The Ontology of Lean Construction 4.0 in the Construction Industry
L'ontologie du Lean Construction 4.0 dans l'industrie de la construction
Résumé
This research focuses on improving the construction industry; with a focus on the French construction sector, especially in the context of issues such as low profitability levels, high cost of materials, and high rates of workplace accidents. To do this, it explores the integration of two concepts: Lean Construction and Construction 4.0. The main idea behind Lean Construction is to eliminate waste and improve overall efficiency, while Construction 4.0 involves the use of advanced technologies to enhance construction operations. The potential benefits of these two concepts, such as innovation, sustainability, cost and time savings, improved safety and quality, are widely recognized. However, adopting these concepts faces several challenges. Therefore, the research aims to bridge the gaps by examining opportunities and ways to create integration between Lean and Industry 4.0 in construction.The thesis is divided into six chapters, each exploring a specific aspect of Lean Construction and Construction 4.0. The first chapter reviews the principles of Lean and Construction 4.0 and identifies opportunities and barriers to the adoption of Lean Construction 4.0. The second chapter examines the relationship between Lean Construction and the Internet of Things (IoT), showing how IoT can support the implementation of Lean Construction and contribute to improving flow, value creation, problem solving, continuous improvement, and collaboration between partners. The third chapter explores the relationship between Lean Construction and the integration and collaboration of digital tools in the design phase. Using two French cases, it demonstrates how this integration can improve design performance, meet deadlines, enhance collaboration, and satisfy the client. The fourth chapter presents the concept of a digital twin in construction and its integration into Lean Construction. Despite the challenges, adopting the digital twin is expected to improve the performance of the construction sector and solve various issues related to safety, loss of productivity, and poor environmental performance. The fifth chapter studies the integration of Lean Construction and 3D printing, showing how these two concepts can work together to improve performance, reduce levels of waste and carbon impact, and enhance efficiency. The sixth chapter compares Lean Construction with the Advanced Work Packaging (AWP) method, two construction project management methods. Their integration can promote collaboration, efficiency, and continuous improvement, although additional studies are needed to confirm these findings. This comparison helps to understand and integrate these two concepts to improve the construction environment.The contributions of this thesis include proposing frameworks to support the implementation of Lean Construction 4.0 along the main phases of the construction project lifecycle, explaining the nature of the relationship between Lean Construction and Construction 4.0, and finally studying the current levels of implementation of Construction 4.0 in France
Cette recherche se concentre sur l'amélioration de l'industrie de la construction; avec un accent sur le secteur français de la construction, en particulier dans le contexte de problèmes comme les faibles niveaux de rentabilité, le coût élevé des matériaux, et les taux élevés d'accidents du travail. Pour ce faire, elle explore l'intégration de deux concepts : la Construction Lean et la construction 4.0.L'idée principale derrière la Construction Lean est d'éliminer les déchets et d'améliorer l'efficacité globale, tandis que la construction 4.0 implique l'utilisation de technologies avancées pour améliorer les opérations de construction. Les avantages potentiels de ces deux concepts, tels que l'innovation, la durabilité, l'économie de coûts et de temps, l'amélioration de la sécurité et de la qualité, sont largement reconnus. Cependant, l'adoption de ces concepts se heurte à plusieurs défis. La recherche vise donc à combler les lacunes en examinant les opportunités et les moyens de créer une intégration entre le Lean et l'industrie 4.0 dans la construction.La thèse se divise en six chapitres, chacun explorant un aspect spécifique de la Construction Lean et de la construction 4.0.Le premier chapitre passe en revue les principes du Lean et de la Construction 4.0 et identifie les opportunités et les obstacles à l'adoption de la Lean Construction 4.0.Le deuxième chapitre examine la relation entre la Construction Lean et l'Internet des Objets (IoT), en montrant comment l'IoT peut soutenir la mise en œuvre de la Construction Lean et contribuer à améliorer le flux, la génération de valeur, la résolution de problèmes, l'amélioration continue et la collaboration entre les partenaires.Le troisième chapitre explore la relation entre la Construction Lean et l'intégration et la collaboration des outils numériques dans la phase de conception. À partir de deux cas français, il démontre comment cette intégration peut améliorer les performances de la conception, respecter les délais, améliorer la collaboration et satisfaire le client.Le quatrième chapitre présente le concept de jumeau numérique dans la construction et son intégration dans la Construction Lean. Malgré les défis, l'adoption du jumeau numérique devrait améliorer les performances du secteur de la construction et résoudre divers problèmes liés à la sécurité, à la perte de productivité et à la mauvaise performance environnementale.Le cinquième chapitre étudie l'intégration de la Construction Lean et de l'impression 3D, en montrant comment ces deux concepts peuvent fonctionner ensemble pour améliorer les performances, réduire les niveaux de gaspillage et l'impact carbone, et améliorer l'efficacité.Le sixième chapitre compare la Construction Lean avec la méthode Advanced Work Packaging (AWP), deux méthodes de gestion de projets de construction. Leur intégration peut promouvoir collaboration, efficacité et amélioration continue, bien que des études supplémentaires soient nécessaires pour confirmer ces résultats. Cette comparaison aide à comprendre et à intégrer ces deux concepts pour améliorer l'environnement de la construction.Les contributions de cette thèse comprennent la proposition de cadres pour soutenir la mise en œuvre du Lean Construction 4.0 le long des principales phases du cycle de vie du projet de construction, l'explication de la nature de la relation entre la Construction Lean et la Construction 4.0, et enfin l'étude des niveaux de mise en œuvre actuels de la Construction 4.0 en France.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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