Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Абакумов Р.Г., Наумов А.Е., Зобова А.Г.
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Абакумов Р.Г., Наумов А.Е., Зобова А.Г.
Изучение технологий информационного моделирования зданий в образовательном процессе бакалавров по направлению «строительство»
Bim-технологии и опыт их внедрения в учебный процесс при подготовке бакалавров по направлению 08. 03. 01 «Строительство»
Анализ основных направлений развития САПР автомобильных дорог для реализации концепции жизненного цикла автомобильных дорог
Текст научной работы на тему «Преимущества, инструменты и эффективность внедрения технологий информационного моделирования в строительстве»
Абакумов Р. Г., канд. экон. наук, доц., Наумов А.Е., канд. тех. наук, доц., Зобова А. Г., студент магистратуры, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
ПРЕИМУЩЕСТВА, ИНСТРУМЕНТЫ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Бизнес-модель: шаблон Остервальдера и Пинье (за 16 минут)
Ключевые слова: информационное моделирование, программное обеспечение, экономическая эффективность внедрения, прогрессивные технологии.
Информационное моделирование в строительстве (BIM) — процесс коллективного создания и использования информации о сооружении, формирующий основу для всех решений на протяжении жизненного цикла объекта (от планирования до проектирования, выпуска рабочей документации, строительства, эксплуатации и сноса). В основе BIM лежит трехмерная информационная модель, на базе которой организована работа инвестора, заказчика, ген. проектировщика, ген. подрядчика, эксплуатирующей организации.
BIM (Building Information Modeling) представляет собой комплексную программу, использующую общую трехмерную единую для модели и инструментов базу, пополняемую и совершенствующуюся в процессе проектирования. Информационная модель является цифровым прототипом объекта, в котором однозначно определен каждый его элемент и обеспечена их логическая взаимосвязь. Именно структура и назначенные взаимосвязи — основные признаки информационной модели. Таким образом, BIM это не новое ПО (программное обеспечение), это не SD-визуализация и уж тем более не просто красивая картинка. BIM это процесс создания и управления информацией.
BIM охватывает все этапы жизненного цикла сооружения (см. рис.1): планирование, составление технического задания, проектирование и анализ, выдача рабочей документации, производство, строительство, эксплуатация и ремонт, демонтаж.
Основу любого проектирования можно представить в виде «трех слагаемых успеха» см. табл. 1.
Министерство строительства РФ так же отображает значимость и перспективность внедрению BIM-технологий. Так, по подсчетам Министерства строительства выявлено, что в процентном соотношении сокращение затрат на строительство и эксплуатацию составляет 30%, а сокращение времени проектирования достигает 50% см. рис. 2. По планам Минстроя России с 2019 года все объекты, строящиеся за государственный счет, должны проектироваться с помощью технологий информационного моделирования (BIM). В рамках подготовки нормативной базы НИЦ Строительство с учетом зарубежного и российского опыта в 2016 году разработало 4 свода правил в области информационного моделирования в строительстве, определяющие общие принципы применения данных технологий.
Современное проектирование домов: BIM технологии. Библиотеки информационных моделей // FORUMHOUSE
Они будут регламентировать требования и правила по обмену данными (интероперабель-ности) в процессе проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений, требования к компонентам информационных моделей строящихся объектов, к программным интерфейсам обмена данными, объемам и содержанию передаваемой информации, уровням геометрической и атрибутивной проработки компонентов информационных моделей зданий и сооружений. Их утверждение планируется в 2017 году. К ним относятся: СП «Информаци-
онное моделирование в строительстве. Правила организации работ производственно-техническими отделами»; СП «Информационное моделирование в строительстве. Правила обмена между информационными моделями объектов и моделями, используемыми в программных комплексах»; СП «Информационное
моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла»; СП «Информационное моделирование в строительстве. Правила описания компонентов информационной модели» [14].
Рис. 1. BIM на различных этапах жизненного цикла объекта Содержание «слагаемы успеха» проектирования
Слагаемы успеха проектирования Суть Результат
Единая проектная сущность все участники проекта работают с одними и теми же проектными решениями. В случае изменения проектных решений — они изменяются у всех участников проекта. снижение возможных проектных ошибок (коллизии).
Постоянное взаимодействие всех участников процесса налаженная коммуникация, способствующая постоянному взаимодействию всех участников процесса сводятся к минимуму переделки и исправление ошибок
Единая структура хранения и передачи данных хранение файлов в одной системе быстрый доступ к нужной информации
ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (BIM)
сокращение затрат на строительство а и эксплуатацию с
Уменьшение времени на проверку модели
снижение ошибок, погрешности в проектной документации
сокращение сроков реализации проекта
(«нулевой цикл» — «под ключ»)
Совокупное время ‘ ) ‘.) уменьшения работы 7
технологов i архитекторов
снижениё планирования погрешности бюджета ‘ . (5% вместо 204)
сокращение сроков координации и согласования ~
Рис. 2. Эффект от внедрения BIM по данным Минстроя России [13]
В ходе опроса руководителей ведущих строительных и проектных организаций, нами были выделены краткосрочные и долгосрочные преимущества при переходе от CAD (системы автоматического проектирования) к BIM-технологиям (см. рис. 3).
BIM-технология дает ряд возможностей: 1. Позволяет объединить информацию, которой уже владеет организация, с новыми зна-
ниями, которые появляются у компании при переходе на BIM.
2. Она обеспечивает обмен данными между существующими системами предприятия и BIM-моделью.
