Цифровая стройка: как данные помогают создавать промышленные объекты

Зачем металлургам цифровизация строительства

Строительство — это не наша основная деятельность. Мы занимаемся производством цветных и драгоценных металлов. В то же время компания реализует масштабную инвестпрограмму, по которой CAPEX (капитальные расходы) составляют около $35 млрд до 2030 года. При этом инвестпрограмма включает в себя строительство не только производственных, но и жилых, а также социальных объектов по программе реновации Норильска.

Перед любой компанией с таким CAPEX встает задача по эффективному управлению расходами. Она включает в себя оптимизацию бюджета и сокращение сроков реализации проектов, а также повышение прозрачности управления строительно-монтажными работами.

Понятно, что каждый проект индивидуален. Но если брать усредненные показатели, то внедрение цифровых инструментов в строительный процесс может позволить сократить время реализации и стоимость проекта примерно на 20%.

Девелопмент и промышленность: разница в подходах к цифровизации

Крупные строительные холдинги планомерно формируют собственные информационные платформы для управления объектами. Мы также делаем ставку на внедрение подобного решения, но заточенного именно под специфику задач промышленной компании, а не девелопера.

Цифровые решения в девелопменте прежде всего направлены на сокращение затрат и ускорение процессов через типизацию проектов. В промышленности мы всегда сталкиваемся с уникальными проектами.

В целом цифровизация строительства в промышленном секторе России находится на раннем этапе. До сих пор управление строительством часто опирается на устаревшие методы: специалисты либо держат все в голове, либо пользуются Excel. Более продвинутые компании внедряют решения для управления проектами вроде Primavera, «Гранд-Смета» или «1C». Они позволяют оцифровать конкретные управленческие задачи.

Добывающие предприятия внедряют цифровые решения, но большая их часть направлена на оптимизацию точечных задач. Нет поставщика единого комплексного решения, которое учитывало бы все аспекты деятельности промышленной компании.

При этом в процессе адаптации решений для цифровизации строительства промышленность сталкивается с рядом трудностей. Например:

• в отрасли есть дефицит квалифицированных кадров, обладающих знаниями в области цифровизации и строительства;
• для максимального эффекта цифровые решения нужно внедрять на всех этапах строительства, а многие подрядчики и проектировщики не готовы к цифровизации своих процессов.

Индустрия 4.0 Укрощение рисков: как цифровые решения повышают качество управления

Цифровая платформа и общая среда данных

«Норникель» не разрабатывает собственные цифровые решения в области строительства, а применяет и тестирует уже существующие на рынке, адаптируя их под собственные нужды.

Так, уже давно используются модули от Primavera для ведения календарно-сетевого графика строительно-монтажных работы и от «Гранд-Смета» для работы с документацией. Кроме того, сейчас мы тестируем «Платформу строительных сервисов» (ПСС) и цифровую систему от «Осмокод». Это российские IT-решения.

Строительство капитального объекта — это множество взаимодействующих субъектов, огромный документооборот, большой объем данных, нуждающихся в структурировании. IT-решения позволяют нам сформировать общую среду данных и повысить качество управленческих решений.

У ПСС и «Осмокода» есть различные модули, которые могут быть использованы в рамках единой платформы управления строительством.

Во-первых, цифровая платформа дает строителям промышленных объектов возможность работать с BIM-моделью (Building Information Model — информационная модель здания). Она создается еще на этапе проектирования, дополняется по мере реализации проекта и позволяет обнаружить пространственные и геометрические коллизии еще до начала строительства, а также отклонения от проектной документации во время строительства.

Во-вторых, модули электронного общего журнала работ и согласования проектной документации позволяют перевести документооборот в цифру, значительно ускорить обмен данными между всеми участниками проекта: заказчиком, проектировщиком и подрядчиком.

Эти системы мы протестировали на объектах реновации Норильска, в том числе при строительстве жилых домов и проектировании поликлиники и школы. В наших дальнейших планах — тестирование на производственных стройках.

Компьютерное зрение, лазеры и беспилотники

Формирование среды общих данных и прозрачный обмен информацией между всеми участниками строительного проекта — крайне важный процесс. В дальнейшем он позволит создать основу для обработки данных, для их анализа с помощью Big Data и ИИ, формирования моделей проведения работ и эффективной эксплуатации объектов.

Кроме того, сейчас при строительстве мы пользуемся рядом других технологий.

Компьютерное зрение и ИИ. Системы в реальном времени проверяют наличие спецодежды у работников и следят за внештатными ситуациями. Например, когда человек лежит, бежит по площадке, работает под грузом и т.д. Это позволяет контролировать безопасность строительства и снизить количество нарушений охраны труда и техники безопасности. В будущем такие системы помогут проконтролировать, сколько работников находится в определенной зоне, а также оценить прогресс выполнения работ для оперативного управления проектом.

Аналитика на базе лазерного сканирования. Система быстро сканирует все уже построенные поверхности объекта, очищает их от шумов (строительного мусора, персонала), сравнивает полученный результат с проектной BIM-моделью и показывает все отклонения и несоответствия. Технология отличается высокой скоростью и точностью: даже 100 человек не смогли бы провести такое количество измерений за короткий срок и поймать все отклонения. Благодаря системе удается исправить несоответствия на ранней стадии. Например, отклонения арматурного каркаса, которые можно легко исправить, пока не залит бетон, или отклонение плиты, мешающее установке производственного оборудования. Чем позже обнаруживаются подобные несоответствия, тем сложнее, дольше и дороже их исправлять.

Беспилотники. Они нужны для мониторинга за объектами и конструкциями, для контроля за перемещением грунта и объемами земляных работ.

Индустрия 4.0 Что такое компьютерное зрение и где его применяют

Как будет выглядеть стройка в будущем

В течение следующих десяти лет весь жизненный цикл строительства может сильно измениться.

Так, большая часть процесса проектирования будет автоматизирована. Решения с доступом к Big Data, BIM-данным, геоинформационным системам, оцифрованным ГОСТам и СНиПам (строительным нормам и правилам) смогут генерировать фотореалистичные визуализации, строить цифровые модели и делать расчеты после простых текстовых запросов человека вроде «хочу построить дом с большими окнами на улице Ленина за 100 млн руб.».

Кроме того, проектная документация, проверенная на соответствие требованиям строительного законодательства, будет выпускаться автоматически, а элементы цифровых моделей — сразу отправляться на изготовление. При этом благодаря формированию эффективной среды общих данных участие человека сведется к минимуму.

На стройках будущего также повсеместно внедрят технологии цифрового контроля на базе лазерного, звукового и машинного зрения. Наконец, появятся новые технологии 3D-печати и роботизации процессов строительства.