Инновационные цифровые решения в профессиональной деятельности строителя

Цыганкова Лариса Александровна
Пугачевский филиал ФГБОУ ВО Вавиловский университет

По всему миру на протяжении последних лет идет стремительное цифровое преобразование различных сфер экономики. Это становится важным в условиях серьезного санкционного воздействия западных государств. В России информация, представленная в цифровой форме, является ключевым фактором производства во всех сферах деятельности, что обеспечивает экономический рост и национальный суверенитет государства.

Цифровая трансформация сферы строительства двигается вперед. Активно внедряются новые технологии и получаются первые бонусы от инвестиций в цифровую трансформацию. Согласно принятой Минстроем России стратегии развития, сфера строительства и ЖКХ должна достичь этой зрелости уже к 2030 году. И уже сейчас заметны масштабные преобразования в сфере строительства, в том числе: вводятся единые стандарты, вводятся технологии информационного моделирования, создаются единые платформы по оказанию услуг.

Прослеживается более широкое внедрение роботизированных систем и автоматизированных процессов на стройплощадках. В частности, роботизированные краны и платформы стали использоваться для перемещения тяжелых грузов без участия человека, автоматизированные системы управления с помощью датчиков контролируют качество состояния датчиков и качества проводимых работ. Дальнейшее их использование в будущем позволит осуществлять контроль всех строительных параметров, повысит энергоэффективность, а также состояние всей инфраструктуры, может существенно повысить эффективность работы и снизить затраты на трудовые ресурсы. [1, с.78]

Перспективным направлением развития строительного производства является эффективное использование IoT-устройств (интернета вещей) для сбора данных о состоянии строительных объектов и обеспечения контроля за рабочими процессами, в результате которого может наблюдаться более эффективный контроль за рабочими процессами на стройке и повышение безопасности объекта. В частности, датчики температуры и влажности могут использоваться для мониторинга условий в помещении, датчики движения — для отслеживания активности рабочих на строительном объекте, а камеры видеонаблюдения могут помочь зафиксировать нарушения правил безопасности, с помощью датчиков потребления электроэнергии можно выявлять потенциальные проблемы в работе оборудования. [2, с. 45]

Развитие цифровых экосистем – новое и перспективное направление развития строительной отрасли. Важной задачей таких систем является упрощение взаимодействия между всеми участниками строительного процесса путем использования цифровых платформ, которые позволяют обмениваться информацией, документацией и ресурсами в режиме реального времени. Сюда можно включить системы управления проектами, которые позволяют контролировать выполнение задач и соблюдение сроков. Это может быть особенно полезно для крупных строительных проектов, где участвуют множество различных компаний и специалистов. [1, с. 64]

Одно из современных направлений совершенствования строительных технологий и процессов являются цифровые технологии, которые используют при создании «Умного города». Умный город, или смарт сити — это концепция обустройства городов, в которой управлением городской инфраструктуры занимаются технологии. «Умный город» - это мир, где всем живется благоприятно и безопасно. Цифровые технологии, которые контролируют город и управляют им автоматизировано, все для этого делают. Они анализируют обстановку на улицах, собирают обратную связь от жителей и следят за чистотой общественных пространств, связывают воедино жизненно важные системы городского хозяйства.
Технология смарт-сити включает оптимизацию государственных сервисов, координацию транспортной системы и системы здравоохранения, разумное расходование и распределение ресурсов, таких как вода, тепло и электроэнергия, соблюдение безопасности на улицах и в общественных местах, обработку отходов.

В идее «Умный город» работает ни одна технология, а совокупность нескольких и разных. Это технология Интернет вещей, или IoT, которая объединяет разные устройства и позволяет им обмениваться данными через беспроводной либо спутниковый интернет, Bluetooth, радиосигнал. Беспроводные сети строятся не с помощью проводов и кабель-каналов, а с помощью точек доступа - локальных станций, антенн, сетевых протоколов и ПО. Перевод данных осуществляется по воздуху: через радиоволны, инфракрасный свет или другие технологии. [3, с. 28]

Перспективы искусственного интеллекта весьма широки. Искусственный интеллект (ИИ) может обрабатывать автоматически данные, которые собирает с различных устройств и систем города. Большие данные (Big Data) используют для сбора, хранения и анализа разнообразной информации, которые собрали городские датчики, устройства и системы, облачные вычисления — это технология, которая хранит и управляет данными, которые собирают городские смарт-системы. В настоящее время в мире не существует полностью автоматизированных смарт-сити, которыми управлял бы искусственный интеллект. Однако есть города, где уже внедрены смарт-технологии для улучшения качества жизни и экономической эффективности. Системы искусственного интеллекта – важный инструмент использования цифровых технологий в строительстве. Такие системы включают основные технологические группы: аппаратное обеспечение (сервер и хранилище данных);
программное обеспечение (разработка и развертывание приложений ИИ, платформы ИИ для интеллектуального обнаружения знаний). Для использования программного обеспечения используются общедоступные облачные сервисы. [4, с. 112]