3. Информационная модель становится поставщиком данных для системы закупок, системы календарного планирования, системы управления проектами, внутренней ERP-системы и других систем предприятия.
Краткосрочные преимущества BIM
Сокращение сроков выполнения Новый сервис для клиентов Сокращение доработок Выход на новые рынки Сокращение ошибок
Долгосрочные преимущества BIM
Сокращение судебных споров Сокращение стоимости Увеличение прибыли Сокращение сроков реализации Удержание клиентов
Рис. 3. Краткосрочные и долгосрочные преимущества BIM
BIM-технологии это процесс создания информационной модели, которая является цифровым прототипом проектируемого объекта — 3D модель наполненной информацией об объекте.
Разработка систем информационного моделирования за рубежом ведется с 80-х годов прошлого столетия. Одним из лидеров и основоположников движения стала компания Autodesk, достижения которой послужили толчком к созданию альянса по взаимодействию различных графических платформ. В «Alliance of Interoperability» вошли 12 крупнейших разработчиков программного обеспечения, среди которых Autodesk (Revit, Autocad), Tekla,
Graphisoft (Archicad), Trimble (Sketchup) и другие.
Проведем аналитический обзор программного обеспечение Revit в сравнении Autodesk, как инструмента реализации информационного моделирования в строительстве по следующим критериям: возможности, преимущества и недостатки, стоимостные характеристики и рентабельность.
Revit — это отдельное приложение, которое поддерживает рабочий процесс BIM — от разработки концепции до строительства. Назначение Revit: создание точных моделей проекта; оптимизация производительности; эффективное взаимодействие между участниками проекта.
Закупки и поставки ‘
Календарные планы и граф! работ
Передача в Щ эксплуатацию
Монтажные работы и сборка
Рис. 4. Использование данных BIM для различных систем
В программе Revit для информационного моделирования зданий представлены инструменты для проектирования архитектурных элементов, инженерных систем и строительных конструкций. Эти инструменты позволяют луч-
ше скоординировать работу специалистов в разных областях. Возможностей у данной программы очень много, она позволяет объединить работу людей, задействованных на разных стадиях ЖЦП (жизненного цикла проекта) см. табл. 2.
Анализ возможностей Revit
Улучшенная производительность программы Более эффективная работа благодаря более быстрому программному обеспечению.
Взаимодействие с технологией BIM Возможность импортировать, экспортировать и устанавливать ссылки на данные в Revit в универсальных форматах DWG™, DXF™, DGN и IFC. Кроме того, теперь можно экспортировать модель здания или площадки с метаданными в программу для проектирования объектов инфраструктуры AutoCAD Civil 3D и импортировать модели из Autodesk Inventor — программы для 3D-проектирования механизмов.
Двунаправленная ассоциативность Механизм параметрического управления изменениями Revit автоматически согласовывает изменения, внесенные на видах модели, на листах чертежей, планах, в снецификациях и разрезах.
Параметрические компоненты Проектный замысел можно выразить максимально подробно с помощью параметрических компонентов.
Совместная работа С моделью здания могут одновременно работать специалисты разных областей, сохраняя результаты в едином файле хранилища.
Спецификации Спецификацию можно создать на любом этане процесса проектирования. Если в проект вносятся изменения, которые влияют на спецификацию, она автоматически обновляется в соответствии с ними.
Revit Server С помощью Revit Server проектные группы могут совместно работать над моделями Revit по глобальной сети.
Инструменты для концептуального проектирования Созданные предварительно эскизы могут быть основой для дальнейшей работы при создании проекта объекта.
Визуализация 3D-проекта Использование 3Б-визуализации в Revit для более глубокого понимания особенностей проекта еще до его реализации.
Инструменты планирования стройплощадки Формирование рельефа строительных площадок непосредственно в Revit и передача планировочных решений инженерам.
Проектирование строительных конструкций
Соединители армирования Обеспечение повышенного уровеня детализации при моделировании и документировании арматуры за счет использования полностью настраиваемых соединителей армирования на основе семейства.
Анализ собственного веса Возможность выполнения расчета потоков распределения нагрузок и с отображением, как вертикальные нагрузки передаются из верхней части модели в ее основание.
Детализация арматуры Создание подробных и точных проектов армирования. Создание проектной документации по армированию, включая в нее спецификации арматурных стержней.
Двусторонняя связь с различными расчетными программами Технология параметрического управления изменениями обеспечивает согласованность всех видов модели и строительных чертежей.
Аналитическая модель конструкций Анализ с помощью аналитической модели, которая генерируется автоматически при создании физической модели в Revit.
Проектирование и изготовление инженерных сетей
Детализация для производителя Создание в Revit готовых к производству моделей при использовании данных из Autodesk Fabrication CADmep, Fabrication ESTmep и Fabrication CAMduct для улучшения согласованности моделей, предназначенных для производителей и деталировщиков.
ОВК — проектирование и выпуск документации Проектирование и моделирование систем воздуховодов и трубопроводов с помощью элементов машиностроительного проектирования. Выполнение предварительного расчета отопительных и холодильных нагрузок и используйте инструменты для определения размера воздуховодов и труб. Проектирование сложных систем воздуховодов с согласованием их с другими службами и строительными конструкциями.
Проектирование электрических систем и разработка документации Проектирование и моделирование электрической системы вместе с соответствующими компонентами. Установка кабельных лотков и коробов и отслеживание электрических нагрузкок по всей системе распределения электричества.
Проектирование сантехнических систем и разработка документации Создание сантехнических систем с наклонными трубами. Компоновка системы трубопроводов вручную или автоматически, подключение к ним приборов и оборудований.
