zeeland (5%).

22

Door middel van een openbare aanbesteding werd het project tot het bouwen van een vaste oeververbinding toegewezen aan de Kombinatie Middelplaat Westerschelde v.o.f. (KMW). KMW is een aannemerskombinatie die oorspronkelijk was samengesteld uit zes firma’s. Drie Nederlandse (Bam infrabouw BV, Heijmans nv, Voormolen bouw BV), één Belgische (Franki nv) en tot slot twee Duitse firma’s (Philipp Holzmann AG en Wayss & Freytag AG). Helaas heeft Philipp Holzmann AG medio 2002 de boeken neergelegd en zijn de aandelen verhoudingsgewijs verdeeld over de overige 5 participanten. In totaal werden ongeveer 750 mensen uit 17 verschillende landen tewerkgesteld. Het bouwproject werd vastgelegd in een ‘voorwaardelijk’ design & build contract van ruim achthonderd pagina’s. ‘Voorwaardelijk’ impliceert dat een volgende fase in het project pas

van

start

kan

gaan,

zodra

aan

bepaalde

voorwaarden

zijn

voldaan.

Met de totstandkoming van het hele project, inclusief 22 kilometer verbindingswegen, viaducten, toeritten en tolplein, was een periode van ruim 5 jaar gemoeid. De werken zijn begonnen eind 1997 en de opleveringsdatum was gepland voor 14 maart 2003. Het totaal aan uitgaven over 30 jaar werd geraamd op 1,3 miljard euro. 750 miljoen euro voor de bouw van de tunnel, 225 miljoen euro voor de exploitatie en tenslotte nog 325 miljoen euro voor het onderhoud. De belangrijkste taak en meteen ook de grootste uitdaging was het boren van de tunnel en het bouwen van de voorzieningen in de tunnel. Daarom is het interessant om in dit hoofdstuk de beschrijving van het boorproces toe te lichten. Het doel is een helder inzicht te krijgen in alles wat zich op de bouwwerf, onder en boven de grond, afspeelt.

2.3 Beschrijving boorproces De tunnel bestaat uit twee aparte buizen, die elk het traject Terneuzen-Ellewoutsdijk verbinden, de zogeheten oost- en westbuis van elk 6.6 km lang met een onderlinge afstand van 12 meter. Elke buis werd geboord met een 2000 ton wegende tunnelboormachine (TBM), die een maximale diepte van 60 meter onder de zeespiegel kan bereiken. Diverse zand- en kleilagen konden met deze machine moeiteloos doorboord worden.. De wand van de Westerscheldetunnel bestaat uit 52 000 geprefabriceerde betonnen segmenten, die gemaakt zijn in een speciaal daarvoor opgerichte betonfabriek op de bouwwerf. Het gehele boorproces is opgebouwd uit deelprocessen die afhankelijk zijn van elkaar en tegelijkertijd plaats hebben. Deze afhankelijkheid heeft tot gevolg dat een storing in een 23

van de deelprocessen een nadelige invloed kan hebben op het eindresultaat. Om het risico van een storing te verkleinen dient het boorproces een goed geöliede machine te zijn. Tijd en ruimte zijn beperkt. Daarom bestaat de tunnel voor het grootste deel uit kant en klare onderdelen die alleen op de juiste plaats gemonteerd hoeven te worden. Alleen dan kan een veilig product worden afgeleverd zodat ondanks het zoute milieu, een minimale levensduur van 100 jaar kan worden bereikt. De uitzonderlijke eisen en omstandigheden die aan de tunnel ten grondslag liggen, vragen van materieel, materiaal en vooral van de medewerkers een hoog specialistisch basisniveau. Alleen ervaren medewerkers kunnen in een kort tijdsbestek en onder grote druk de juiste beslissingen nemen.

2.3.1 Toeritten Voordat met het boren kon gestart worden, moest een toerit gemaakt worden. Het spreekt immers voor zich dat de boormachines eerst een paar meter onder de aardoppervlakte dienden te worden gebracht vooraleer ze zich een weg konden graven onder de Westerschelde. Men ging starten met boren langs de zuidelijke kant dus ging men daar dan ook de eerste toerit maken. De toerit aan de noordelijke kant werd pas gemaakt terwijl het boorproces al bezig was. De boormachines hadden immers ruim twee jaar nodig om de overkant te bereiken.

Daardoor had men nog voldoende tijd om de toerit aan

noordelijke zijde af te werken. De tunneltoeritten aan de zuid- en noordzijde zijn op zeer verschillende manieren gebouwd omdat de samenstelling van de grond op beide plaatsen ook zeer verschillend is. Voor de zuidelijke tunneltoerit in Terneuzen werd een kunstmatige polder geschapen bestaande uit damwanden tot in een waterafsluitende laag van Boomse klei, die op ongeveer 25 meter beneden zeeniveau ligt. Er werden cement-bentonietwanden aangebracht die tot een meter in deze klei steken. In deze wanden werden

stalen

waterdichtheid

te

platen

gestoken

garanderen.

Aan

om de

onderkant zorgt de Boomse klei ervoor dat er een waterdichte afsluiting is. Zo ontstond een waterdichte kuip. Rondom de wanden liggen dijken tot 6,5 meter hoogte. Daardoor kan de Figuur 11: Toerit zuid (Bron: KMW)

tunnel

24

bij

een

overstroming

elders

in

Zeeuwsch-Vlaanderen niet vollopen.

En omgekeerd, bij een calamiteit in de tunnel,

voorkomen die dijken dat Zeeuwsch-Vlaanderen wateroverlast krijgt. Aan de noordelijke zijde, in Ellewoutsdijk, ligt de Boomse klei te diep voor een dergelijke oplossing. Daarom is hier een betonnen bak van 25 bij 34,6 meter, een caisson, ingegraven tot een diepte van twintig meter onder zeeniveau, die dient als toerit. Deze gigantische betonnen bak werd bovengronds gebouwd en aan de onderkant voorzien van een snijrand. Nadat de caisson afgewerkt was, spoten de bouwers de grond eronder los en zogen ze de modder weg. Door het eigen gewicht zakte de snijrand in de grond, totdat de bodem van de caisson weer op de aarde stuitte.

Zo werd de

caisson stap voor stap tot twintig meter diep afgezonken. Ook hier werden dijken geplaatst rondom de toerit. Figuur 12: Het caisson (Bron: KMW)

2.3.2 Tunnelboormachine (TBM) De tunnelboormachine werd door de Duitse firma Herrenknecht GmbH ontworpen en gemonteerd.

De in grote delen gedemonteerde TBM’s zijn per binnenvaartschip vanuit

Duitsland naar de Westerschelde getransporteerd en vervolgens per transportwagen op de bouwplaats gebracht.

Er zijn drie maanden nodig geweest om de boormachines te

monteren. Herrenknecht heeft hierin veel ervaring opgedaan door bij alle grote projecten in Europa betrokken te zijn. De speciaal voor de Westerscheldetunnel gefabriceerde TBM heeft een lengte van 185 meter en bestaat uit verschillende onderdelen, nl. de schildmantel, de volgwagens en de platformwagen. Deze worden hierna gedetailleerder toegelicht.

Figuur 13: De tunnelboormachine (Bron: KMW)

25

A. De schildmantel De schildmantel is een stalen cylinder met een wanddikte van 7 centimeter, een diameter van 11,33 meter en een lengte van bijna 12 meter. Aan de voorkant van het hydroschild bevindt zich het snijrad. Het snijrad heeft 6 spaken waarop de snijtanden gemonteerd zijn. Deze tanden graven onder handhaving van een overdruk de grond weg waardoor binnen de afsluitende schildmantel een gat ontstaat. De grond wordt namelijk door het snijrad losgewoeld en vermengd met een bentonietsuspensie die onder druk wordt gebracht en gehouden en zo het boorfront stabiliseert.

Figuur 14: Het boorschild (Bron: KMW)

Door zich met 56 vijzels aan de achterzijde van het schild af te zetten tegen de reeds geplaatste ringen, beweegt de TBM zich in stappen van 2 meter voort. Alle volgwagens worden meegetrokken.

Door plaatselijk een aantal vijzelparen in te trekken, kan een

segment tegen de bestaande ring gedrukt worden. Een ring bestaat uit 7 segmenten en een sluitsteen. Door de 8 segmenten één voor één te plaatsen ontstaat twee meter tunnelwand, waarna de TBM weer verder kan boren.

26

De segmenten worden zeer nauwkeurig geplaatst door de erector. Deze pakt een segment van de segmentkraan op met vacuümplaten en draait het element in de juiste positie tussen de vijzels en de tunnelwand. Omdat de schilddiameter 33 cm groter is dan de buitendiameter van de tunnelwand, ontstaat er een ruimte waar tijdens het boren continue grout wordt in geïnjecteerd. Hierdoor kan tijdens het harden van het grout de steundruk van de grond en tunnelwand zich ontwikkelen en blijven de zettingen ten gevolge van het boren minimaal. Een kritisch onderdeel van de schildmantel is de staartafdichting. Deze dicht de overgang af tussen schildmantel en tunnelwand en bestaat uit vier ringen van staalborstels waartussen (onder hoge druk) vet wordt gespoten. B. De volgwagens Volgwagens 1a en 1b bevatten o.a. tanks en pompen die alle vloeibare stoffen die bij het boorproces nodig zijn, zoals grout, olie, water en bentonietsuspensie, toeleveren. Deze volgwagens rijden over de net aangebrachte tunnelwand heen. Boven, over de volgwagens heen en tot halverwege de platformwagen, rijdt segmentkraan 1 die de segmenten één voor één tot bij de erector brengt. Een

belangrijk

onderdeel

van

volgwagen 1b is de controlekamer. Hier zit de bestuurder van de TBM.

Hij controleert de

boorrichting, stuurt de vijzels aan en regelt de aandrijving van het snijrad.

De TBM--

bestuurder is een absolute specialist.

Figuur 15: De controlekamer van de TBM (Bron: KMW)

C. De platformwagen Het volgende deel van de boortrein is de platformwagen. Deze heeft een lengte van 95 meter en glijdt over stalen consoles die in de tunnelwand zijn gemonteerd. Onder het

27

platform ontstaat zo een ruim 5 meter hoge ruimte. Deze werkruimte is dus begrensd en bovendien continue in beweging waardoor ze ook in tijd is begrensd. Over het platform rijdt segmentkraan 1 richting boorkop en segmentkraan 2 richting wagons. In het midden van het platform pakken ze de segmenten van elkaar over. Onder het platform worden volgende activiteiten uitgevoerd: Segmentreparatie en het dichten van voegen Omdat de tunnelbodem niet meer bereikbaar is als deze is aangevuld met gestabiliseerd zand, dienen de voegen tussen de segmenten gecontroleerd te worden op waterdichtheid. Een lekkage duidt op een inwendige beschadiging of scheurtje in een segment. Als er een lekkage in de tunnelwand is, boort de voegendichter in het segment nabij de lekkage een gat en injecteert hij de scheur met een gel. Het boren dient zeer precies te gebeuren, omdat er geen wapening geraakt mag worden. Daarna volgt een tweede controle. Beschadigingen aan het wandoppervlak worden gerepareerd door de segmentreparateur.

Deze vult oneffenheden aan met reparatiemortel en

strijkt het oppervlak glad. Plaatsen van het kabelkanaal Het kabelkanaal bestaat uit twee meter lange kokerelementen van tweeëneenhalve meter hoog. De elementen staan in de buitenste helft van de tunneldoorsnede, zodat in de andere helft ruimte is om de electra-kelders te maken. Dit kanaal speelt om meerdere redenen een cruciale rol in het gehele boorproces. Figuur 16: Het kabelkanaal (Bron: KMW)

Ten eerste rijden twee locomotieven met vier

zwaar beladen wagons op een enkel spoor dat op het kabelkanaal bevestigd is. Het spoor is de levensader van het boorproces. Twee kokerelementen worden aan de bovenzijde met twee staalplaten aan elkaar vastgemaakt 28

zodat de remkrachten van de trein over meerdere elementen verdeeld kan worden.

Als er zes kokerelementen met een totale lengte van 12 meter

geplaatst zijn, worden de rails met de bielzen op het dak van de elementen bevestigd. Ten tweede dienen de elementen naadloos op elkaar aan te sluiten omdat in het element een servicemobiel rijdt.

