Помощь студентам в учебе
Цифровые модели технологии строительства
|
Аннотация 2
ОГЛАВЛЕНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 8
1.1. Методы и регламенты для строительства 8
1.2.Организациянадзора и контроля качества строительства: 9
Глава 2 11
Современное состояние цифровизации строительства в мире и в России 11
2.1. Современные достижения цифровизации строительства: 11
2.2. Анализ сервисов и средств информационной поддержки в строительстве: 19
2.2.2. CRM - системы : 26
2.2.3. BIM-технология: 32
2.2.4. Интернет вещей в строительстве: 35
2.2.5. Программы составления смет. Базы данных технологических карт: 39
2.2.6 Программы подготовки документов для сдачи объекта госкомиссии: 41
2.2.7. Программы для эксплуатации построенного здания: 43
2.3. Анализ опроса ведущих строительных компаний по вопросу стратегии
цифровизации строительства: 45
2.4. Проблемы цифровизации строительства: 48
2.5. Перспективные направления цифровизации строительства: 51
Глава 3 55
3.1 Конкретные решения в цифровизации строительства: 55
3.2 Варианты внедрения цифровизации строительства 55
3.3 План построения умных деревень: 61
3.4. Объемно-планировочные и конструктивные решения возводимых зданий и сооружений 106
Глава 4 122
Экономическая эффективность цифровизации строительства: 122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 132
Библиографический список 134
ОГЛАВЛЕНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 8
1.1. Методы и регламенты для строительства 8
1.2.Организациянадзора и контроля качества строительства: 9
Глава 2 11
Современное состояние цифровизации строительства в мире и в России 11
2.1. Современные достижения цифровизации строительства: 11
2.2. Анализ сервисов и средств информационной поддержки в строительстве: 19
2.2.2. CRM - системы : 26
2.2.3. BIM-технология: 32
2.2.4. Интернет вещей в строительстве: 35
2.2.5. Программы составления смет. Базы данных технологических карт: 39
2.2.6 Программы подготовки документов для сдачи объекта госкомиссии: 41
2.2.7. Программы для эксплуатации построенного здания: 43
2.3. Анализ опроса ведущих строительных компаний по вопросу стратегии
цифровизации строительства: 45
2.4. Проблемы цифровизации строительства: 48
2.5. Перспективные направления цифровизации строительства: 51
Глава 3 55
3.1 Конкретные решения в цифровизации строительства: 55
3.2 Варианты внедрения цифровизации строительства 55
3.3 План построения умных деревень: 61
3.4. Объемно-планировочные и конструктивные решения возводимых зданий и сооружений 106
Глава 4 122
Экономическая эффективность цифровизации строительства: 122
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 132
Библиографический список 134
Преобразования, происходящие в мире, связанные со становлением цифровой экономики, приводят к изменениям и в сфере образования, предъявляя выпускникам высших учебных заведений новые требования к качеству образования, а вузам - требования новых приоритетных целей и задач развития современного образования [1]. Цифровая экономика предполагает такой уровень развития информационных технологий (рост беспроводных сетей, распространение облачных технологий, развитие роботизации и использование дронов, работу с «большими данными», развитие систем искусственного интеллекта, широкое внедрение радиочастотных меток, совершенствование технологий межмашинного взаимодействия), который позволяет дистанционно управлять предметной средой [3]. Очевидно, что обеспечивается такое управление соответствующими интерфейсами программного обеспечения,
позволяющими подключать объекты предметного мира к сети, а также работой сенсоров, отслеживающих функционирование объектов в режиме реального времени, а реализовывать разработку таких программных средств должны ИТ-специалисты. Однако, в числе существующих проблем в настоящее время отмечается нехватка ИТ-специалистов, адаптированных к той или иной сфере экономики, способных разрабатывать узкоспециализированные компьютерные программы и приложения. И от того насколько быстро и грамотно будут решены данные вопросы, во многом зависит успех всего процесса цифровизации различных отраслей экономики России. Одновременно с этим для успешного развития и внедрения цифровой экономики необходимо, чтобы специалисты различных сфер экономики обладали компетенциями, которые бы позволяли им эффективно использовать программное обеспечение, реализованное на базе цифровых технологий. Поэтому в национальной Программе «Цифровая экономика» указано на необходимость «...совершенствования системы образования, трансформации».