Совместная работа с архитекторами и проектировщиками строительных конструкций Повышение эффективности совместной работы с архитекторами. Отсутствие коллизий с несущими балками и каркасом. Согласованность и более эффективное взаимодействие благодаря инструментам, предназначенным для инженеров и проектировщиков машиностроительной отрасли, электрических и сантехнических систем.
Моделирование конструкций Возможность разбиения объектов, например, слоев стен и этапов бетонирования, и последующей манипуляции ими, что позволяет более точно отразить методы строительства.
Производство строительных конструкций Revit предоставляет проектировщикам строительных конструкций данные по детализации и изготовлению элементов бетонной арматуры.
По мере использования возможностей продукта всегда следует раскрытие его преимуществ и недостатков, которые снесены в табл. 3. В связи с тем, что программа охватывает огромный комплекс возможностей для всех участников проекта и на всех его стадиях реализации, стоит выделить отдельные группы специали-
стов, непосредственно имеющих отношение к проекту в тот или иной промежуток времени, и по схеме «задача-решение» наглядно выразить, как существенно улучшается и ускоряется работа от стадии «концепция» до стадии «внедрение объекта в эксплуатацию» (см. табл.4).
Преимущества и недостатки ПК Revit_
1. 3D проектирование информационной модели здания (архитектура, конструктив, ОВ и ВК) 2. Автоматическое создание разрезов, фасадов, спецификаций, узлов 3. Двунаправленная ассациативность (при исправлении в одном месте изменения вносятся автоматически во всем проекте) 4. Совместная и скоординированная работа всех разделов проектирования в Revit в одном файле или с помощью подгрузок 5. Создание любого параметрического элемента библиотеки пользователем 6. Связь с расчетными программами Robot, Scad, Лира(Revit содержит в проекте аналитическую модель каркаса, нагрузки и закрепления с возможностью передачи в данные программы) 7. Работа с любыми материалами с возможность передачи в 3ds Max 8. Интуитивно понятный интерфейс и удобное управление. 9. Автоматизация многих процессов позволила сократить время разработки проектной документации 1. Программа импортная, следовательно не учитываются российские особенности в проектировании 2. Низкая поддержка российских стандартов.
Практически любое обозначение необходимо видоизменять. 3. Бедный функционал работы с спецификациями. Не поддерживаются стандарты на спецификации. 4. Слабый функционал для работы с разделами КМ, КМД, КД 5. Создание информационной модели объекта представляет собой достаточно долгий и трудоёмкий процесс, выполнять который целесообразно только при выполнении масштабных проектов.
6. При моделировании зданий, подлежащих капремонту, в систему довольно сложно вписать информацию о дефектах конструкций требующих усиления зданий. 7. Уже при разработке пилотных проектов, создаваемых в рамках госпрограммы, было отмечено снижение производительности труда сотрудников.
Преимущества технологии BIM для разных участников жизненного цикла объекта
Инвестор, заказчик, девелопер
1. Оптимизировать инвестиции, сокращать стоимость проекта 1. Сокращать время проектирования и строительства и тем самым оптимизировать денежные потоки и сроки кредитования, что дополнительно сокращает стоимость строительства.
2. Определять оценочную стоимость проекта строительства на нулевой стадии для расчета его окупаемости. 2. На ранних этапах оценивать объемы материалов и работ, стоимость строительства на базе информационной В1М-модели.
3. Иметь полную информацию о расходах в процессе работы над проектом, точно прогнозировать финансовые потоки на этапе проектирования, строительства и эксплуатации. 3. Создавать точные и наглядные визуализированные планы-графики строительства, которые позволяют спланировать время поступления денежных средств.
4. Экономить бюджет строительства за счет оптимизации логистики на стройплощадке. 4. Проводить проверку на пространственно-временные коллизии на стройплощадке, анализировать и оптимизировать сроки использования строительной техники на основе В1М-модели для сокращения сроков и стоимости строительства.
5. Получать информацию о проекте, необходимую для принятия решения, в удобном и наглядном виде. 5. Использовать современные средства коммуникации на основе В1М-процессов и В1М-модели.
6. Создавать высокий спрос на объект строительства на нулевой стадии. 6. С помощью В1М-инструментов создавать концептуальную 3D-модель, которая максимально соответствует будущему объекту. Ее использование в маркетинговых целях позволяет улучшить коммуникацию с клиентом.
Проектная организация Директор
1. Получать новые заказы/увеличивать бизнес компании. 1. Предлагать решения на базе В1М-модели в соответствии с запросом рынка, в том числе со стороны государственных заказчиков.
2. Выпускать качественную документацию в срок. 2. Более чем на 30% сокращать количество ошибок за счет скоординированной работы всех участников проекта на основе BIM-модели.
3. Повышать производительность — за меньшее время выполнять большее количество проектов. 3. Более чем на 30% ускорять процесс проектирования.
4. Исключать текучку кадров и удерживать передовых сотрудников. 4. Увеличивать привлекательность собственной компании для наиболее перспективных сотрудников, которые желают повышать профессиональный уровень, работая по В1М-технологии.
Руководитель отдела сапр/it
1. Оптимально инвестировать, добиваясь максимальной отдачи от каждого вложенного рубля. 1. 90% компаний добиваются положительной отдачи от внедрения BIM, 50% компаний заявляют о ROI более 25% (McGraw Hill Construction).
2. Способствовать увеличению прибыли компаний с помощью 1Т-инструментов. 2. Технология BIM позволяет увеличить скорость проектирования до 30%, сократить количество ошибок (на основе опыта российских пользователей).