Met de servicemobiel kunnen de

leidingen in het kabelkanaal geïnspecteerd worden als de tunnel gereed is. Ten derde vragen de leidingen in het kanaal om een gegarandeerd waterdichte voeg tussen de elementen. Het kabelkanaal is volledig in het boorproces geïntegreerd. Hierdoor zal elke vertraging die optreedt tijdens het plaatsen van de elementen, gevolgen hebben voor de boorsnelheid. Daarom wordt van elk personeelslid dat in dit gebied werkt, een hoge mate van professionaliteit verlangd.

Eventuele

problemen tijdens het monteren, dienen door snel te anticiperen ter plekke opgelost te worden. Dit kan alleen als de hele ploeg voldoende ervaring heeft en kan samenwerken. Aanleggen drainage Op het diepste punt van de tunnelbuis wordt naast het kabelkanaalelement de drainageleiding gelegd in een bed van grof grind. Aanbrengen folie, aanvulling en afvalwaterleiding Na de hierboven beschreven werken wordt een folie aangebracht rondom het kabelkanaal, op het grind en tegen de tunnelwand tot aan de onderkant van het toekomstige wegdek. Op de folie komt het gestabiliseerde zand te liggen. Dit geeft zijwaartse steun aan het kabelkanaal zodat voorkomen wordt dat het kantelt ten gevolge van de treinbelasting.

Aan de hoge zijde van het

kabelkanaal wordt de afvalwaterleiding gelegd. Zodra de bodem van de tunnel aangevuld is tot het niveau gelijk aan de bovenkant van de kabelkanaalelementen, bestaat de mogelijkheid om de wagons die geen segmenten

29

vervoeren naast het spoor te lossen. Aan het eind van de laatste volgwagen worden de leidingen voor bentoniet, koelwater en stroomvoorziening verlengd. Alle activiteiten van het hiervoor genoemde boorpersoneel worden gecoördineerd door twee personen die in elke boorploeg vertegenwoordigd zijn: Ø De boorploegingenieur Deze specialist is de verantwoordelijke van een boorploeg voor de boorrichting, de juiste montagevolgorde van de ringen tot en met het verlengen van de leidingen. Hij begeeft zich in en buiten de tunnel en stuurt het boorproces aan. Ø De hoofduitvoerder boorploeg Deze specialist staat direct boven de gehele ploeg behalve boven de ploegingenieurs en moet de TBM-bestuurder kunnen vervangen. Hij geeft het boorpersoneel de technische en praktische instructies.

2.3.3 Dwarsverbindingen Om veiligheidsredenen dienden de oost- en westbuis elke 250 meter een dwarsverbinding te krijgen waardoor in noodgevallen de evacuatie van personen van de ene tunnelbuis naar de andere plaats kan vinden.

Tevens dienen ze als toegang voor

hulpdiensten. Een dwarsverbinding is inclusief wanden 12 meter lang, 3,5 m breed en 5,5 m hoog. Bouwtechnisch gezien vormt het aanleggen van dwarsverbindingen een heel groot risico. In totaal zijn er 26 dwarsverbindingen.

Figuur 17: Tekening van dwarsverbinding (Bron: KMW)

30

Om een goede aansluiting op de tunnelwand te kunnen bewerkstelligen, worden in de tunnelwand voorzieningen aangebracht zoals stalen manchetten of boorgathulzen voor lansdoorvoer en een staalsegment op de plaats van de toekomstige opening in de tunnelwand. Als de beide boormachines 500 meter of meer gevorderd zijn, kan de eerste dwarsverbinding gemaakt worden.

Bij elke dwarsverbinding is een aftakking van het

tunnelspoor aanwezig zodat de aanvoer van materiaal het tunnelverkeer niet kan hinderen. Tijdens het maken van een dwarsverbinding rijdt de boortrein verder zodat aan de tweede dwarsverbinding begonnen kan worden, ook al is de eerste nog niet gereed. Er wordt volcontinu aan gewerkt. Voordat de dwarsverbinding gegraven en aangebracht kan worden, dient de grond tussen de tunnelbuizen bevroren te worden.

Het maken van een ijslichaam rond een

dwarsverbinding kent vier fasen: Fase 1 Het boren van 26 gaten door hulzen in de segmenten en door de grond tussen de tunnelbuizen van de oostbuis naar de westbuis.

Per dwarsverbinding

wordt het boorwerk door drie personen uitgevoerd. De boorrichting van de gaten wordt nagemeten met een inklinometer.

De uitvoerder coördineert de

werkzaamheden en verzorgt binnenkomende data Figuur 18: boorwerk

van boren en temperatuurmeting.

lanzen (Bron: KMW)

gaten worden namelijk 22 bevriezingslansen en 4 meetlansen geplaatst.

In de geboorde

In de bevriezingslansen

stroomt een zoutoplossing die door de bevriezingsmachine gekoeld wordt. Met de meetlansen wordt de temperatuur over de doorsnede en in de lengte van het ijslichaam gemeten. Fase 2 Het installeren van een mobiele koelinstallatie bij de dwarsverbinding. De installatie bestaat uit een grote container met daarin de bevriezingsmachine voor bet bevriezen en een kleine container met een waterkoeler die de 31

bevriezingsmachine koelt. De containers zijn per spoor bereikbaar via een aftakking van de tunnelrails.

Twee deskundige installateurs verzorgen de

koelinstallatie met bijhorend leidingstelsel. Fase 3 Het bevriezen van de grond rond een dwarsverbinding.

De koelinstallatie

werkt op vol vermogen. Fase 4 Het bevroren houden van de grond. De koelinstallatie werkt op een derde van het volle vermogen. Na controle van de omvang en de kwaliteit van het ijslichaam wordt de deur in het staalsegment in de westbuis geopend en overtollig grondwater binnen het ijslichaam afgevoerd.

Daarna wordt het gat voor de dwarsverbinding gegraven onder gelijktijdig

aanbrengen van een ondersteuningswand van spuitbeton totdat ook het staalsegment van de oostbuis geopend kan worden. De afgegraven grond wordt met de trein afgevoerd naar het werkterrein.

Tegen de spuitbetonschil wordt gewapend beton aangebracht en de

definitieve waterkerende aansluiting van de dwarsverbinding op de tunnelbuizen wordt bewerkstelligd. Het maken van een dwarsverbinding op soms 60 meter onder de zeespiegel wordt onder zeer speciale werkomstandigheden uitgevoerd. De combinatie van tijdsdruk, de kleine werkruimte, de aard van het werk en het omgaan met specialistische apparatuur vraagt veel van de medewerkers.

Deze dienen dan ook ervaren te zijn en zich onder zware

werkomstandigheden te kunnen handhaven. 2.3.4 Betonconstructies onder het wegdek Naast het kabelkanaal dienen diverse betonconstructies aangebracht te worden onder het wegdek ten behoeve van de waterhuishouding en de stroomvoorziening in de tunnel. Deze werkzaamheden beginnen nadat een dwarsverbinding gereed is. Omdat de tunnel tot wegdekniveau aangevuld is, dient plaatselijk de aanvulling ontgraven te worden.

32

A. De middenpompkelders Een middenpompkelder is een waterkelder die gebouwd wordt in de twee diepste punten van een tunnelbuis.

Deze kelder dient voor het verzamelen en afvoeren van

lekwater, ingereden water, wandenwaswater, verkeersvloeistoffen en bluswater. De lengte van de kelder is 33 meter en deze vult tesamen met het kabelkanaal de gehele ruimte onder het wegdek. Via het afschot in het wegdek wordt het water verzameld door straatkolken. Deze monden uit in een leiding die naar de middenpompkelder loopt. De middenpompkelders voeren het water af via een drukleiding naar de hoofdpompinstallatie van de dichtstbijzijnde toerit. B. De electra-kelders De 13 electra-kelders herbergen de stroomverdelingsapparatuur welke worden gevoed uit het middenspanningsdistributienet van de tunnel. Om de 500 meter is bij een dwarsverbinding een kelder geplaatst, afwisselend in de oostbuis en de westbuis.

Een

electra-kelder is 21 meter lang en vult tesamen met het kabelkanaal de gehele tunnelbodem.

2.3.5 Spoornetwerk Tijdens de uitvoering van de tunnelwerken geschiedt al het goederen- en personenverkeer per spoor. Het spoor is, zoals eerder reeds vermeld, de levensader van het boorproces. Het verbindt het binnen- en buitenwerkterrein met elkaar. Per rit rijden er twee locomotieven die 52 ton per stuk wegen met maximaal 4 zwaar beladen wagons op een enkel spoor. Het maximale gewicht van een vol beladen segmenttrein is 250 ton. Het spoor kent per buis diverse passeermogelijkheden, opstapplaatsen en aftakkingen naar de dwarsverbindingen. Doordat het spoor in de buitenste helft van de tunnel ligt, is er aan de binnenste helft een 5 meter breed werkterrein gecreëerd waar de genoemde activiteiten ten behoeve van laden en lossen, dwarsverbindingen en betonconstructies plaats kunnen hebben.

Het risico bestaat dat één van deze

deelprocessen de tunnel verstopt en zo de overige deelprocessen vertraagt. Om dit te vermijden dienen alle processen op elkaar afgestemd te zijn. De voortgang van de TBM is prioritair want deze is het meest gebaat bij een constante boorsnelheid zodat dit resulteert in een optimaal eindproduct.

33

De logistiek van het treinverkeer is vooral afhankelijk van de lengte van

de

in

uitvoering

zijnde tunnelbuis en de boorsnelheid.

Hoe

langer de tunnel wordt, hoe

groter

het

ondergrondse werkterrein en

hoe

kritischer

het

tijdschema van de trein. Als het boorproces bijna ten einde is en als de boorsnelheid is,

zijn

maximaal

er

11

trein-

bewegingen per uur. De maximaal

toegestane

snelheid in de tunnel is

Figuur 19: Het spoornetwerk (Bron: KMW)

20 km/u.

Er zijn vier soorten treinen die in de tunnel rijden: De segmenttrein Deze vervoert elke rit de acht segmenten van een ring. De aanvullingtrein Deze

vervoert

met

aanvullingmateriaal

gevulde

containers

en

de

voor

de

kabelkanaalelementen. De materiaaltrein Deze

vervoert

spoor,

leidingen,

betonconstructies.

34

materieel

en

materialen

De personentrein Deze vervoert medewerkers naar de werkplaats van bestemming. Het totale bedrijfsspoor op het werkterrein bestaat grofweg uit drie delen. Een eerste deel bestaat uit vier sporen die van de betonsegmentenfabriek naar het opslagterrein voor die segmenten lopen. De rangeerlocomotief rijdt de segmenten uit de fabriek zodat de portaalkraan ze van de wagons kan halen en ze kan stapelen op het opslagterrein. Er loopt ook een enkelspoor naar de oostbuis en een enkelspoor naar de westbuis. Op dit spoor rijden de 11 zware locomotieven de wagons in de tunnel. Een laatste deel bestaat uit een achtsporig rangeerterrein. In deze overgangszone worden de wagons geladen met o.a. segmenten, kabelkanaalelementen en grout voor transport in de tunnel.

De rangeerlocomotief stelt de wagons op zodat de zwaardere

tunnellocomotieven de wagons over kunnen nemen.

Op het rangeerterrein geldt een

maximale snelheid van 10 km/u. Er is ook een verkeersleider aanwezig die vanuit een verhoogde keet het vertrektijdstip bepaalt van alle treinen.

Op de monitor van het

computersysteem komt alle informatie samen over de positie van de verschillende treinen op het gehele bedrijfsspoor. Een rangeermeester is ook in de verhoogde keet gehuisd en bepaalt de lading van de wagons.

Samen met de verkeersleider heeft hij de

verantwoordelijkheid over de slagader van het boorproces.

35

2.3.6 Maatvoering tunnel Bij de normale meetwerkzaamheden die horen bij een evenwichtig boorproces zijn er 2 tot 3 maatvoerders aan het werk. Tot deze werkzaamheden behoren: Ø Het monteren van consoles om de 200 à 300 meter in de conussen van de segmenten in beide zijwanden van een tunnelbuis. Op elke console staat een meetkast. Door alle meetkasten meetkundig met elkaar te verbinden is het tunnelprofiel in horizontale richting te bepalen. Ø In de tunnelwanden worden ook meetbouten om de 70 à 80 meter geplaatst die de vertikale positie van de tunnel vastleggen. Ø Het meten van de boorrichting van de TBM met behulp van de laserkast die aan het tunneldak hangt en de ontvanger die bovenin het schild bevestigd is. De afstand tussen zender en ontvanger mag maximaal 100 meter bedragen. Door consoles en bouten aan elkaar te koppelen ontstaat een driedimensionaal netwerk waarmee de positie van de dwarsverbindingen, kabelkanalen en step-barriers uitgezet kan worden. Ook kan daarmee de geometrie van de tunneldoorsnede in kaart worden gebracht. Eens in de drie maanden worden omvangrijke controlemetingen uitgevoerd. Hierbij zijn ongeveer 10 maatvoerders aan het werk. Tijdens deze werkzaamheden wordt de hele tunnel nagemeten zodat de tijdens het boorproces ontstane afwijkingen in de maatvoering aan het licht komen en gecorrigeerd kunnen worden. Op deze wijze kan binnen de gestelde eis gebleven worden van maximaal 10 centimeter afwijking tussen booras en de geplande tunnelas. Op dat moment wordt ook de exacte richting van de tunnel ten opzichte van het Noorden bepaald. Deze werkzaamheden duren een dag.

