Не начав применять их, вы рискуете сильно отстать от конкурентов

Отрасль строительства по-прежнему остается гигантом, чья стоимость оценивается в 12 триллионов долларов. Она исторически медленно внедряет цифровые инновации, поэтому многие строительные площадки по-прежнему выглядят так же, как и 100 лет назад. Но ландшафт стремительно меняется, поэтому строительная отрасль находится в поисках новых методов повышения эффективности. Еще в 2016 году аналитики McKinsey в своем отчете написали, что будущее отрасли — это цифровизация. И сейчас мы видим, как IT-технологии экономят строительным компаниям серьезные деньги, улучшая безопасность труда и выводя на новый уровень работу с заказчиками. Строители массово начинают применять BIM-модели, приобретают 3D-принтеры по бетону, используют дроны для осмотра стройплощадок и высотных объектов. В этой статье мы расскажем об основных цифровых технологиях в строительстве, которые будут актуальны до конца текущего десятилетия. Не начав применять их, вы рискуете сильно отстать от конкурентов.

1. BIM-моделирование

BIM — это цифровая модель здания, которая содержит характеристики всех элементов — от несущих стен и кровли до шаровых кранов в теплоузле. В BIM-модели можно посмотреть материалы, цены, графики производства работ, при этом модель одновременно доступна всем участникам строительства. После завершения стройки модель передают эксплуатанту, и он даже спустя много лет может понять, какие технические решения были использованы при строительстве. Также он заранее будет знать, у какого оборудования истекает срок эксплуатации и сможет спланировать ремонт или замену.

С помощью BIM застройщики могут точно контролировать расходы, видеть в реальном времени отчеты по закупкам и использованию материалов. BIM-модель позволяет быстро построить график работ, моментально узнать планируемый срок готовности любого элемента здания. В связке с электронным документооборотом и электронными цифровыми подписями BIM-модель резко сокращает объем «живого» контроля на стройплощадке, в том числе со стороны государства.

2. Высокотехнологичная топологическая съемка и георазведка

Чтобы выбрать строительную площадку и исследовать почву, сейчас уже не надо бурить, брать пробы и приглашать десяток специалистов-смежников. Аэромониторинг дешевле и быстрее традиционной геодезии. Беспилотный аппарат, даже с условием регулярных посадок для зарядки или смены аккумуляторов, сможет облететь 40-50 гектаров за сутки. Современные георадары позволяют неразрушающими методами выяснить состав почвы, а значит, понять места и глубину забивки свай или сделать верный расчет бетонной плиты. В то же время технология фотограмметрии позволяет по обычным фотографиям и данным лазерных сканеров (лидаров) создать 3D-модель поверхности в мельчайших деталях и интегрировать ее в BIM и заложить в проект верные технические решения.

3. 3D-печать

Еще несколько лет назад 3D-печать пластиковых изделий была новшеством, а сейчас этим уже никого не удивишь. Многие строители не верили, что аналогичным образом можно печатать бетоном и строить целые дома, но и это тоже стало реальностью. Технологии 3D-печати активно внедряются в строительство. Строительный принтер сам готовит смесь из заложенных в него компонентов и слой за слоем «печатает» конструкции, будь то стена или перекрытие. Современные принтеры работают не только в фабричных условиях — их можно установить прямо на стройплощадке. Благодаря 3D-печати процесс возведения здания идет существенно быстрее, так как бетонный раствор может приготавливаться прямо на месте, а принтер превосходит по скорости самую профессиональную бригаду строителей. К тому же он не знает отдыха и умеет работать 24 часа в сутки. Технологии 3D-печати в строительстве полностью автоматизированы и процесс исключает влияние человеческого фактора. Нет шансов, что стена «завалится» или будет промерзать из-за того, что где-то в кладке остались поры.

Со временем 3D-печать может изменить представления об архитектуре зданий, поскольку принтеры с легкостью выполняют закругления стен и другие сложные геометрические задачи, придавая объектам непривычные, но красивые и функциональные формы. Этой технологией сегодня интересуются, наверное, все крупные застройщики. Кроме того, технологию 3D-печати можно использовать для создания малых архитектурных форм, например, скамеек, урн и декоративных фигур.

4. Интернет вещей и умные датчики

Интернет вещей в случае стройки — это подключение всех машин, механизмов, стационарных объектов и даже рабочих, например, с помощью Smart-часов, к единой сети, что позволяет отслеживать все процессы в реальном времени. К примеру, миксер с датчиком количества раствора и включенный в единую информационную среду, может сам заказывать бетон на заводе и прогнозировать время прибытия для загрузки. А датчики времени работы двигателей позволяют высчитывать фактически и прогнозировать будущий расход топлива у спецмашин, находить простои и отклонения от графика.

Интернет вещей нужен, чтобы собрать воедино разрозненные данные. Например, сейчас даже контроль за расходом топлива часто ведется на бумаге, а количество солярки в баках проверяют специальные люди. Это не самое эффективное решение, и многочисленные случаи воровства топлива это подтверждают. Кроме того, Интернет вещей дает большой объем новых данных, которые раньше никто не собирал. Если рабочие будут носить Smart-часы или трекеры активности, станет понятно, где они находятся каждую минуту времени, как часто перемещаются и куда, сколько стоят на месте. Согласно исследованию McKinsey, наибольший потенциал Интернета вещей заключается именно в оптимизации рутинных операций и повседневного управления активами.

