CC BY
4LIFE CYCLE MANAGEMENT OF OBJECTS IN CONSTRUCTION Управление жизненным циклом объектов строительства
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ УДК: 69.009.1
DOI: 10.24412/2409-4358-2023-3-163-168
Специфика информационного моделирования организационно-технологических решений в образовательных программах строительных специальностей
Жаров Я.В.1
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д.26; [email protected]
АННОТАЦИЯ
В данной статье рассматриваются вопросы актуализации образовательных программ строительной отрасли за счет применения информационного моделирования на базе программ Synchro и Newisworks.
Развитие строительной отрасли в области информационного моделирования, внедрение технологий BIM в процессы проектирования, строительства и эксплуатации доказывает эффективность данной технологии. Для реализации потенциала оптимизации технологических и бизнес-процессов за счет применения современных технологий требуются специалисты с высокой компетенцией в данной области. В этой связи, невозможно представить себе подготовку специалистов - инженеров строителей без применения в образовательных процессах инструментов аналогичных тем, что используются передовыми девелоперами и компаниями, специализирующимися на BIM технологиях.
Ключевые слова: многомерная модель, оптимизация проектирования, структура декомпозиции работ, кластерная структура, единичный блок многомерной модели.
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Я.В. Жаров. Специфика информационного моделирования организационно-технологических решений в образовательных программах строительных специальностей // Новые технологии в строительстве. 2023. Т. 9, Вып. 3, С. 163-168, DOI: 10.24412/2409-4358-2023-3-163-168
ORIGINAL ARTiCLE
SPECiFiCiTY OF INFORMATION MODELING ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS IN EDUCATIONAL PROGRAMS FOR CONSTRUCTION SPECIALTIES
Zharov Ya.V.1
1 Moscow State University of Civil Engineering, 26, Yaroslavskoye Sh., Moscow, 129337, Russia; [email protected] ANNOTATION
This article discusses the issues of updating educational programs in the construction industry through the use of information modeling based on the Synchro and Newisworks programs.
The development of the construction industry in the field of information modeling, the introduction of BIM technol- m
ogies into the processes of design, construction and operation proves the effectiveness of this technology. To realize T
the potential of optimizing technological and business processes through the use of modern technologies, specialists °
with high competence in this field are required. In this regard, it is impossible to imagine the training of specialists - 0
construction engineers - without the use in educational processes of tools similar to those used by advanced devel- j opers and companies specializing in BIM technologies.
Keywords: multidimensional model, design optimization, work breakdown structure, cluster structure, single block of a multidimensional model.
FOR CITATION: Ya.V. Zharov. SPECIFICITY OF INFORMATION MODELING ORGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS IN EDUCATIONAL PROGRAMS FOR CONSTRUCTION SPECIALTIES // New Technologies in Construction. 2023. Vol. 9, Issu 3, Pp. 163-168, DOI: 10.24412/2409-4358-2023-3-163-168
о о
> !D
О —I CO
N C
о z
CO —I
с
о
© Я.В. Жаров, 2023
< со
о &
I-
U са о
ш
о
о
S
п s
£
CQ 2
ВВЕДЕНИЕ
При изучении технологических процессов в строительстве обучающимся в значительной степени не хватает практики, в этой связи затруднено понимание, усвоение значительной части учебного материала. В рамках академического обучения нет возможности продемонстрировать полный технологический цикл производства строительно-монтажных работ. Инструменты информационного моделирования позволяют продемонстрировать технологические процессы с высокой детализацией в отрыве от строительной площадки. Многомерная модель позволяет продемонстрировать технологические решения и как их совокупность может влиять на продолжительность производства работ и качество реализуемых объектов.
Аналогично строительной отрасли, где эффект от внедрения информационных технологий достигается в виде сокращения сроков и снижении стоимости реализации проекта, применение современных методов и инструментов в образовательных процессах позволяет повысить компетенцию слушателей курса.
