Интеллект на стройке –
инструмент,
а не экзотика

Второй день конференции Autodesk прошел под знаком искусственного интеллекта, инноваций и автоматизации и их влияния не только на строительные процессы, но и на среду обитания человека в целом

Открывая дискуссию, руководитель департамента стратегических проектов Autodesk в России и СНГ Юлия Шмакотина обозначила ряд технологий, которые будут драйверами инноваций в ближайшие несколько лет. Это неограниченные вычисления, машинное обучение, кризисы перепроизводства, новые производственные технологии, роботизация и искусственный интеллект. Но главный драйвер – человек. От него зависит, приживутся инновационные технологии в новом мире или нет.

Сегодня из-за увеличивающегося населения Земли от архитектуры и строительства постоянно требуются новые здания и инфраструктура. Каждый день в мире необходимо строить 13 тыс. зданий, чтобы удовлетворить спрос, а также ежегодно вводить в строй автодороги и железные дороги, в общей сложности превышающие в 30 раз длину экватора! В одной только Европе требуется построить 1300 зданий в день и ежегодное количество дорог, превышающих в 1,5 раза длину экватора.

Конечно же, необходимо защищать и существующую инфраструктуру – около 4 трлн активов сейчас находится в зоне риска из-за изменений климата. По подсчетам ООН, к 2050 г. 5 млрд человек - или примерно половине населения Земли - не будет хватать чистой питьевой воды, т.к. застроенная среда оказывает негативное влияние на живую природу – 40% энергии, которая производится в мире, и 25% воды потребляется зданиями.

Кроме того, строительство производит 30% всех мировых отходов. В одной только Москве ежегодно образуется 50 млн кубометров строительного мусора. И в дальнейшем эти объемы из-за программы реновации будут только увеличиваться.

Поэтому сегодня необходимо строить не только более качественные дома, дороги и мосты, нужно строить более качественный мир. И реализация этого проекта невозможна без повышения эффективности всех процессов, в которых важную роль должна сыграть автоматизация и цифровизация.

Что может автоматизация?

Вице-президент Autodesk в регионе EMEA Волтер Допплмайер рассказал о российском проектном бюро «Руспроект» – оно разработало масштабируемое решение для переработки строительного мусора. С помощью проектирования, которое было выполнено в продуктах Autodesk, бюро объединило работу более 100 специалистов, находящихся в разных городах. И они разработали масштабируемый проект в самое короткое время. Первый мусороперерабатывающий завод будет открыт в Москве летом 2020 г., а потом будут построены такие же заводы и в других регионах страны. Это яркий пример, как можно сократить время на рутинные работы.

Кроме того, в рамках сотрудничества с компанией Unity теперь можно создавать иммерсивные проекты. Раньше для типичного проекта нужно было писать много исходных кодов, иметь уникальный опыт и знать материалы и текстуры. Теперь же в рамках этого нового решения одним нажатием кнопки в продукте Revit то, что создавалось за десятки часов, можно сделать за несколько секунд: быстро поменять текстуру, исследовать свой дизайн в трехмерной среде, посмотреть, как это будет выглядеть в реальной жизни.

Еще один пример автоматизации – продукт Dynamo для Revit от Autodesk – это инструмент визуального программирования, который позволяет любому человеку работать, даже не зная языков программирования. Инженеры теперь могут использовать решения для разработки скриптов и их обмена. Стала возможной генерация объектов со сложной геометрией, включая подписи, и использование данных из других инженерных областей – благодаря этому экономится много рабочего времени.

Сегодня на рынке появляется новая тенденция – конвергенция между BIM-технологиями, интернетом вещей и искусственным интеллектом. В результате возникают новые возможности для автоматизации, которые приведут к гораздо более глобальным изменениям, чем раньше.

Ежегодно Gartner публикует список ведущих технологических тенденций. В 2019 г. в Топ-10 трендов в области стратегических технологий впервые попали цифровые двойники и умные пространства, что особо интересно для архитектуры и строительства. Сочетание этих новых тенденций, интернета вещей и BIM принесет огромную пользу владельцам зданий и пользователям.

Не секрет, что интернет вещей приводит к взрывному росту объема данных, причем владельцы могут использовать эти данные, чтобы понять, как лучше обслуживать своих клиентов и сделать пространства в зданиях более интеллектуальными. Примечательно, что это одна из самых быстрорастущих областей на рынке по технологии и услугам.

К примеру, компьютерные технологии позволяют в динамическом режиме отслеживать перемещения людей на объекте, видеть, как они ведут себя и взаимодействуют с тем, что им предлагается. На следующем этапе создается цифровой двойник человека, и можно ввести его данные в BIM-модель объекта. В режиме реального времени наблюдается ситуация на объекте, а если добавить датчики интернета вещей, можно понять все физические параметры пространства. Это и называется интеллектуальным подходом. Он позволяет владельцам быстро оптимизировать свое пространство, а проектировщикам использовать информацию для будущих проектов.

Еще один пример интеллектуального пространства в большом масштабе – это умный город. Чтобы усовершенствовать город, необходимо пользоваться данными в режиме реального времени, для чего объединяется BIM и геопозиционирование. Такой продукт выпущен в рамках партнерства с ESRI и называется ArcGIS. С его помощью можно смоделировать ситуации, если на город будут воздействовать внешние факторы – землетрясения, наводнения, рост населения и др.

По словам Волтера Допплмайера, проект интеллектуального города в России сулит большие выгоды, и уже 52 города принимают в нем участие. Проектирование с учетом требований человека и современные цифровые инженерные решения помогут повысить конкурентоспособность и экологичность городов, создать эффективную систему управления городской средой.

