Investigating the impact of building information modeling on collaboration in the architecture, engineering, construction and operations industry

Poirier, Erik Andrew (2015). Investigating the impact of building information modeling on collaboration in the architecture, engineering, construction and operations industry. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The research work presented in this thesis investigates collaboration in the Architecture, Engineering, Construction and Operations (AECO) industry. More precisely, it investigates the characteristics of collaboration, their dynamics in the context of temporary and permanent organizations as well as the impact that the transition to innovative project delivery approaches, namely Building Information Modeling (BIM), is having on this collaboration. The research was practically motivated through our industrial partners’ desire to better understand the impact of BIM and other innovative project delivery approaches on project outcomes. The research was theoretically motivated by the lack of a clear definition of collaboration in the AECO industry and its seemingly amorphous nature. This scarcity of systematic and structured approaches to investigate collaboration and its outcomes in the literature confirmed this.

The research was therefore both exploratory and prescriptive in nature. Its principal aim was to develop an artifact that allows consistent development, management and assessment of innovation enabled collaboration. As such, the research project was conducted using a design science research design. The research process continuously iterated between the development and building of the artifact and its local evaluation in context. In parallel, the artifact was concurrently evaluated to ensure its relevance and maintain the rigor of its development. A critical realist perspective was adopted to frame the epistemic and ontological foundation of knowledge being developed and also contradistinguish the predominantly pragmatic perspective traditionally adopted in design science research. The development and building of the artifact followed a systematic combining methodology. Showing similarities with grounded theory, this particular methodology accepts the a priori framing of knowledge to inform the investigation. It recognizes also that the knowledge held within this frame will evolve as the project progresses and as new insight is gained into the phenomena Under investigation. Mixed-methods of data collection were conducted on two main research sites to inform and support the research project. The first site was that of a large institutional designbuild project located in Edmonton, Alberta. Data collection on this site started in February 2013 and is still being carried out. The data collected on this site allowed an in-depth investigation of collaboration within a temporary project organization having fully implemented BIM. The second site was that of a specialty mechanical contracting small enterprise located in Vancouver, British Columbia. Data collection on this site started in April 2012 and ended in April 2015. The data collected on this site allowed a breadth of investigation into collaboration from an organizational perspective. Data was collected on four other sites to support relevance checks of the artifact being developed.

The findings of the work are presented through the artifact, namely the constructs developed to characterize collaboration, a multi-layered model representing the relationships between the constructs and the method of operationalization of this model. The artifact serves to inform, manage and assess BIM-based collaboration in the context of this particular research work, though it could be extended to include other innovative project delivery approaches as future work. The artifact also evokes a substantive theory of collaboration in the AECO industry in the form of alignments amongst constructs developed in the model. Lastly, the artifact is operationalized to investigate the impact of BIM on collaboration in the AECO industry. The evolution of the different constructs and indicators, both measured and perceived, the alignments and misalignments uncovered as well as the outcomes of collaboration are evaluated through the artifact. Furthermore, the evolution of the constructs and the alignments uncovered through the artifact can serve as an indicator of performance within collaborative environments. Thus, the artifact developed in this research project solves the problem that was set out by the industrial partners. It also addresses the gap that was uncovered in the literature with respects to collaboration through innovation. Further work is required to fully evaluate the artifact, however, it is believed that the groundwork to move towards a more systematic and structured investigation into collaboration in the AECO industry has been laid.

Titre traduit

Une étude sur l'impact de la modélisation de l'information du bâtiment dans l'industrie de l'architecture, de l'ingénierie, de la construction et des opérations

Résumé traduit

Cette thèse porte sur la collaboration dans l’industrie de l’Architecture, de l’Ingénierie, de la Construction et des Opérations (AICO). Les travaux de recherche qui y sont décrits identifient les caractéristiques de la collaboration, déterminent comment ces caractéristiques interagissent dans le contexte d’organisations temporaires et permanentes et comment cette collaboration peut être influencée par la livraison des projets appuyée par la Modélisation des Données du Bâtiment (BIM). D’un point de vue pratique, cette recherche est motivée par la volonté des partenaires industriels, avec lesquels nous travaillons, de mieux comprendre l’impact de la BIM et d’autres approches innovatrices utilisées pour la gestion des projets pour l’amélioration de certains indicateurs de performance lors de la livraison des projets. D’un point de vue théorique, cette recherche est motivée par l’incapacité de trouver une définition claire et donc du caractère flou de la collaboration dans le secteur de l’AICO. Nos travaux nous ont permis de confirmer qu’il y a une absence d’approches systématique et structurées dans la littérature scientifique visant à définir les caractéristiques de la collaboration pour l’industrie de l’AICO.