Статья написана на основе 3х летнего опыта внедрения технологий многомерного моделирования в образовательный процесс на базе учебного курса «Компьютерные методы проектирования в организации и управления проектами». Основной целью учебного курса является получение студентами компетенций в области информационного моделирования, а также демонстрация функциональных особенностей информационных моделей для приятия организационно-технологических решений на стадии технологического проектирования.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Разрабатывая организационно-технологические проекты на основе информационных моделей, необходимо принять во внимание степень базовой квалификации разработчика. От квалификации разработчика зависит детализация и наполнение модели. В рамках программы обучения важна возможность разработки модели с низкой детализацией и гибкая структура модели, которая позволяет детализировать отдельные ее части. Это мнение определено тем, что нет общепринятой методики многомерного проектирования и инновационности технологического подхода, особенно в отечественной практике. В этой связи для программы обучения предлагается использовать блочно-кластерную структуру модели.
Единичные блоки, исходя из технологических особенностей объединяются в организационно-технологические кластеры.
Организационно-технологический кластер -это группа из нескольких однотипных единичных блоков, представляющая собой самостоятельную единицу, которая обладает характерными свойствами, необходимыми для решения организационно-технологических задач. [3]
Применение указанной структуры дает возможность за малый промежуток времени использовать технологию многомерного моделирования в группах обучающихся.
Оценка усвоение материала занятий проводилась по трем показателям: вовлеченность в процесс обучения, освоение навыков работы в специализированных программных комплексах, а также понимание технологий выполнения строительно-монтажных работ.
Учет вовлеченности выполнялся на основе систематической проверки разрабатываемой модели на каждом этапе. Оценка степени освоение навыков работы в специализированных программных комплексах производилась относительно сложности и детальности разработанной студентами информационной модели. Общее понимание технологий выполнения строительно-монтажных работ в значительной степени зависит от успеваемости студентов по смежным дисциплинам, что достаточно затрудняет привязку результатов такой оценки к общим результатам и для корреляции этого аспекта вводился поправочный коэффициент для снижения погрешности при формировании общей оценки освоения материала по рассматриваемому учебному курсу.
Типовая структура единичного блока многомерной модели.
В рамках составление программы обучения учитывалось, что модель и ее составные части основываются на конструктивном блоке (рис. 1) - этот блок может быть выполнен в одном из CAD приложении в виде 3D модели. На базе конструктивного блока возможно устранить коллизии -пространственные и технологические. Степень детализации зависит от задач проекта. Для большинства задач ОТП графическая модель должна передавать все конструктивные элементы проекта, а также основное оборудование, инженерные системы, временные здания и сооружения. В рамках учебной программы разработка упрощенной трехмерной модели может оказаться наиболее эффективным и простым решением, например, упрощенная модель для решения определенных задач организационно-технологического характера.
Когда происходит оценка технологического решения, требуется определить ресурсоемкость
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЕДИНИНЧНОГО БЛОКА МНОГОМЕРНОЙ МОДЕЛИ
Конструктивный блок
Рисунок 1 - Структурная схема единичного блока многомерной модели
запроектированных работ. Зачастую именно стоимостные показатели являются ключевыми для утверждения технологического решения в проекте. Во время подготовки практической работы оценка ресурсоемкости организационно-технологических решений может быть задействована в подборе технологического решения и утверждения его в проекте. Ресурсно-стоимостной блок позволяет дать такую оценку. При делении модели на отдельные элементы можно отобрать не объект аналог, а его составную часть. Так, у нас есть возможность проанализировать стоимость отдельных частей проекта, использую единичные блоки, как составные части объектов. Несмотря на использование укрупненных показателей в рамках образовательной программы - это обеспечивает увеличение точности предварительных оценок.
Динамические связи конструктивного и ресурсно-стоимостного блока позволяют оценить динамику потребности в ресурсах для реализации как отдельных частей, так и проекта в целом. При внесении изменений и корректировок за счет
динамических связей возможно определить изменения потребности в ресурсах и оценить изменения продолжительности. Продолжительность возведения здания и его отдельных частей на ряду с ресурсоемкостью является одним из наиболее важных характеристик при оценке проектных решений.