3. Обеспечивать четкий бесперебойный выпуск конечной продукции — рабочей документации. 3. Правильно организованное внедрение технологии BIM позволяет не снижать общего темпа выпуска документации. В дальнейшем весь комплект документов, согласно 87-му постановлению, можно будет выпускать на основе BIM-модели.
1. Создавать уникальные проекты высокого качества. 1. Автоматизировать рутинные операции, сосредоточившись на творчестве.
2. Соблюдать сроки и бюджет проекта. 2. Повышать качество и сроки проектирования за счет обнаружения коллизий на ранней стадии проекта, минимизировать количество исправлений в проекте на стадиях подготовки рабочей документации и строительства.
3. Выполнять специальные требования заказчика, в т.ч. в области энергопотребления здания. 2. Повышать качество и сроки проектирования за счет обнаружения коллизий на ранней стадии проекта, минимизировать количество исправлений в проекте на стадиях подготовки рабочей документации и строительства.
4. Выбирать и утверждать с заказчиком оптимальные решения на ранней стадии проекта. 4. Предлагать заказчику наглядные варианты проектных решений, снабжая их исчерпывающей аргументацией.
1. Соблюдать требования по безопасности для сложных проектов. 1. Проводить расчеты на основе BIM-модели на разных этапах проектирования, в том числе на стадии концептуального проектирования.
2. Управлять большим количеством проектных изменений. 2. Поддерживать совместную работу в рамках информационной модели, позволяющей автоматически обновлять все разделы проекта после внесения какого-либо изменения.
3. Координировать работу с другими отделами, в том числе с инженерами и архитекторами. 3. Обсуждать проектные решения на всех этапах проектирования с помощью программных инструментов для обратной связи.
4. Сокращать время на подготовку аналитической модели. 4. Создавать упрощенную модель и задавать нагрузки для передачи в расчетные программы без лишнего моделирования и перестроения основной модели.
1. Выбирать оптимальный вариант инженерного проекта. 1. Вариативное проектирование на основе BIM-модели.
2. Исключать коллизии между различными инженерными системами и архитектурным проектом. 2. Организация совместной работы, эффективная координация работы между всеми участниками проекта.
3. Выпускать качественную проектную документацию в установленные сроки. 3. Сокращение времени проектирования за счет автоматического поиска коллизий и их устранения на ранних этапах проектирования.
1. Находить оптимальный вариант проекта планировки. 1. Автоматизировать трудоемкие процессы по вычислению объемов и составлению ведомостей на основе В1М-модели.
2. Создавать план организации рельефа, вычислять объемы земляных работ и оформить картограмму. 2. Автоматизировать изменение модели и всех полученных по ней чертежей при внесении изменений в проект.
3. Разрабатывать сводный план инженерных сетей. 3. Выпускать чертежи в соответствии с российскими стандартами и стандартами предприятия на основе преднастроенных
4. Создавать план благоустройства территории. 4. Оформлять план благоустройства территории с использованием библиотек блоков и автоматически получать ведомости по преднастроенным шаблонам.
1. Точно оценивать стоимость строительства до участия в торгах. 1. Сокращать погрешность расчетов потенциальной стоимости строительства на основе В1М-модели с погрешностью 5-10%.
2. Сокращать риски превышения заявленной стоимости строительства. 2. Проводить симуляцию процесса строительства на основе BIM-модели, создавать график строительства, оптимизировать время работы дорогостоящей строительной техники, точно определять сроки участия в проекте подрядчиков, оптимизировать объемы строительного материала.
3. Контролировать заявленные сроки возведения объекта. 3. Контролировать план-факт работ всех участников процесса строительства на основе В1М-модели, в том числе с помощью использования мобильных устройств на стройке.
Чтобы В1М-технология смогла проявить весь свой потенциал, компании необходимо детально и всесторонне спланировать процедуры внедрения. От того, насколько глубоко будет внедрена технология информационного моделирования и какого уровня зрелости в компании она достигнет, напрямую зависит финансовая отдача от ее применения. Одним из важных показателей эффективности перехода на В1М-технологию является возврат инвестиций — ко-
эффициент рентабельности инвестиций ROI, рассчитываемый по формуле:
^^ Выручка — Инвестиции Инвестиции
Как показывает практика, в зависимости от степени глубины внедрения BIM-технологии коэффициент рентабельности инвестиций увеличивается, как показано на рис. 5.
ROI при внедрении BIM
ROI от 25% и больше ROI от 1% до 25% I Негативный или нулевой ROI
Низкая глубина Средняя глубина Высокая глубина внедрения BIM внедрения BIM внедрения BIM
Рис. 5. Значение коэффициента рентабельности инвестиций при внедрении BIM
Не смотря на все положительные стороны BIM-технологии в целом и ПК Revit в частности, все завязано на инвестициях (инфраструктурных, проектных, долгосрочных).
На сегодняшний день, с учетом наибольшей эффективности использования BIM-технологий, то есть если все специалисты перейдут на новое программное обеспечение, общая сумма инвестиций, по состоянию на начало 2017 года, составит 2 786 600 руб., которая состоит из инве-
стиций в программное обеспечение и затрат на обучение персонала. [14]
При внедрении нового программного обеспечения производительность сначала резко снижается (процесс обучения), затем постепенно возрастает, достигая уровня выше, чем при применении старого программного обеспечения.
Ниже приведены прогнозные показатели чистого дохода (ЧД) и чистого дисконтированного дохода (ЧДД) за три года после внедрения BIM-технологий (см. табл. 5).
