CC BY
3
9. Application of a state space modeling technique to system prognostics based on a health index for condition-based maintenance / Sun J., Zuo H., Wang W., Pecht M. // Mech. Syst. Signal Process. 2012. V. 28. P. 585-596.
10. Managing aircraft lifecycle complexity / Rzevski G., Knezevic J., Skobelev P. // Int. J. Des. Nat. Ecodynam-ics. 2016. V.11. P. 77-87.
Пелих Евгений Александрович, инженер, [email protected], Россия, Москва, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет),
Научный руководитель: Куприков Михаил Юрьевич, д-р техн наук, профессор, заведующий кафедрой, [email protected], Россия, Москва, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
LOGISTIC SUPPORT SYSTEM DATABASE COMPOSITION FOR AIRCRAFT COMPONENTS DELIVERY
E.A. Pelikh
Automation of the process of creating an optimal route for the delivery of spare parts for aircraft maintenance is not possible without the development of a dynamically changing database that stores up-to-date information about all counterparties of the logistics support system. The paper formulates the main components of such a database, the general list of information stored in it, and proposes the form of data storage.
Key words: databases, automation, information systems, aviation equipment.
Pelikh Evgeniy Alexandrovich, engineer, personal@eapelikh. ru, Russia, Moscow, Moscow aviation institute (national research university),
Supervisor: Kuprikov Mikhail Yurievich, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department, [email protected], Russia, Moscow, Moscow Aviation Institute (National Research University)
УДК 004
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-4-255-256
ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА МНОГОКВАРТИРНЫХ ЖИЛЫХ ДОМОВ (МКД)
Р. С. Петросян, М.А. Абрегов
В данной статье проводится детальный анализ перспектив внедрения аддитивных технологий в процессе проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов (МКД), с акцентом на их потенциальные преимущества и технические аспекты реализации. Основной целью исследования является определение возможностей использования аддитивных технологий, таких как 3D-печать и другие инновационные методы производства, для повышения эффективности, точности и экономической привлекательности ремонтных работ. Задачи исследования включают в себя углубленный анализ существующих научных работ в области аддитивных технологий и их применения в строительстве, с особым вниманием к нейронному моделированию - инструменту, позволяющему улучшить планирование и оптимизацию ремонтных процессов. В ходе анализа выявляются ключевые технические аспекты, такие как выбор материалов, точность производства деталей, экономическая эффективность и экологические аспекты. Результаты исследования подтверждают насущную потребность в разработке всеобъемлющей концепции внедрения аддитивных технологий при капитальном ремонте МКД. Исследование сформировало прочную основу для последующих исследований и практического применения этих технологий. Была предложена методика, охватывающая все этапы жизненного цикла капитального ремонта: начиная от обследования зданий с использованием сканирования и моделирования до проектирования индивидуальных элементов, выполнения ремонтных работ и эксплуатации готовых конструкций. Исследование демонстрирует значительный потенциал аддитивных технологий для модернизации практики капитального ремонта МКД, обеспечивая более быстрый, экономически эффективный и экологически безопасный подход к восстановлению жилых помещений. Предложенные подходы и методики создают прочную основу для будущих практических реализаций и дополнительных исследований в этой области, отражая перспективы технологической революции в строительстве и ремонте жилья.
Ключевые слова: капитальный ремонт, аддитивные технологии, совершенствование системы капитального ремонта, многоквартирные жилые дома.
В последние годы аддитивные технологии (3D-печать и связанные с ней методы) стали значительно влиять на строительную отрасль, предлагая новые подходы к проектированию, созданию конструкционных элементов и ремонту зданий [1,2]. В контексте капитального ремонта многоквартирных жилых домов (МКД) эти инновации могут принести значительные улучшения за счет сокращения продолжительности капитального ремонта и повышения качества выполненных работ [3,4]. Тем не менее, научные исследования в этой области еще не достигли уровня, при котором можно было бы говорить об их широком практическом применении. Целью данной работы является анализ научных исследований в области аддитивных технологий и выявление ключевых технических аспектов их применения при капитальном ремонте МКД.