При использовании визуализации в процессе разработки проектов календарного планирования связи между конструктивными и ресурсно-стоимостными блоками отображаются более наглядно, в результате материал программы обучения усваивается студентами лучше. Дополнительно создаются оптимальные коммуникационные связи для участников процесса, а также более детальное понимание технологических процессов и последовательность их реализации.
Объединение конструктивного и технологического блока в единую модель позволяет проектировщику обнаруживать обучающимся в логике календарного графика, разногласия календарной части проекта и конструктивной, данная проверка проходит почти на автоматическом уровне
о о
> (D
О ~п O
ГО
с_ m О —I со
n C
о
Z со —I
с
о
< со
о &
I-
U со о
1С
о
S о
J S
т s
£
со 2
и выявляет до 90% коллизий и неточностей. Например, планировщик задал параллельное производство отделочных, электромонтажных и работ по монтажу инженерных систем. При данных условиях, многомерная модель выявит возникновение заторов на отдельных участках строй площадки, что в действительности приводит к снижению темпов производительности труда для рабочих бригад. Обучающие на этом этапе осваивают оптимизацию выделения фронтов работ и оптимизацию потоков при планировании работ поточным методом.
В настоящий момент есть достаточно широкий перечень программ, которые позволяют увязать вышеперечисленный блоки модели с сохранением динамических связей между блоками. Ниже приведены преимущества и недостатки программных комплексов: Synchro и Navisworks
Сравнительная оценка программ во время процесса разработки ОТР.
Прежде всего Synchro является полностью интегрированной платформой для планирования строительства это означает что возможно импортировать данные, затем их детализировать или оптимизировать, составлять календарные графики, производить расчет критического пути, распределять ресурсы. Создав график производства работ в Synchro возможно использовать зависимости интерактивности и логические отношения, чтобы быстро оценить влияние небольших изменений на весь проект. Программа позволяет сохранить несколько базовых уровней текущего графика и синхронизировать отмененные действия и новые изменения с планированием. Если необходимо экспортировать, импортировать и синхронизировать, то Synchro поддерживает Microsoft excel., Microsoft Project, Primavera и прочее программные продукты. Synchro имеет инструменты календарного планирования, 3D инструменты, фильтра и поиск, включая поиск по наименованиям предмета, где показывается критический путь и статус задачи. Учитывая возможность осуществлять мгновенную проверку планирования и вносить изменения - данное программное обеспечение хорошо подходит для процессов обучения организационно-технологическому проектированию. Уже на начальном этапе возможно сравнить, к примеру, количество рабочих, принимаемых на данной захватке. Поменять, увеличить или уменьшить число рабочих - и наглядно увидеть, как это повлияет на динамику проекта и на его ресурсоемкость.
Инструменты Navisworks Simúlate и Manage позволяют моделировать процесс строительства и проводить комплексный анализ проекта. Программа обладает хорошими инструментами
по выявлению пространственных коллизий, однако календарный график в Navisworks игнорирует логику планирования создавая его в серию независимых дат начала и дат окончания работ, это приводит к тому, что невозможно реально увидеть последствия на остальной части планирования. Данная программа позволит вам только экспортировать Microsoft Project и CSV, однако, вы можете изменять планирование только по заданию и временной линии, которые не очень эффективны для построения многовариантной модели проекта. Инструменты Navisworks позволяют рассматривать отдельные этапа проекта - элементы модели, однако так как мы делаем большую часть редактирований, это приводит к сложности заметить эффект изменения на полной модели и тем более изменения в графике планирования из-за особенностей инструмента планирования. В этой связи приходится возвращается к графику и вносить изменения вручную, такой подход не удобен для решения описанных выше задач.
ВЫВОД.
Применение информационной модели как метода ОТП в рамках образовательного процесса, позволяет систематизировать полученные в процессе обучения знания и наглядно продемонстрировать роль оптимизации организационно-технологических решений на стадии проектирования. Использование кластерной структуры модели позволяет разбить проектирования на отдельные этапы - блоки, которые в последствии возможно объединить в единую информационную модель объекта, что в свою очередь дает возможность охватить полный цикл ОТП в рамках образовательного курса. Применение информационных моделей дает широкий круг возможностей в рамках обучения студентов строительных специальностей.