Прогнозный расчет чистого дохода и чистого дисконтированного дохода после внедрения
Показатель 1 год 2 год 3 год
Чистая прибыль до внедре- 3 224 960 3 224 960 3 224 960
ния В1М-технологий, руб.
Чистая прибыль после 3 920 000 5 808 000 5 808 000
Разница в прибыли фь руб. -3 221 040 2 583 040 2 583 040
ЧД, руб. -3 221 040 -638 000 1 945 040
Коэффициент дисконтиро- 1 1,0875 1,183
ф1хаь руб. -3 221 040 2 809 056 3 054 848,4
ЧДД, руб. -3 221 040 -411 984 2 642 864,4
Поскольку прогнозные показатели ЧДД за третий год положительные, инвестиции во внедрение BIM-технологии взамен CAD- технологий можно считать эффективными. В доказательство этого факта, можно привести примеры по успешному внедрению BIM в различные сферы строительства, как за рубежом, так и в России.
В доказательство этого факта, можно привести примеры по успешному внедрению BIM как за рубежом, так и в России.
1. Проект ультрасовременного бизнесцентра в г. Казань. В конце 2014 года перед ГУП «Татинвестгражданпроект» (ТИГП) была поставлена задача выполнить работы по проектированию бизнес-центра — одиннадцатиэтажного ультрасовременного офисного здания. Предстояло построить четыре подземных и семь надземных этажей с конференц-залом, зонами бытового обслуживания, питания и отдыха.
Отправной точкой для специалистов «Татинвест-гражданпроект» стал эскизный проект, подготовленный сторонней компанией в формате AutoCAD. Для создания информационной модели бизнес-центра был выбран Autodesk Revit, в нем выполнялись все разделы проекта — АР, АС, КЖ, ОВ, ВК, ЭО. Презентационные материалы выполнялись в Autodesk 3dsMax и Autodesk Revit. Также при работе с заказчиком были использованы Autodesk Design Review и Autodesk Navisworks для обмена информационной составляющей проекта. Для создания возможности виртуального прохода по зданию команда Дмитрия Полковникова (начальник отдела BIM-технологий «Татинвестгражданпроект») использовала приложение Revizto.
2. Проект реконструкции плавательного центра «Лужники». Компания UNK project выиграла тендер на реконструкцию плавательного центра «Лужники», в котором участвовало 43 заявки от российских и международных архи-
тектурных бюро. Относительно небольшое здание центра (42 000 м2) чрезвычайно насыщено функционалом: здесь есть технический этаж, двухэтажный паркинг, этажи с торговыми павильонами, три совмещенных бассейна, аквапарк, этажи, занятые академией бокса, фитнес-центром и спа-зоной.
3. Подготовка проектной документации спортивно-концертного комплекса «Рубин». Группа компаний SBE-NIPIGS в конце 2012 года выиграла тендерный конкурс на разработку проектной документации «Строительство спортивно-концертного комплекса «Тюмень- Арена».
В соответствии с технологическими и эксплуатационными параметрами объект должен стать одним из ведущих ледовых стадионов с проектной вместимостью 12500 зрителей в режиме хоккея и до 15000 при проведении концертных мероприятий. В соответствии с заданием на проектирование работа включала в себя разработку проектной документации для четырех объектов: здания многофункциональной арены, технического блока, крытого паркинга и гостиницы, а также благоустройства площадки 19 га. В качестве основного инструмента проектирования была выбрана программа Autodesk Revit. Благодаря параметрической геометрии формообразующих элементов и автоматическому получению технико-экономических показателей было подготовлено около 150 вариантов главной арены.
4. Стадион «Открытие Арена». Международная компания AECOM получила заказ на разработку концепции и стадии «П» проектной документации по стадиону ФК «Спартак» (сейчас — «Открытие Арена») в Москве в 2009 году. По первоначальному плану стадион должен был вмещать 35 тысяч зрителей, однако, когда Россия выиграла право на проведение ЧМ 2018, это число, согласно требованиям FIFA, увеличилось до 42 тысяч. Для того чтобы гарантированно
пройти экспертизу и соблюсти бюджет, стадион проектировался по технологии BIM в Autodesk Revit. На разработку проектной документации стадии «П» у компании ушло меньше года, на подготовку рабочей документации — полтора года.
5. Шанхайская башня. Известная как второе по высоте здание в мире, Шанхайская башня является наглядным примером и результатом использования решений BIM для проектирования, строительства и, в конечном счете, эксплуатации здания.
6. Медицинский центр Брон-Лебанон в Нью-Йорке. Специалисты компании WASA/Studio A справились со сложным проектом медицинского центра Брон-Лебанон в Нью-Йорке и объединенили разные отрасли проекта с помощью Revit.
В отличие от традиционного подхода, BIM дает возможность сместить основной объем работ по внесению изменений на стадии эскизного проектирования и разработки проектной документации, сократив таким образом стоимость каждой проектной ошибки. В то время как при использовании традиционной технологии основная масса коллизий обнаруживается и исправляется лишь на стадиях рабочей документации или строительства.
При внедрении BIM компании несут различные неизмеряемые и неоднородные по своему характеру затраты. Отсюда следует вывод, что опираться исключительно на стоимостные выражения инвестиций, как это происходит при подсчете ROI, невозможно.
К внедрению BIM систем необходимо подходить избирательно, учитывая особенности конкретного проекта. Подход «все или ничего» не является правильным. В некоторых случаях более эффективными оказываются CAD-системы, а применение BIM может осуществляться в ограниченном виде (например — трехмерное моделирование).
