Компьютер для архитекторов и прорабов: как технологии меняют строительство

Не секрет, что строительство – одна из самых консервативных сфер. Причин тому множество – слишком большое число участников процесса, слишком высокие затраты на внедрение изменений, слишком мало людей, готовых обучаться и перепрофилироваться. Однако, несмотря на все эти «слишком», XXI век ставит перед фактом – в эру диджитализации ни одна отрасль не может противиться наступлению технологий. Как они меняют строительство, расскажет коммерческий директор Trimble Solutions Россия Денис Купцов.

• Строительство является одним из крупнейших сегментов мировой экономики, в котором ежегодно расходуется около 10 трлн долларов США и занято 7% трудоспособного населения планеты.

• Рост производительности труда в строительной сфере за последние 20 лет составил всего 1% в год (в мировой экономике в целом – 2,8%).
• В России задача увеличения производительности особенно остро стоит перед жилищным строительством, оказавшемся на грани рентабельности из-за роста себестоимости работ (согласно Росстату, для многоквартирных домов показатель вырос с 31 844 руб/м2 в 2010 году до 41 912 руб/м2 в 1 полугодии 2018-го) при замедлении роста цен на жилье. Поскольку снижать затраты за счет качества невозможно и опасно, единственный выход – совершенствование бизнес-процессов, что нереально без инноваций.

• По данным исследования McKinsey, потенциал автоматизации рабочих мест в так называемых непредсказуемых сферах составляет от 25 до 67%. Это в том числе относится к строительной отрасли и таким работам, как производство замеров, создание чертежей и их перевод в рабочую документацию.

Весь цикл строительства можно условно разделить на три больших стадии:

• Проектирование

• Производство
• Стройка

Первый и очень важный этап, от качества исполнения которого во многом зависит успех всего строительства, его сроки и объемы затрат. Именно здесь внедрение технологий способно принести максимальную пользу, значительно увеличив производительность и сократив расходы на последующих стадиях.

Из чего состоит здание? Из фундамента, стен, кровли, перегородок, инженерных систем и многого другого. Когда речь идет о проектировании, необходимо не просто сделать чертежи каждого элемента, но и полно и в срок предоставить весь массив данных по ним другим участникам процесса – например, информацию о том, что в железобетонных панелях в определенных местах должны быть отверстия для электрики. Все еще существующий бумажный формат давно устарел: подготовка простых чертежей, внесение в них изменений, согласование и передача исполнителям требуют значительного времени и усилий. Поэтому одной из ключевых технологий, быстро завоевавшей популярность и доказавшей свою эффективность, стала технология информационного моделирования, или BIM. Создаваемая с помощью специальных IT-приложений многомерная BIM-модель здания не просто показывает, как оно будет выглядеть, а несет в себе полные сведения обо всех элементах конструкции – их размерах, материалах, особенностях монтажа и эксплуатации – учитывая буквально каждый кирпич и проводок.

Неоспоримым преимуществом является и тот факт, что при использовании цифровой модели, все участники строительства могут участвовать в поиске оптимальных решений еще на этапе проектирования.

На этом этапе компании-подрядчики занимаются созданием деталей и систем для проекта. В строительстве есть такое понятие, как RFI– request for information, или запрос дополнительной информации. Производители часто задают проектировщикам уточняющие вопросы, а в случае недостатка информации считывают чертежи с бумаги или pdf формата так, как получается. Это нередко приводит к необходимости переделок, а значит, и к дополнительным расходам и увеличению сроков выполнения работ. Согласно исследованию KPMG, с 10%-м отклонением от бюджета за три года были завершены лишь 31% строительных проектов, от первоначального срока – всего 25% проектов.

Решением снова становится BIM. Информационное моделирование позволяет создавать модели с определенным уровнем детализации (LOD– level of development). Чем выше показатель, тем более ясна производителям даже самая сложная задача.

Еще одна инновация, которая приходит на помощь на этапе производства, – это префабрикация, технология, по которой создаются модули, которые потом, как конструктор, собираются непосредственно на стройке. С ее помощью изготавливаются фасадные панели, предварительно смонтированные инженерные системы, некоторые элементы конструкций и др. По данным компании Bryden Wood, до 30% задержек в строительных проектах связаны с низкой производительностью, отсутствием материалов, недостатком информации о конструкции и нехваткой рабочей силы. Работа с композитными компонентами, технологией префабрикации и BIM-моделями позволяет решить эти проблемы.

Процесс непосредственного возведения зданий и сооружений сегодня наименее диджитализирован. По данным статистики университета Беркли, полный цикл стройки можно разделить на три составные части: 30% занимает производство, 30% – логистика и 40% – ожидание. Последнее связано с тем, что данные, необходимые для перехода стройки в активную фазу, распределены между множеством участников, а их передача затруднена. Поскольку любой застройщик заинтересован в сокращении сроков работ (а с ним и расходов), на первый план выходят задачи уменьшения фазы ожидания, повышения актуальности информации и ускорения обмена ею между исполнителями.

Здесь одной из самых востребованных инноваций является облачное управление проектами. С его помощью можно отслеживать и корректировать график выполнения работ; подключать к реализации проекта роботов; контролировать текущее состояние дел, используя лазерное сканирование и сравнивая полученные данные с моделью; использовать доступ к модели через мобильные консоли для сверхточных монтажных работ; координировать действия специалистов на площадке в режиме реального времени. Применение данной технологии позволяет ускорить работу за счет предоставления каждому участнику доступа к приложению, где легко добавить свежую информацию или получить нужные сведения в удобном формате, чтобы быстро принять решение. Благодаря этому, производительность может вырасти с 30 до 50%.

Одним из примеров успешного использования вышеупомянутых технологий, включая BIM и облачное управление проектами, может служить Олимпийский стадион в Баку. Он был создан в соответствии с международными стандартами для стадионов, установленными УЕФА. На проектирование и строительство отводилось всего 18 месяцев. Соблюсти жесткие сроки позволил прогрессивный подход к моделированию. Несмотря на то, что основные участники процесса находились в разных городах – проектировщики в Нью-Йорке, специалисты инженерных систем в Стамбуле, сама стройка в Баку, – использование информационных моделей и облачного управления проектами позволило не только сдать объект в срок, но и выполнить 13 000 000 человеко-часов безаварийной работы с начала строительства.

Еще один пример – проектирование и возведение одной из отечественных АЭС, где затраты на информационное моделирование составили 18 млн рублей, а экономия за счет сокращения сроков работ и оптимизации технологических процессов – 1,687 млрд. Кстати, планировалось применять BIM-системы для ювелирных работ по восстановлению пострадавшего в пожаре собора Нотр-Дам де Пари. Так технологии XXI века не только создают совершенные инженерные объекты будущего, но и служат сохранению наследия прошлого.