Говоря о преимуществах визуализации в ПО Synchro возможно акцентировать внимание на таких инструментах как диаграмма Ганта, графики трудовых и материальных ресурсов, различные гистограммы, позволяющие сделать вывод ключевых показателей планирования информативным, чем в программе Navisworks, а за счет динамических связей снижается трудоемкость проработки вариантов применения ОТР.
По результатам работ обучающихся, а именно разработка технологических решений на основе информационной модели, выявлены хорошие показатели вовлеченности в процессе обучения, и как следствие, лучшее усвоение материала в части понимания технологии производства строительно-монтажных работ и процессов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вильман Ю.А., Сборщиков С.Б. Подготовка строительного производства // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2018. № 10. С. 4-5.
2. Вильман Ю.А., Сборщиков С.Б. Управление инвестиционно-строительным проектом // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2018. № 10. С. 6-11.
3. Вильман Ю.А., Сборщиков С.Б. Календарное планирование // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2018. № 10. С. 12-19.
4. Сборщиков С.Б., Лазарева Н.В. Идентификация эффективности обеспечения качества строительной продукции // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2017. № 12. С. 14-20.
5. Сборщиков С.Б., Лазарева Н.В., Бахус Е.Е., Демин А.Л., Зиновьев А.Ю. Перспективы развития систем обеспечения качества строительства объектов ядерной энергетики // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2019. № 4. С. 5-11.
6. Сборщиков С.Б., Хрипко Т.В. Особенности реализации процедур оценки и отбора предложений контрагентов в условиях инжиниринговой схемы управления строительством // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2018. № 3. С. 48-51.
7. Сборщиков С.Б., Лейбман Д.М. Система контроллинга инвестиционно-строительной деятельности, ее особенности при инжиниринговой схеме управления строительством технически сложных объектов // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2017. № 12. С. 21-32.
8. Сборщиков С.Б., Лазарева Н.В. О ресурсообеспечении управления качеством строительной продукции // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2017. № 12. С. 58-60.
9. Сборщиков С.Б., Маслова Л.А. Информационно-аналитическое обеспечение реинжиниринга объектов капитального строительства // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2019. № 7. С. 5-12.
10. Сборщиков С.Б., Маслова Л.А. Использование реинжиниринга в строительстве // Нормирование и оплата труда в строительстве. 2019. № 7. С. 13-19.
11. Sborshchikov S., Maslova L., Lazareva N., Shinkareva G. Choice of the rational option of the organizational and technological decision, taking into account the exposure of random factors // В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. XXVIII R-P-S Seminar 2019. 2019. С. 012113. DOI: 10.1088/1757-899X/661/1/012113
12. Sborshchikov S., Lazareva N. Resource provision of the capital construction facility reengineering // В сборнике: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 23, Construction - The Formation of Living Environment. Сер. «XXIII International Scientific Conference on Advance in Civil Engineering: «Construction - The Formation of Living Environment», FORM 2020 - Management in Construction» 2020. С. 062008. DOI: 10.1088/1757-899X/869/6/062008
13. Савенков А.Н., Сборщиков С.Б. Организационно-технологические особенности пусконаладочных работ на объектах атомной энергетики // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 1. С. 56-64. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.01.56-64
14. Сборщиков С.Б., Шинкарева Г.Н. Развитие инжиниринга как фактора интенсификации инвестиционно-строительной деятельности // Новые технологии в строительстве. 2022. Т. 8. № 2-3 (36-37). С. 7-11.
15. Сборщиков С.Б., Шинкарева Г.Н. Инжиниринг - основа инновационного развития строительной отрасли // Новые технологии в строительстве. 2022. Т. 8. № 2-3 (36-37). С. 12-16.
REFERENCES
1. Vilman Yu.A., Sborshchikov S.B. Preparation of construction production // Rationing and remuneration of labor in construction. 2018. No. 10. P. 4-5.
