CC BY
35
Ulazevich Vladislav Yurevich, postgraduate, APC engineer, ulazevich@yandex. ru, Russia, Saint Petersburg, Saint Petersburg Electrotechnical University «LETI», LLC « T-Soft»,
Tumanov Aleksey Vladimirovich, head of department, tumanov a v a l-soft.ru, Russia, Saint Petersburg, LLC «T-Soft»
Ishkildin Ruslan Radmirovich, lead developer, ishkildinai-soft. ru, Russia, Saint Petersburg, LLC «T-Soft»
УДК 004
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ОТДЕЛОЧНЫХ РАБОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИРТУАЛЬНОЙ И ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ
Т.Э. Хаев, А.Ю. Чипизубов, А.А. Урусов
В данной работе рассмотрена возможность применения современных технологий дополненной реальности при производстве отделочных работ. Предложена научно-техническая гипотеза: возможность повысить эффективность производства отделочных работ посредством применения виртуальной и дополненной реальности. Произведен технико-экономический расчет и сравнение вариантов с применением современных технологий виртуальной и дополненной реальности и без. Произведен обзор возможности применения данной технологии в строительном производстве. Установлено отсутствие норм и регламентов по использованию виртуальной и дополненной реальности при организации и производстве отделочных работ. Обоснована актуальность применения данной технологии при реализации строительного проекта. Установлена целесообразность комплексного изучения данного вопроса, указывающая о необходимости совершенствования нормативно-правовой, инженерно-технической, управленческой и организационной систем, связанных с использованием виртуальной дополненной реальности в производстве отделочных работ. Сформирована научная база для создания инструментария по повышению конечных показателей строительной продукции при реализации строительного проекта в части производства отделочных работ.
Ключевые слова: дополненная реальность, отделочные работы, строительство, технологии, качество строительной продукции, квалификация рабочих.
Известно, что одним из основных параметров качественной оценки завершенного строительного проекта является его эстетическое восприятие. И, зачастую, именно на отделочные работы ложится вся ответственность на придание благоприятного облика реализуемого объекта. В связи с этим, научным сообществом, сегодня, уделяется большое внимание повышению организационно-технических, технологических, управленческих решений при производстве отделочных работ [1 - 5].
Развитие технологий производства отделочных работ напрямую связано с появлением новых строительных материалов и контролирующих качество строительных процессов приборов. Обзор технической литературы и статей ученых показал, что важным фактором, способствующим повышению качества строительного проекта, является проектная, рабочая, производственная и организационно-технологическая документация.
Совершенствование информационных систем также оказывает влияние на развитие производства отделочных работ. Появление новых механизмов, инструментов и технологий сопровождается их внедрением в различные сферы строительного производства.
В настоящее время проявляется большой интерес к средствам и технологиям виртуальной и дополненной реальности. И если виртуальная реальность — это полностью прорисованная картинка, никак не зависящая от внешнего мира, то дополненная — это наложение на реальную трехмерную среду цифрового изображения с возможностью взаимодействия с окружающим миром [1].
Многие инвесторы сейчас вкладывают свои средства в развитие цифровых технологий на рынке жилой недвижимости [2]. В том числе и поэтому виртуальная и дополненная реальность активно развивается во всех сферах. В строительном производстве существуют предложения по использованию виртуальной реальности при возведении монолитных конструкций, где предлагается с помощью этой технологии минимизировать производственные травмы и повысить эффективность технологического процесса [3]. Также существуют разработки её применения в отображении расположения скрытых под толщей грунта, или другими преградами инженерных коммуникаций [4]. Отсутствие разработок по применению виртуальной и дополненной реальности при производстве отделочных работ делает данную работу актуальной.
Научно-технической гипотезой исследования является предположение о возможности повышения результативности производства отделочных работ путем применения виртуальной и дополненной реальности. Первый шаг обоснования эффективности применения данного способа - технико-экономический расчет. Для технико-экономического обоснования необходимо провести подробное описание использования технологии виртуальной и дополненной реальности и произвести сравнение с классической технологией.