Основная часть. В настоящее время в строительной индустрии активно развиваются и применяются аддитивные технологии, которые позволяют значительно улучшить эффективность и качество проведения строительных и ремонтных работ. Одним из перспективных направлений применения таких технологий является капитальный ремонт многоквартирных жилых домов [5,6].
Капитальный ремонт МКД представляет собой сложный и трудоемкий процесс, который часто сопровождается различными трудностями и задержками. Внедрение аддитивных технологий в этот процесс может значительно улучшить его эффективность и качество, а также снизить стоимость и сроки проведения работ [7].
В данной статье рассматривается потенциал применения аддитивных технологий при проведении капитального ремонта МКД. Исследование направлено на выявление ключевых технических аспектов применения нейронного моделирования и других современных технологий в процессе капитального ремонта.
Задачей исследования является анализ научных исследований в области аддитивных технологий, а также выявление потребности в формировании концепции их применения при капитальном ремонте МКД. Кроме того, исследование направлено на разработку методики внедрения аддитивных технологий на всех этапах жизненного цикла проведения капитального ремонта.
Результаты исследования показали, что внедрение аддитивных технологий при проведении капитального ремонта МКД может значительно улучшить эффективность и качество ремонтных работ, а также сократить сроки их выполнения. Была сформирована база для дальнейших исследований по применению аддитивных технологий при капитальном ремонте, включая разработку математического аппарата и алгоритма их внедрения в действующую систему проведения капитального ремонта.
Результаты и их обсуждение. Исследование выявило, что аддитивные технологии могут быть применены на различных этапах капитального ремонта МКД:
Обследование: использование 3D-сканирования для создания точных моделей зданий позволяет более эффективно планировать ремонтные работы [8].
Проектирование: аддитивные технологии упрощают процесс адаптации проектов под конкретные условия, позволяют проводить моделирование нагрузок и оптимизацию конструкций [9,10].
Проведение работ: 3D-печать строительных элементов на месте позволяет уменьшить количество отходов и ускорить процесс ремонта.
Эксплуатация: созданные с помощью аддитивных технологий элементы могут быть более прочными и долговечными, что уменьшает необходимость в последующем ремонте [11,12].
Внедрение аддитивных технологий требует разработки соответствующего математического аппарата и алгоритмов, которые бы учитывали специфику капитального ремонта МКД, с учетом проведенных ранее исследований [16-22].
Подходы к внедрению аддитивных технологий:
1. Технико-экономическое обоснование: Составление сравнительных анализов затрат на традиционные методы капитального ремонта и аддитивные технологии. Изучение экономии времени, материалов и финансовых ресурсов.
2. Разработка нормативно-правовой базы: Проработка изменений в строительные нормы и правила, которые могут потребоваться для внедрения аддитивных технологий [13].
3.Проведение пилотных проектов: Организация экспериментальных проектов по капитальному ремонту с использованием аддитивных технологий для оценки их преимуществ и недостатков на практике.
4. Обучение и подготовка специалистов: Разработка образовательных программ и курсов для подготовки кадров, способных работать с новыми технологиями [14].
5. Технологическое сопровождение: Создание условий для обеспечения технической поддержки на всех этапах внедрения аддитивных технологий [15].
6.Интеграция с существующими системами управления капитальным ремонтом: Разработка алгоритмов взаимодействия аддитивных технологий с текущими системами планирования и учета работ по капитальному ремонту.
Разработка математической модели. Определение переменных:
(C) - общая стоимость ремонта.
(T) - общее время, необходимое для завершения ремонта.
(Q) - качество выполненного ремонта, измеряемое через удовлетворенность пользователей или долговечность ремонтных работ.
(M) - количество материалов, используемых в процессе ремонта.
(L) - трудозатраты, измеряемые в человеко-часах.
(A) - использование аддитивных технологий, где (A = 0) означает не использование, а (A = 1) - полное использование.
Модель оптимизации может быть представлена следующим образом:
Целевая функция:
Min C = f (M, L, A),
где f (M, L, A) - функция, определяющая затраты на материалы, труд и использование аддитивных технологий.
Временные рамки:
T < T{max},
где (T{max}) - максимально допустимое время на ремонт.
