Смена парадигмы в строительстве

В современном строительстве только 30 процентов времени используется для реального производства. Еще 30 процентов уходит на логистику и движение. И самое большое количество - 40 процентов - приходится на ожидание.

Наибольшую тревогу вызывает цифра в 30 %, которая используется для продуктивной работы, говорит Олли Сеппанен, профессор практики в Университете Аалто.

"Продуктивное рабочее время может быть увеличено до 50-60 процентов. Мы создали систему, которая позволяет рабочим минимизировать время, затрачиваемое на поиск материалов или инструментов", - говорит он.

Идея заключается в том, чтобы в режиме реального времени обеспечить ситуационную осведомленность для всех участников строительной площадки. Когда Сеппянен работал консультантом по разрешению споров в строительстве, он задался вопросом, как получить обзор строительной площадки в целом.

"Никто не представлял себе общую картину. Ситуационная осведомленность в реальном времени существует в других областях, например, в больницах и офисах, почему же не в строительстве?"

Вскоре Сеппянен понял, что это тема, которую стоит изучать в Университете Аалто.

Исследовательский проект iCONS (Intelligent Construction Site) стартовал в октябре 2016 года. За ним следуют два других проекта, углубляющихся в цифровой мир, - ReCap (Reality Capture) и DiCtion (Digitalized Construction Flows).

"Последующие проекты связаны с iCONS. Сначала нам нужны данные, затем мы должны их проанализировать, а потом действовать на основе анализа данных. Таким образом, мы можем составлять подробные планы и точно прогнозировать рабочий процесс".

В проекте также участвуют Тяньцзиньский университет из Китая, Стэнфордский университет из Калифорнии и бразильский университет Unicamp. Технологический институт Технион из Израиля является технологическим партнером, наряду с Тяньцзиньским университетом и компанией Trimble, создавшей программное обеспечение Tekla для передового информационного моделирования зданий и инженерных конструкций. Несколько строительных компаний являются членами консорциума или присутствуют в нем в качестве наблюдателей.

Основная идея iCONS заключается в том, что если каждый будет иметь доступ к данным, показывающим, где находятся люди, материалы и инструменты, это сэкономит много времени и напрасных усилий на стройке.

Например, вместо бесконечных поисков рабочий может просто проверить на своем телефоне, где находится перфоратор или определенный сборный элемент.

"Мы просто размещаем RFID-метки на инструментах, материалах и рабочих. Это позволяет нам получать информацию обо всей ситуации в режиме реального времени".

В сборном производстве новая технология открывает множество возможностей. RFID-метка может быть помещена на плиту уже на заводе, так что строительная площадка в режиме реального времени знает, когда она отправлена. И на заводе, и на стройплощадке можно отслеживать, как и когда конкретная плита прибывает на стройплощадку. После установки метку можно удалить и проверить, что изделие установлено.

Это лишь простой пример. Если включить функцию ситуационной осведомленности и отслеживать ход работ на строительной площадке, собранные данные могут быть использованы искусственным интеллектом.

Это означает автоматическую связь между строительной площадкой и заводом сборного железобетона. Оба имеют доступ к одному и тому же цифровому двойнику проекта, который автоматически обновляется в соответствии с внесенными изменениями.

"В будущем строители могут увидеть постоянную автоматическую оптимизацию графика. Производители сборного железобетона, предлагающие новые решения, точно будут впереди", - говорит Сеппянен.

Лассе Раяла, директор по бизнес-направлению компании Sweco, добавляет, что в цифровом формате можно контролировать не только здания или детали, но и машины.

"Поставщики могут получать данные о том, как используется поставляемое оборудование. Это большое улучшение и помогает разрабатывать машины, отвечающие потребностям клиентов. При возникновении проблем поставщик может проанализировать ситуацию в режиме реального времени".

Проект iCONS - пример масштабного прогресса в строительстве. Старший советник Ласси Ярвинен из компании Elematic говорит, что главная цель всей отрасли - сделать так, чтобы на строительной площадке все было под контролем: сборка, логистика, весь рабочий процесс.

"С нашей точки зрения, строительная площадка должна контролировать процесс сборки, заказывая именно то, что нужно, и доставляя именно тогда, когда это необходимо. Мы создали интегрированную систему с Trimble, которая позволяет это сделать", - говорит Ярвинен.