Искусственный интеллект опирается на использование технологии информационного моделирования. Имеется уникальная возможность применения приложений ИИ, которые включает как приложения, ориентированные на ИИ, так и приложения, в которых компонент ИИ не является центральным или не является фундаментальным для приложения.
Важным является то, что приложение может функционировать без включения ИИ-компонента. Это дает возможность применения технологии информационного моделирования, которые внедрили возможности ИИ в свое программное обеспечение, что приводит к значительному улучшению возможностей программного и аппаратного обеспечения. [5, с. 18]

Прогноз, сделанный International Data Corporation, (USA, Mass.), трактует, что глобальные расходы на искусственный интеллект, включая программное обеспечение, оборудование и услуги для систем, ориентированных на ИИ, достигнет почти 118 миллиардов долларов в 2022 году и превысит 300 миллиардов долларов в 2026 году [5, с. 29].

В рамках разработки и применения методов искусственного интеллекта важным этапом является этап формирования и систематизации исходных данных. Высший управленческий персонал на первоначальном этапе поможет успешно запустить проект по внедрению методов ИИ в компании. Различные исследования показывают, что лидеры по внедрению и использованию ИИ вкладывают значительные средства на первом и последнем этапах реализации проекта. [3, с. 290]

Важнейшим направлением развития строительной отрасли является использование BIM технологий. Моделирование в двухмерном пространстве постепенно сменяет термин BIM моделирование –Building information modeling (информационное моделирование в строительстве), которое прощает управление строительным объектом на всех этапах: проектировании, строительстве, эксплуатации и реконструкции. Наиболее перспективными являются способы использования BIM технологий:
- 3D-визуализация - возможность создания на экране трехмерную правдоподобную модель здания. С использованием технологии можно преподнести проект, распечатать натуральный макет на 3D-принтере, а также тестировать постройку и вносить коррективы.
- Хранение данных в одной программе. Все сведения, которые известны проектировщику сгруппированы, находятся в одной связке чертежей. При изменении одного параметра автоматически изменения подтянутся к остальным элементам, что снижает вероятность ошибки. [6, с.100]

Управление данными в комплексе. Генплан включает в себя отдельно проектные решения в виде чертежей и сопровождающую документацию. В данной модели можно соединить все сведения в одной программе, в одном файле, что позволяет быстро и качественно создать проект и сэкономить материальные и трудовые ресурсы. Чтобы быстро и эффективно реализовать BIM моделирование в строительстве имеется множество программ: AUTODESK REVIT, ARCHICAD, Tekla Structures, Tekla BIMsigh, Allplan. [7, с. 330]

Инновации меняют строительство, позволяют создавать более сложные проекты. Перспективы использования инноваций с применением цифровых технологий в строительстве направлены на комфортное проживание людей, экономию трудовых и материальных ресурсов, автоматизацию всех этапов производства. Подобные решения еще не применяются в больших масштабах, политика многих компаний направлена на интенсификацию аналогичных проектов.

Список источников:
1. Травуш, В.И. Цифровые технологии в строительстве // Строительные науки - 2018- №3, с. 78 – 79.
2. Табунщиков, Ю.А., Цифровизация экономики – тенденция глобального масштаба. // Энергосбережение, 2018 - №7 с. 45 – 48.
3. Цыганкова Л.А., Перспективы развития строительного производства в условиях массовой цифровизации России// Современные проблемы и перспективы развития строительства, теплогазоснабжения и энерго-обеспечения. Материалы ХII Нац. конференции с международным участием. Саратов, 2022, c. 290-293.
4. Строительство в России. 2020: Стат. сб. / Росстат. - M., 2020. – 113 c.
5. Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2022 - №7 с. 29 – 31.
6. Григорьева, М. И. Использование BIM технологий в строительстве / М. И. Григорьева // Архитектура. Строительство. Дизайн. 2017 - №3, с. 100 - 103
7. Филина, Ф. Н. BIM-технологии в проектировании зданий / Ф. Н. Филина // Наука и промышленность России, 2016 - № 3 с. 330 – 333.