Качество ремонта:
Q > Q{min},
где ( Q_{min} ) - минимально требуемое качество ремонта.
Бюджетные ограничения:
C < C{max},
где (C{max}) - максимально доступный бюджет.
Функции зависимости:
Стоимость материалов и труда может уменьшаться с использованием аддитивных технологий за счёт более эффективного использования материалов и автоматизации процессов:
С = ст-М + с1 • L - к • А • (ст • М + с1 • L), где (ст) и (с1) - стоимость единицы материала и стоимость человеко-часа соответственно, (к) - коэффициент снижения затрат благодаря аддитивным технологиям.
Время ремонта может быть сокращено благодаря применению аддитивных технологий:
T = 1тМ + И • L - h • A• (1т • M + 11 • L), где (tm) и (И) - время, необходимое для обработки единицы материала и человеко-часа, (Ъ) - коэффициент ускорения процессов.
Качество ремонта может улучшаться с использованием точных и качественных материалов из аддитивных технологий:
Q = qm•M + ql • L - j •А •t (qm • М + ql • L), где ^т) и (ql) - вклад единицы материала и человеко-часа в качество ремонта, (]) - коэффициент улучшения качества благодаря применению аддитивных технологий.
Решение модели. Для решения предложенной оптимизационной модели можно использовать методы линейного программирования, если функции линейны, или методы нелинейного программирования, если функции представляют собой нелинейные зависимости. Это позволит найти оптимальное сочетание (М), (Ь) и (А), минимизирующее общую стоимость (С), соблюдая при этом ограничения по времени (Т), качеству и бюджету (С{тах}).
Теоретическое значение исследования обусловлено расширением границ применимости аддитивных технологий в строительной отрасли, в то время как практическое значение заключается в разработке конкретных рекомендаций для их реализации. Однако для достижения практических результатов требуется дальнейшая разработка технологических, экономических и нормативных аспектов внедрения аддитивных технологий в процесс капитального ремонта МКД. В дополнение к теоретическому и практическому значению, исследование предлагает пути для инновационного развития строительной отрасли и повышения качества жилищного фонда.
Потенциальные направления для дальнейших исследований могут включать:
детальное изучение прочности и долговечности материалов, используемых в аддитивных технологиях, для обеспечения безопасности и соответствия строительным стандартам;
анализ влияния аддитивных технологий на окружающую среду, включая уровень шума, пыли и возможных выбросов в процессе их применения;
разработка усовершенствованных алгоритмов для 3d-моделирования и печати, специально адаптированных под условия работы на объектах капитального ремонта МКД.
Важность дальнейшего развития исследований в области аддитивных технологий обусловлена не только потребностью в повышении эффективности строительных и ремонтных процессов, но и необходимостью реагирования на постоянно растущие требования к устойчивому развитию, энергоэффективности и экологичности жилищного строительства.
Исследование показало, что интеграция аддитивных технологий в процессы капитального ремонта МКД может стать одним из ключевых факторов трансформации отрасли, приведя к созданию новых рабочих мест, стимулированию научно-технического прогресса и повышению качества жизни граждан. В контексте дальнейшего развития аддитивных технологий в сфере капитального ремонта МКД, особое внимание следует уделить следующим аспектам:
Инновационные исследования и разработки: необходимо продолжить исследования в области материаловедения, чтобы создать новые композитные материалы, которые будут адаптированы для 3D-печати и характеризоваться повышенной прочностью, долговечностью и экологичностью. Также важно развивать программное обеспечение для нейронного моделирования, что позволит ещё точнее прогнозировать поведение материалов и конструкций в различных условиях.
Пилотные проекты: Реализация экспериментальных проектов капитального ремонта с применением аддитивных технологий на практике позволит оценить их реальную эффективность, выявить потенциальные проблемы и риски. Эти проекты должны включать всестороннее тестирование всех аспектов: от долговечности и технических характеристик материалов до экономической эффективности и удовлетворенности пользователей.
Стандартизация и сертификация: Разработка стандартов для новых технологий и материалов критична для обеспечения безопасности и надежности в строительной отрасли. Необходимо активно работать над созданием и обновлением нормативных документов, включая требования к 3D-печатным строительным материалам и конструкциям.