36

2.3.7 Afwerking tunnel Als alle hiervoor genoemde werkzaamheden verricht zijn, dient de tunnel afgewerkt te worden. Onder afwerking wordt verstaan het aanbrengen van: Ø Stepbarriers bij de overgang van rijweg naar tunnelwand Ø Asfalt Ø Brandwerende bekleding Ø Definitieve kabels en leidingen met bijhorende installaties

Alle hierboven genoemde processen, met uitzondering van de rangeeractiviteiten, gebeuren onder de grond. Maar om alles wat zich in de tunnel afspeelt in de juiste banen te kunnen leiden, zijn ook heel wat bovengrondse activiteiten noodzakelijk.

Figuur 20: Bouwplaats zuid (Bron: KMW)

37

2.3.8 Transportbanden en leidingen Vanuit de West-Buitenhaven van Terneuzen lopen twee transportbanden over de dijk naar het werkterrein. Dit zijn heel belangrijke transportbanden. De ene band verzorgt de aanvoer vanuit een schip van toeslagstoffen naar de fabriek voor betonsegmenten en zand voor de aansluitende wegen. De tweede band loopt vanaf de scheidingsinstallatie via de tussenopslag van boorspecie naar de haven toe en stort de boorspecie in een schip. Deze

transportbanden

worden

bediend

vanuit

de

haven.

De

kleinere

transportbanden op het werkterrein worden bediend door het aanwezige laad- en lospersoneel. Vanaf de scheidingsinstallatie loopt er een leidingbrug over het rangeerterrein over de kanteldijk in de zuidelijke toerit.

Via deze brug worden koelwater en bentoniet naar de

tunnelboormachines gepompt. Het koelwater wordt van de West-Buitenhaven ontnomen.

2.3.9 Fabriek voor betonsegmenten De productie van de tunnelringelementen heeft plaats in een daarvoor speciaal opgerichte fabriek. Dit betekent dat alle grondstoffen zoals toeslagmaterialen, cement en water aangevoerd dienen te worden via een speciaal voor deze fabriek te ontwikkelen logistiek systeem.

Dit systeem bestaat uit een havenfaciliteit, transportbanden, silo’s,

menginstallaties, opslagbakken, leidingen en een vlechthal voor de wapening.

Alle

onderdelen staan computergestuurd met elkaar in verbinding. De maximale afmetingen van de betonsegmenten zijn 2 x 4,5 meter met een dikte van 45 centimeter. De eisen die aan de segmenten gesteld worden, zijn erg hoog. Er wordt gebruik gemaakt van de modernste productietechnieken. Gezien de aard en het industriële karakter van de productie van tunnelringelementen is voor deze activiteit een afzonderlijke organisatie opgericht. Deze afzonderlijke eenheid treedt op als een op de bouwwerf gevestigde leverancier.

38

2.3.10 Scheidingsinstallaties Aan het boorfront wordt bentonietsuspensie toegevoegd aan de losgegraven grond. Deze suspensie wordt aangemaakt in een menginstallatie waar bentonietpoeder met water uit een bassin gemengd worden.

De losgewoelde grond wordt met de bentoniet

teruggepompt naar de scheidingsinstallatie op de bouwwerf.

Daar wordt de suspensie

ontdaan van de afgegraven gronddeeltjes. De resterende boorspecie wordt afgevoerd naar een bekken voor tussenopslag. Dit bekken wordt geleegd door transportbanden die de boorspecie in een schip storten. De ,

grotendeels gezuiverde bentonietsuspensie wordt via een tussenopslag opnieuw naar het boorfront gepompt. Op deze wijze ontstaat een kringloop met als voordeel dat het gebruik van bentonietpoeder en water zo beperkt mogelijk blijft.

Figuur 21: Scheidingsinstallatie (Bron: KMW)

Voor elke TBM is een scheidingsinstallatie beschikbaar. De scheidingsinstallatie is een systeem van zeven, cyclonen, pompen en bakken en is zo ontworpen dat een scala van grondsoorten, zoals aangetroffen langs het geotechnisch profiel van het tunneltracé, verwerkt kan worden. De scheidingsinstallatie wordt bemand door twee operators, voor elke tunnelbuis één. De operator start de installatie op en daarna verloopt het scheidingsproces automatisch. De operator stelt wel de parameters van de installatie bij en dient derhalve verstand te hebben van de vele stadia waaruit het ingewikkelde scheidingsproces bestaat.

39

Hij heeft direct

telefonisch contact met de bestuurder van de TBM.

Deze laatste bedient namelijk de

voedings- en slurrypomp.

2.3.11 Menginstallatie grout In deze menginstallatie wordt de juiste samenstelling bepaald van het te injecteren grout rond de tunnelbuizen.

Er is permanent een operator aanwezig die de installatie

bewaakt. Hij verzorgt tevens het laden van het grout op de wagons.

2.4 Besluit De bouw van de Westerscheldetunnel is in vele opzichten een technisch complex project. Door zijn enorme lengte, omvang en diepteligging is deze tunnel naar Europese normen uniek te noemen. Elders in Europa is er wel al de nodige ervaring opgedaan met boren in slappe bodem (klei en zand) maar met uitzondering van de Deense Störebaelttunnel, is in Europa nog niet eerder een boortunnel van deze omvang gerealiseerd. Bijzonder is ook dat tijdens het boren direct achter de tunnelboormachines al de wegfundering, het kabelkanaal en de dwarsverbindingen werden aangelegd. Op logistiek vlak is het project hierdoor een grote uitdaging geweest.

40

3. Planning van de bouw van de Westerscheldetunnel

3.1 Algemeen Het spreekt voor zich dat zo een megaproject met zeer gecompliceerde technieken en met een uiterst complex en kwetsbaar logistiek deel veel voorbereiding vraagt om alles vlot te laten verlopen. KMW had in zijn organisatiestructuur dan ook een afdeling “ontwerp en voorbereiding” met een eigen projectmanager.

Directeur

Projectmanager

Projectmanager

Boorproces

Afbouw

Projectmanager Ontwerp en voorbereiding

Projectleider

Projectleider

Projectleider

Figuur 22: Organigram KMW (Bron: Eigen werk)

Men is begonnen met het opstellen van de planning in juli 1996 en de werkzaamheden zijn pas gestart eind 1997. In totaal bevatte de planning 9 000 activiteiten. Om dit te kunnen beheersen, maakte KMW gebruik van het softwarepakket “Primavera projectplanner P3” omdat dit pakket uitermate geschikt is om zo een grote hoeveelheid activiteiten te plannen. Voor kleinere subprojecten werd soms ook gebruik gemaakt van “MS Project”.

41

De projectmanager “ontwerp en voorbereiding” en zijn team hebben de tijdschattingen voor elke activiteit gebaseerd op hun eigen ervaringen en die van specialisten. Al 25 jaar organiseert “The International Tunneling Association”, waarbij vijftig landen zijn aangesloten, wereldwijd congressen over alles wat met bouwen en ontwerpen van tunnels te maken heeft. Hier heeft een uitwisseling plaats van kennis en ervaring. De planningsafdeling van KMW voerde ook vele en lange gesprekken met het uitvoerend personeel waarbij veel mensenkennis noodzakelijk was om een zo correct mogelijke schatting van de duurtijden te verrichten. Ook de beheersing van risico’s vormt een belangrijke sleutel tot het bereiken van succes in een project. KMW heeft dan ook een risicomanager aangesteld die het vergaren van risico’s, het opwerpen van alternatieve strategieën en het monitoren en bewaken van maatregelen om risico’s te beheersen als belangrijkste opdrachten heeft. Oorspronkelijk was de opleveringsdatum gepland op 15 maart 2003.

Maar door

onvoorziene problemen met het boorschild van één van de boormachines liep het project zware vertragingen op. In het contract was opgenomen dat voor elke dag later opleveren, er een boete moest betaald worden van 136.000 euro met een maximum van 15 miljoen euro. Het débacle met de boormachine zou voor meer dan 3 maand vertraging zorgen wat wou zeggen dat de maximum boete zou moeten betaald worden. Ook traden er vertragingen op door het niet tijdig verwerven van gronden en vergunningen, wat de verantwoordelijkheid was van de nv Westerscheldetunnel. Het managementteam van KMW heeft dan besloten de nieuwe deadline op 14 maart 2004 vast te leggen. Voor de nv Westerscheldetunnel was dit echter een probleem omdat de veerboten niet meer vaarwaardig waren tot die periode zonder grote investeringen te doen. Dus ging men rond de tafel zitten en sloot men een herenakkoord. KMW ging inspanningen leveren om de deadline terug te dringen tot 14 november 2003 en de nv Westerschelde ging de boete laten vallen.

42

Figuur 23: Planning met deadline november 2003 (Bron: KMW)

Om KMW te motiveren om nog sneller op te leveren door gebruik te maken van nieuwe technieken en meer te investeren in resources, beloofde de nv Westerscheldetunnel een bonus van 68 000 euro voor elke dag dat er vroeger werd opgeleverd dan 14 november 2003. KMW heeft door deze stimulus inderdaad besloten extra investeringen te doen en de afbouwwerken in de tunnel reeds te starten terwijl het boorproces nog bezig was. Op die manier konden de werkzaamheden behoorlijk versneld worden. Deze maatregelen hebben hun effect niet gemist want het project is opgeleverd op 14 maart 2003, 8 maanden eerder dan de afgesproken datum.

43

3.2 Planning van de dwarsverbindingen

3.2.1 Inleiding Omdat we ons in deze scriptie vooral willen focussen op de planning van wederkerende activiteiten hebben we besloten om de planning van de dwarsverbindingen nader te bestuderen. In de tunnel is elke 250 meter een dwarsverbinding gebouwd. Er zijn er in totaal 26 dus de activiteiten die nodig zijn om een dwarsverbinding te bouwen, worden 26 keer herhaald. Eerst geven we wat meer uitleg over de activiteiten die uitgevoerd worden bij de bouw van een dwarsverbinding. Daarna geven we een voorstelling van het netwerk en gaan we na of er zich leereffecten voordoen. Tenslotte vergelijken we de planning waarbij alle activiteiten zo snel mogelijk worden uitgevoerd met een planning waarbij rekening is gehouden met werkcontinuïteit.

3.2.2 Activiteiten nodig voor het bouwen van een dwarsverbinding

In vorig hoofdstuk schreven we al in grote lijnen neer welke werkzaamheden er moeten uitgevoerd worden vooraleer een verbinding tussen de twee tunnelbuizen tot stand kan gebracht worden. Nu gaan we dit meer in detail bekijken zodat de lezer zich een beeld kan vormen van elke activiteit die is opgenomen in de planning.

KMW

heeft

voor

het

maken

van

de

dwarsverbindingen gekozen voor een nieuwe methode, nl. de vriestechniek.

Deze bestaat erin de grond rond de

verbinding te bevriezen zodat dit voor een waterdichte afsluiting zorgt waarna men de grond kan uitgraven en beton kan aanbrengen.

Figuur 24: Vriestechniek (Bron:

44

Om de grond rondom te kunnen bevriezen moeten er lanzen geboord worden van de ene tunnelbuis naar de andere waardoor men dan de koelvloeistof kan sturen. Deze koelvloeistof bestaat uit een

zoutoplossing

vriesinstallatie.

die Het

gekoeld

wordt

in

een

opbouwen

van

zo

een

vriesinstallatie is een activiteit die kan gestart worden zodra het boren van de lanzen is beëindigd.

Als de

vriesinstallatie is opgebouwd, kan men beginnen met het bevriezen van de grond. Figuur 25: Vriessteiger (Bron: KMW)

Als het ijslichaam dat zich gevormd heeft voldoende omvang heeft en van goede kwaliteit is, kan begonnen worden met het ontgraven en het aanbrengen van de spuitbeton.

