A method and a taxonomy to identify the sources of waste in the production and exchange of information in construction

Michaud, Martin (2021). A method and a taxonomy to identify the sources of waste in the production and exchange of information in construction. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

The research work presented in this thesis investigates the presence of waste within the information flows of construction projects in the Architecture, Engineering and Construction (AEC) industry. Building Information Modelling (BIM) was introduced to the AEC industry as a breakthrough technology aimed at improving productivity, partly through centralized information. However, the presence of waste, especially in the information flows, prevents BIM to reach its full potential. There is a growing importance in the management of information flows, and the motivation behind the research was due to the fact that little research on waste in the management of this flow is realized. A possible explanation is the fact that the notion of information flow remains poorly understood. Thus, there was a need to establish a taxonomy on the sources of waste within the information flows of construction to provide a better understanding of this flow.

Therefore, the following research question was formulated: How to manage the problem of waste in the production and exchange of information in the AEC industry? This thesis was built on a Collaborative Design Science Research (CDSR) method to address practical issues through the collaboration of professionals and researchers. The methodology had three main steps including diagnosing, developing a proposition with two sub-steps which were to develop a method and develop an artefact, and finally validating using the ShareLab approach. The ShareLab approach was used in the research as a way to develop a consensus among professionals from this AEC industry regarding the validation of the artefact.

The diagnosing provided the groundwork for the entire research the identification of the main gaps in the literature with the collection and analysis of qualitative data in the identification of issues in the information flows of construction. Accordingly, a method was developed and implemented to improve information flows in the production of BIM models. This method was designed to identify sources of waste based on an existing taxonomy designed for the work flows. This method highlighted the need for a taxonomy of sources of waste focus specifically on the information flows. Thus, by using the designed method, a proposition of the taxonomy was developed and proposed as an artefact for the general method of this research. Finally, the artefact was validated using the approval and endorsement of professional using the ShareLab approach.

To meet the thesis requirements, three articles form the body of this thesis, that have been either published, accepted for publication or submitted in peer reviewed academic journals. The first article provides the groundwork for the entire research through an observatory study on the current situation on the information flows in BIM construction projects. The second article proposes a method developed through the use of Process Mapping (PM) in a collaborative action research approach. The method is designed to improve information flows for the production of BIM models by identifying sources of waste. The third and last article implements this method through the use of a CDSR method to develop a new taxonomy based on the sources of waste in the information flows of construction projects. This taxonomy is also validated using the ShareLab approach and the approval and endorsement from professionals.

This thesis brings an original contribution to the practice and knowledge by providing a taxonomy of the sources of waste in the information flows of BIM projects. The taxonomy provides an answer to the gap in literature regarding the presence of waste in the information flows of construction projects, as the existing taxonomy focused primarily on work and material flows. Moreover, another contribution to knowledge is that of the use of a new approach to provide validation to an artefact in a Design Science Research method. Indeed, validation of the taxonomy was obtained through the approval of professionals during a ShareLab approach.

The professionals can employ the taxonomy proposed by using the method designed during this research. Indeed, the method provides the steps that the professionals need to follow in order to identify the sources of waste within the information flows of their projects. This method will in term help professionals improve their productivity. In addition, this method can be upgraded throughout the future in case new sources of waste are identified. In future work, the method can be coupled with potential solutions for each source of waste present in the taxonomy as shown in a section of this research.

Titre traduit

Une méthode et une taxonomie pour identifier les sources de gaspillages dans la production et l’échange d’information dans la construction

Résumé traduit

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse étudient la présence de gaspillage dans les flux d’information de projets de construction dans l'industrie de l'architecture, de l'ingénierie et de la construction (AEC). La modélisation des informations du bâtiment (BIM) a été introduite dans l'industrie de l'AEC en tant que technologie révolutionnaire visant à améliorer la productivité, en partie grâce à une centralisation de l’information. Cependant, la présence de gaspillage, notamment dans les flux d'informations, empêche le BIM d'atteindre son plein potentiel. Il y a une importance grandissante de la gestion des flux d'informations, et la motivation derrière la recherche était due au fait que peu de recherches sur les gaspillages dans la gestion de ces flux sont réalisées. Une explication possible est le fait que la notion de flux d'information reste mal comprise. Il était donc nécessaire d'établir une taxonomie sur les sources de gaspillages au sein des flux d'information de la construction pour permettre une meilleure compréhension de ce flux.