Еще одна интересная технология – Construction IQ построена на машинном обучении и производит анализ рисков в контексте качества и техники безопасности. Благодаря ей выделяются зоны, где есть вероятность возникновения проблем и опасностей, рисков и вопросов по технике безопасности, и можно предотвратить их с самого начала. Это позволит на 20% уменьшить проблемы с качеством и на 25% увеличить время, уделяемое возможным рискам.

Новые разработки и технологии увеличивают автоматизацию и позволяют работать с большим количеством информации, появляется возможность подключаться к трехмерной картинке для визуализации строительной площадки, а также можно найти качественных субподрядчиков.

Дрон и робот как член строительной бригады

О том, как использовать искусственный интеллект на стройке, в своем выступлении рассказал директор по продукту, сооснователь Sarex Богдан Бохонов. К подобной работе компанию подтолкнули требования клиентов о предоставлении аналитики, связанной с бизнес-процессами. Для оценки индекса активности на стройке стало использоваться компьютерное зрение и анализироваться информация, собранная дронами и стационарными камерами. Используя эту информацию, можно контролировать прогресс на стройке, отклонения от плана по ресурсам и срокам и выявлять потенциальные риски.

Еще один кейс – автоматизация стройконтроля за счет сравнения данных лазерного сканирования и BIM-модели. Этот модуль был опробован при реконструкции нефтебазы и доказал экономический эффект по сокращению трудозатрат на контроль в 5 раз.

В целом не так важно, с помощью чего собирается информация со стройплощадки, важно, как с ней работать. А эффект от внедрения подобных технологий – это, прежде всего, снижение сроков ввода объектов в эксплуатацию.

Исполнительный директор Scaled Robotics Стюарт Маггс рассказал, как можно использовать роботов на строительной площадке. Например, сместившаяся в результате монтажа балка могла бы обойтись в тысячи евро издержки и большую задержку в работе. Но сегодня подобные нюансы обнаруживаются автоматически, и есть возможность за 24 часа исправить ситуацию.

Причина же подобных ситуаций в том, что проектируется объект в цифровом режиме, а строится в ручном. Могут быть отличные планы, все будет рассчитано очень точно до доли миллиметра, а потом строитель использует обыкновенные старорежимные инструменты. Поэтому необходимо «перекинуть мостик» между цифровым миром и физическим: использовать роботов и компьютерные платформы, чтобы поднять качество и снизить риски для работы точно по графику без нарушений.

Реалия современной стройки: робот, не останавливаясь, едет по стройплощадке, и строители не обращают на него никакого внимания. То, что видит робот, в динамическом режиме отображается на картах, загружается в облако и проводится сравнение с BIM-моделью. Все данные отражаются различными цветами, видна недостаточность информации и нарушения допусков, видны все ошибки. Можно получить сведения по конкретной балке, увидеть ее своими глазами, что с ней не так, и варианты исправления допущенной ошибки. Таким образом, появляется четкое понимание, где возникают проблемные участки, где могут появиться задержки, и действовать на опережение, не дожидаясь возникновения проблем.

Дорога в небо – через BIM

О грандиозном проекте современного строительного мира рассказал технический директор Стамбульского аэропорта Исмаил Хакки Полат. В 2015 г. в Турции началось строительство объекта, казавшигося невероятным. Были приложены сверхчеловеческие усилия – проект создавался даже в процессе строительства и был завершен за 42 месяца. Самый крупный аэропорт в мире начал работу в апреле 2019 г.

Четырем строительным компаниям, выигравшим в 2013 г. тендер, нужно было инвестировать, спроектировать, построить и эксплуатировать аэропорт в течение 25 лет и платить эти годы правительству концессионные платежи – 25 млрд евро, включая НДС. Плюс еще 10 млрд евро было вложено в инфраструктуру.

Стройплощадка составляла почти 80 млн кв. м – 13 км с запада на восток и 9 км с севера на юг. Из них 10 млн кв. м приходится на аэропорт, а 1,4 млн кв. м на терминалы – это почти в 3 раза больше, чем площадь Лахта-центра в Санкт-Петербурге. Здание терминала отражает культурное наследие Турции – свет, орнаменты и др. Здесь действует 651 лифт, в том числе и горизонтальные. Высота диспетчерской башни – 90 м, ее проект был удостоен множества наград.

Для строительства аэропорта было использовано 645 тыс. т стали, что равняется 80 Эйфелевым башням, и 6,7 млн кубометров бетона – это примерно две Саяно-Шушенских электростанции. Площадь крыши терминала – 450 тыс. кв. м – это 2 стадиона в Лужниках. За 1000 дней был проведен почти 1 млрд кубометров земляных работ, для чего задействовано боле 3 тыс. грузовиков, экскаваторов и другой техники и 120 тыс. человек.

Все здания и объекты были спроектированы с помощью BIM – в основном он использовался для координации процессов. В результате этот проект стал самой крупной цифровой моделью в мире и на серверах Autodesk. Благодаря BIM разрешено более 600 тыс. коллизий, из них 240 тыс. были критически важными. И следующий шаг – использовать BIM-модель для управления и эксплуатации.

Мир вокруг нас меняется, и чтобы идти в ногу со временем, нужно брать на себя риски для адаптации, пересматривать процессы и оптимизировать подходы. Роботы, компьютерный интеллект и зрение уже присутствуют на стройках – и это не должно пугать. Нужно быть первыми и смелыми.

Галина Крупен

Этот материал опубликован в октябрьском номере Отраслевого журнала «Строительство». Весь журнал вы можете прочитать или скачать здесь.