Figuur 26: Ontgraven grond

Figuur 27: Aanbrengen spuitbeton (Bron: KMW)

(Bron: KMW)

Nadat de grond is ontgraven en er een laag spuitbeton is aangebracht, brengt men een folie aan die het betonwerk moet beschermen tegen dooiwater. Zolang de beton niet volledig gehard is, kan die zich immers nog mengen met water wat de samenstelling van de beton verandert en de kwaliteit en betrouwbaarheid aantast. Tesamen met deze activiteit wordt ook de wapening aangebracht om de wanden te verstevigen.

45

De dag voor het einde van het aanbrengen van de wapening kan reeds gestart worden met het bekisten en leggen van de betonnen vloer. Daarna kan men onmiddellijk beginnen met het maken van de betonnen wanden en dak.

Figuur 30: Bekisten (Bron: KMW)

Figuur 31: Betonnen vloer, wanden en dak (Bron: KMW)

Ondanks dat het beton is aangebracht, moet men het vrieslichaam nog een aantal dagen instandhouden om op die manier het beton te ontlasten. Als het beton 2 dagen heeft kunnen harden, mag men beginnen met ontkisten.

Tenslotte demonteert men de

vriessteiger en is de dwarsverbinding afgewerkt. 3.2.3 Netwerkvoorstelling van een dwarsverbinding Bij het opstellen van het netwerk van een dwarsverbinding hebben we onderscheid gemaakt tussen de eerste twee units en de overige units. De reden hiervoor is dat bij de eerste units een andere opsplitsing van de dwarsverbinding in activiteiten is gebeurd. Zoals in hoofdstuk 1 reeds is aangehaald, stelt een activiteit een verzameling van taken voor die om bepaalde redenen als één geheel kunnen aanzien worden. De planningsafdeling van KMW had aan het begin van de werkzaamheden een bepaalde indeling gemaakt maar na een paar units te hebben vervaardigd, bleek door de ervaring die men ondertussen had opgedaan dat het beter was een andere indeling te hanteren. Sommige activiteiten werden samengevoegd en andere opgesplitst.

Ook werd er een activiteit aan het netwerk

toegevoegd (zie infra). Voor de eerste twee units werd onderstaand netwerk van activiteiten gehanteerd in de planning. Alle volgorderelaties zijn een finish-to-start relatie gelijk aan nul, tenzij anders vermeld.

46

6

1

5

9 =0 FF

SS =0

2

FF =0

0 SS=

7

FS=-1

8

10

FS=5

11

12

3

0 FF=

SS= 0

4

Figuur 32: Netwerk dwarsverbinding units 1-2 (Bron: Eigen werk verkregen op basis van info van KMW)

1: Boren lanzen

7: Ontgraven/spuitbeton

2: Bevriezen klei

8: Openen oost

3: Bevriezen zand

9: Vriezen tijdens betonwerk (Hammock)

4: Dwarsverbinding 1 (Hammock)

10: Aansluiting/betonwerk

5: Openen west

11: Ontkisten

6: Vriezen tijdens ontgraven (Hammock)

12: Vriezen ter ontlasting beton

In het netwerk zijn ook een aantal hammocks opgenomen. Activiteit 4 (in figuur 32) stelt een hammock voor.

Deze activiteit heeft een duurtijd gelijk aan de som van de

duurtijden van alle activiteiten nodig om een dwarsverbinding tot stand te brengen. Als men dus een sterk vereenvoudigde versie wenst van het netwerk, volstaat het om activiteit 4 alleen te gebruiken. Hammocks 6 en 9 duiden aan dat er tijdens onderliggende werkzaamheden (werken die moeten uitgevoerd worden als de grond bevroren is) ook nog moet gevroren worden. Ook deze duurtijden zijn dus variabel. Bij activiteiten 2 en 3 werkt de vriesinstallatie op volle kracht om de onbevroren grond in een ijslichaam te kunnen veranderen maar vanaf dan werkt de installatie maar op een derde van haar krachten meer omdat enkel de instandhouding van het ijslichaam moet gebeuren.

47

4

FF= 0

5

8

0 SS =

0 SS = 7

FS= -1

9

0

0

2

14

= FF

= FF

1

11

10

12

FS= 2

FS= -2

13

15

6

SS =0

=0 FF

3

Figuur 33: Netwerk dwarsverbinding units 3-26 (Bron: Eigen werk verkregen op basis van informatie van KMW)

1: Boren lanzen

9: Aanbrengen folie

2: Opbouwen vriessteiger

10: Betonwerk vloer

3: Dwarsverbinding 3 (Hammock)

11: Vriezen tijdens betonwerk (Hammock)

4: Bevriezingsinstallatie x (Hammock)

12: Betonwerk wanden + Dak

5: Bevriezen klei

13: Ontkisten

6: Bevriezen zand

14: Vriezen ter ontlasting beton

7: Openen/ontgraven/spuitbeton

15: Demontage vriessteiger

8: Vriezen tijdens spuitbeton (Hammock) De netwerkvoorstelling van unit 3 tot en met unit 26 ziet er iets anders uit. Door opgedane ervaring en inzichten heeft men de werkzaamheden “opening west”, “ontgraven/spuitbeton”

en

“opening

oost”

samengevoegd

tot

1

activiteit

“openen/ontgraven/spuitbeton”. Anderzijds is de activiteit “aansluiting/betonwerk” opgesplitst in 2 aparte activiteiten, namelijk “betonwerk vloer” en “betonwerk wanden + dak”.

Het

opbouwen van de vriesinstallatie en de demontage ervan worden nu ook als aparte activiteiten voorgesteld. Er is ook een extra hammock in het netwerk. Die duidt aan welke van de zes vriesinstallaties waarover KMW beschikt, gebruikt is voor het bouwen van de dwarsverbinding.

Een laatste verschil is de opname in het netwerk van een extra activiteit

“aanbrengen folie”. De reden hiervan wordt verder in deze scriptie besproken.

48

3.2.4 Leereffecten Voor we de planning in detail gaan bekijken, willen we eerst nagaan of er leereffecten zijn opgetreden. Als men eenzelfde activiteit 26 keer uitvoert, zou men vermoeden dat naar het einde toe de activiteit sneller kan uitgevoerd worden.

Men heeft immers ervaring

verkregen uit de voorgaande activiteiten en men heeft uit fouten, gemaakt bij de eerste units, kunnen leren. Bij het plannen van projecten met wederkerende activiteiten is het quasi noodzakelijk om rekening te houden met leereffecten om de accuratesse met de werkelijkheid te garanderen (Amor,2002; Badiru,1995; Shtub et al.,1996). Doet men dit niet, dan is de kans groot dat naar het einde van het project toe de planning systematisch zal verschillen van de werkelijkheid.

En zoals in hoofdstuk 1 reeds vermeld, zorgt de maximalisatie van de

werkcontinuïteit voor een optimaal gebruik van de ingezette middelen wat op zijn beurt zorgt voor het maximaal benutten van de leercurve-effecten voor elke werkploeg (Shtub et al., 1996). Het tunneltraject gaat door verschillende grondlagen. Voor het bestuderen van de leereffecten maken we een onderscheid tussen dwarsverbindingen die gemaakt zijn in zand en dwarsverbindingen die gemaakt zijn in klei. Want om een voldoende stevig ijslichaam te maken in zand is gemiddeld minder tijd nodig dan voor een ijslichaam van vergelijkbare kwaliteit in klei te produceren. Dus om verkeerde conclusies te vermijden, vergelijken we geen duurtijden van dwarsverbindingen gemaakt in zand met dwarsverbindingen gemaakt in klei. Ook moet opgemerkt worden dat we voor alle verdere analyses gebruik hebben gemaakt van de werkelijke duurtijden van de activiteiten. Bij het schrijven van deze scriptie was de tunnel reeds gebouwd en beschikten we zodoende over de werkelijke duurtijden. De keuze voor deze tijden en niet de geschatte tijden kan verklaard worden door ons streven naar een waarheidsgetrouwe weergave van de werkelijkheid. Er bestond immers een lichte afwijking tussen beide tijden. Het feit dat we gekozen hebben om alle analyses te verrichten met de werkelijke duurtijden verandert niks aan onze resultaten. We zouden tot dezelfde conclusies zijn gekomen indien we de geschatte duurtijden gekozen hadden. KMW gebruikte in zijn planning verschillende werkkalenders. Sommige activiteiten werden uitgevoerd in een 5-dagen week, aan andere werd 7 dagen per week gewerkt. Ook vakantie- en feestdagen zorgde voor werkonderbrekingen bij sommige activiteiten terwijl 49

anderen gewoon doorgingen. Om de duurtijd van een activiteit te berekenen, hebben we het aantal dagen berekend tussen de start- en eindtijd van die activiteit en als het een activiteit was die in het weekend stil lag, hebben we dat aantal vermenigvuldigd met 5/7. Hierdoor sloop er wel een kleine fout in de berekening door geen rekening te houden met feestdagen. Daar hebben we echter geen rekening mee kunnen houden. Als we kijken naar de duurtijden van de startactiviteit “boorwerk lanzen” in alle units, dan is er een duidelijk leereffect te zien. In het begin is het leereffect groot om nadien af te nemen. Dat er naar het einde toe nog schommelingen zijn in de duurtijden in plaats van een constante duurtijd ligt waarschijnlijk aan externe factoren.

Duurtijden boorwerk lanzen 35 30 # dagen

25 20

Boorwerk lanzen

15 10 5 0 Unit 25

Unit 22

Unit 19

Unit 16

Unit 13

Unit 10

Unit 7

Unit 4

Unit 1

Figuur 34: Duurtijden boorwerk lanzen (Bron: Eigen werk)

De activiteit “opbouwen vriessteiger” is pas vanaf unit 4 in het netwerk als een aparte activiteit opgenomen. Ook hier stellen we vast dat naarmate meer ervaring wordt opgedaan door het meermaals uitvoeren van eenzelfde activiteit, de duurtijden ingekort worden.

Duurtijden opbouwen vriessteiger 14 12 # dagen

10 8

Opbouwen vriessteiger

6 4 2 0 Unit 25

Unit 23

Unit 21

Unit 19

Unit 17

Unit 15

Unit 13

Unit 11

Unit 9

Unit 7

Unit 5

Unit 3

Unit 1

Figuur 35: Duurtijden opbouwen vriessteiger (Bron: Eigen werk)

50

Werkzaamheden die pas vanaf unit 4 als aparte activiteit in de planning werden opgenomen, zoals het opbouwen en demonteren van de vriessteiger, werden in de vorige units wel al uitgevoerd maar toen werden ze nog samengevoegd met andere werkzaamheden en werd die verzameling van taken gezien als een activiteit.

Bij

“aanbrengen folie” is dit niet het geval. Deze taak werd pas uitgevoerd vanaf unit 3. De reden waarom die taak werd ingevoerd, is omdat de ervaring had geleerd dat indien men geen folie aanbrengt, de kwaliteit van het betonwerk aanzienlijk vermindert. Bij de bouw van unit 1 had men immers vastgesteld dat wanneer de vriesinstallatie werd uitgeschakeld en het ijslichaam ontdooide, het dooiwater zich mengde met de nog niet volledig geharde beton. Dit veranderde de samenstelling van het beton en de stevigheid van de constructie werd in vraag gesteld. Door het aanbrengen van folie kon dit euvel opgelost worden.

Duurtijden aanbrengen folie 14 12 # dagen

10 8

Aanbrengen folie

6 4 2 0 Unit 25

Unit 22

Unit 19

Unit 16

Unit 13

Unit 10

Unit 7

Unit 4

Unit 1

Figuur 36: Duurtijden aanbrengen folie (Bron: Eigen werk)

Dit voorval is ook een leereffect maar dan in negatieve zin. Met dit voorbeeld wordt aangetoond dat niet alle leereffecten een positieve invloed uitoefenen op de planning en de projectduur, het kan ook andersom. Door de ervaring leert men dat een extra inspanning moet gedaan worden die tijd en resources vraagt met negatieve gevolgen voor de projectduurtijd tot gevolg. De verschillen in netwerkvoorstelling tussen de eerste units en de overige units kan ook als een leereffect aanzien worden.

De planningsafdeling van KMW kreeg na het

afwerken van een paar units een beter inzicht in hoe de werkzaamheden konden geoptimaliseerd worden. Door het samenvoegen en opsplitsen van taken kon de planning efficiënter worden opgesteld.