2. Vilman Yu.A., Sborshchikov S.B. Investment and construction project management // Rationing and remuneration of labor in construction. 2018. No. 10. P. 6-11.
3. Vilman Yu.A., Sborshchikov S.B. Scheduling // Rationing and payment of labor in construction. 2018. No. 10. pp. 12-19.
4. Sborshchikov S.B., Lazareva N.V. Identification of the effectiveness of ensuring the quality of construction products // Rationing and remuneration of labor in construction. 2017. No. 12. pp. 14-20.
5. Sborshchikov S.B., Lazareva N.V., Bakhus E.E., Demin A.L., Zi-noviev A.Yu. Prospects for the development of quality assurance systems for the construction of nuclear energy facilities // Standardization and remuneration of labor in construction. 2019. No. 4. P. 5-11.
6. Sborshchikov S.B., Khripko T.V. Features of the implementation of procedures for assessing and selecting proposals from contractors in the conditions of an engineering construction management scheme // Rationing and remuneration of labor in construction. 2018. No. 3. P. 48-51.
7. Sborshchikov S.B., Leibman D.M. Controlling system for investment and construction activities, its features in the engineering scheme for managing the construction of technically complex objects // Rationing and remuneration of labor in construction. 2017. No. 12. pp. 21-32.
8. Sborshchikov S.B., Lazareva N.V. On resource provision for quality management of construction products // Rationing and remuneration of labor in construction. 2017. No. 12. P. 58-60.
9. Sborshchikov S.B., Maslova L.A. Information and analytical support for reengineering of capital construction projects // Rationing and remuneration of labor in construction. 2019. No. 7. P. 5-12.
10. Sborshchikov S.B., Maslova L.A. The use of reengineering in construction // Rationing and remuneration of labor in construction. 2019. No. 7. pp. 13-19.
11. Sborshchikov S., Maslova L., Lazareva N., Shinkareva G. Choice of the rational option of the organizational and technological decision, taking into account the exposure of random factors // In the collection: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering . XXVIII R-P-S Seminar 2019. 2019. P. 012113. DOI: 10.1088/1757-899X/661/1/012113
о о
> !D
О ~n O □0 c_ m О —I CO
n C
о z
CO —I 33
с
о
12. Sborshchikov S., Lazareva N. Resource provision of the capital construction facility reengineering // In the collection: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 23, Construction -The Formation of Living Environment. Ser. «XXIII International Scientific Conference on Advance in Civil Engineering: «Construction - The Formation of Living Environment», FORM 2020 - Management in Construction» 2020. P. 062008. DOI: 10.1088/1757-899X/869/6/062008
13. Savenkov A.N., Sborshchikov S.B. Organizational and technological features of commissioning work at nuclear energy
facilities // Industrial and civil construction. 2022. No. 1. P. 56-64. DOI: 10.33622/0869-7019.2022.01.56-64
14. Sborshchikov S.B., Shinkareva G.N. Development of engineering as a factor in the intensification of investment and construction activities // New technologies in construction. 2022. T. 8. No. 2-3 (36-37). pp. 7-11.
15. Sborshchikov S.B., Shinkareva G.N. Engineering is the basis of innovative development of the construction industry // New technologies in construction. 2022. T. 8. No. 2-3 (36-37). pp. 12-16.
ОБ АВТОРАХ
Ярослав Владимирович Жаров - к.т.н., доцент кафедры НИУ МГСУ. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26. 1.
BIONOTES
Yaroslav Vladimirovich Zharov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department Moscow State University of Civil Engineering, 26, Yaroslavskoye Sh., Moscow, 129337, Russia.
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. The authors declare no conflicts of interests.
Поступила в редакцию 08.07.2023. Одобрено после рецензирования 10.08.2023. Одобрена к публикации 14.09.2023. The article was submitted 08.07.2023. Approved after peer review 10.08.2023. Approved for publication 14.09.2023.
< со
о &
I-
u
CO
о
1С
о
2 о
J 2
to s
£
CO 2