Суть метода заключается в том, чтобы человек выполнял работы с использованием очков дополненной реальности. Рабочий лишь производит последовательность операций не требующих особых знаний при этом на протяжении всего процесса у него перед глазами проецируется последовательность работы, куда и как крепить, где и какой элемент должен находиться и в какой последовательности всё выполнять. Для осуществления этого в отличии от некоторых современных образцов очков дополнительной реальности, очки необходимо оснастить камерами и датчиками, в виду специфики их использования для контроля отклонения от проекта, как расположения и размера элементов, к примеру, при кладке плитки, так и уровней плоскостей, к примеру, при облицовке стен кирпичом.
Со стороны пользователя - это достаточно упростит работу и к тому же не доставит какого-то дискомфорта, так как очки дополнительной реальности чуть больше и тяжелее обычных строительных защитных очков, которые и так часто приходится носить в качестве техники безопасности. Для
сравнения, вес стандартных легких строительно-монтажных очков «ПАЛЕРМО» - 30 г, а вес современного образца очков дополненной реальности google glass 3.0...36 г, с одной стороны, больше, но учитывая, что эта разница не в килограммах, а граммах при использовании ощущаться никак не будет.
Со стороны производителя подобного девайса сейчас стоит ряд трудностей, так как технологии дополненной реальности так же, как и виртуальной реальности сейчас хоть и применяются, но находятся в стадии интенсивной разработки и тестирования. Помимо разработки образцов очков со всеми необходимыми компонентами в компактном виде, необходима разработка нового программного обеспечения. С целью определения необходимого объема работ, при котором данная технология будет выгодной нужен еще и системный анализ. Для этого существует ряд апробированных инструментов, которые позволят дать необходимую оценку производимых работ, в зависимости от имеющихся возможностей [6-13]. Для оценки результативности, широко используют организационно-технологические факторы в виде производственно-технологических модулей, которые можно применить и в данной работе [14, 15].
Учитывая, что сейчас всё проектирование переходит на BIM технологии, где можно видеть огромные комплексы взаимосвязанных коммуникаций, в том числе и конструктивной части, с обозначением материала всех элементов, необходимо разработать дополнительное программное обеспечение, в которое можно перенести запроектированные модели или отдельные их части, где они в автоматическом виде в зависимости от типа конструкции и материала преобразовывались из модели в поэтапную инструкцию её возведения, требующую незначительную корректировку проектировщиком сложных и не типичных узлов [16, 17].
На данный момент ведут разработки и анонсируют уже 2 версию очков дополнительной реальности Microsoft модель Hololens 2.
Рис. 1. Использование Hololens 2 в медицине
Существует так же версия очков в связке с защитной каской Trimble Connect для использования очков дополнительной реальности уже в полевых условиях на объектах повышенной опасности.
200
Рис. 2. Применение Hololens 2 в связке с защитной каской
Trimble Connect
На базе данной модели уже можно попытаться реализовать программное обеспечение для отделочных работ. Как мы видим часть сложности осуществления идеи исчезает. Помимо проблемы с программным обеспечением, появляется новая, а стоит ли это того? Так как цена на Hololens 2 в России сегодня достигает 400 тыс. рублей. Но не надо рассчитывать, что такая цена сохранится достаточно долго, так как этот продукт всего лишь один из первых прототипов, выпускающийся ни столько для массового использования, сколько для ознакомления и демонстрации общественности научного прогресса и направления развития компании. При достаточном освоении технологии и активном внедрении в массовое производство цена будет заметно падать, точно так же, как на телефоны и телевизоры в своё время. Это нормально так как будет появляться больше конкурентов, технология будет уже изучена и понятна в производстве, что говорить если на сегодняшний день ближайшие конкуренты Hololens 2 это Google glass стоимостью 100 тыс. рублей. Если учитывать, что в строительстве все важные и ответственные приборы, к примеру, геодезические всегда стоят не дешево, то эту цену вполне можно принять.