51

Tenslotte gaan we na welke invloeden leereffecten, zowel positieve als negatieve, hebben gehad op alle activiteiten samen, met andere woorden op de totale duurtijd van een dwarsverbinding.

Totale duurtijd unit (klei)

80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

# dagen

# dagen

Totale duurtijd unit (zand) 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30

Unit 19

Unit 17

Unit 16

Unit 15

Unit 14

Unit 13

Unit 12

Unit 11

Unit 10

Unit 9

Unit 8

Unit 7

Unit 2

Unit 26

Unit 25

Unit 24

Unit 23

Unit 22

Unit 21

Unit 20

Unit 18

Unit 6

Unit 5

Unit 4

Unit 3

Unit 1

Figuur 37: Totale duurtijd dwarsverbinding (zand)

Figuur 38: Totale duurtijd dwarsverbinding (klei)

(Bron: Eigen werk)

(Bron: Eigen werk)

Bovenstaande grafieken tonen duidelijk aan dat leereffecten niet mogen genegeerd worden. Bij projecten met “repeating activities” spelen leereffecten een duidelijke rol en beïnvloeden ze de planning wel degelijk. Geen rekening houden met dit fenomeen houdt het risico in dat de planning een systematische afwijking kan vertonen met de werkelijkheid.

3.2.5 Planning rekening houdend met werkcontinuÏteit 3.2.5.1 Algemeen In hoofdstuk 1 is al op het belang gewezen van werkcontinuïteit bij het plannen van projecten met wederkerende activiteiten. Door rekening te houden met deze werkcontinuïteit kan heel wat “idle time” vermeden worden en zodoende kan men kosten besparen. Als men de werkdiscontinuïteit minimaliseert, zal dit de projectduurtijd verhogen. Omgekeerd zal veel “idle time” gepaard gaan met een kortere projectduurtijd (zie supra). Er moet dus een keuze gemaakt worden die zal beïnvloed worden door de eventuele kosten bij overschrijding van de projectdeadline en de kosten die “idle time” met zich meebrengt.

52

De critical path method is niet in staat werkcontinuïteit te verzekeren bij het opstellen van de planning. Wil men de controle over “idle time” behouden dan is men aangewezen op het gebruik van andere methodes zoals bijvoorbeeld de repetitive scheduling method (zie supra). Deze methodes bieden echter geen oplossing voor grote projecten aangezien de techniek vrij omslachtig is en de kans op fouten recht evenredig stijgt met het aantal activiteiten die in het netwerk voorkomen. Om de “work continuity” te kunnen beheersen in projecten van eender welke omvang, stellen wij in deze scriptie een methode voor die ontwikkeld werd door Vanhoucke (2003). Deze methode is in staat om werkcontinuïteit op te nemen in de planning. De huidige planningssoftware plannen alle activiteiten in een project zo vroeg mogelijk of, gegeven een projectduurtijd, alles zo laat mogelijk. Zij beschikken niet over de mogelijkheid tot het managen van “work continuity”. De software die Vanhoucke (2003) ontwikkelde kan wel, gegeven een projectduurtijd, de “work continuity” garanderen. Er kan berekend worden wat de projectduurtijd is bij een gemaximaliseerde “work continuity” en wat, gegeven de projectduur, de minimale “work discontinuity” is. Tussen deze twee uitersten kunnen ook alle tussenvormen worden weergegeven. 3.2.5.2 Veronderstellingen Voor we deze nieuw ontwikkelde methode toepassen op de planning van de dwarsverbindingen, gaan we eerst het begrip “idle time” meer toelichten vanuit het standpunt van de dwarsverbindingen. Als we de resources bekijken die nodig zijn om een dwarsverbinding tot stand te brengen, zien we dat er 2 soorten ingezette middelen zijn.

Er zijn activiteiten waar

menselijke arbeid wordt ingezet en er is per dwarsverbinding ook een vriesinstallatie nodig. Er kunnen dus in ons voorbeeld twee soorten “idle time” onderscheiden worden. Er kan “crew idle time” optreden alsook “machine idle time”.

De eerste term verwijst naar de

stilstand van werkploegen. Omdat de vriesmachine continue moet blijven vriezen, verwijst de laatste term niet naar de stilstand van de machine maar naar het inefficiënt gebruik ervan. Hiermee wordt bedoeld dat de machine in werking blijft voor een periode langer dan minimum nodig om alle werkzaamheden waarbij de vriesmachine vereist is, zo snel mogelijk uit te voeren.

Met het maximaliseren van de “machine work continuity” wordt in ons

praktijkvoorbeeld het minimaliseren van de duurtijd van het gebruik van de vriesmachine bedoeld. 53

De gegevens die gebruikt zijn als input om de planning op te stellen, zijn de duurtijden en de volgorderelaties van alle activiteiten van unit 4 tot en met unit 26. De reden waarom de eerste drie units uit de analyse zijn geweerd, is omdat er in die units een aantal externe factoren de werkzaamheden hebben beïnvloed zodat de activiteiten in die units geen goede weerspiegeling zijn van de “normale” werkzaamheden.

Unit activiteit 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

17

11

14

7

9

9

11

9

9

12

14

11

12

12

13

10

7

7

9

8

9

9

12

9

12

10

4

9

8

4

5

4

6

4

7

5

5

5

5

4

5

4

5

5

4

4

0

0

0

39

38

38

42

47

50

47

47

40

42

40

0

57

0

0

0

0

0

0

0

51

33

41

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

39

0

48

44

38

45

53

31

42

25

1

10

7

15

9

10

12

6

9

8

10

9

7

10

8

19

12

17

12

8

10

12

8

12

8

10

11

8

9

10

8

9

10

11

9

9

4

9

9

9

4

8

10

6

9

1

1

3

3

3

3

4

7

5

4

5

5

5

3

4

4

2

3

4

6

5

3

4

9

8

4

10

6

5

4

7

5

10

6

10

7

5

3

6

4

5

4

4

7

9

4

2

2

2

5

2

4

2

2

2

2

2

2

2

3

2

3

2

2

2

2

2

2

2

12

8

5

9

10

5

11

10

23

19

10

11

10

4

11

8

9

11

10

5

10

4

7

2

7

1

3

2

4

5

4

3

3

4

5

3

4

4

5

2

4

4

5

3

4

4

Tabel 1: Duurtijden activiteiten (Bron: eigen werk op basis van informatie van KMW)

1 2 3 4 5 6

Boorwerk lanzen Opbouwen vriessteiger Bevriezen klei Bevriezen zand Openen/ontgraven/spuitbeton Aanbrengen folie

7 8 9 10 11

Betonwerk vloer Betonwerk wanden + dak Ontkisten Instandhouding vrieslichaam ter ontlasting beton Demontage vriessteiger

Er moet opgemerkt worden dat we in onze analyse slechts vijf werkploegen hebben onderscheiden.

Enkel activiteiten 1 (boorwerk lanzen), 2 (opbouwen vriessteiger), 5

(openen/ontgraven/spuitbeton), 7 (betonwerk vloer) en 8 (betonwerk wanden + dak) beschikken over een werkploeg waarbij moet gezorgd worden dat ze zo weinig mogelijk stilstanden kennen. Tenslotte moet zeker vermeld worden dat bij het opstellen van de planning geen rekening is gehouden met de voortgang van andere processen die deel uitmaken van het totale project van de Westerscheldetunnel. dwarsverbindingen beïnvloeden.

Zij kunnen immers de bouw van de

Een dwarsverbinding kan bijvoorbeeld pas gemaakt

worden als de boormachine minstens 500 meter verder gevorderd is. In ons voorbeeld nemen we aan dat aan alle voorwaarden zijn voldaan om alle dwarsverbindingen te kunnen bouwen zonder oponthoud.

54

3.2.5.3 Toepassing 1 Als we de traditionele planning, dit is de planning waarbij alle activiteiten zo snel mogelijk worden uitgevoerd, voor de bouw van de dwarsverbindingen bekijken dan stellen we een minimale projectduurtijd vast van 380 dagen.

Deze duurtijd kan enkel behaald

worden als er voldoende resources beschikbaar zijn, met andere woorden we gaan ervan uit dat we over evenveel vriesinstallaties beschikken als dat er simultane vriesactiviteiten plaatsvinden. Met dit projectplan bestaan er 165 dagen “crew idle time” en 343 dagen “machine idle time”. Dit wil zeggen dat alle stilstanden van alle werkploegen bij elkaar opgeteld een totaal oplevert van 165 dagen. Er moeten dus globaal gezien 165 dagen vergoed worden ondanks dat er geen prestatie is geleverd. Een “machine idle time” van 343 dagen wil zeggen dat alle vriesmachines samen 343 dagen hebben gevroren zonder dat er onderliggende werkzaamheden hebben plaatsgevonden. Als we nu in dit projectplan met een duurtijd van 380 dagen de werkcontinuïteit, zowel voor werkploegen als voor vriesmachines, gaan optimaliseren dan bekomen we slechts een “crew idle time” van 107 dagen en een “machine idle time” van 5 dagen.

Dit is een

opmerkelijk verschil met de planning waarbij elke activiteit zo vroeg mogelijk is gepland. In wat volgt, gaan we de twee projectplannen in detail bekijken aan de hand van een Gannt staafdiagram.

55

Traditioneel plan

act

Plan met optimale werkcontinuïteit

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

0

50

100

150

200

250

0

56

50

100

150

200

250

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

50

100

150

200

250

300

50

57

100

150

200

250

300

133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198

100

150

200

250

300

350

100

58

150

200

250

300

350

199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253

150

200

250

300

350

400

150

200

250

300

Figuur 39: Gannt-diagram met een projectduur van 380 dagen (Bron: Eigen werk)

