¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

20 но€бр€ 2016

BIM: не только инженерно-проектна€ модель, но и посто€нно обновл€ема€ информаци€ о ходе всего строительного процесса

ќт собираемых с помощью беспилотников данных о размещении объекта до дополненной реальности: передовые технологии открывают новые перспективы в сфере AEC

–эндолл Ќьютон

–эндолл Ќьютон

ќригинал: Aligning real and virtual construction (—опр€жение реального и виртуального строительства). ѕеревод ќльги Ћукашенко.
Aligning V and R construction

 омпани€ Komatsu Smart Construction трансформировала свое землеройное оборудование благодар€ системе автоматического управлени€, добавив передачу данных в режиме, близком к реальному времени, с беспилотных аппаратов на модели реальных объектов. (»сточник: Komatsu)

—троительна€ индустри€ в японии столкнулась с проблемой: падение рождаемости приводит к нехватке квалифицированных строительных рабочих. ѕоэтому производитель т€желой спецтехники Komatsu сформировал подразделение Ђ”много строительстваї дл€ производства экскаваторов и бульдозеров. –обототехника способна осуществл€ть перемещение грунта и без водител€, очень четко следу€ плану земл€ных работ. јвтоматизированна€ т€жела€ техника выполн€ет поставленные задачи настолько быстро и точно, что существующие методы сбора наземных данных (геодезическа€ съемка, наземное сканирование) просто не в состо€нии выдержать такой темп.

¬ поисках решени€ проблемы Komatsu Smart Construction объединила усили€ со стартап-компанией Skycatch (—ан ‘ранциско) с целью усовершенствовани€ сбора и обработки данных. Skycatch специализируетс€ на промышленных приложени€х дл€ беспилотных летательных аппаратов (ЅЋј), более известных под названием Ђдроныї, или Ђбеспилотникиї.

“еперь, когда транспортные средства Komatsu Smart Construction по€вл€ютс€ на площадке, их действи€ направл€ютс€ одним или несколькими беспилотниками, собирающими данные о местности. »тоговые рабочие потоки в Komatsu называют первой в мире межмашинной системой автоматизированного строительства.

Ѕеспилотники Skycatch фотографируют рабочие площадки, фиксиру€ изображени€ и автоматически создава€ трехмерные данные по производственному участку. “акие данные можно оперативно накладывать на чертежи или модели стройплощадки дл€ автоматических расчетов площади и объема перемещаемого грунта.

–езультаты передаютс€ в виде инструкций дл€ оборудовани€ Ђ”много строительстваї дл€ достижени€ полностью автономных действий на производственном участке. ¬оспринимайте это как Ђтелефонное управлениеї строительством по принципу Ђот беспилотника к телефонуї.

Ђ ак только мы эффективно спланировали объем работ, [заказчики] могут начинать использовать оборудование Komatsu. Ђ”мное строительствої способно успешно планировать эффективную систему от начала до конца, существенно эконом€ заказчикам силы, врем€ и деньгиї, говорит ‘уджитоши “акамура, технический директор Komatsu.

Aligning V and R construction

¬ Skycatch считают, что использование беспилотников дл€ сбора трехмерных данных по производственной площадке значительно сокращает врем€ по сравнению с геодезической съемкой типичного строительного участка (»сточник: Skycatch)

¬згл€д изнутри проекта

ЂЌаша компани€ занимаетс€ обработкой данных, и так случилось, что мы используем беспилотники дл€ сбора данныхї, отмечает ѕатрик —тюарт, директор Skycatch по продукции. ‘ирменное сочетание беспилотников, мобильных приложений и технологий облачной обработки преобразует исходные необработанные данные, поступающие от беспилотников, в информацию, пригодную дл€ использовани€ на автономном оборудовании или инженерами в рамках существующих рабочих потоков —јѕ– или BIM.

Ќапример, инженер по коммунально-бытовому обслуживанию может практически в режиме реального времени вести мониторинг того, как устанавливаютс€ системы инженерного обеспечени€. —толь тщательно отслежива€ состо€ние работ, инженер может вы€вить, если и когда по€вл€етс€ необходимость в конструкционных изменени€х, и затем провести измерени€ и прин€ть решение, что делать. “о, на что при ручном сборе и анализе данных уход€т дни и недели, теперь можно сделать за считанные минуты.

Ђћы даем работникам в строительной отрасли то, чего у них никогда раньше не было: наблюдение изнутри всего строительного проекта в целомї, утверждает —тюарт. “радиционно, прорабам приходилось собирать информацию из разных источников, использу€ разные методы - от обсуждений на производственном участке до чертежей изменений, внесенных в первоначальный проект, с обменом данных по электронной почте и через телефон. ЂЁто все равно, что игра Ђпоиск по деревуї на вашем телефонеї, говорит —тюарт. Ђ ак правило, данные уже устаревшие и не слишком точныеї.