5. Роботы и дроны

Строительные роботы — это механизмы с удаленным управлением или искусственным интеллектом. В первом случае человек управляет на расстоянии, а во втором робот умеет сам, без вмешательства человека, принимать решения. Роботы решают, пожалуй, самую важную проблему строительного сектора — нехватки рабочей силы. Роботизированный труд отлично подходит для задач, которые не требуют высокой квалификации, например, копки траншей, забивки свай, демонтажных работ. Также роботы существенно повышают безопасность стройки, причем это не сказывается на скорости производства работ, так как они могут работать почти 24 часа в сутки. Что касается дронов, то они пока служат для обследования и наблюдения, так как выполнять с их помощью какие-либо работы на этой стадии развития технологии сложно.

6. Искусственный интеллект

Искусственный интеллект на стройке может быть начинкой роботов. Такой строительный робот не ждет команды от человека на каждое движение, а сам понимает, где копать, и насколько продвинуться, чтобы не упасть в траншею. Более глубокие варианты использования искусственного интеллекта включают в себя машинное обучение и предиктивную аналитику, то есть возможность алгоритмов учиться и предсказывать ситуации. Применение искусственного интеллекта в строительстве предполагает, что он может на основе прошлых данных и данных от датчиков, которые работают в реальном времени, предсказывать угрозы безопасности. Так, например, зная, что в помещении неделю работают сварщики и, заметив аномальное увеличение температуры воздуха, алгоритм предупредит о пожаре и может сам вызвать пожарных. Технологии машинного зрения с элементами искусственного интеллекта позволяют распознавать транспорт и людей на стройке, контролировать периметр, количество рабочих, порядок на стройплощадке.

По данным компании UK Connect, ведущего поставщика коммуникационных решений для строительной отрасли в Великобритании, хороший экономический эффект от применения искусственного интеллекта можно получить в проектном менеджменте и финансовом планировании. Алгоритмы искусственного интеллекта могут анализировать сметы любого объема, сопоставлять цены, отслеживать их изменения, прогнозировать стоимость материалов, следить за соблюдением сроков и выявлять странности, за которыми могут скрываться злоупотребления.

7. Виртуальная и дополненная реальность

В виртуальной реальности можно воссоздать готовое здание, строительную площадку или кабину экскаватора, а дополненная реальность позволяет дорисовывать еще не построенные этажи здания вместе с помещениями. Пользователи могут использовать эти технологии как при помощи обычных компьютеров и телефонов, так и при помощи специальных очков, благодаря чему глубина погружения будет выше, а ощущения яснее и интереснее. Технологии виртуальной и дополненной реальности также отлично подходят для решения маркетинговых задач в строительстве. Можно демонстрировать заказчикам готовую виртуальную модель здания или продавать квартиры в жилом комплексе при помощи виртуальных туров. При этом жилой комплекс еще может строиться. Еще одна важная сфера применения этих технологий — обучение сотрудников. Например, технологии виртуальной и дополненной реальности используют для обучения операторов сложных механизмов: кранов, демонтажных машин, гидравлических подъемников и экскаваторов.

8. Блокчейн

Сегодня блокчейн стал стандартным решением для обеспечения сохранности данных и проверки их корректности. Технологии блокчейн в строительстве — это еще и основа для так называемых смарт-контрактов, то есть схем финансирования и бизнес-процессов, которые публикуются онлайн. Смарт-контракты описывают логику движения денег и работают как бы сами по себе. Когда подрядчик закончил часть работы, а заказчик подписа акты, смарт-контракт сам проводит оплату. Смарт-контракты на основе блокчейна снижают количество посредников. Если заранее известна процедура движения средств и все причинно-следственные связи, то не нужны проектные управляющие. Кроме того, существует консорциум по блокчейну в строительстве, участникам которого удалось интегрировать платформу Autodesk Forge и блокчейн Ethereum. Действия, которые инженеры выполняли в облаке Autodesk, были успешно записаны как транзакции в блокчейне. Таким образом, блокчейн может стать надежным и единственно достоверным источником обо всех изменениях строительного проекта, которые вносятся разными людьми и разными программами, и такую же интеграцию можно сделать для AutoCAD и Revit.

9. Технологичные материалы

Одним из самых захватывающих достижений в современных строительных технологиях являются самовосстанавливающиеся материалы. Эти инновационные материалы обладают уникальной способностью «исцелять» себя после повреждений, что значительно увеличивает их срок службы и уменьшает необходимость в регулярном ремонте. Еще один пример использования технологий при создании материалов для строительства, — это бетон, пропускающий свет. Бетонные изделия, пронизанные оптоволоконными нитями, пропускают большое количество света и выдерживают значительные нагрузки.

А в Нидерландах используют светящийся цемент для обустройства дорог. Это позволяет сэкономить электроэнергию и повысить безопасность при движении в темное время суток.

В то же время, начинают широко использоваться экологически чистые технологии, которые включают в себя широкий спектр инноваций, от солнечных панелей до использования устойчивых строительных материалов, и предлагают множество преимуществ как для окружающей среды, так и для конечных пользователей.

Выводы

В ближайшие годы строительная отрасль может кардинально изменить свой облик благодаря внедрению IT-технологий. Строительство станет более прозрачным и понятным для всех, а значит, преимущество получат те компании, которые уже сейчас думают над своей эффективностью, снижают издержки и развивают клиентскую работу. Цифровые технологии в строительстве способны увеличить производительность труда, повысить безопасность на стройплощадке, обеспечить «протяжку» любых мелочей по всему строительному процессу от проектирования до эксплуатации объекта. И не исключено, что в ближайшие годы строительная отрасль, помимо традиционной нехватки рабочих рук, столкнется с нехваткой IT-специалистов. Уже сейчас компании бьются за BIM-проектировщиков. Конкурентное преимущество будет у тех компаний, кто уже почувствовал эту ситуацию и принимает соответствующие меры.