59

350

400

Traditioneel nr act

Optimaal

start

einde

duurtijd

1

0

17

2

17

26

Traditioneel

Optimaal

start

einde

nr act

start

einde

duurtijd

start

einde

17

0

17

67

71

82

11

71

82

9

46

55

68

82

86

4

98

102 173

3

0

0

0

0

0

69

86

128

42

131

4

26

77

51

55

106

70

0

0

0

0

0

5

77

102

25

106

131

71

144

154

10

173

183

6

102

110

8

131

139

72

154

163

9

183

192

7

109

110

1

138

139

73

162

166

4

191

195

8

110

119

9

139

148

74

166

170

4

195

199

9

121

123

2

150

152

75

172

174

2

201

203

10

119

131

12

148

160

76

170

181

11

199

210

11

131

133

2

160

162

77

181

186

5

210

215

12

17

28

11

17

28

78

83

92

9

83

92

13

28

40

12

55

67

79

92

97

5

102

107 183

14

0

0

0

0

0

80

97

144

47

136

15

40

73

33

98

131

81

0

0

0

0

0

16

102

103

1

131

132

82

154

166

12

183

195

17

103

115

12

132

144

83

166

176

10

195

205

18

114

115

1

143

144

84

175

182

7

204

211

19

117

125

8

146

154

85

182

189

7

211

218

20

127

129

2

156

158

86

191

193

2

220

222

21

125

133

8

154

162

87

189

199

10

218

228

22

133

140

7

162

169

88

199

203

4

228

232

23

28

42

14

28

42

89

93

102

9

93

102

24

42

52

10

67

77

90

102

106

4

107

111

25

0

0

0

0

0

91

106

156

50

145

195

26

52

93

41

91

132

92

0

0

0

0

0

27

103

113

10

132

142

93

166

172

6

195

201

28

113

121

8

142

150

94

172

180

8

201

209

29

120

123

3

149

152

95

182

187

5

211

216

30

123

127

4

152

156

96

187

192

5

216

221

31

129

131

2

158

160

97

194

196

2

223

225

32

127

132

5

156

161

98

192

215

23

221

244

33

132

133

1

161

162

99

215

218

3

244

247

34

43

50

7

43

50

100

103

115

12

103

115

35

52

56

4

77

81

101

115

121

6

115

121

36

56

95

39

103

142

102

121

168

47

154

201

37

0

0

0

0

0

103

0

0

0

0

0

38

113

120

7

142

149

104

172

181

9

201

210

39

120

130

10

149

159

105

181

190

9

210

219

40

129

132

3

158

161

106

189

193

4

218

222

41

132

142

10

161

171

107

193

203

10

222

232

42

144

149

5

173

178

108

205

207

2

234

236

43

142

151

9

171

180

109

203

222

19

232

251

44

151

154

3

180

183

110

222

225

3

251

254

45

51

60

9

51

60

111

116

130

14

116

130

46

60

69

9

81

90

112

130

134

4

130

134

47

69

107

38

111

149

113

134

181

47

163

210

48

0

0

0

0

0

114

0

0

0

0

0

49

120

135

15

149

164

115

181

189

8

210

218

50

135

146

11

164

175

116

189

199

10

218

228

51

145

148

3

174

177

117

198

203

5

227

232

52

148

154

6

177

183

118

203

209

6

232

238

53

156

158

2

185

187

119

211

213

2

240

242

54

154

164

10

183

193

120

209

219

10

238

248

55

164

166

2

193

195

121

219

223

4

248

252

56

61

70

9

61

70

122

131

142

11

131

142

57

70

78

8

90

98

123

142

149

7

142

149

58

78

116

38

126

164

124

149

189

40

178

218

59

0

0

0

0

0

125

0

0

0

0

0

60

135

144

9

164

173

126

189

199

10

218

228

61

144

152

8

173

181

127

199

210

11

228

239

62

151

154

3

180

183

128

209

214

5

238

243

63

154

159

5

183

188

129

214

224

10

243

253

64

161

165

4

190

194

130

226

228

2

255

257

65

159

164

5

188

193

131

224

235

11

253

264

66

164

168

4

193

197

132

235

240

5

264

269

60

nr act

start

einde

duurtijd

start

einde

nr act

start

einde

duurtijd

start

einde

133

143

155

12

143

155

199

210

219

9

210

219

134

155

160

5

155

160

200

219

223

4

219

223

135

160

202

42

187

229

201

0

0

0

0

0

136

0

0

0

0

0

202

223

261

38

256

294

137

202

211

9

229

238

138

211

220

9

238

247

203 204

294 311

311 315

17 4

294 311

311 315

139

219

224

5

246

251

205

314

318

4

314

318

140

224

231

7

251

258

206

318

322

4

318

322

141

233

235

2

260

262

207

324

326

2

324

326

142

231

241

10

258

268

208

322

332

10

322

332

143

241

244

3

268

271

144

156

168

12

156

168

209 210

332 220

336 228

4 8

332 220

336 228

145

168

173

5

168

173

211

228

233

5

228

233

146

173

213

40

198

238

212

0

0

0

0

0

147

0

0

0

0

0

213

233

278

45

266

311

148

213

220

7

238

245

214

311

323

12

311

323

149

220

229

9

245

254

150

228

231

3

253

256

215 216

323 330

331 336

8 6

323 330

331 336

151

231

236

5

256

261

217

336

340

4

336

340

152

238

241

3

263

266

218

342

344

2

342

344

153

236

240

4

261

265

219

340

345

5

340

345

154

240

244

4

265

269

220

345

350

5

345

350

155

169

182

13

169

182

156

182

187

5

182

187

221 222

229 238

238 243

9 5

229 238

238 243

157

0

0

0

0

0

223

0

0

0

0

0

158

187

226

39

206

245

224

243

296

53

270

323

159

226

236

10

245

255

225

323

331

8

323

331

160

236

240

4

255

259

226

331

341

10

331

341

161

239

243

4

258

262

162

243

246

3

262

265

227 228

340 345

345 352

5 7

340 345

345 352

163

248

250

2

267

269

229

354

356

2

354

356

164

246

257

11

265

276

230

352

362

10

352

362

165

257

261

4

276

280

231

362

365

3

362

365

166

183

193

10

183

193

232

239

248

9

239

248

167

193

198

5

193

198

168

198

255

57

198

255

233 234

248 0

252 0

4 0

248 0

252 0

169

0

0

0

0

0

235

252

283

31

300

331

170

255

263

8

255

263

236

331

341

10

331

341

171

263

272

9

263

272

237

341

347

6

341

347

172

271

275

4

271

275

238

346

349

3

346

349

173

275

281

6

275

281

174

283

286

3

283

286

239 240

350 361

359 363

9 2

350 361

359 363

175

281

289

8

281

289

241

359

363

4

359

363

176

289

294

5

289

294

242

363

367

4

363

367

177

194

201

7

194

201

243

249

261

12

249

261

178

201

205

4

201

205

244

261

265

4

261

265

179

0

0

0

0

0

180

205

253

48

215

263

245 246

0 265

0 307

0 42

0 299

0 341

181

263

282

19

263

282

247

341

353

12

341

353

182

282

291

9

282

291

248

353

362

9

353

362

183

290

292

2

290

292

184

292

296

4

292

296

249

361

365

4

361

365

185

298

300

2

298

300

250

365

369

4

365

369

186

296

305

9

296

305

251 252

371 369

373 376

2 7

371 369

373 376

187

305

307

2

305

307

253

376

380

4

376

380

188

202

209

7

202

209

189

209

214

5

209

214

190

0

0

0

0

0

191

214

258

44

238

282

192

282

294

12

282

294

193

294

303

9

294

303

194

302

305

3

302

305

195

305

310

5

305

310

196

312

314

2

312

314

197

310

321

11

310

321

198

321

325

4

321

325

Tabel 2: Vroegste start- en eindtijden zonder beperkingen van aantal vriesmachines (Bron: Eigen werk)

61

Uit deze gegevens blijkt

dat er veel “idle time” kan vermeden worden als men

gelijkaardige activiteiten uit verschillende units, waar een specifieke werkploeg voor nodig is, op een zodanige manier plant dat de werkploeg na het beëindigen van de werkzaamheden in de ene unit onmiddellijk kan beginnen aan de werkzaamheden in een volgende unit. Gelijkaardige activiteiten uit verschillende units kunnen best zo dicht mogelijk (in tijd) bij elkaar gepland worden. We verduidelijken bovenstaande formulering aan de hand van voorbeelden uit de planning van de eerste twee units. We noemen de traditionele planning “plan 1” en de planning met optimale werkcontinuïteit “plan 2”. De eerste activiteit start in beide planningen onmiddellijk bij de aanvang van het project. Activiteit 2 wordt in plan 1 door de huidige softwarepakketten direct na het einde van activiteit 1 gepland op dag 17 terwijl activiteit 2 in plan 2 pas op dag 46 begint. De reden voor dit uitstel is omdat activiteit 4 (dat een successor is van activiteit 2) pas op dag 55 start in plan 2. Er hoeft dus niet vroeger dan dag 46 gestart te worden met activiteit 2. Men kon wel vroeger starten met die werkzaamheden maar dat heeft men niet gedaan omdat de werkploeg anders stilstanden zou kennen tussen activiteit 2 en activiteit 13 (een gelijkaardige activiteit maar dan in een volgende unit). In plan 1 kent de werkploeg een stilstand van 2 dagen tussen deze gelijkaardige activiteiten. De reden waarom activiteit 4 in plan 1 op dag 26 start en in plan 2 pas op dag 55 heeft te maken met zijn successor, activiteit 5. Deze activiteit staat immers vroeger gepland in plan 1 dan in plan 2 omdat we in laatstgenoemde streven naar zo weinig mogelijk inefficiënt gebruik van de vriesmachine en dus alle activiteiten die moeten uitgevoerd worden terwijl de vriesmachine werkt, zo dicht mogelijk in tijd bij elkaar moeten geplaatst worden. In plan 1 is daar geen rekening mee gehouden. Activiteit 16 wordt in plan 1 pas gestart 29 dagen nadat activiteit 15 is geëindigd. Zodoende moet de vriesmachine het ijslichaam 29 dagen extra in stand houden. Activiteit 16 vroeger laten starten is niet mogelijk want de werkploeg is pas beschikbaar vanaf dag 102. In plan 2 start activiteit 15 later waardoor er zich geen inefficiënt gebruik van de machine heeft voorgedaan. Uit voorgaande beschrijving blijkt dat het dicht bij elkaar plannen (in tijd) van activiteiten die gebruik maken van dezelfde werkploeg, geen gemakkelijke opdracht is omdat alle activiteiten in een netwerk zijn opgenomen waarbij veranderingen van een activiteit een 62

invloed heeft op andere activiteit(en). Zeker niet als men ook nog eens inefficiënt gebruik van de vriesmachine wil vermijden. Omdat de huidige planningssoftware alle activiteiten zo vroeg mogelijk plant (met uiteraard respect voor de volgorderelaties en de beschikbaarheid van middelen) kan geen rekening gehouden worden met werkcontinuïteit zodat het voor grote projecten bijna onmogelijk is om de “idle time” te minimaliseren. 3.2.5.4 Toepassing 2 Bij vorige toepassing zijn we ervan uitgegaan dat als er een aantal simultane vriesactiviteiten gepland waren, we ook over voldoende vriesmachines beschikten om deze te kunnen uitvoeren. In de praktijk is dit niet altijd het geval. KMW beschikte in het begin over 4 vriesmachines die aangepast waren aan de specifieke werkomstandigheden in de Westerscheldetunnel.

Toen beslist werd de werkzaamheden te versnellen om de

opleveringsdatum te vervroegen (zie supra), heeft KMW nog 2 extra vriesmachines laten ontwerpen en in gebruik genomen. Met deze nieuwe gegevens hebben we opnieuw de planning opgesteld van de bouw van de dwarsverbindingen.

We hebben verondersteld dat de 2 extra machines reeds

beschikbaar waren bij de start van de bouw van unit 8. De eerste 3 units nemen we immers niet op in de planning (zie supra) zodat we pas ten vroegste een nieuwe machine kunnen nodig hebben in unit 8. Als we de methode toepassen die de planningssoftware gebruikt en alles zo vroeg mogelijk plannen, dan hebben we 462 dagen nodig om alles af te werken. In totaal zijn er 363 dagen dat een werkploeg niet productief is en komen er 180 dagen voor waarin een vriesmachine inefficiënt is gebruikt. Gebruiken we daarentegen de methode ontwikkeld door Prof. Dr. Vanhoucke (2003) bij een projectduurtijd van 462 dagen, dan bekomen we eveneens een “crew idle time” van 363 dagen maar de “machine idle time” is gereduceerd tot 2 dagen. Opnieuw aan de hand van een Gannt staafdiagram bekijken we de verschillen tussen beide planningsmethoden.

63

Traditioneel plan

act

Plan met optimale werkcontinuïteit

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

0

50

100

150

200

250

300

0

64

50

100

150

200

250

300

67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

50

100

150

200

250

300

350

50

65

100

150

200

250

300

350

133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198

100

150

200

250

300

350

400

100

66

150

200

250

300

350

400

199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253

200

250

300

350

400

450

500

200

250

300

350

400

Figuur 40: Gannt-diagram met een projectduur van 462 dagen (Bron: Eigen werk)