Внедрение СП по информационному моделированию показывает поддержку и одобрение со стороны правительства BIM-технологии.
Несмотря на некоторые трудности, процесс развития и внедрения BIM-технологий в России необратим.
1. Приказ Минстроя России от 29.12.2014 № 926/пр (ред. от 04.03.2015) «Об утверждении Плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства»
2. Губарев С.А. Аналитический обзор современных технологий строительства, строи-
тельных материалов, строительных конструкций, отвечающих современным требованиям инвесторов в строительстве // Инновационная наука. 2016. № 11-1. С. 48-51.
3. Владыкин В.Н. Применение технологии «Building Information Modelling» при развитии строительной индустрии в России // Инновационная наука. 2016. № 12-2. С. 33-36.
4. Грищено Е.Н., Стрекозова Л.В. Теоретические аспекты анализа и оценки организационно-технологических рисков в строительстве// Инновационная наука. 2016. № 5-1 (17). С. 1013.
5. Приходько Е.С., Шелайкина А.Н., Абакумов Р.Г. Интегральные тенденции в решении задач обеспечения эффективности, результативности и качества управления государственной собственностью // Инновационная наука.
2016. № 5-1 (17). С. 161-162.
6. Скрыпник О.Г. Обеспечение безопасности и эксплуатационной надежности зданий и сооружений // Инновационная наука. 2016. № 53 (17). С. 199-200.
7. Виноградова Д.И. Факторы организационно-технологического рискового окружения инвестиционно-строительной деятельности // Инновационная наука. 2016. № 6-1. С. 57-60.
8. Маликова Е.В. Практика применения инновационных технологии в строительстве // Молодой инженер — основа научно-технического прогресса. Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. 2015. С.212-216.
9. Толстой Л.В. Особенности экономического обоснования строительства высотных зданий (небоскребов) // Инновационная наука.
2017. № 1-1. С. 100-103.
10. Шелайкина А.Н., Абакумов Р.Г. Развитие методологических основ управления рисками инвестиционно-строительных проектов// Инновационная наука. 2017. № 1-1. С. 120-122.
11. Толстой Л.В. К вопросу о развитии и целесообразности строительства высотных и сверхвысотных зданий в России // Инновационная наука. 2017. № 1-1. С. 99-100.
12. Черняев В.В. Проблемы внедрение инновационных технологий в строительство// Инновационная наука. 2017. № 2-1. С. 245-247.
Abakumov R.G., Naumov A.E., Zobova A.G.
ANALYTICAL REVIEW OF THE METHODOLOGICAL TOOLS USED IN THE SALES COMPARISON APPROACH WHEN PRICE ADJUSTMENTS ANALOGUES
The article reveals the problem of moral and physical obsolescence of a significant part of the housing stock is represented by houses of the first period of industrial housing. The comparative analysis of the advantages and disadvantages of various methods of reconstruction of the analysed housing stock. Given technical and economic characteristics of a model series of multi-storey buildings of the first period of industrial housing construction with the aim of determining the possibility of reconstruction. Proposed guidelines for the economic reproduction of the housing Fund on the basis of the reconstruction of the buildings of the first period of industrial housing.
Key words: information modeling, software cost-effectiveness of introducing advanced technologies.
Абакумов Роман Григорьевич, кандидат экономических наук, доц. кафедры экспертизы и управления недвижимостью.
Источник: cyberleninka.ru
3.2. Модели, применяемые в организации строительства
До настоящего времени основной моделью управляемых систем служат простые графические методы в виде графиков Ганга – календарные линейные графики, на которых в масштабах времени показывают последовательность и сроки выполнения работ. Применяемые реже циклограммы отражают ход работ в виде наклонных линий в системе координат и являются, по существу, разновидностью линейного графика.
Как отмечалось выше, к моделям предъявляются взаимопротиворечивые требования – простоты и адекватности.
Отсюда основные недостатки линейных графиков:
– отсутствие наглядно обозначенных взаимосвязей между отдельными операциями (работами); зависимость работ, положенная в основу графика, выявляется составителем только один раз в процессе работы над графиком (моделью) и фиксируется как неизменная; в результате такого подхода заложенные в графике технологические и организационные решения принимаются обычно как постоянные и теряют свое практическое значение вскоре после начала их реализации;
– негибкость, жесткость структуры линейного графика, сложность его корректировки при изменении условий; необходимость многократного пересоставления, которое, как правило, из-за отсутствия времени не может быть выполнено;
– сложность вариантной проработки и ограниченная возможность прогнозирования хода работ;
– сложность применения современных математических методов и компьютеров для механизации расчетов параметров графиков.
Все перечисленные недостатки снижают эффективность процесса управления при использовании линейных графиков.
Сетевая модель свободна от этих недостатков и позволяет формализовать расчеты для передачи на компьютер. В основе сетевого планирования лежит теория графов – раздел современной математики, сформировавшийся в качестве самостоятельного в послевоенный период.
Графом называют геометрическую фигуру, состоящую из конечного или бесконечного множества точек и соединяющих эти точки линий (рис. 3.1). В графе различают точки, называемые вершинами графа, и соединяющие их линии. Эти линии носят название ребер, если они не ориентированы (см. рис. 3.1б), и дуг, когда линии имеют направление (см. рис. 3.1б).
В сетевой модели применяют ориентированные графы, т. е. фигуры, состоящие из вершин и дуг.
