Революция в строительстве

На сегодняшний день, в строительной отрасли, только 30% времени используется для фактического производства. Другие 30% отнимает логистика и транспорт. А самая большая доля — 40%, уходит на ожидание.

Главная наша проблема  ̶  это те 30%, которые используются для продуктивной работы, говорит Олли Сеппянен, профессор в университете Аалто.

«Время продуктивной работы может быть увеличено до 50-60%. Мы создали систему, которая позволяет работникам минимизировать время, затрачиваемое на поиск материалов или инструментов», — говорит он.

Идея в том, что у каждого работающего на стройплощадке будет представление  об обстановке дел в реальном времени. Раньше, когда Сеппянен работал в строительной отрасли в качестве консультанта, решающего проблемы, он задавался вопросом, как увидеть общую картину строительной площадки.

«Ни у кого в то время не было общей картины. Получение информации о ситуации в режиме реального времени существует в других областях, например, в больницах или офисах, почему бы не ввести эту практику в строительстве?»

Вскоре Сеппянен понял, что эта тема заслуживает изучения в университете Аалто.

Исследовательский проект iCONS (интеллектуальная строительная площадка) начался в октябре 2016 года. За ним следуют два других проекта, которые углубляются в цифровой мир, ReCap (захват реальности) и DiCtion (оцифрованные потоки строительства).

«Последующие проекты связаны с проектом iCONS. Вначале нам поступают данные, затем мы должны их проанализировать, и только тогда мы начинаем действовать, основываясь уже на этом анализе данных. Таким образом, мы можем составить подробные планы и точно спрогнозировать рабочий процесс».

Проект включает такие университеты, как Тяньцзиньский в Китае, Стэнфордский в Калифорнии и Unicamp в Бразилии. Технологический институт Technion в Израиле является технологическим партнером, наряду с Тяньцзиньским университетом и компанией Trimble, которая отвечает за программные решения Tekla для продвинутого информационного моделирования зданий и проектирования строительных конструкций. Несколько строительных компаний являются либо членами консорциума, либо наблюдателями.

Основная идея программы iCONS заключается в том, чтобы предоставить каждому доступ к данным, которые отражают картину в целом: позволяют увидеть,  где находятся рабочие, материалы и инструменты. Это сэкономит массу времени и усилий на стройплощадках.

Например, вместо того, чтобы искать определенное железобетонное изделие, работник может проверить его местоположение при помощи своего мобильного телефона.

«Мы просто устанавливаем радиометку на всех работниках, инструментах и материалах. Это позволяет получать более полную картину в режиме реального времени».

В сборном строительстве новая технология открывает многие двери. Радиометку на плиту можно поместить уже на заводе, и, таким образом, рабочие на стройплощадке узнают когда она будет отправлена. Также, на заводе и на стройплощадке легко отследить, как и когда определенная плита приезжает на объект. Радиометку можно снять после установки, а изделие отметить, как установленное.

Это только один простой пример. Когда присутствует актуальная информация о текущей ситуации, а прогресс на строительной площадке регулярно мониторится, собранные данные могут быть использованы искусственным разумом.

Это гарантирует автоматическую связь между стройплощадкой и заводом ЖБИ. Оба объекта имеют доступ к одной и той же цифровой базе данных проекта, которая обновляется автоматически, в соответствии с внесенными изменениями.

«В будущем строители смогут увидеть непрерывную автоматическую оптимизацию графика. Конечно, те производители ЖБИ, которые предлагают новые решения, впереди всех», — говорит Сеппянен.

Лассе Раяла, директор бизнес-зоны компании Sweco, добавляет, что не только здания или детали могут контролироваться в цифровом виде, но и оборудование.

«Поставщики могут получить данные о том, как используется поставляемая техника. Это серьезное улучшение, и оно помогает проектировать оборудование, которое отвечает потребностям клиентов. Как только появится проблема, поставщик может проанализировать ситуацию в режиме реального времени».

Проект iCONS является примером крупномасштабного прогресса в строительстве. Старший советник Ласси Ярвинен из компании Elematic говорит, что главная цель во всей отрасли заключается в том, чтобы заставить строительную площадку освоить все: изготовление ЖБИ, логистику, весь рабочий процесс.