67

450

500

Traditioneel nr act

Optimaal

start

einde

duurtijd

1

0

17

17

2

17

26

9

start

Traditioneel

einde

nr act

0

0

67

17

17

68

start

Optimaal

einde

duurtijd

start

einde

71

82

11

71

71

133

137

4

133

133 137

3

0

0

0

0

0

69

137

179

42

137

4

26

77

51

26

26

70

0

0

0

0

0

5

77

102

25

77

77

71

179

189

10

179

179

6

102

110

8

102

102

72

189

198

9

189

189

7

109

110

1

109

109

73

197

201

4

197

197

8

110

119

9

110

110

74

201

205

4

201

201

9

121

123

2

121

121

75

207

209

2

207

207

10

119

131

12

119

119

76

205

216

11

205

205

11

131

133

2

131

131

77

216

221

5

216

216

12

17

28

11

17

17

78

83

92

9

83

83

13

28

40

12

28

28

79

140

145

5

140

140 145

14

0

0

0

0

0

80

145

192

47

145

15

40

73

33

71

71

81

0

0

0

0

0

16

102

103

1

104

104

82

192

204

12

192

192

17

103

115

12

105

105

83

204

214

10

204

204

18

114

115

1

116

116

84

213

220

7

213

213

19

117

125

8

117

117

85

220

227

7

220

220

20

127

129

2

127

127

86

229

231

2

229

229

21

125

133

8

125

125

87

227

237

10

227

227

22

133

140

7

133

133

88

237

241

4

237

237

23

28

42

14

28

28

89

93

102

9

93

93

24

42

52

10

42

42

90

145

149

4

145

145 154

25

0

0

0

0

0

91

149

199

50

154

26

52

93

41

64

64

92

0

0

0

0

0

27

103

113

10

105

105

93

204

210

6

204

204

28

113

121

8

115

115

94

210

218

8

210

210

29

120

123

3

122

122

95

220

225

5

220

220

30

123

127

4

125

125

96

225

230

5

225

225

31

129

131

2

131

131

97

232

234

2

232

232

32

127

132

5

129

129

98

230

253

23

230

230

33

132

133

1

134

134

99

253

256

3

253

253

34

43

50

7

43

43

100

103

115

12

103

103

35

52

56

4

52

52

101

154

160

6

156

156

36

56

95

39

76

76

102

160

207

47

163

163

37

0

0

0

0

0

103

0

0

0

0

0

38

113

120

7

115

115

104

210

219

9

210

210

39

120

130

10

122

122

105

219

228

9

219

219

40

129

132

3

131

131

106

227

231

4

227

227

41

132

142

10

134

134

107

231

241

10

231

231

42

144

149

5

146

146

108

243

245

2

243

243

43

142

151

9

144

144

109

241

260

19

241

241

44

151

154

3

153

153

110

260

263

3

260

260

45

51

60

9

51

51

111

116

130

14

116

116

46

60

69

9

60

60

112

166

170

4

168

168

47

69

107

38

84

84

113

170

217

47

172

172

48

0

0

0

0

0

114

0

0

0

0

0

49

120

135

15

122

122

115

219

227

8

219

219

50

135

146

11

137

137

116

227

237

10

227

227

51

145

148

3

147

147

117

236

241

5

236

236

52

148

154

6

150

150

118

241

247

6

241

241

53

156

158

2

158

158

119

249

251

2

249

249

54

154

164

10

156

156

120

247

257

10

247

247

55

164

166

2

166

166

121

257

261

4

257

257

56

61

70

9

61

61

122

131

142

11

131

131

57

70

78

8

70

70

123

170

177

7

172

172

58

78

116

38

99

99

124

177

217

40

187

187

59

0

0

0

0

0

125

0

0

0

0

0

60

135

144

9

137

137

126

227

237

10

227

227

61

144

152

8

146

146

127

237

248

11

237

237

62

151

154

3

153

153

128

247

252

5

247

247

63

154

159

5

156

156

129

252

262

10

252

252

64

161

165

4

163

163

130

264

266

2

264

264

65

159

164

5

161

161

131

262

273

11

262

262

66

164

168

4

166

166

132

273

278

5

273

273

68

nr act

start

einde

duurtijd

start

einde

132

273

133

143

134 135

nr act

start

einde

duurtijd

start

einde

278

5

273

155

12

143

273

199

210

219

9

210

210

143

200

310

314

4

310

221

226

5

310

221

221

201

0

0

0

0

226

268

42

0

226

226

202

314

352

38

326

326

203 204

364 381

381 385

17 4

364 381

364 381

136

0

0

0

0

0

137

268

277

9

268

268

138 139

277 285

286 290

9 5

277 285

277 285

205

384

388

4

384

384

206

388

392

4

388

388

140

290

297

7

290

290

207

394

396

2

394

394

141

299

301

2

299

299

208

392

402

10

392

392

142

297

307

10

297

297

143

307

310

3

307

307

209 210

402 220

406 228

4 8

402 220

402 220

144

156

168

12

156

156

211

317

322

5

317

317

145

241

246

5

241

241

212

0

0

0

0

0

146 147

246 0

286 0

40 0

246 0

246 0

213

322

367

45

336

336

214

381

393

12

381

381

148

286

293

7

286

286

149

293

302

9

293

293

215 216

393 400

401 406

8 6

393 400

393 400

150

301

304

3

301

301

217

406

410

4

406

406

151

304

309

5

304

304

218

412

414

2

412

412

152

311

314

3

311

311

219

410

415

5

410

410

153

309

313

4

309

309

220

415

420

5

415

415

154 155

313 169

317 182

4 13

313 169

313 169

221 222

229 335

238 340

9 5

229 335

229 335

156

256

261

5

256

256

223

0

0

0

0

0

157

0

0

0

0

0

224

340

393

53

340

340

158

261

300

39

261

261

225

393

401

8

393

393

159

300

310

10

300

300

226

401

411

10

401

401

160

310

314

4

310

310

161

313

317

4

313

313

227 228

410 415

415 422

5 7

410 415

410 415

162 163

317 322

320 324

3 2

317 322

317 322

229

424

426

2

424

424

230

422

432

10

422

422

164

320

331

11

320

320

231

432

435

3

432

432

165

331

335

4

331

331

232

239

248

9

239

239

166

183

193

10

183

183

167

263

268

5

263

263

233 234

364 0

368 0

4 0

364 0

364 0

168

268

325

57

268

268

235

368

399

31

371

371

169

0

0

0

0

0

236

401

411

10

402

402

170 171

325 333

333 342

8 9

325 333

325 333

237

411

417

6

412

412

238

416

419

3

417

417

172

341

345

4

341

341

173

345

351

6

345

345

239 240

420 431

429 433

9 2

420 431

420 431

174

353

356

3

353

353

241

429

433

4

429

429

175

351

359

8

351

351

242

433

437

4

433

433

176

359

364

5

359

359

243

249

261

12

249

249

177

194

201

7

194

194

244

377

381

4

377

377

178 179

268 0

272 0

4 0

268 0

268 0

245 246

0 381

0 423

0 42

0 381

0 381

180

272

320

48

285

285

247

423

435

12

423

423

181

333

352

19

333

333

248

435

444

9

435

435

182

352

361

9

352

352

249

443

447

4

443

443

183

360

362

2

360

360

250

447

451

4

447

447

184

362

366

4

362

362

185

368

370

2

368

368

251 252

453 451

455 458

2 7

453 451

453 451

186

366

375

9

366

366

253

458

462

4

458

458

187 188

375 202

377 209

2 7

375 202

375 202

189

278

283

5

278

278

190

0

0

0

0

0

191

283

327

44

308

308

192

352

364

12

352

352

193

364

373

9

364

364

194

372

375

3

372

372

195 196

375 382

380 384

5 2

375 382

375 382

197

380

391

11

380

380

198

391

395

4

391

391

Tabel 3: Vroegste start- en eindtijden met beperkingen van aantal vriesmachines (Bron: Eigen werk)

69

Doordat het aantal vriesmachines beperkt zijn, zijn er niet zoveel mogelijkheden om activiteiten (in tijd) te verschuiven. Daardoor kan men activiteiten die gebruik maken van dezelfde werkploeg niets steeds dicht bij elkaar plannen zodat stilstanden onvermijdelijk worden. Eens alle zes de installaties in gebruik zijn, moet men immers wachten tot er weer een vriesmachine vrij komt vooraleer die in een andere unit kan ingezet worden. Alle activiteiten die moeten uitgevoerd worden als de grond rondom bevroren is, moeten dus ook uitgesteld worden. Dit is dan ook de reden waarom beide planningen evenveel “crew idle time” bezitten. Als men naar het inefficiënt gebruik kijkt van de vriesmachine, merkt men wel een verschil op tussen beide planningen.

In de planning waar rekening is gehouden met

werkcontinuïteit zijn alle activiteiten die gebeuren tijdens het vriezen, gegroepeerd in tijd. Dit komt omdat in die planning de vereiste is gesteld dat de tijd tussen de start en het einde van de werking van de vriesmachine moet geminimaliseerd worden. In de traditionele planning kon die vereiste niet ingebracht worden en bijgevolg stellen we daar vast dat er veel units zijn waarbij na het bevriezen van de grond men niet onmiddellijk start met de werkzaamheden omdat de werkploegen nog in andere units aan het werk zijn. Met dit voorbeeld is aangetoond dat beperkingen in resources zonder probleem kunnen geïmplementeerd worden in een planning die de werkcontinuïteit optimaliseerd.

70

3.2.5.5 Toepassing 3 Zoals eerder reeds vermeld, kan deze nieuw ontwikkelde methode naast het optimaliseren van de “work continuity” voor een gegeven projectduurtijd, ook alle mogelijke combinaties weergeven van projectduurtijden met bijhorende “idle time”. El-Rayes (2001b) merkte al op dat een daling van de projectduurtijd gepaard gaat met een stijging van de “idle time” en omgekeerd. Toegepast op ons praktijkvoorbeeld geeft dit onderstaande resultaten:

Crew work discontinuity

100 80 60 40 20

Projectduurtijd

Figuur 41: Combinaties duurtijden – idle time (Bron: Eigen werk)

Duurtijd

idle time

Duurtijd

idle time

Duurtijd

idle time

380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408

107 106 105 104 103 102 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 81 80 79

409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437

78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50

438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 459 460 461 462 463 464 465 466

49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21

Tabel 4: Combinaties duurtijden – idle time (Bron: Eigen werk)

71

464

460

456

452

448

444

440

436

432

428

424

420

416

412

408

404

400

396

392

388

384

0 380

# dagen idle time

120

Deze gegevens kunnen heel waardevol zijn als men een afweging wil maken tussen kosten vanwege idle time en kosten vanwege het overschrijden van de projectdeadline. Als men bijvoorbeeld een boete moet betalen voor het niet tijdig opleveren van het project maar die boete is lager dan de kostenbesparingen verkregen door de lagere werkdiscontinuïteit, dan kan men vanuit een winstmaximaliserend standpunt besluiten om de boete te betalen en de deadline te overschrijden. De totale uitgaven zijn immers niet zo groot als de besparing op kosten van werkploegen. Het management kan dan die projectduurtijd kiezen waar de winst het grootst is (of het verlies het kleinst) en met die projectduurtijd als input een gedetailleerde output bekomen van starttijden van activiteiten waarbij de werkcontinuïteit geoptimaliseerd is. 3.2.5.6 Besluit Ondanks de sterk geautomatiseerde krachten van de critical path method, is deze methode niet in staat de “work continuity” te optimaliseren. Sinds de ontdekking van het grote belang van werkcontinuïteit, vooral in projecten waar activiteiten regelmatig herhaald moeten worden, zijn tal van methodes ontwikkeld om werkcontinuïteit te kunnen opnemen in de planning. Veel van die methodes zijn vrij omslachtig en niet gemakkelijk in gebruik wat de kans op fouten vergroot. Een nieuwe methode ontwikkeld door Vanhoucke (2003) zorgt ervoor dat werkcontinuïteit op een eenvoudige manier kan opgenomen worden in de planning. Als men beschikt over een projectduurtijd kan men heel snel de planning opstellen waarbij de werkcontinuïteit is geoptimaliseerd.

Het is ook mogelijk te berekenen welke de

projectduurtijd is bij een minimale werkdiscontinuïteit. Tenslotte kunnen alle combinaties van projectduurtijden en “idle time” weergegeven worden wat erg handig is als men winstmaximalisatie nastreeft.

72

4. Algemeen besluit

In deze scriptie zijn we nagegaan of er nog een link is tussen de theorie en de praktijk voor wat betreft projectplanning. We stellen immers vast dat theoretici heel wat modellen en technieken ontwikkelen die in de reële wereld geen ingang vinden omdat ze dikwijls niet aangepast zijn aan de noden en behoeften van de praktijkmensen.

Recentelijk is een

methode ontwikkeld die kans maakt om aan te slaan bij mensen betrokken bij projectplanning.

De nieuwe methode neemt op een eenvoudige en snelle manier

werkcontinuïteit op in de planning van projecten van om het even welke omvang. We zullen in wat volgt de voornaamste elementen die in deze scriptie aan bod kwamen, overlopen. We zijn van start gegaan met het bespreken van de definities van projectplanning. Dit is een tool die gebruikt wordt om projecten te coördineren en doelstellingen te verwezenlijken. Er bestaan verschillende soorten methodes om projecten te plannen maar de meest populaire techniek is de CPM/PERT methode. Bij grote bouwprojecten vindt men vaak taken terug die dikwijls moeten herhaald worden. Het schilderen van het plafond op elke verdieping van een flatgebouw is hiervan een mooi voorbeeld. Bij het plannen van die specifieke activiteiten is het belangrijk dat men ervoor zorgt dat de werkploeg die een taak heeft volbracht in de ene unit zo snel mogelijk kan beginnen aan een gelijkaardige taak in de volgende unit. Toch is de populaire CPM methode niet in staat dergelijke werkcontinuïteit in de planning op te nemen. Als er vele units in het netwerk moeten opgenomen worden, wordt dit snel complex door de vele knooppunten en pijlen die in het netwerk voorkomen.

