Появление на рынке интеллектуальных программных решений нового поколения открывает для предприятий возможности комплексного использования больших данных и машинного обучения, цифрового моделирования, умного производства и роботизации. Четвертая промышленная революция уже началась. Какие технологические тенденции стимулируют процесс массового внедрения киберфизических систем в производстве и строительстве? Сейчас расскажем.
Тренд № 1. Префабрикация. Строить быстро, эффективно, недорого
«Хрустальный дворец», возведенный в лондонском Гайд-парке к Всемирной выставке 1851 года – инженерное чудо своего времени. Выставочный зал длиной более полукилометра, потолок высотой до 33 метров, вместимость – 14 000 посетителей. В историю этот шедевр строительного искусства вошел как первый опыт префабрикации, поскольку был построен из заранее подготовленных стандартных элементов менее чем за год.
Бизнес по строительству домов
Сегодня благодаря прогрессу в цифровых технологиях такой подход быстро приживается в строительной индустрии. Китайская компания CCEED (China Construction Eighth Engineering Division) активно применяет префабрикацию при изготовлении силовых элементов небоскребов.
Британская Vision Built проектирует и в рекордные сроки собирает из типовых деталей объекты гражданского и коммерческого назначения. А известный производитель «КНАУФ» применяет эту методику в России: на возведение трехэтажного дома из создаваемых в заводских условиях модулей уходит не более недели.
Все это стало возможным благодаря появлению на рынке современных программных решений. Например, платформа Revit от компании Autodesk позволяет эффективно управлять строительством и производством по методу префабрикации. Используя библиотеки трехмерных моделей объектов, проектировщики могут быстро создавать необходимые архитектурные, конструктивные и инженерные решения.
Сегодня доступно уже более 90 модулей, которые позволяют инновационным компаниям реализовать полный жизненный цикл префабрикации: от цифрового моделирования будущих зданий и производства их элементов до сборки, сдачи в эксплуатацию и последующего сопровождения.
Тренд № 2. Большие данные. От цифровых теней – к цифровым двойникам
Использование систем автоматизированного проектирования стало де-факто стандартом. Но это еще не означает, что все построенные в последние десятилетия объекты уже можно считать «цифровыми». Важны не сами по себе объемы больших данных, а принципы работы с ними.
Именно здесь, по мнению некоторых специалистов, проходит граница между «цифровыми тенями» (которые в условиях работы существующего объекта постепенно отражается в больших данных) и «цифровыми двойниками» (digital twins). Последних можно считать максимально адекватными интеллектуальными моделями будущих сооружений, гарантирующими минимальное расхождение между результатами виртуальных и натурных испытаний.
Умная префабрикация на Амурском ГПЗ
Эту задачу решают технологии информационного моделирования (BIM, Building Information Modeling), позволяющие оперировать гигантскими массивами данных и добиться «сквозной» цифровизации создания самых масштабных сооружений.
В условиях нарастающей конкуренции строительной компании BAM Ireland потребовался новый инструмент, чтобы анализировать проекты и выявлять в них слабые места. По признанию представителей фирмы, выполняемые вручную процессы со временем стали напоминать сарай, куда годами складывали всякое старье: «если открыть дверь, все это просто обрушится на голову».
Решением проблемы стал переход к модели цифровых двойников, позволяющий заранее моделировать любые сценарии эксплуатации зданий, опираясь на результаты обработки больших данных. Благодаря внедрению BIM 360 и других продуктов Autodesk, компании BAM уже удалось повысить качество работ на 20 %, а уровень безопасности – на 25 %.
Использование облачного сервиса BIM 360 Project IQ не просто дает возможность анализировать большие данные при помощи алгоритмов машинного обучения, но и открывает доступ к огромной базе знаний о более чем 20 млн проблем, зафиксированных ранее в строительных проектах.
Аналогичные процессы происходят и в промышленности. Не случайно компания Autodesk открыла «умную фабрику» в Бирмингеме (Великобритания), где можно познакомиться с передовыми подходами к созданию цифрового производства. Такое предприятие может обеспечить прирост эффективности производства и логистики на 10-20 %, снижение риска простоев на 30-50 % и увеличение производительности на 3-5 %.
Тренд № 3. Генеративное проектирование. Позвольте машине экспериментировать!
В основе генеративного («порождающего») дизайна лежит возможность делегировать цифровым платформам часть процессов по созданию новых сущностей. Человек (дизайнер, инженер или проектировщик) задает параметры и ограничения программе, которая автоматически предлагает варианты решений.
Калейдоскоп, гадальные карты, бросание костей как определяющий элемент множества игр – интуитивные примеры генеративных практик из прошлого. Все изменилось в 1982 году, когда компания Autodesk представила первый релиз пакета AutoCAD. С тех пор генеративный подход быстро начал набирать популярность, а сегодня это один из ключевых трендов в промышленности.
General Motors с успехом использует сочетание генеративного дизайна и 3D-печати для изготовления деталей автомобилей: созданное таким образом крепление сиденья оказалось на 40 % легче и на 20 % прочнее, чем прежнее.
А для компании Claudius Peters новая технология стала основой трансформации бизнеса. Предприятие изготавливает тяжелое оборудование, в том числе огромные клинкерные холодильники размером 50х25 метров, в которых производители цемента охлаждают раскаленную дробленую породу.
Внедрение программных продуктов Autodesk BIM 360 и Inventor изменило жизнь предприятия. «Инженеры собирались у экрана компьютера и смотрели, как инструменты генеративного проектирования создают оптимизированные надежные компоненты практически из ничего, на основе сплошных ограничений», — вспоминают в компании.