При использовании данной технологии скорость проведения работ будет увеличена за счёт отсутствия работ по проверке горизонтальности и вертикальности плоскостей с помощью различных приборов как шнур-причалка, отвес, рулетка и уровень на работу с которыми уходит до 25% времени. В этих приборах не будет необходимости и соответственно трата времени на работу с ними уйдёт. Для рабочего не будут важны такие навыки как отличный глазомер, способность планировать и структурировать работу, обладать высоким вниманием к деталям, творческим умом и воображением, всё это теперь должна делать техника: обладать четким проектом и подсказывать куда класть элементы, а также в случае отклонения сообщать об этом рабочему. На выходе получается продукция с качеством на уровне с рабочими 4-6 разряда. По итогу мы получаем сокращение времени выполнения работы до 25%, и возможность нанимать менее квалифицированного человека с меньшим разрядом. Если учесть, что доплата рабочему 5 разряда идет под коэффициентом 1,5, можно сделать примерный расчёт экономической целесообразности использования технологии, приведенный ниже в табл. 1.
Таблица 1
Экономический расчет эффективности_
При норме кладки 1,3 м3 в день
Стоимость 1 м3 - 1000р 1 мес. £12 мес.
Без использования очков- 6 разряд 1,3 м3 в день Объем, м3 27.7 332.4
(Тариф. коэф. 1,67) 1670 Оплата, р. 46259 555108
С использованием очков- 2 разряд 1,6 м3 в день Объем, м3 33.6 403.2
(Тариф. коэф. 1,11) 1110 Оплата, р. 37296 447552
Итого, р: 107556
Из таблицы видно, что подобная технология вполне жизнеспособна, так как при постоянном использовании она может окупаться за 1 год, если рассмотреть на примере Google glass стоимостью 100 тыс. р., и в дальнейшем уже приносить прибыль,
Из всего выше сказанного можем прийти к выводу, что с проблемой на рынке отделочных работ может вполне справиться внедрение в строительный процесс технологии дополненной реальности. К тому же, помимо требуемого увеличения скорости выполнения работ и сохранения высокого качества, эта технология может быть достаточна выгода с экономической стороны. Внедрение подобных технологий в отделочные процессы, может произвести технологический прорыв во всем строительстве, за которым, как показывает практика, обычно следуют новые открытия. Но всего этого может не произойти, если сейчас не будут производиться активные разработки в данном направлении, если оборудование для осуществления данной идеи - очки уже существуют, которые возможно нужно будет немного доработать под специфику работы, то с программным обеспечением обстоятельства складываются плохо, так как не существует реального софта, который мог бы воплотить идею в жизнь. Поэтому в дальнейших исследованиях необходимо затронуть множество идей, по реализации именно такого программного обеспечения, и начать его активную разработку.
Список литературы
1. Опанасюк И.Л., Опанасюк Л.Г., Реутский И. А., Пайтра А.П. Резервы повышения эффективности производства отделочных работ при возведении жилых и общественных зданий // Вестник Белорусско-российского университета. 2013. №3. С. 82-91.
2. Лапидус А.А., Толстова К.С. Критерий оценки допустимости совмещения строительных процессов при производстве отделочных работ в жилых зданиях // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 5. С. 68-71.
3. Лапидус А.А., Толстова К.С., Топчий Д.В. Организационно-технологические параметры, влияющие на критерий допустимости совмещения строительных процессов при производстве отделочных работ в жилых зданиях // Перспективы науки. 2018. № 6 (105). С. 12-15.
202
4. Tolstova K., Chulkov V. Advantages of modern collapsible systems for exterior finishing of buildings in urban areas in Russia // MATEC Web of Conferences 2017. P. 00169. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201711700169.
5. Лукьянова А.О., Бокарева Е.Н. Совершенствование технологии отделочных работ // Человеческий капитал как фактор инновационного развития общества. 2018. С. 186-188.
6. Бидов Т.Х. Организационно-технологические и управленческие решения использования методов неразрушающего контроля при возведении монолитных конструкций // Научное обозрение, 2017. № 13. С. 54-57.