Примерами применения графов могут служить различные карты, схемы, диаграммы и т. п. Вершинами в этих случаях являются населенные пункты (в географических картах), источники электроснабжения и потребители (в электрических схемах), объемы ресурсов, количество рабочей силы (в графиках-диаграммах).
В строительстве при построении сетевых графиков принят способ изображения, при котором как в ориентированном графе дугами обозначаются работы, а вершинами – результаты выполнения этих работ. Результаты работ называют событиями.
Рис. 3.1. Граф: а – неориентированный; б – ориентированный; / – вершина; // – ребро; /// – дуги
Источник: studfile.net
ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Рациональные календарные планы строительства объектов могут быть сформированы лишь на основе нормализованной технологии производства работ. Сам процесс нормализации технологии по сути дела сводится к построению технологической модели возведения зданий и сооружений. Совокупность этих моделей строительства объектов, соответствующая структуре производственной программы строительной организации, и является исходной базой календарного планирования. В соответствии с этим следует отметить, что эффективность календарных планов существенно зависит от того, насколько организационно-технологические модели возведения объектов отвечают предъявляемым к ним требованиям.
Организационно-технологическая модель — это графическое изображение и математическое описание взаимосвязей и взаимозависимостей процессов строительного производства. Отсюда следует, что важнейшим из этих требований является адекватность модели процессу возведения объекта.
Другими словами, в модели должны найти свое отражение реальные связи, возникающие между отдельными видами работ в процессе возведения объекта с необходимой степенью подробности и точности. Каждая модель строительства объекта должна нести в себе объем информации, способный обеспечить расчет всех требуемых параметров плана строительной организации, т.е. каждый вид работы, отраженный в модели, должен быть охарактеризован определенным набором технико-экономических показателей. Еще одним важным требованием к разработке модели является обеспечение простоты анализа и контроля выполнения строительно-монтажных работ в оперативном режиме. И последнее — технологическая модель должна быть устойчива по отношению к изменениям, происходящим в процессе реализации производимых работ.
В настоящее время разработаны и широко используются многие виды технологических моделей. Выбор такого вида в каждом конкретном случае определяется разработчиком календарного плана исходя из той совокупности задач, которые необходимо решать в процессе его формирования.
В большинстве случаев в практике календарного планирования используются следующие организационно-технологические модели: графики Ганта (линейные диаграммы), циклограммы, матрицы, сетевые графики, обобщенные сетевые графики, нормативно-технологические модели (кривые S-вида).
Простейшим и наиболее популярным видом организационнотехнологической модели является линейный график Ганта (рис. 3.5). Такой график наиболее наглядно отображает взаимосвязь и последовательность работ во времени. К достоинствам модели следует отнести:
- • изобразительную наглядность получаемого календарного плана;
- • простоту математического описания видов работ, отраженных в календарном плане;
- • простоту внесения корректив в процессе его использования.
Рис. 3.5. Линейный график Ганта
Математически график Ганта описывается множеством фиксированных значений сроков начал и окончаний всех включенных в график видов работ, без указания взаимосвязи между ними:
где Р — расписание видов работ (календарный план); ТР — срок начала /-й работы; ТР — срок окончания /-й работы; / = 1,2, 3, п — последовательность номеров работ календарного плана.
Чаще всего эти модели используются в процессе оперативного управления или при календарном планировании относительно небольших и простых объектов строительства. Они также находят свое применение как вспомогательный инструмент моделирования в едином комплексе с другими более сложными и совершенными моделями.
Более совершенной технологической моделью, используемой для разработки календарных планов, является циклограмма, представляющая собой плоский график в двухмерной системе координат. По оси абсцисс откладывается время работы, а по оси ординат — виды работ или захватки. Циклограмма по сути дела является усовершенствованной модификацией линейных графиков Ганта для отображения процессов поточного строительства (рис. 3.6). Наиболее простыми являются циклограммы для поточного строительства с полным предшествованием работ на захватках. В самом общем случае математическое описание таких моделей можно представить следующим образом:
где j — номер бригады; / — номер захватки; 70,70 — соответственно, сроки начала и окончания работ у-й бригады на /-й захватке; 70 — продолжительность работыу’-й бригады на /-й захватке.
Циклограммы нашли свое применение при сооружении сравнительно простых объектов, так как при возведении больших и сложных с технологической точки зрения объектов использование этих моделей становится делом очень сложным.
В отличие от циклограмм матричные модели являются более совершенным типом организационно-технологических моделей. Матричные модели представляют собой описание комплексов строительно-монтажных работ в виде таблиц или матриц. В каждой отдельно взятой матрице технологический процесс задан в виде последовательности работ, как в разрезе каждого отдельно взятого участка, так и каждого процесса по всем участкам. Отсюда следует, что в матричных моделях технологический процесс задан в аналитическом виде, без его графического отображения. Каждая такая матрица представляет собой прямоугольную таблицу с пересекающимися m-столбцами и «-строками. Эти столбцы и строки образуют
Рис. 3.6. Циклограмма ритмичного потока клетки, в которые вписывают характеристики работ: объемы работ, сроки их выполнения, трудоемкость, стоимость и т.д. (табл. 3.2).
Матричная организационно-технологическая модель
Примечание 1 , элементами матрицы является время /.. выполнения /-х работ на j-м участке (в днях или неделях);/= [1,2V];y = ?1, МГ
В основном матричные модели используются в производственной практике для описания строительного потока, при этом в качестве изобразительного средства календарного плана используются циклограммы. К достоинствам матриц следует отнести относительную четкость обозначения связей между работами и сравнительную простоту математического описания, анализа и расчета.