Образовательные программы: Расширение образовательных курсов и программ для архитекторов, инженеров, строителей и других специалистов в области строительства, чтобы обеспечить их готовность к работе с новыми технологиями. Это включает как университетские программы, так и профессиональное обучение на рабочем месте.
Взаимодействие с общественностью: поскольку капитальный ремонт МКД затрагивает интересы многих людей, важно обеспечить прозрачность всех процессов и активно вовлекать жителей в обсуждение планов ремонта. Информирование и образование населения помогут снизить возможное сопротивление изменениям и способствовать более плавному внедрению новых технологий.
Финансовая поддержка и стимулирование: Государственные и частные инвестиции в развитие аддитивных технологий могут значительно ускорить их применение в строительной отрасли. Это может включать налоговые льготы, субсидии и гранты для компаний и научных организаций, занимающихся разработкой и внедрением инновационных технологий.
Таким образом, статья подводит итоги необходимости и перспектив внедрения аддитивных технологий в процесс капитального ремонта многоквартирных жилых домов, выделяя ключевые аспекты для реализации данной задачи. Конечная цель — не только улучшение условий жизни в МКД, но и обеспечение устойчивого развития строительной отрасли в целом.
Заключение. В результате проведенного анализа были выявлены перспективы и пути внедрения аддитивных технологий в процесс капитального ремонта МКД. Представленные данные указывают на возможность со-
кращения сроков выполнения работ, экономию материальных и финансовых ресурсов, а также повышение качества и долговечности ремонтных работ. Новые результаты включают предложения по методике внедрения аддитивных технологий, разработку математического аппарата и алгоритмов для их интеграции в существующую систему капитального ремонта.
Сформирована концепция применения аддитивных технологий при капитальном ремонте МКД. Выявлен потенциал для повышения эффективности всех этапов жизненного цикла капитального ремонта, от обследования до эксплуатации. Предложенная методика может служить основой для дальнейших разработок и исследований в этом направлении. Теоретическое значение исследования заключается в расширении понимания возможностей аддитивных технологий в строительстве, а практическое значение - в создании предпосылок для повышения эффективности капитального ремонта МКД с применением современных технических решений.
Применение аддитивных технологий в ремонте МКД может способствовать сокращению сроков проведения работ, уменьшению стоимости и улучшению качества и долговечности ремонтных работ. Опыт использования аддитивных технологий в других областях показывает их высокий потенциал и эффективность, что делает их привлекательными для использования в строительной отрасли.
Тем не менее, для внедрения аддитивных технологий в практику капитального ремонта МКД необходимо разработать нормативную базу, стандарты и рекомендации, а также обеспечить подготовку квалифицированных специалистов. Кроме того, важным аспектом является экономическая целесообразность применения таких технологий, включая анализ затрат и выгод, которые могут быть достигнуты в долгосрочной перспективе.
В заключение, исследование подчеркивает значительные перспективы внедрения аддитивных технологий в процесс капитального ремонта МКД, однако подчеркивает необходимость дальнейшей работы в этом направлении для создания конкретных технических и экономических решений, адаптированных к условиям российских многоквартирных жилых домов.
Список литературы
1. Совершенствование технологии строительства зданий в современных экономических реалиях с применением аддитивных технологий / Н. А. Челночков, С. А. Зайцев, Д. Ю. Левкина [и др.] // Финансовая экономика.
2022. № 11. С. 343-345. EDN RLADFL.
2.Яренских А.Г. Применение аддитивных технологий при изготовлении и восстановлении средств инженерного вооружения // Альманах Пермского военного института войск национальной гвардии. 2022. № 4(8). С. 149154. EDN QKNYZU.
3.Кузьмина Т.К. Эффективность проведения капитального ремонта многоквартирных жилых домов (мкд) / Т. К. Кузьмина, М. А. Абрегов, Р. А. Виткова // Components of Scientific and Technological Progress. 2023. № 7(85). С. 24-29. EDN HJIDGQ.
4.Жукова И.В. Оценка населением реализации программы капитального ремонта жилищного фонда / И.
