Автоматизация процессов в строительстве

25.03.2025

Как автоматизация проектирования меняет строительство

Работа с моделью строительного объекта (Building Information Model — BIM) меняет подход к работе. Начиная с идеи и заканчивая управлением объектом автоматизация проектирования и строительства повышает эффективность работы всех специалистов.

Автоматизация с помощью BIM

Информационное моделирование — основа для автоматизации проектирования в строительстве. BIM позволяет внедрить автоматизацию и управление строительными процессами во все этапы работы. BIM-модель поддерживает точность и прозрачность, оптимизирует процессы, уменьшает количество доработок, автоматизирует процесс и контроль строительства. Визуализация наглядно отображает сложные структуры, включая помещения и инженерные узлы, что упрощает понимание проекта для участников. Оценка бюджета становится точной благодаря доступу к актуальным данным. Автоматическое выявление коллизий предотвращает ошибки, а на этапе эксплуатации BIM-модель становится инструментом для управления объектом, модификации, технического сопровождения и адаптации под требования заказчика.

Как BIM сокращает затраты и ошибки

В 2007 году BIM-технологии позволяли сжать срок строительства на 7%. Но в 2024 году, по исследованию опубликованном в International Journal of Science and Research Archive, реализация ускорится на 30%. В 2023 году ЛИИС.Формика внедрили BIM-модель и единую среду общих данных на многофункциональном объекте в Санкт-Петербурге — скорость разработки и введения проекта в эксплуатацию увеличилась на 35%.

Объекты, реализованные с BIM

Комплекс WHYZDOM, Бангкок. Главная часть — высотные здания с апартаментами и рекреационными пространствами, а также коворкинг с функцией общественного центра, велосипедные и пешеходные дорожки, которые получили золотую экологическую сертификацию LEED. Команда проекта сомневалась в использовании BIM и СОД из-за недостатка опыта. Системы автоматизации строительства внедряли постепенно: начали с архитекторов и инженеров, затем внедрили во взаимодействие с подрядчиками и поставщиками.

Шанхайская башня, Китай. Экологически устойчивый небоскрёб с офисами, апартаментами, отелями и смотровыми площадками. Получил платиновую сертификацию LEED благодаря использованию двойных фасадов, систем сбора дождевой воды и ветровых турбин. Для координации работы более 30 подрядчиков была задействована технология BIM, которая помогла автоматизировать строительные процессы и управлять проектом системно после строительства.

Офис Statoil, Норвегия. Состоит из пяти блоков, сложенных друг на друга, каждый из которых включает три этажа. Размер блоков 23 метра в ширину и 140 метров в длину. Главная функция здания — презентация амбиций компании и организация рабочего пространства для сотрудников. С BIM строительство было завершено за 20 месяцев благодаря синхронизации этапов и точной координации для управления сложной структурой здания.

WeWork, Гургаон. Пример гибкого рабочего пространства, созданного с BIM. Компания применяет информационное моделирование, чтобы преобразовывать помещения под свою бизнес-модель. Такой подход сделал WeWork лидером в области создания коворкингов.

Узнайте больше о внедрении BIM в строительстве в нашей статье BIM в строительстве: технологии и кейсы.

Оптимизация и ускорение документооборота в строительной сфере

Работа в общей системе данных снижает хаос в проектной документации. Чертежи, спецификации, рабочие файлы хранятся в едином цифровом пространстве. Программы автоматизации документооборота в строительстве и в строительной сфере, такие как ЛИИС.Формика, обеспечивают синхронизацию данных, позволяя оперативно получать доступ к последним версиям документов.

5 главных преимуществ автоматизации документооборота в строительстве:

1. Снижение вероятности ошибок. Участники проекта работают с одной базой данных, что исключает ситуацию, когда используются устаревшие чертежи, сметы, спецификации.

2. Оперативное согласование. Нужную информацию из чертежей, разрешений или контрактов можно найти за несколько минут, что сокращает время на согласование решений.

3. Повышение контроля. История изменений позволяет отслеживать корректировки и выполнение назначенных решений, а также демонстрировать соответствие во время аудитов или обзоров проекта.

4. Прозрачное управление проектами. Автоматизированный документооборот помогает анализировать действия участников, отслеживать изменения, добавлять информацию о процессах, материалах, участниках.

5. Оптимизированные расходы. Доступ к документам позволяет отслеживать стоимость работ и материалов, поэтому проекты, использующие автоматический документооборот, меньше выходят за рамки бюджета.

Технологии для работы с ограничениями и контрактами

ИИ предсказывает риски, анализируя документацию, а блокчейн автоматизирует контроль через смарт-контракты. Это гарантирует выполнение обязательств без споров.

Прогностическая аналитика на базе ИИ предсказывает проблемы на уровне работы с проектной документацией. Моделирование сценариев позволяет оценить результаты внедрения изменений, чтобы заранее знать ограничения и минимизировать риски.

Блокчейн позволяет автоматизировать работу с исполнительной документацией в строительстве. Технология блокчейн предполагает, что цепочки поставок, данные проектов или платёжная информация, не будут скомпрометированы, так как фиксируются в распределённой сети. В строительстве блокчейн используют для создания смарт-контрактов, то есть для автоматизации контроля строительства. Работа через смарт-контракты основывается на формализованной логике, как следствие, контроль выполнения условий контракта зависит от объективной информации, а не от точки зрения сторон, заключивших договор. Так, блокчейн подталкивает партнёров к детальной проработке договоров и выполнению обязательств.