Схожие недостатки простейших моделей привели к тому, что наибольшее распространение в практике календарного планирования получили сетевые модели, как наиболее эффективные и наглядные. В настоящее время сетевые модели повсеместно принято называть сетевыми графиками. Сетевые графики предоставляют пользователю широкий набор временных параметров работ, производимых на объекте строительства. Такими параметрами сетевого графика являются: ранние сроки начала и окончания видов работ, критический путь, общий и частный резервы времени.
С математической точки зрения сеть (сетевой график) представляет собой строго ориентированный, взаимосвязанный, конечный граф без контуров, предназначенный для отражения реально существующих отношений предшествования между всеми работами, входящими в его состав (рис. 3.7).
В самом общем случае с помощью сетевого графика можно произвести анализ состояния хода работ в каждый заданный момент времени, определить последовательность работ, которые могут задержать выполнение плана в заданные сроки (увеличить критический путь), и, таким образом, обеспечить выработку рекомендаций для принятия необходимых оперативных мер. Такой вариант использования сетевых графиков ориентирован на временной критерий. Одновременно с этим сетевые графики широко используются для подготовки обоснованных решений, связанных с критериями эффективного использования ресурсов.
Рис. 3.7. Сетевой график возведения сооружения
Отсюда следует, что сетевые графики наилучшим образом отражают последовательность производства работ по возведению сложного объекта и позволяют осуществлять календарное планирование более эффективно, с расчетным обоснованием принимаемых решений.
Сетевые графики подразделяются на детерминированные и стохастические (вероятностные).
Детерминированными называются модели со строго фиксированными временными оценками составляющих их видов работ. Это самые обычные сетевые модели, получившие широкое распространение в практике планирования и управления строительством.
В свою очередь стохастические сетевые модели подразделяются на альтернативные, сетевые модели с вероятностными временными оценками работ, и сетевые модели с переменными интенсивностями работ.
Альтернативные сетевые модели — это такие модели, в которых для достижения конечной цели часть работ может не выполняться, т.е. допускается логическая операция «или».
В сетевых моделях с вероятностными временными оценками временные оценки по каждому из видов работ заданы экспертным путем и определяются следующим образом:
где tj — продолжительность /-й работы; а — оптимистическая оценка эксперта; т — наиболее вероятностная оценка эксперта; b — пессимистическая оценка эксперта.
При этом топология сети строго детерминирована.
Сетевые модели с переменными интенсивностями работ — еще одна разновидность вероятностных сетевых графиков, в которых интенсивности выполнения работ (использования ресурсов) и соответственно зависимые от этого сроки их выполнения переменны. В этих условиях интенсивность выполнения каждой из работ сетевого графика задается следующим образом:
где r (i_j)k — интенсивность потребления к-то вида ресурса на работе (/ — J). Максимальные (шах) и минимальные (min) значения использования ресурса по каждой из работ сетевого графика задаются экспертным путем.
Все рассмотренные виды сетевых моделей нашли свое применение в календарном планировании, однако наибольшую популярность у строителей завоевали детерминированные сетевые графики. При этом достоинства сетевых моделей не исключают наличия некоторых проблем, связанных с их использованием.
В отличие от сетевых моделей нормативно-динамические модели возведения объектов строительства обладают значительно меньшим информационным потенциалом и сравнительно редко используются в практических целях производственного планирования и оперативного управления. Однако в целом ряде производственных ситуаций, в особенности на начальной стадии осуществления инвестиционностроительного проекта, использование моделей S-вида более эффективно, нежели трудоемкая и продолжительная процедура построения и непрерывной корректировки других, более детализированных технологических моделей.
Модели вида S представляют собой линии, отражающие характер зависимости динамики нарастания объемов выполнения строительно-монтажных работ во времени от начала возведения объекта до его завершения. Практика показывает, что для подавляющего большинства объектов строительства начальный период характеризуется медленным нарастанием используемых ресурсов в единицу времени, с последующим их максимальным потреблением на средних этапах строительства и дальнейшим сокращением потребления на завершающей стадии возведения объекта. Соединив точки нарастания готовности объекта во времени, мы и получим конфигурацию 5-кривой, характерную для всех без исключения объектов строительства. По сути дела S-кривая отображает интегральную функцию от интенсивности работ на объекте во времени от начала строительства до его завершения (рис. 3.8).
Построение такой функции можно осуществить на основе любого сетевого графика строительства с известными ранними и поздними сроками начала и окончания работ на объекте, а также на основе строительных норм продолжительности и задела (СН 440-79, СНиП 1.04.03-85).
Рис. 3.8. Раннее, позднее и фактическое выполнение работ на объекте строительства в соответствии с сетевым графиком
Данная модель может быть с успехом использована для обоснования календарного плана строительства объектов в составе годовой производственной программы СО на предварительном этапе ее разработки, а также для целей управления инвестиционным проектом на высшем уровне руководства. Принятая формула для отражения процесса готовности объекта универсальна и имеет вид:
где t — текущее время; у — привязочный коэффициент, равный [1 — exp(aT b )]; а, b — нормативные коэффициенты, определенные на основе нормативных показателей по методу наименьших квадратов; Т — нормативная продолжительность строительства.
Высококачественная разработка организационно-технологических моделей — очень важный фактор достижения высоких показателей эффективности календарного планирования строительного производства. Другим, не менее важным фактором, требующим своего отдельного рассмотрения, является выбор видов и методов решения задач календарного планирования.
Источник: studref.com