Благодаря реверсивному инжинирингу только одной детали удалось снизить ее вес на 20 кг и сэкономить около 100 евро на каждом из 60 подобных компонентов, входящих в состав холодильника-гиганта.
Тренд № 4. Роботизация. Идеальные рабочие для фабрик будущего
Поклонники киноэпопеи Джеймса Кэмерона о борьбе с Чужими помнят: андроид Бишоп следовал классическим «Законам Азимова», а вот у робота Эша с кибернетической этикой возникали проблемы. Нынешние индустриальные роботы тоже несовершенны, поскольку зачастую умеют выполнять лишь одну конкретную задачу и не способны сами адаптироваться к изменениям. А значит, пора учить роботов эффективно и безопасно взаимодействовать с людьми, уверены в Autodesk.
В отличие от своего тезки из кинофильма робот Эш, созданный командой Autodesk из Сан-Франциско, во всем стремится угодить человеку. Для общения с ним инженеры используют интерфейс виртуальной реальности, одинаково удобный для машины и ее наставников. Благодаря системе компьютерного зрения робот «видит» окружающий мир, изучает происходящие вокруг него процессы и сам осваивает все более сложные задания. Выполняя их быстрее и качественнее, чем человек.
В свою очередь робот Бишоп благодаря использованию искусственного интеллекта демонстрирует выдающиеся когнитивные способности и стал настоящим виртуозом по сборке любых объектов из конструктора «Лего».
Следующий шаг – массовое внедрение таких роботов на производстве. Они достаточно умны, чтобы приспособиться к работе с любыми деталями и умеют через облако обмениваться знаниями с себе подобными. Идеальные труженики для «конфигурируемых микрофабрик», которые по мнению экспертов Autodesk станут основой производства уже в ближайшем будущем.
Тренд № 5. Кастомизация. Желание клиента – закон
Персонализация товаров – один из самых действенных инструментов производителей в борьбе за симпатии покупателей и клиентов. Так, бренд Under Armour с успехом применил технологии 3D-печати при создании лимитированной линейки спортивной обуви UA Architech. Инновации коснулись самого важного элемента конструкции кроссовок – подошвы, уникальная структура которой подстраивается под индивидуальные особенности своего владельца.
Аддитивное производство все чаще используется для изготовления различных деталей, а ученые и дизайнеры постоянно ищут новые ниши. Не случайно поддержка трехмерной печати сегодня нативно «встроена» в популярные программные продукты Autodesk.
Например, из Fusion 360 созданные проекты можно отправлять непосредственно на 3D-принтер или «облачному» поставщику услуг трехмерной печати, который оперативно выполнит и доставит вам заказ.
Источник: www.syssoft.ru
Модульный бум
Modulbau
Быстрорастущий спрос на доступное жилье стал мировой тенденцией. Компании и архитектурные бюро разрабатывают технические решения для массового строительства, по-новому используя давно известные приемы, такие как модульное строительство. По оценке MarketsandMarkets, объем мирового рынка модульного строительства в 2023 году составит 157 млрд долларов США (в 2018 году — 112 млрд). Из модулей строят многоквартирные и частные дома, студенческие общежития, школы, отели и т. д.
В России применение модульных технологий внесли в стратегию развития строительной отрасли до 2030 года, разработанную Минстроем РФ. Это направление обсуждают и федеральные, и региональные власти, и бизнес. Ранее заместитель мэра Москвы по вопросам градостроительной политики и строительства Андрей Бочкарев поставил задачу разработать план полного отказа от мигрантов.
Добиться этого можно с помощью технологических решений, таких как модульные технологии. Экспертами НИУ ВШЭ подсчитано, что при полноценной интеграции метода префабрикации в строительный процесс возможно сократить трудозатраты на 30%. Кроме того, это позволит строить быстрее на 2,5-3 месяца, повышая экономическую эффективность проекта до 3%.
Отметим еще преимущества: технологичность и заводское качество изготовления модулей, их внутренней отделки, высокая скорость монтажа, а также минимизация мокрых процессов на строительной площадке, позволяющая осуществлять строительство в любое время года.
Компания Мodulbau, впервые внедрившая префаб на российском рынке, отмечает значительный спрос на модульные технологии. «За этот год были увеличены объемы поставок сантехнических модулей (СТМ), появились новые заказчики среди крупных застройщиков, отгружено около 10 тыс. модульных санузлов на объекты крупнейших российских застройщиков (ДСК, ПИК, Группа «Самолет» и др.). Также одним из важнейших достижений Modulbau я считаю вывод в предсерийное производство нового продукта — модульного фасада TOPWALL. Полных аналогов этого продукта нет на рынке», — отметил основатель Modulbau Демид Костерев.
Модульный фасад TOPWALL — это ультрасовременная комплектная система, изготовленная в заводских условиях и полностью готовая к монтажу. Prefab-фасад состоит из несущей конструкции на основе профильной системы ЛСТК, внутренней ограждающей конструкции из легкого бетона и внешней отделки с вариативными материалами и геометрией. Применение фасада на объектах монолитного домостроения полностью исключает работы по кладке внешних стен из мелкоштучных материалов.
По пути развития продуктовой стратегии Modulbau к фасадам добавилось еще одно префаб-ноу-хау — модульные межкомнатные перегородки.
В настоящее время завершается Rhttps://stroygaz.ru/publication/technologies/modulnyy-bum/» target=»_blank»]stroygaz.ru[/mask_link]