B. Жукова, А. А. Караваев // Электронный сетевой политематический журнал "Научные труды КубГТУ". 2019. № S4.
C. 774-780. EDN HGRDJO.
5. Выявление факторов и негативных последствий на этапах реализации капитального ремонта многоквартирных домов / Т. К. Кузьмина, М. А. Абрегов, Д. Д. Бабушкина, С. В. Федоров // Строительное производство.
2023. № 4. С. 155-159. DOI 10.54950/2658534020234155. EDN BWLBKI.
6. Ганзен Е.В., Лапидус А.А. Актуальные вопросы организации работ по капитальному ремонту и реконструкции общественных зданий // Строительное производство. 2020. № 4. С. 44-50. DOI 10.54950/26585340_2020_4_44.
7. Ганзен Е.В. Выбор значимых факторов для принятия решений по капитальному ремонту и реконструкции административных зданий. // Строительное производство. 2021. № 4. С. 62-69. DOI 10.54950/26585340_2021_4_10_62.
8.Хубаев А.О. Анализ и сбор данных для проведения капитального ремонта в России / А. О. Хубаев, Б. Р. Долов // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 7. С. 625-628. DOI 10.24412/2071-6168-2023-7-625-626.
9. Особенности разработки проекта организации строительства для объектов жилого назначения в рамках программы реновации / Т. Х. Бидов, Р. С. Фатуллаев, А. О. Хубаев [и др.] // Строительное производство. 2022. № 4. С. 100-105. DOI 10.54950/26585340_2022_4_100.
10. Петрова Л.С. Капитальный ремонт жилищного фонда как элемент его воспроизводства // Избранные доклады 65-й Юбилейной университетской научно-технической конференции студентов и молодых ученых : Сборник докладов. Томск: Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2019. С. 1050-1051.
11. Осуществление функций технического заказчика при капитальном ремонте жилых зданий / А. А. Ла-пидус, Р. С. Фатуллаев, А. А. Ткаченко, Г. А. Сабанов // Components of Scientific and Technological Progress. 2023. № 4(82). С. 50-55.
12. Дьякова Ю.И. Совершенствование механизма организации проведения капитального ремонта зданий на средства фонда капитального ремонта / Ю. И. Дьякова, Н. В. Царенко // Исследование, систематизация, кооперация, развитие, анализ социально-экономических систем в области экономики и управления (ИСКРА - 2019) : Сборник трудов II Всероссийской школы-симпозиума молодых ученых / Научное редактирование В.М. Ячменевой. Симферополь - Судак: Общество с ограниченной ответственностью «Издательство Типография «Ариал», 2019. С. 44-47. EDN FLQFMS.
13. Анализ трудоемкости ремонтных работ в разных странах / Р. С. Фатуллаев, Т. Х. Бидов, А. О. Хубаев, Т. К. Кузьмина // Строительное производство. 2022. № 4. С. 86-90. DOI 10.54950/26585340_2022_4_86.
14. Сапранов С.В. Основные проблемы развития региональной системы капитального ремонта многоквартирных домов // Избранные доклады 64-й университетской научно-технической конференции студентов и молодых ученых. Томск: Томский государственный архитектурно-строительный университет, 2018. С. 867-868. EDN HEVEPC.
15. Кузьмина Т.К. Усовершенствование системы строительного контроля при производстве строительно-монтажных работ / Т. К. Кузьмина, Д. Д. Бабушкина, Р. В. Волков, Д. А. Коблюк // Строительное производство.
2022. № 4. С. 24-29. DOI 10.54950/26585340_2022_4_24. EDN PZFIDA.
16. Бидов Т.Х. Формирование методики совершенствования научно-технического сопровождения проектирования на основе нейронного моделирования / Т. Х. Бидов, А. П. Гришина, А. С. Петрова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 3. С. 398-401. DOI 10.24412/2071-6168-2023-3-398-402. EDN ECISXZ.
17. Анализ стоимости выполненных работ по капитальному ремонту общего имущества в многоквартирных жилых домах в субъектах Российской Федерации / А. А. Лапидус, Р. С. Фатуллаев, Т. Х. Бидов, Д. М. Николен-ко // Строительное производство. 2023. № 2. С. 3-7. DOI 10.54950/26585340202323.