Par conséquent, la question de recherche suivante a été formulée: Comment gérer le problème des gaspillages dans la production et l'échange d'informations dans l'industrie AEC? Cette thèse a été construite sur une méthode de recherche collaborative en Design Science (CDSR) pour aborder des problèmes pratiques grâce à la collaboration de professionnels et de chercheurs. La méthodologie comportait trois étapes principales: diagnostiquer, développer une proposition avec deux sous-étapes qui consistaient à développer une méthode et développer un artefact, et enfin à valider à l'aide de l'approche ShareLab.

Le diagnostic a fourni les bases de l'ensemble de la recherche, l'identification des principales lacunes de la littérature avec la collecte et l'analyse de données qualitatives dans l'identification des problèmes dans les flux d'information de la construction. En conséquence, une méthode a été développé et mis en oeuvre pour améliorer les flux d'informations dans la production de modèles BIM. Cette méthode a été conçu pour identifier les sources de gaspillage sur la base d'une taxonomie existante conçue pour les flux de travail. Cette méthode a souligné la nécessité d'une taxonomie des sources de gaspillage axée spécifiquement sur les flux d'informations. Ainsi, en utilisant la méthode conçue, une proposition de taxonomie a été développée et proposée comme un artefact pour la méthode générale de cette recherche. Enfin, l'artefact a été validé en utilisant l'approbation et l'aval d'un professionnel utilisant l'approche ShareLab. L'approche ShareLab a été utilisée dans la recherche comme un moyen de développer un consensus parmi les professionnels de l’industrie AEC concernant la validation de l'artefact.

Pour répondre aux exigences de la thèse, trois articles forment le corps de cette thèse, ils ont été soit publiés, acceptés pour publication ou soumis dans des revues académiques évaluées par des pairs. Le premier article fournit les bases de l'ensemble de la recherche à travers une étude observatoire sur la situation actuelle des flux d'informations dans les projets de construction BIM. Le deuxième article propose une méthode développé grâce à l'utilisation de la Cartographie de Processus dans une approche de recherche-action collaborative. La méthode est conçue pour améliorer les flux d'informations pour la production de modèles BIM en identifiant les sources de gaspillages. Le troisième et dernier article met en oeuvre cette méthode à travers l'utilisation d'une méthode CDSR pour développer une nouvelle taxonomie basée sur les sources de gaspillages dans les flux d'informations des projets de construction. Cette taxonomie est également validée en utilisant l'approche ShareLab et l'approbation des professionnels.

Cette thèse apporte une contribution originale à la pratique et aux connaissances en fournissant une taxonomie des sources de gaspillage dans les flux d'informations des projets BIM. La taxonomie apporte une réponse au manque de littérature concernant la présence de gaspillage dans les flux d'informations des projets de construction, car la taxonomie existante se concentre principalement sur les matériaux et les flux de travail. De plus, une autre contribution à la connaissance est celle de l'utilisation d'une nouvelle approche pour valider un artefact dans une méthode de recherche du Design Science. En effet, la validation de la taxonomie a été obtenue grâce à l'agrément de professionnels lors d'une démarche ShareLab.

Les professionnels peuvent utiliser la taxonomie proposée en utilisant la méthode conçue au cours de cette recherche. En effet, la méthode fournit les étapes que les professionnels doivent suivre pour identifier les sources de gaspillage au sein des flux d'information de leurs projets. Cette méthode aidera à terme les professionnels à améliorer leur productivité. De plus, cette méthode peut être amélioré dans le futur au cas où de nouvelles sources de gaspillage seraient identifiées. Dans les travaux futurs, la méthode pourra être associé à des solutions potentielles pour chaque source de gaspillage présente dans la taxonomie comme indiqué dans une section de cette recherche.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Manuscript-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for the degree of doctor of philosophy". Comprend des références bibliographiques (pages 125-140).
Mots-clés libres:	Building Information Modeling (BIM), gaspillage, flux d'informations, taxonomie, cartographie des processus
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Forgues, Daniel
Codirecteur:	Codirecteur Ouellet-Plamondon, Claudiane
Programme:	Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt:	11 janv. 2022 16:31
Dernière modification:	11 janv. 2022 16:31
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2832

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