Используемые технические средства цифровизации:
- Камеры, которые следят за ходом строительства, и передающие данные в облако.
- Сенсоры, следящие за температурой и освещенностью.
- Датчики контроля шума, вибрации и пылевого загрязнения. В случае превышения пороговых значений на смартфоны ответственных менеджеров и рабочих поступает предупреждение.
- Датчики на рабочих, которые контролируют их физическое и эмоциональное состояние, фиксируют передвижение по площадке, мониторят отклонения в средствах защиты.
- Электронная регистрация времени работы.
- Связь с Интернетом вещей.
- Датчики на строительной технике, которые следят за ее передвижением, анализируют состояние и фиксируют необходимость в ремонте. GPS-трекинг погрузчиков. Камеры на складе, которые мониторят остатки стройматериалов.
- RFID-метка на грузе, считывающие устройства при въезде на площадку.
- Промышленные беспилотные летательные аппараты, которые осуществляют геодезическую и топографическую фотосъемку, а также помогают контролировать ход работ.
- Компьютер, который занимается информационным моделированием зданий, с программами бизнес-моделирования, моделями здания, голограммой здания.
- Очки виртуальной реальности на рабочих, проектировщиках и будущих покупателях.
- Роботизированные погрузчики, экскаваторы, сварочные системы. Беспилотные самосвалы. Автоматические краны и буровые установки.
-Экзоскелеты для рабочих.
-SD-принтер, который печатает сантехническое оборудование, небольшие трубы и элементы отделки здания и помещений.
С увеличением населения растёт потребность в большем количестве ресурсов.Имеено поэтому в развитых странах используют цифровизацию процессов, ведь именно эта технология позволяет обмениваться данными с серверами, тем самым, грамотно управлять сырьём. С помощью «интернета вещей» возможно не только оптимизировать количество рабочей силы, но и более аккуратно подходить к вопросам использования водных, энергетических и иных ресурсов.
XXI век - информациооныйвек, наряду с которым всё больше набирает обороты развитие в сфере цифровой экономики. Это направлениенапрямусю связана с обработкой данных цифровыми способами. В свою очередь диджитальная экономика включает в себя такие сферы, как онлайн-услуги, интернет-торговля, электронные платежи, краудфандинг, интернет-реклама, электронный документооборот, безналичный расчет и др. Такой форматпозволяет быстрее и проще получать доступ к необходимым услугам. Наряду с этим можно отметить особенности цифровой экономики, это отказ от участия посредников и уменьшение затрат на время и материальные ресурсы, так как покупка через интернет обходится дешевле нежели на торговой точке. Таким образом, можно сделать вывол чтопроцесс цифровизации в бизнес-сфере сводится к перемещению предприятий на электроные платформы, что, несомненно, ведёт к технологическому сдвигу благодаря оптимизации и повышению точности и эффективности работы.
Выделяют 3 стадии перехода:
- Автоматизация - перенос задач с персонала на устройства и в электронные системы для хранения, обработки и дальнейшей передачи.
- Цифровизация - оптимизация процессов с целью их приспособления к условиям электронной экономики.
- Цифровая трансформация - изменение всей системы управления
бизнесом: от методов производства до экономической стратегии
предприятия).
Можно выделить следующий ряд преимуществ цифровизации бизнеса:
- Легкость контроля продукции на складах.
- Индивидуальный подход к различным категориям клиентов.
- Простота и удобство осуществления сделок.
- Широкие возможности для аналитического анализа.
- Автоматизации сферы маркетинга.
