Найти тему

Цикл 7. Цифровой технический заказчик 12. Концепция "Строительство 4.0"

Строительная отрасль, в свою очередь традиционно характеризуется большим разнообразием действующих лиц и процессов, высокой устойчивостью к изменениям и низким уровнем внедрения технологий. В терминах Индустрии 4.0, применительно к строительству, можно говорить о концепции “Строительство 4.0”.

“Строительство 4.0” можно классифицировать с точки зрения технологий, учитывая три сценария:

- физическая область и автоматизация,

- макетирование и моделирование,

- цифровизация и виртуализация.

Первый сценарий означает сквозную цифровую проектную интеграцию с учетом технологий автоматизации физической производственной среды, тогда как второй сценарий включает инструменты моделирования и макетирования для проектирования, строительства и эксплуатации. И, наконец, третий сценарий относится к инструментам цифровизации и виртуализации промышленных процессов и продуктов, чтобы связать среды первого и второго сценария.

Методическое предложение поддерживается тремя основными методическими тенденциями в строительной отрасли:

- бережливое строительство (LC),

- информационное моделирование (BIM),

- комплексная реализация строительных проектов (IPD).

Последовательность различных этапов проекта определяется принципами производства без потерь и моделями эффективного управления, интеграцией и использованием моделей сотрудничества. Цель состоит в том, чтобы ответить на вопросы «что», «кто» и «как» с самого начала проекта, на этапе проработки концептуальных решений, привлекая ключевых специалистов, обладающих соответствующей информацией для решения этих вопросов. Проект создается посредством совместных и интегрированных процессов, ролей и контрактов, следуя этапам «Проектирование критериев», «Рабочее проектирование» и «Документы по реализации».

В физической области находятся все физические элементы, составляющие промышленный проект. Она включает в себя:

- физическое здание, соответствующее конструкции здания и его дополнительным сооружениям (включая сборные части),

- сырье и материалы, необходимые для этапа строительства и эксплуатации,

- технику, необходимые для всего процесса (который меняется на протяжении всего проекта, в зависимости от каждого этапа),

- людей и роли, которые предполагаются в жизненном цикле,

- умные вещи, физические электронные элементы для сбора данных из окружающей среды.

В рамках цифровизации и виртуализации имеется цифровая документация планирования проекта (планы) и данные реализуемого проекта, а также другие предыдущие или открытые базы данных, к которым имеется доступ (данные), включая всю текущую бумажную документацию.

Макетирование и моделирование включает в себя различные типы моделирования, необходимые для принятия решений при расчетах, архитектурном проектировании, разработке механических, электрических и сантехнических установок (инженерные сети), логистике, эксплуатации и прочее.

Цифровое здание используется в сценариях макетирования и моделирования, а также цифровизации и виртуализации, что соответствует динамическому цифровому представлению здания на протяжении всего его жизненного цикла.

Основной технологический объект со всеми дополнительными сооружениями в реальной физической среде получает материалы и ресурсы, которые транспортируются, трансформируются и собираются с использованием инструментов и техники, которыми управляют различные специалисты, выполняющие разные роли.

Вся физическая среда взаимосвязана с помощью «Умных вещей» для сбора и отправки реальной информации в модели и среды моделирования для обновления, а также отправки этих данных на уровень цифровизации и виртуализации для хранения, анализа и эффективного использования.

Этот процесс является двунаправленным, информацию также принимают сверху, из цифрового хранилища, через среду моделирования и получают данные, указания и ответы (например, управляющие действия) для физических элементов проекта.

Вся работа ведется вокруг реального здания, взаимосвязанного с виртуальной моделью (на разных этапах, динамично во времени). Выявленные 47 технологий были распределены по каждому из трех сценариев.

- технологии позволяют извлекать и получать физические данные для контроля и выполнения действий в реальной среде в физической области;

- технологии используются для обработки данных в области макетирования и моделирования, что позволяет получить глубокие знания об ожидаемом поведении сооружения, например, при расчете конструкций, что также позволяет прогнозировать различные явления и построить множество цифровых сценариев проекта;

- технологии связаны с хранением, ведением и передачей данных в безопасных и эффективных средах в области цифровизации и виртуализации.

На каждом этапе в концепции “Строительство 4.0” выделены основные технологии, имеющие высокий потенциальный эффект:

1. Физическая область/автоматизация:

- Аддитивное производство,

- Кибер-физические системы,

- Цифровая система оповещения,

- Встроенная система,

- Интернет вещей,

- 3D-сканер,

- Строительство вне строительной площадки,

- Управление жизненным циклом продукта,

- Радиочастотная идентификация,

- Робототехника,

- Датчики,

- Управление цепочками поставок,

- Беспилотный летательный аппарат,

- Технологии дополненной реальности.

2. Макетирование и моделирование:

- Имитационные модели и инструменты моделирования,

- Искусственный интеллект,

- Машинное обучение,

- Интеллектуальный анализ данных,

- Нейронные сети,

- Предиктивное техническое обслуживание,

- Улучшение использования активов,

- Анализ больших данных,

- Виртуальная реальность,

- Смешанная реальность,

- Информационное моделирование зданий и сооружений,

- Фотограмметрия,

- Геоинформационная система,

- Геоинформационная система.

3. Цифровизация и виртуализация:

- Мобильные приложения,

- Мобильные вычисления,

- Промышленный интернет,

- Автоматизированная проверка и аудит по нормативам,

- Большие данные,

- Блокчейн,

- Облачные вычисления,

- Среда общих данных,

- Кибербезопасность,

- Совместное использование данных,

- Глубокое обучение,

- Цифровой двойник,

- Периферийные вычисления.

Вышеперчисленные технологии в той или иной мере как-то представлены в России, но то, что они относятся к разным сценариям концепции “Строительство 4.0”, вряд ли кто-то сопоставлял. Каждая технология по отдельности может быть понятна, но как она работает в едином целом подходе, вряд ли кто-то готов это продемонстрировать. Сегодня мы видим тенденцию развития цифровизации и виртуализации в России, но чтобы бизнес процессы увязать в единой среде, учитывая все вышеперечисленные технологии, пока что мало кто об этом говорит.

Мы очень надеемся, что общими усилиями мы придем к этому…