18. Kuzmina T..Optimization of the duration of the pioneer construction period / P. Oleinik, T. Kuzmina, D. Zueva, M. Balmashnova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 23, Construction - The Formation of Living Environment. 55 Giai Phong Road, Hanoi, 2020. P. 062006. DOI 10.1088/1757-899X/869/6/062006. EDN MHEIYB.
19. Организационно-технологическое моделирование комплексной оценки потенциала проведения внеплановых ремонтных работ / А. А. Лапидус, Д. В. Топчий, Р. С. Фатуллаев [и др.]. Москва: Издательство АСВ, 2023. 89 с.
20. Лапидус А.А. Исследование организационно-технических решений при проведении капитального ремонта многоквартирных жилых домов / А. А. Лапидус, Т. Х. Бидов, А. О. Хубаев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2024. № 2. С. 172-176. DOI 10.24412/2071-6168-2024-2-172-173. EDN UBHFXR.
21. Fatullaev R.S. Evaluation of Biotic Damage to Structures as a Risk Factor for Environmental Pollution During a Comprehensive Survey of the Cultural Heritage Site of Regional Significance "The Building of the Izvestia Newspaper" / R. S. Fatullaev, T. Kh. Bidov // XV International Scientific Conference "INTERAGROMASH 2022" : Collection of materials of the 15th International Scientific Conference. Global Precision Ag Innovation 2022. Vol. 575. Rostov-on-Don: Springer Cham, 2023. P. 150-160. DOI 10.1007/978-3-031-21219-2_15.
22. Методика типизации многоквартирных домов, подлежащих капитальному ремонту общего имущества / А. А. Лапидус, С. И. Экба, Е. Б. Трегубова, С. А. Кормухин // Известия высших учебных заведений. Строительство.
2023. № 2(770). С. 56-64. DOI 10.32683/0536-1052-2023-770-2-56-64.
Петросян Рима Сергеевна, старший преподаватель, [email protected], Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,
Абрегов Мухажир Альбертович, аспирант, [email protected], Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF ADDITIVE TECHNOLOGIES WHEN CARRYING OUT MAJOR REPAIRS OF MULTI-APARTMENT RESIDENTIAL BUILDINGS (MCD)
R.S. Petrosyan, M.A. Abregov
This article provides a detailed analysis of the prospects for the introduction of additive technologies in the process of major renovation of multi-apartment residential buildings (MCD), with an emphasis on their potential advantages and technical aspects of implementation. The main goal of the study is to determine the possibilities of using additive technologies, such as 3D printing and other innovative manufacturing methods, to improve the efficiency, accuracy and economic attractiveness of repair work. The objectives of the research include an in-depth analysis of existing scientific work in the field of additive technologies and their applications in construction, with a special focus on neural modeling - a tool to improve the planning and optimization of repair processes. The analysis identifies key technical aspects such as choice of materials, precision of parts, cost-effectiveness and environmental aspects. The results of the study confirm the urgent need to develop a comprehensive concept for the introduction of additive technologies in the overhaul of multi-unit buildings. The research formed a solid basis for subsequent research and practical application of these technologies. A methodology was proposed that covers all stages of the life cycle of a major renovation: from surveying buildings using scanning and modeling to designing individual elements, performing repair work and operating finished structures. The study demonstrates the significant potential of additive technologies to modernize the practice of major renovation of residential buildings, providing a faster, more cost-effective and environmentally friendly approach to the restoration of residential buildings. The proposed approaches and techniques create a solid basis for future practical implementations and additional research in this area, reflecting the prospects of a technological revolution in housing construction and renovation.
Key words: major repairs, additive technologies, improvement of the major repair system, multi-apartment residential buildings.
Petrosyan Rima Sergeevna, senior lecturer, PetrosyanRS@mgsu. ru, Russia, Moscow, National Research Moscow State University of Civil Engineering,
Abregov Mukhazhir Albertovich, postgraduate, m. abresov@mail. ru, Russia, Moscow, National Research Moscow State University of Civil Engineering