Но стоит отметить тот факт, что далеко не все организации готовы внедрять цифровые технологии в своё уже налаженное производство. Лишь с постепенным делегированием задач на технологии, они осознают достоинства цифровых достижений перед традиционными способами решения рутинных задач. Частым препятствием может быть стоимость затрат на цифровизацию. Цель исследования:
1. Целью исследования является теоретический анализ процесса цифровизации строительства, а также применение данной технологии для построения умных деревень и при реконструкции старых домов с минимальным расходом.
Актуальность исследования:
Задачи цифровизации позволят решить следующие проблемы:
1. снизить затраты на строительство в городе Касба;
2. уменьшить количество ошибок или погрешностей при реконструкции
старых домов;
3. сократить сроки реализации проекта;
4. решить проблему узких улиц в городе Касба;
5. разработать новые строительные объекты, тем самым решить проблему
нехватки жилья.
6. внедрение BIM технологий в строительство.
Задачи исследования:
- Выявление недостатков существующих строительных организаций.
- Проанализировать современное состояние цифровизации
- Рассмотреть теоретические основы средств информационных технологий, применяемых в строительной отрасли (ERP- систем, CRM- систем, BIM-технологии, Интернет вещей).
- На основе изучения исторических и технологических предпосылок формирования цифровой экономики провести анализ существующих цифровых технологий для применения в строительстве.
Объектом исследования - являлась цифровизация в строительства.
Предметом исследования - являлось цифровое моделирование проекта в городе Касба, а также построение умных деревень.
Научная новизна: Решена задача цифрового моделирования проекта в городе Касбы с помощью 3Д-Принтера. Цифровая модель реконструкции в г. Касба.
позволяющими подключать объекты предметного мира к сети, а также работой сенсоров, отслеживающих функционирование объектов в режиме реального времени, а реализовывать разработку таких программных средств должны ИТ-специалисты. Однако, в числе существующих проблем в настоящее время отмечается нехватка ИТ-специалистов, адаптированных к той или иной сфере экономики, способных разрабатывать узкоспециализированные компьютерные программы и приложения. И от того насколько быстро и грамотно будут решены данные вопросы, во многом зависит успех всего процесса цифровизации различных отраслей экономики России. Одновременно с этим для успешного развития и внедрения цифровой экономики необходимо, чтобы специалисты различных сфер экономики обладали компетенциями, которые бы позволяли им эффективно использовать программное обеспечение, реализованное на базе цифровых технологий. Поэтому в национальной Программе «Цифровая экономика» указано на необходимость «...совершенствования системы образования, трансформации».
Используемые технические средства цифровизации:
- Камеры, которые следят за ходом строительства, и передающие данные в облако.
- Сенсоры, следящие за температурой и освещенностью.
- Датчики контроля шума, вибрации и пылевого загрязнения. В случае превышения пороговых значений на смартфоны ответственных менеджеров и рабочих поступает предупреждение.
- Датчики на рабочих, которые контролируют их физическое и эмоциональное состояние, фиксируют передвижение по площадке, мониторят отклонения в средствах защиты.
- Электронная регистрация времени работы.
- Связь с Интернетом вещей.
- Датчики на строительной технике, которые следят за ее передвижением, анализируют состояние и фиксируют необходимость в ремонте. GPS-трекинг погрузчиков. Камеры на складе, которые мониторят остатки стройматериалов.
- RFID-метка на грузе, считывающие устройства при въезде на площадку.
- Промышленные беспилотные летательные аппараты, которые осуществляют геодезическую и топографическую фотосъемку, а также помогают контролировать ход работ.
- Компьютер, который занимается информационным моделированием зданий, с программами бизнес-моделирования, моделями здания, голограммой здания.
- Очки виртуальной реальности на рабочих, проектировщиках и будущих покупателях.
- Роботизированные погрузчики, экскаваторы, сварочные системы. Беспилотные самосвалы. Автоматические краны и буровые установки.
-Экзоскелеты для рабочих.
-SD-принтер, который печатает сантехническое оборудование, небольшие трубы и элементы отделки здания и помещений.