Tot slot kan in projecten waar

“repeating activities” aanwezig zijn de projectduur niet zomaar ingekort worden door activiteiten op het kritieke pad te crashen. Door deze tekortkoming van de critical path method zijn er in de literatuur veel alternatieve methodes voorgesteld om werkcontinuïteit te verzekeren in de planning. De “repetitive scheduling method” is een methode die een aantal alternatieven integreert in 1 model. In de scriptie is aan de hand van voorbeelden uitgelegd hoe deze methode tewerk gaat bij het plannen van wederkerende activiteiten. Ook is er aandacht besteed aan de

73

veelvuldige pogingen om CPM te combineren met de meer specifieke planningstools om zo werkcontinuïteit te kunnen opnemen in de planning. Omdat we de nieuw ontwikkelde methode wilden testen met data uit de “echte” wereld, zijn we op zoek gegaan naar een reëel project waar “repeating activities” aanwezig waren. De bouw van de Westerscheldetunnel was een ideaal project hiervoor. Kombinatie Middelplaat Westerschelde (KMW) is een aannemerskombinatie die instond voor het maken van een vaste oeververbinding tussen Zeeuwsch-Vlaanderen en Zuid-Beveland. Er is meer dan 5 jaar nodig geweest om de tunnel, die bestaat uit twee buizen van elk 6.6 kilometer lang, te graven en af te werken. De totale bouwkost bedroeg 750 miljoen euro. Het totale project bestond uit een aantal grote deelprojecten zoals het maken van de toeritten, het boorproces, het maken van betonconstructies onder het wegdek, het tot stand brengen van een dwarsverbinding, etc. Het is op dit laatstgenoemde deelproject waar wij ons in deze scriptie hebben op toegelegd. Om veiligheidsredenen moest er elke 250 meter een constructie gemaakt worden die de twee tunnelbuizen met elkaar verbindt. In totaal moesten er 26 dwarsverbindingen gemaakt worden dus moesten alle activiteiten nodig om een dwarsverbinding te bouwen, 26 keer herhaald worden. In hoofdstuk 3 zijn eerst alle activiteiten in detail besproken geweest en daarna hebben we de netwerkvoorstelling van een unit weergegeven. We hebben een onderscheid gemaakt tussen de eerste twee units en de overige omdat de activiteiten in de eerste groep verschillend waren van de activiteiten in de tweede groep. Vervolgens hebben we gekeken of er leereffecten voorkwamen in sommige activiteiten. In de planning van projecten met “repeating activities” is het belangrijk om met deze effecten rekening te houden.

Anders loopt men het risico dat de planning een

systematische afwijking vertoont die groter wordt naarmate het aantal units in het project toenemen. Voor deze (en volgende) analyses hebben we ons gebaseerd op de werkelijke duurtijden. Dit verandert immers niks aan onze conclusies en zo leunen we dichter tegen de werkelijkheid aan. We zijn tot de vaststelling gekomen dat er inderdaad leereffecten optraden maar verrassend was wel dat er ook “negatieve” leereffecten bestaan. Met andere woorden, men mag er niet van uitgaan dat het verwerven van ervaring een verkorting van de projectduurtijd 74

inhoudt. In ons voorbeeld kwam men tot de vaststelling dat er een extra activiteit moest uitgevoerd worden die de projectduurtijd verlengde. Als we alle activiteiten samen namen en keken naar de duurtijd van een unit, konden we vaststellen dat er een leereffect optrad dat de projectduur inkortte. In het begin was dit effect groot om af te zwakken naarmate er meer herhalingen waren. Tenslotte hebben we de activiteiten, nodig om de dwarsverbindingen te bouwen, gepland met de CPM methode en die resultaten vergeleken met de planning die de nieuwe methode had voortgebracht. Hiervoor hebben we het begrip “resource idle time” opgesplitst in “crew idle time” en “machine idle time”.

Met het eerste begrip verwijzen we naar

stilstanden van werkploegen. Met het tweede begrip wordt het inefficiënt gebruik van de vriesmachine bedoeld. Er moeten immers activiteiten uitgevoerd worden die enkel kunnen plaatsvinden als de grond bevroren is. Inefficiënt gebruik houdt in dat de vriesmachine werkt terwijl er geen enkele van die activiteiten wordt uitgevoerd. De methode geïntroduceerd in deze scriptie minimaliseert beide soorten idle time. Ze zorgt ervoor dat werkploegen zo weinig mogelijk stilstanden kennen tussen gelijkaardige activiteiten van verschillende units en tegelijkertijd minimaliseert ze de vriestijd. Dit houdt in dat alle activiteiten die moeten gebeuren terwijl de grond bevroren is, zo dicht mogelijk (in tijd) bij elkaar gepland worden. Bij

een

eerste

vergelijking

hebben

we

geen

rekening

gehouden

met

middelenbeperkingen. Hiermee bedoelen we dat we ervan uitgaan dat we over evenveel vriesmachines beschikken als dat we er nodig hebben volgens de planning. We komen tot het opmerkelijke resultaat dat er bij een projectduur van 380 dagen 58 dagen minder werkstilstanden optreden en er een efficiënter gebruik van de vriesmachine wordt vastgesteld van 338 dagen als we plannen met de nieuwe methode. Bij een tweede vergelijking gaan we ervan uit dat we maar over 6 vriesinstallaties beschikken. Ditmaal bekomen we een projectduur van 462 dagen en is er geen verschil in “crew idle time” maar wel een verschil van 178 dagen in “machine idle time”, opnieuw in het voordeel van de methode ontwikkeld door Vanhoucke (2003). Hierdoor is aangetoond dat beperkingen in resources zonder probleem kunnen geïmplementeerd worden in een planning die de werkcontinuïteit optimaliseerd. Tenslotte is de nieuwe methode in staat een overzicht te geven van alle mogelijke combinaties van projectduurtijden met bijhorende idle time. Dit is heel waardevol als men een afweging wil maken tussen kosten vanwege idle time en kosten vanwege het overschrijden van de projectdeadline. 75

We kunnen dus besluiten dat deze methode die werkcontinuïteit opneemt in de planning en deze kan optimaliseren, zeker niet alleen een theoretische waarde bezit. Ook naar de praktijk toe is deze techniek bijzonder waardevol. Uiteraard moet wel opgemerkt worden dat deze methode zich nog in haar beginstadium bevindt en verder onderzoek noodzakelijk is. In samenspraak met Prof. Dr. Vanhoucke is beslist om het praktijkvoorbeeld dat onderwerp was van deze scriptie als basis te gebruiken om een artikel te schrijven. We ogen op een publicatie in een Management Journal of gelijkwaardig daaraan.

76

Literatuurlijst

Al Sarraj Z.M., 1990, Formal development of line-of-balance, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 116 (4), 689-704 Amor J.P., 2002, Scheduling programs with repetitive projects using composite learning curve approximations, Project Management Journal, Vol. 33 (2), 16-29 Arditi D., Tokdemir O.B. en Suh K., 2002, Challenges in line-of-balance scheduling, Journal of construction engineering and management, Vol. 128 (6), 545-556 Badiru A.B. en Whitehouse G.E., 1989, Computer tools, models and techniques for project management, Tab Books, Blue Ridge Summit Badiru A.B., 1995, Incorporating learning curve effects into critical resource diagramming, Project Management Journal, Vol. 2 (2), 38-45 Baker S. en Baker K., 1998, The Complete Idiots Guide to Project Management, Alpha Books, New York Barrie D.S. en Paulson B.C. Jr., 1978, Professional construction management, McGraw-Hill, New York, 232-233 Birrell G.S., 1980, Construction planning-beyond the critical path, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 106 (3), 389-407 Boctor F.F., 1990, Some efficient multi-heuristic procedures for resource-constrained project scheduling, European journal of operational research, Vol. 49 (1), 3-13 Boskma K., 1979, Modellen voor middellange termijnplanning van produktie en afzet, Proefschrift rijksuniversiteit Groningen Bosman A., 1977, Een metatheorie over het gedrag van organisaties, Stenfert Kroese, Leiden

VI

Buffa E.S. en Miller J.G., 1979, Production-inventory systems : planning and control, Irwin, Homewood, Illinois Callahan M.T., Quackenbush D.G. en Rowings J.E., 1992, Construction project scheduling, McGraw-Hill, New-York Carr R.I. en Meyer W.L., 1974, Planning construction of repetitive building units, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 100 (3), 403-412 Chrzanowski E.N. en Johnston D.W., 1986, Application of linear scheduling, Journal of construction engineering and management, Vol. 112 (4), 476-491 Dressler J., 1980, Construction management in West Germany, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 106 (4), 447-487 Elmaghraby S.E. en Herroelen W.S., 1990, The scheduling of activities to maximize the net present value of projects, European journal of operational research, Vol. 49 (1), 35-49 El-Rayes K., 2001a, Object-oriented model for repetitive construction scheduling, Journal of construction engineering and management, Vol. 127 (3), 199-205 El-Rayes K., 2001b, optimum planning of highway construction under A +B bidding method, Journal of construction engineering and management, Vol. 127 (4), 261-269 Gorman J. E., 1972, How to get visual impact on planning diagrams, Roads and Streets, 115 (8), 74-75. Halpin D.W. en Woodhead R.W., 1976, Design of construction process operations, John Wiley & Sons, New York, 30-36 Harhalakis G., 1990, Special features of precedence network charts, European journal of operational research, Vol. 49 (1), 50-59 Harmelink D.J., 2001, Linear Scheduling Model: Float Characteristics, Journal of construction engineering and management, Vol. 127 (4), 255-260

VII

Harris F.C. en Evans J.B., 1977, Road construction-simulation game for site managers, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 103 (3), 405-414 Harris R.B. en Ioannou P.G., 1998, Scheduling projects with repeating activities, Journal of construction engineering and management, Vol. 124 (4), 269-278 Johnston D.W., 1981, Linear scheduling method for highway construction, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 107 (2), 241-261 Kang L.S., Park I.C. en Lee B.H., 2001, Optimal schedule planning for multiple repetitive construction process, Journal of construction engineering and management, Vol. 127 (5), 382-390 Kurtulis I. en Davis E.W., 1982, Multi-project scheduling: categorization of heuristic rules performance, Management science Mantel S.J.jr.en Meredith J.R., 2001, Project management in practice, John Wiley & Sons, New-York Mintzberg H., 1994, The rise and fall of strategic planning, Prentice Hall, New-York O’Brein J.J., Kreitzberg F.C. en Mikes W.F., 1985, Network scheduling variations for repetitive work, Journal of construction engineering and management, Vol. 111(2), 105-116 O’Brien J.J., 1969, Scheduling handbook, McGraw-Hill, New York O’Brien J.J., 1975,VPM scheduling for high-rise buildings, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 101 (4), 895-905 Peer S., 1974, Network analysis and construction planning, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 100 (3), 203-210 Rahbar F.F. en Rowing J.E., 1992, Repetitive activity scheduling process, AACE Trans., 36th annual meeting, Orlando Reda R.M., 1990, RPM: repetitive project modeling, Journal of construction engineering and management, Vol. 116 (2), 316-330 VIII

Russell A.D. en Caselton W.F., 1988, Extensions to linear scheduling optimization, Journal of construction engineering and management, Vol. 114 (1), 36-52 Russell A.D. en Wong W.C.M., 1993, New generation of planning structures, Journal of the construction engineering, Vol. 119 (2), 196-214 Russell R.A., 1986, A comparison of heuristics for scheduling projects with cashflows and resource restrictions, Management science, Vol. 32 (10) Selinger S., 1980, Construction planning for linear projects, Journal of the construction division, Vol. 106 (CO2), 195-205 Shoderbek P.P. en Digman L.A., 1967, Third generation, PERT/LOB, Harvard business review, Vol. 45 (5), 100-110 Shtub A., LeBlanc L.J. en Cai Z., 1996, Scheduling programs with repetitive projects: a comparison of a simulated annealing, a genetic and a pair-wise swap algorithm, European journal of operational research, Vol. 88, 124-138 Stradal 0. en Cacha J., 1982, Time space scheduling method, Journal of the construction division, ASCE, Vol. 108 (3), 445-457 Suhail S.A. en Neal R.H., 1995, CPM/LOB: New methodology to integrate CPM and line-ofbalance, Journal of construction engineering and management, Vol. 120 (3), 667-684 Thabet W.Y. en Beliveau Y.J., 1994, HVLS: horizontal and vertical logic scheduling for multistory projects, Journal of construction engineering and management, Vol. 120 (4), 875-892 Van Doorn J. en Van Vught F., 1978, Forecasting, methoden en technieken voor toekomstonderzoek, Van Gorcum, Assen Vanhoucke M., 2003, Work continuity constraints in project scheduling, under construction Whiteman W.E. en Irwig H.G., 1988, Disturbance scheduling technique for managing renovation work, Journal of construction engineering and management, Vol. 114 (2), 191-213

IX

Willis R.J., 1985, Critical path analysis and resource constrained project scheduling – theory and practice, European journal of operational research, Vol. 21, 149-155

X