Cette recherche est donc à la fois normative et exploratoire. Son objectif principal est de développer une approche qui permettra de réaliser, gérer et évaluer l’impact de l’implantation d’une méthode innovatrice sur la collaboration lors de la livraison de projet. Le projet de recherche est situé dans le domaine des sciences de la conception (Design Science). La recherche a continuellement itéré entre le développement de l’approche et de son évaluation. En même temps, l’approche a été continuellement évaluée afin de s’assurer de sa pertinence et aussi de maintenir la rigueur dans le processus d’évaluation. Une perspective réaliste critique a été adoptée afin d’encadrer les bases épistémiques et ontologiques des nouvelles connaissances issues de la recherche et aussi afin d’appuyer la perspective essentiellement pragmatique traditionnellement utilisée en recherche dans le domaine des sciences de la conception. Une méthodologie d’association systématique appuyée d’une logique abductrice a été employée. Affichant des similitudes avec la théorie ancrée, cette méthodologie accepte un cadrage des connaissances a priori pour informer la recherche en cours. Cette méthodologie propose également que les connaissances issues de ce cadre de référence évolueront tout au long de la recherche et pourront être influencées par une nouvelle compréhension du phénomène sous étude. Des méthodes mixtes de collecte de données ont été utilisées sur les deux principaux sites de recherche. Le premier était un important projet de conception-construction institutionnel situé à Edmonton, en Alberta. La collecte de données sur ce site a commencé en février 2013 et est toujours en cours. Les données recueillies sur ce site ont permis une recherche approfondie du concept de la collaboration au sein d’une organisation de projet temporaire ayant pleinement implanté la BIM. Le second site est celui d’un petit entrepreneur en mécanique du bâtiment située à Vancouver, en Colombie-Britannique. La collecte de données sur ce site a commencé en avril 2012 et a pris fin en avril 2015. Les données recueillies sur ce site ont permis une recherche approfondie de la collaboration d’un point de vue organisationnel. Des données supplémentaires ont également été recueillies sur quatre autres sites afin d’effectuer des contrôles de pertinence portant sur l’approche en cours de développement.

Les résultats des travaux s’articulent selon l’approche développée; d’abord l’identification des concepts qui caractérisent la collaboration, puis la création d’un modèle à multiples niveaux qui décrit les relations entre les concepts et finalement la mise en oeuvre de ce modèle. L’approche sert à informer, gérer et évaluer la collaboration facilitée par l’utilisation de la BIM dans le cadre précis de cette recherche. L’utilisation de cette approche pourrait aussi être utilisée pour d’autres méthodes innovatrices de réalisation de projets dans le futur. La mise en oeuvre de cette approche évoque une théorie matérielle de la collaboration dans l’industrie de l’AICO sous la forme d’harmonisation entre les concepts qui ont été développés dans le modèle. Finalement, l’approche a été mise en application afin d’évaluer l’impact de la BIM sur la collaboration dans le secteur de l’AICO. L’évolution de ces différents concepts et indicateurs, autant ceux mesurés que ceux uniquement perçus, de même que la découverte d’alignements et de désaxages entre ces concepts ainsi que les impacts de la collaboration sont évalués en utilisant cette approche. Par ailleurs, l’évolution des concepts et la découverte des formes d’alignements par l’utilisation de cette approche peuvent servir d’indicateur de performance au sein d’environnements faisant appel à la collaboration instrumentée. Ainsi, l’approche développée dans ce projet de recherche permet de résoudre le problème identifié par les partenaires industriels. L’approche aborde également l’écart identifié dans la littérature quant à l’étude de la collaboration supportée au moyen de l’innovation. Telle que présentée dans le cadre de cette thèse, l’approche établit aussi des bases qui faciliteront une progression vers une enquête plus systématique et structurée de la collaboration dans le secteur AICO. Cependant, des travaux complémentaires sont nécessaires pour évaluer pleinement l’approche dans un contexte plus large du secteur de l’AICO.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement [i.e. fulfillment] of the requirements for the degree of doctor of philosophy". Bibliographie : pages 313-342.
Mots-clés libres:	Modélisation des données du bâtiment. Projets de construction Gestion. Construction Industrie Innovations. Architecture Pratique Innovations. Efficacité organisationnelle Évaluation. Modélisation des données du bâtiment Études de cas. collaboration, innovation, BIM, AICO, sciences de la conception
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Forgues, Daniel
Codirecteur:	Codirecteur Staub-French, Sheryl
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	22 déc. 2015 21:51
Dernière modification:	10 déc. 2016 16:59
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1600

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