С увеличением населения растёт потребность в большем количестве ресурсов.Имеено поэтому в развитых странах используют цифровизацию процессов, ведь именно эта технология позволяет обмениваться данными с серверами, тем самым, грамотно управлять сырьём. С помощью «интернета вещей» возможно не только оптимизировать количество рабочей силы, но и более аккуратно подходить к вопросам использования водных, энергетических и иных ресурсов.
XXI век - информациооныйвек, наряду с которым всё больше набирает обороты развитие в сфере цифровой экономики. Это направлениенапрямусю связана с обработкой данных цифровыми способами. В свою очередь диджитальная экономика включает в себя такие сферы, как онлайн-услуги, интернет-торговля, электронные платежи, краудфандинг, интернет-реклама, электронный документооборот, безналичный расчет и др. Такой форматпозволяет быстрее и проще получать доступ к необходимым услугам. Наряду с этим можно отметить особенности цифровой экономики, это отказ от участия посредников и уменьшение затрат на время и материальные ресурсы, так как покупка через интернет обходится дешевле нежели на торговой точке. Таким образом, можно сделать вывол чтопроцесс цифровизации в бизнес-сфере сводится к перемещению предприятий на электроные платформы, что, несомненно, ведёт к технологическому сдвигу благодаря оптимизации и повышению точности и эффективности работы.
Выделяют 3 стадии перехода:
- Автоматизация - перенос задач с персонала на устройства и в электронные системы для хранения, обработки и дальнейшей передачи.
- Цифровизация - оптимизация процессов с целью их приспособления к условиям электронной экономики.
- Цифровая трансформация - изменение всей системы управления
бизнесом: от методов производства до экономической стратегии
предприятия).
Можно выделить следующий ряд преимуществ цифровизации бизнеса:
- Легкость контроля продукции на складах.
- Индивидуальный подход к различным категориям клиентов.
- Простота и удобство осуществления сделок.
- Широкие возможности для аналитического анализа.
- Автоматизации сферы маркетинга.
Но стоит отметить тот факт, что далеко не все организации готовы внедрять цифровые технологии в своё уже налаженное производство. Лишь с постепенным делегированием задач на технологии, они осознают достоинства цифровых достижений перед традиционными способами решения рутинных задач. Частым препятствием может быть стоимость затрат на цифровизацию. Цель исследования:
1. Целью исследования является теоретический анализ процесса цифровизации строительства, а также применение данной технологии для построения умных деревень и при реконструкции старых домов с минимальным расходом.
Актуальность исследования:
Задачи цифровизации позволят решить следующие проблемы:
1. снизить затраты на строительство в городе Касба;
2. уменьшить количество ошибок или погрешностей при реконструкции
старых домов;
3. сократить сроки реализации проекта;
4. решить проблему узких улиц в городе Касба;
5. разработать новые строительные объекты, тем самым решить проблему
нехватки жилья.
6. внедрение BIM технологий в строительство.
Задачи исследования:
- Выявление недостатков существующих строительных организаций.
- Проанализировать современное состояние цифровизации
- Рассмотреть теоретические основы средств информационных технологий, применяемых в строительной отрасли (ERP- систем, CRM- систем, BIM-технологии, Интернет вещей).
- На основе изучения исторических и технологических предпосылок формирования цифровой экономики провести анализ существующих цифровых технологий для применения в строительстве.
Объектом исследования - являлась цифровизация в строительства.
Предметом исследования - являлось цифровое моделирование проекта в городе Касба, а также построение умных деревень.
Научная новизна: Решена задача цифрового моделирования проекта в городе Касбы с помощью 3Д-Принтера. Цифровая модель реконструкции в г. Касба.
В сфере цифровых технологии была основана CRM-система, позволяющая автоматизировать учетвзаимодействий с клиентами и облегчить работу сотрудникам(БКР- системы, CRM-системы, BIM-технология, цифровая технология Интернет вещей).