7. Хубаев А.О., Бидов Т.Х. Организационно-технологический потенциал использования методов неразрушающего контроля при производстве бетонных работ в зимний период // Наука и бизнес: пути развития, 2018. № 4. С. 101-104.
8. Lapidus A., Bidov T., Khubaev A. The study of the calibration dependences used when testing the concrete strength by nondestructive methods // MATEC Web of Conferences. 2017. V. 117. P. 00094. DOI: https://doi.org/ 10.1051/ matecconf/201711700094.
9. Lapidus A., Khubaev A., Bidov T. Development of a three-tier system of parameters in the formation of the organizational and technological potential of using non-destructive testing methods // E3S Web of Conferences. 2019. V. 97. P. 06037. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199706037.
10. Lapidus A., Kangezova M., Bidov T. Systematization of organizational and technological aspects of scientific technical support of buildings and constructions over 100m high // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 698. P. 022091.
11. Хаев Т.Э., Аветисян Р.Т. Факторы, влияющие на принятие организационно-технологических решений при выборе конструктивных методов креплений стенок выемок и котлованов // Наука и бизнес: пути развития, 2019. С. 85-87.
12. Гончаров А.А., Бидов Т.Х., Трескина Г.Е., Беккер Ю.Л. Исследование градуировочных зависимостей, используемых при контроле прочности бетона неразрушающими методами // Научное обозрение. 2015. № 12. С. 68-72.
13. Бидов Т.Х., Аветисян Р.Т. разработка организационно-технологической модели потенциала устройства временного крепления стенок выемок при производстве работ нулевого цикла // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 427431.
14. Бидов Т.Х., Аветисян Р.Т. Формирование производственно-технологических модулей // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 496-498.
15. Лапидус А.А., Бидов Т.Х. Формирование производственно-технологических модулей, обосновывающих использование методов неразру-шающего контроля при возведении монолитных конструкций гражданских зданий // Наука и бизнес: пути развития. 2019. №1. С. 31-36.
16. Хубаев А.О., Саакян С.С. Повышение эффективности возведения монолитных конструкций с применением технологии виртуальной и дополнительной реальности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 12. С. 492 - 495.
17. Львов М.А. Виртуальная реальность становится реальной // Информационно-технический журнал MediaVision. 2016. 08/68. С. 48-49.
Хаев Тотраз Эдуардович, старший преподаватель, [email protected], Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,
Чипизубов Андрей Юрьевич, студент, [email protected], Россия, Москва, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет,
Урусов Алим Аликович, инженер, alim. urusov@gmail. com, Россия, Москва, ООО «Отель Виноградово»
IMPROVING THE EFFICIENCY OF FINISHING WORK USING VIRTUAL AND
AUGMENTED REALITY.
T.E. Khaev, A.Yu. Chipizubov, A.A. Urusov
In this paper, the possibility of using modern augmented reality technologies in the manufacture of finishing work is considered. A scientific and technical hypothesis is proposed: the ability to increase the efficiency of finishing work through the use of virtual and augmented reality. The technical and economic calculation and comparison of options using modern technologies of virtual and augmented reality and without. A review of the possibility of applying this technology in the construction industry. The absence of norms and regulations on the use of virtual and augmented reality in the organization and production of finishing work. The relevance of the use of this technology in the implementation of a construction project is justified. The expediency of a comprehensive study of this issue, indicating the need to improve the regulatory, engineering, technical, managerial and organizational systems associated with the use of virtual augmented reality in the production offinishing work, is established. A scientific base has been formed to create tools to increase the final indicators of construction products during the implementation of a construction project in terms offinishing work.
Key words: augmented reality; Finishing work; building; technologies; quality of construction products; qualification of workers.
Khaev Totraz Eduardovich, senior lecturer, [email protected], Russia, Moscow, National Research Moscow State University of Civil Engineering,
Chipizubov Andrey Yuryevich, student, haevt@,mail.ru, Russia, Moscow, National Research Moscow State University of Civil engineering,
Urusov Alim Alikovich, engineer, alim. urusov@gmail. com, Russia, Moscow, LLC «Hotel Vinogradovo»