Умные строительные площадки и IoT

IoT позволяет технике подключаться к интернету и обмениваться информацией с программным обеспечением. IoT на стройплощадке — это умные датчики, интегрированные в оборудование и конструкции. Таким способом можно организовать мониторинг критичных точек в реальном времени, не присутствуя на объекте.

Датчики передают данные с объектов на сервер, данные обрабатываются программой, и если условия отклоняются от нормы, запускается действие по заданному алгоритму. IoT-технологии помогают прогнозировать потребности в техническом обслуживании, а носимые технологии для рабочих отслеживают физическое состояние и предупреждают о потенциальных угрозах безопасности.

Что даёт применение IoT на строительной площадке:

• Круглосуточный мониторинг условий и действий на объекте.
• Контроль состояния материалов как в процессе стройки, так и после завершения работ.
• Рациональное использование оборудования — анализ данных о состоянии техники избежать серьёзных поломок и нештатных ситуаций.
• Устойчивая эксплуатация объектов — данных с датчиков можно использовать, чтобы сократить затраты на освещение, отопление, кондиционирование, водоснабжение.

Беспилотные технологии в строительстве

Летающая техника подходит для мониторинга площадок, создания 3D-карт и контроля безопасности. Дроны помогают провести фото-, видео- и тепловизионную съёмку для выявления нестабильных конструкций, перегрева, затопления, пустот. Преимущество БПЛА в способности собирать большие объёмы данных параллельно с работами на площадке.

Применение беспилотных летательных аппаратов экономически оправданно в проектах площадью от 500 квадратных метров. На небольших объектах использование БПЛА будет невыгодно, так как стоимость промышленных дронов начинается от 600 тысяч рублей, а для работы с оборудованием необходимо либо нанимать специалистов, либо обучать сотрудников.

Роботизация в строительстве

Роботизация автоматизирует технологические процессы в строительстве. Роботизированные системы выполняют такие задачи как: мощение, сварка, покраска и подобные задачи, требующие точности и повторяемости. Роботизированные механизмы адаптируются под укладку небольших элементов, перемещение крупных блоков и конструкций, крепление арматуры проволокой, точные сварочные работы, разметку.

Использование роботизированной техники сокращает сроки работ, снижает нагрузку на рабочих, минимизирует риски получения травм, уменьшает необходимость исправления ошибок. Кроме этого, снижаются затраты на компенсации за опасные условия труда, а также расходы на страхование сотрудников.

3D-печать в строительстве

Аддитивные технологии предлагают новый подход к возведению зданий и инженерных сооружений. Экструзионные роботы создают конструкции нестандартных форм на площадках и в цехах. Подача смесей через экструдер снижает количество отходов и степень загрязнения в зоне работ. Методом послойного нанесения смеси можно создавать сложные криволинейные формы без опалубки.

3D-печать сокращает сроки строительства на 50-70% и отходы на 30-60%. Рынок технологии вырастет с 3,42 млрд долларов в 2022 году до 519,49 млрд к 2032 году (Precedence Research).

Роботизация в строительстве

1. Прототипирование. Технология позволяет создавать полноразмерные прототипы в сжатые сроки. Там, где нужно проверить несколько вариантов, чтобы протестировать их на соответствие требованиям, 3D-печать будет адекватным решением.

2. Создание конструкций. Печать бетоном упрощает возведение несущих стен, перегородок и сложных фасадных конструкций. Это снижает потребность в ручном труде и ускоряет переход к отделочным работам.

3. Изготовление отдельных блоков. Благодаря точному дозированию материалов и возможностям настройки печати можно производить элементы под конкретные проекты, не переплачивая за уникальность. Детали изготавливаются по запросу, в нужном количестве, что сокращает задержки и оптимизирует логистику.

4. Использование различных материалов. В 3D-строительстве применяются как стандартные бетонные смеси, так и экспериментальные материалы, включая композиты, армированные волокном, смеси с переработанными отходами или локальными материалами, например, соломы и песка.

Для внедрения 3D-печати в строительство необходимо учитывать:

• Ограничения по габаритам создаваемых объектов.
• Специальные требования к смесям.
• Необходимость точной калибровки оборудования.
• Высокие первоначальные затраты на оборудование и обучение персонала.
• Специалисты с нужными знаниями пользуются спросом.
• Не до конца проработано регулирование 3D-печати в строительстве.

Хотите узнать, какие инновационные технологии применяются в строительстве? Ознакомьтесь с нашим материалом Современные технологии строительства.

Аддитивные технологии в реальности: примеры сооружений

Офисное здание, Дубай. Основная часть была сделана за 17 дней, а установка заняла 2 дня. Авторы проекта утверждают, что количество строительных отходов было сокращено на 30–60% в сравнении со стандартными технологиями.

Мост из нержавеющей стали, Амстердам. Полностью напечатанный на 3D-принтере из нержавеющей стали. Проект показывает потенциал 3D-печати для создания прочных и эстетически привлекательных инженерных сооружений.

Перспективы 3D-печати в строительстве

Аддитивные технологии позволяют возводить целые конструкции экологично, с меньшими трудозатратами и в несколько раз быстрее, по сравнению со стандартными методами. В 2022 году рынок 3D-печати стоил 3,42 млрд долларов. Согласно исследованию SmartTech, ожидается, что к 2027 году отрасль принесёт 40 млрд долларов. Precedence Research предсказывают, что рынок 3D-печати в строительстве вырастет до 519,49 млрд долларов к 2032 году.