Сформулированы основные проблемные аспекты цифровизации строительной отрасли, к которым относятся следующие проблемы интероперабельности;недостатка квалифицированных
кадров;непросвещенность участников строительной отрасли о преимуществах BIM-технологий.
В этой технологии есть система, с помощью которой принтер может построить целое здание, а система для этого принтера состоит из гусеничной тележки, на которой установлен большой протез, на конце которого находится рука меньше его размера. Принтеры обычно ограничиваются элементами конструкции здания ограниченного размера, чтобы соответствовать размеру сопла принтера, но эта новая система дает возможность построить дом желаемого размера, и в ней был проведен первый эксперимент с использованием прототипа для создания базовой конструкции стен купола диаметром метрической системой. Процесс печати занял менее 14 часов. Сопло этих принтеров отличается возможностью управления плотностью литых материалов и возможностью смешивания нескольких различных материалов. Форма может быть укомплектована трубами и проволокой, необходимыми для заливки бетона. Таким образом, мы получили полноценную конструктивную стену. Основная цель разработки этой системы, которая называется DigitalBuildingSystem - это возможность построить здание цельным, не вводя в его конструкцию частичных элементов, То есть сочетание конструкции здания и облицовки (внешней конструкции), включая трофеи и окна. Это может бросить вызов традиционным строительным моделям. Наши методы строительства не менялись за сотни лет, и пришло время искать более простые методы с меньшими затратами и усилиями. Следует учесть такие пункты как экономичность, экологичность, архитектруные возможности, качество, скорость строительства и трудозатраты.
Этот вопрос следует рассмотреть более подробно в сфере строительства. Существующие на данный момент методы управления основываются на отклике на возмущающие воздействия и выдают порой неточныеи далекие от оптимальных решения. В последние годы набирает оборот тенденция развитиятехнологии, которая базируется на оптимизации сложных конструктивных решений, к ним относятся инженерные системы зданий, основанные на использовании методов системного анализа, динамического программирования и принципов Понтрягина
Сформулированы основные проблемные аспекты цифровизации строительной отрасли, к которым относятся следующие проблемы интероперабельности;недостатка квалифицированных
кадров;непросвещенность участников строительной отрасли о преимуществах BIM-технологий.
В этой технологии есть система, с помощью которой принтер может построить целое здание, а система для этого принтера состоит из гусеничной тележки, на которой установлен большой протез, на конце которого находится рука меньше его размера. Принтеры обычно ограничиваются элементами конструкции здания ограниченного размера, чтобы соответствовать размеру сопла принтера, но эта новая система дает возможность построить дом желаемого размера, и в ней был проведен первый эксперимент с использованием прототипа для создания базовой конструкции стен купола диаметром метрической системой. Процесс печати занял менее 14 часов. Сопло этих принтеров отличается возможностью управления плотностью литых материалов и возможностью смешивания нескольких различных материалов. Форма может быть укомплектована трубами и проволокой, необходимыми для заливки бетона. Таким образом, мы получили полноценную конструктивную стену. Основная цель разработки этой системы, которая называется DigitalBuildingSystem - это возможность построить здание цельным, не вводя в его конструкцию частичных элементов, То есть сочетание конструкции здания и облицовки (внешней конструкции), включая трофеи и окна. Это может бросить вызов традиционным строительным моделям. Наши методы строительства не менялись за сотни лет, и пришло время искать более простые методы с меньшими затратами и усилиями. Следует учесть такие пункты как экономичность, экологичность, архитектруные возможности, качество, скорость строительства и трудозатраты.
Этот вопрос следует рассмотреть более подробно в сфере строительства. Существующие на данный момент методы управления основываются на отклике на возмущающие воздействия и выдают порой неточныеи далекие от оптимальных решения. В последние годы набирает оборот тенденция развитиятехнологии, которая базируется на оптимизации сложных конструктивных решений, к ним относятся инженерные системы зданий, основанные на использовании методов системного анализа, динамического программирования и принципов Понтрягина