Система EliPlan - это решение для планирования ресурсов, специально разработанное для заводов по производству сборных конструкций. Она автоматически переносит точные данные непосредственно из BIM (информационной модели здания) на производственную линию. Это помогает заводу оптимизировать использование ресурсов и минимизировать отходы.

Сама по себе BIM-модель - отличный инструмент, и его следует использовать гораздо шире, говорит Ярвинен. Особенно в крупных проектах компаниям следует всегда предоставлять "мастер-модель" всем сторонам.

В настоящее время поставщики часто создают свои собственные модели на основе любой доступной информации. Слишком часто эта информация ограничена и неточна.

"BIM-модель должна быть доступна каждому провайдеру с самого начала. Тогда провайдеры смогут легко рассчитать точное количество необходимых ресурсов. BIM-модель можно будет модифицировать по ходу строительства и использовать в качестве центрального источника информации на протяжении всего жизненного цикла здания", - говорит Ярвинен.

Раджала продолжает, что необходимо больше внимания уделять всему жизненному циклу.

"Сегодня, даже если в строительстве используются цифровые инструменты, о них часто забывают после завершения проекта".

Сеппянен говорит, что система iCONS еще не поступила в продажу, но интерес к ней растет. Одна из главных проблем заключается в том, что строительные площадки всегда находятся на новом месте.

"В других областях промышленности, таких как производство автомобилей или доки, местоположение никогда не меняется. Получить данные проще. В строительстве мы делаем первые шаги к новым эффективным решениям", - говорит Сеппянен.

Как бы просто это ни звучало, это большой шаг вперед, если каждый на строительной площадке сможет проверить, где что находится.

"Рабочие могут трудиться гораздо эффективнее, а руководство - отслеживать ситуацию в режиме реального времени. Например, если вы видите, что инструменты, материалы и рабочие находятся в одном и том же пространстве, вы можете предположить, что работа идет".

ICONS - это определение местоположения вещей. Последующий проект ReCap - это возможность отслеживать не только ситуацию, но и ход реализации проекта.

Гипотеза iCONS заключается в том, что если каждый будет иметь доступ к данным, показывающим, где находятся люди, материалы и инструменты, это сэкономит много времени и напрасных усилий на стройке.

При текущем строительстве компания получает отчет о ходе работ, как правило, один-два раза в месяц. ReCap предоставляет информацию в режиме реального времени.

"Например, мы можем оснастить кран или беспилотник камерой, которая делает снимки здания. Можно создать 3D-модель здания и сравнить ее с BIM-моделью в режиме реального времени. Это позволяет немедленно реагировать, если что-то не так", - объясняет Сеппянен.

Третий исследовательский проект, DiCtion, видит большие возможности в распределении задач, логистике и сокращении отходов. Искусственный интеллект может контролировать и оптимизировать рабочие процессы с помощью анализа данных.

Заказы материалов и сборка могут контролироваться автоматически. BIM-модель может обновляться автоматически. Возможности цифровых решений безграничны, но прогресс идет медленно.

"Нам нужно больше исследований и перспективных компаний для дальнейшего развития приложений. Впервые в истории мы можем собирать данные для анализа. До цифровизации все данные были спрятаны в файлах и бумагах, которые невозможно было обработать".

Ласси Ярвинен считает, что в будущем вся производственная цепочка - от сборки до логистики на стройплощадке - будет работать гораздо эффективнее.

"Все дело в доступе к данным и их обработке. Не только данные, полученные от компаний, но и из окружающей среды, например, о дорожном движении".

Сеппянен отмечает, что еще одним важным инструментом, который отлично работает с новыми технологиями, является время выполнения заказа. Это среднее время между началом производства одной единицы продукции и началом производства следующей единицы, когда начало производства устанавливается в соответствии с темпами роста спроса со стороны клиентов.

"Идея takt заключается в том, чтобы свести к минимуму потери времени. Для этого необходимы данные в режиме реального времени, поскольку все должно работать как часы".

Примеры впечатляют. Компании BMW в Германии и Skanska в Норвегии удалось сократить время строительства на 50 % благодаря планированию и выполнению takt.

Строительный бизнес часто рассматривается как медленно меняющаяся отрасль. Ярвинен и Сеппянен признают это клеймо и призывают всех смотреть вперед. Новые технологии приносят пользу всему бизнесу.

"Все заинтересованы в том, чтобы сократить потери времени, денег и материалов", - заключает Ярвинен.