«С нашей точки зрения, стройплощадка должна контролировать процесс сборного строительства: заказывать именно то, что необходимо и доставлять именно тогда, когда это необходимо. Нами, совместно с компанией Trimble, построена интегрированная система, которая позволяет это осуществить», — говорит Ярвинен.

Система EliPlan  ̶  это решение по планированию ресурсов, специально разработанное для заводов ЖБИ. Она автоматически выводит точные данные непосредственно из системы BIM (т.е. система информационного моделирования здания) на производственную линию. Это помогает заводу оптимизировать использование ресурсов и минимизировать отходы.

Система BIM, сама по себе, является отличным инструментом и должна использоваться намного чаще, говорит Ярвинен. В частности, во время реализации крупных проектов, компаниям следует создавать «мастер-модель», доступную для всех сторон.

В настоящее время, поставщики создают свои собственные модели, основываясь на имеющейся информации. Зачастую, эта информация является ограниченной и неточной.

«Модель BIM должна быть доступна с самого начала и для каждого поставщика. Это позволило бы без труда рассчитать точное количество необходимых ресурсов. Потом, по ходу процесса, модель BIM можно модифицировать и использовать в качестве центрального источника информации, на протяжении всего жизненного цикла здания», — говорит Ярвинен.

Раяла считает, что следует чаще держать в уме весь жизненный цикл здания.

«Сегодня, даже если цифровые инструменты и используются в строительстве, они часто забываются, когда проект завершен».

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

«В других отраслях промышленности, таких как производство автомобилей или верфи, местоположение не меняется, а значит, легче получить данные. Но и в строительстве мы делаем первые шаги к новым, более эффективным решениям», — говорит Сеппянен.

Как бы просто это ни звучало, если каждый рабочий на стройплощадке сможет проверить, где находится необходимый объект, это будет большой шаг вперед.

«Рабочие смогут тратить время гораздо эффективнее, а руководство, в свою очередь, будет следить за обстановкой в режиме реального времени. Например, если вы увидите, что инструменты, материалы и рабочие находятся в одном пространстве, можно логично предположить, что работа идет».

ICONS  ̶  это система поиска. Последующий проект, проект ReCap, предусматривает возможность мониторинга не только обстановки, но и прогресса проекта.

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

«Например, мы можем оснастить кран или беспилотник камерой, которая сфотографирует здание. Далее, создается 3D-модель и сравнивается с моделью BIM в режиме реального времени. Это позволяет немедленно реагировать, если что-то не так», — объясняет Сеппянен.

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

Заказы материалов и сборное строительство можно контролировать автоматически. Модель BIM, так же, может быть обновлена автоматически. Не существует предела для возможностей  цифровых решений, но прогресс идет медленно.

«Нам нужно больше исследований и компаний с перспективой для дальнейшего развития приложений. Впервые в жизни, мы можем собирать данные для анализа. До цифровизации все они были скрыты в файлах и бумагах, что не позволяло их обработать».

По словам Ласси Ярвинена, в будущем, вся эта цепь, от производства ЖБИ до доставки на стройплощадку, будет работать намного эффективнее.

«Все  зависит от доступа и обработки данных. Не только данные от вовлеченных компаний, но и об окружающей среде, например, информация по текущему дорожно-транспортному движению».

Сеппянен отмечает, что еще одним важным инструментом, который эффективно работает с новой технологией, является время такта. Это среднее время между началом производства одной единицы и началом производства следующей, когда эти две точки начала производства устанавливаются в соответствии со скоростью потребительского спроса.

«Идея такта заключается в том, чтобы минимизировать время, потраченное впустую. Для  этого необходимо владеть  данными в реальном времени, чтобы все работало как часы».

Примеры впечатляют. Компания BMW в Германии и компания Skanska в Норвегии смогли сократить время строительства на 50% с планированием и исполнением такта.

Строительный бизнес часто рассматривается, как весьма консервативная отрасль, которая очень медленно измененяется. Ярвинен и Сеппянен признают это и призывают всех смотреть в будущее. Новая технология приносит пользу любому бизнесу.

«Сократить потери времени, денег и материалов в наших общих интересах», — заключает Ярвинен.