 омплекс Skycatch технологий состоит из трех уровней: компьютерна€ аппаратура дл€ беспилотников и технические средства контрол€ (Skycatch продает собственные беспилотники, но также работает с продукцией от других производителей); приложени€ дл€ анализа данных и редактировани€ собранных изображений; и облачна€ платформа обработки информации дл€ преобразовани€ полученных изображений и сканов в данные, имеющие практическую ценность.

ќдним из примеров такого рода обработки данных €вл€етс€ создание топографических карт. ќбработанные окончательные данные не должны показывать деревь€, кусты и пр. ”даление всей растительности вручную, сид€ на компьютерной рабочей станции, займет многие часы, а может быть и недели, в зависимости от масштабности проекта. ќблачна€ платформа Skycatch выполнит такую задачу буквально за минуты, соразмерно задейству€ столько процессоров, сколько есть в наличии. ѕрограммное обеспечение способно экспортировать в стандартные форматы данных дл€ —јѕ– архитектуры и строительства и информационного моделировани€ зданий.

”правление т€желой роботизированной спецтехникой и мониторинг хода выполнени€ строительных работ Ц это только две из наиболее очевидных возможностей использовани€ беспилотных летательных аппаратов. ќдин из заказчиков Skycatch приступил к работе с данной технологией после того, как начались экскаваторные и фундаментные работы по проекту производственно-административного комплекса.

ћенеджеры компании стали использовать технологию Skycatch дл€ сбора текущих данных о стройплощадке и их сопоставлени€ с проектным решением. ¬ первый же день вы€снилось, что бетонна€ плита стоимостью 400 тыс. долларов оказалась смещенной почти на 20,5 см. –аботы пришлось остановить; проверка вы€вила изначальные упущени€ в ходе изыскательских работ, которые затем перекочевали на стадию проектировани€ и в строительство. ≈сли бы проблему не удалось столь быстро обнаружить, ошибка в 400 тыс. долларов могла бы быстро усугубитьс€, и ущерб оказалс€ бы в несколько раз выше в зависимости от того, когда бы ее удалось заметить с помощью традиционных методов строительного контрол€.

Ђя примен€ю данные Skycatch на строительной площадке ежедневно, если не ежечасної, рассказывает ¬иктори€ ƒжулиан, строительный инспектор в DPR Construction. Ђћы можем вз€ть Skycatch план, сделать цветную маркировку, проставить нужные отметки и использовать дл€ планировани€ логистики, ежедневно, еженедельно, ежемес€чно Ц согласно нашим потребност€м.  аждый, кто это видит, просто поражаетс€. » восхищаетс€. Ёто действительно потр€сающее средство, без которого € не хотела бы осуществл€ть следующий крупный проектї.

¬оспроизводство изображений в качестве последовательно передаваемых данных

 омпани€ Skycatch Ц одна из нескольких разработчиков, стрем€щихс€ интегрировать реальные и виртуальные инструменты в строительном процессе. Ќовым элементом €вл€етс€ воспроизводство изображений. Ђ≈диный источник достоверных данныхї всегда был заветной мечтой, но в строительстве это считалось труднодостижимой целью. —пособность добавить воспроизводимые, с высоким разрешением данные по формируемым изображени€м, обладающие реальной практической ценностью, в BIM-модели или —јѕ–-чертежи радикально мен€ет правила игры. “еперь BIM может стать не только инженерно-проектной моделью, но и посто€нно обновл€емой системной информацией о ходе всего строительного процесса.

»спользование воспроизводимых изображений высокого разрешени€ снижает риски, предоставл€€, как в описанном выше примере, данные об отклонении от проекта. ћгновенные двухмерные линейные данные аэрофотосъемки и трехмерные объемные измерени€ замен€ют оценки, сделанные вручную, или восстановление данных оператором, существенно эконом€ врем€ и повыша€ уровень безопасности. »спользование изображений дл€ анализа потоков на производственной площадке помогает без задержки вы€вить зоны интенсивного движени€, благодар€ чему руководители могут находить обходные решени€. Ќаземные трехмерные лазерные сканеры примен€ютс€ в крупных проектах уже в течение многих лет, но по€вление беспилотников выводит на новый уровень как обозреваемость Ђс воздухаї, так и способность переводить анализ производственного участка в новую форму последовательно передаваемых данных.

Ќа строительной площадке посто€нно происход€т изменени€; исследовани€ показывают, что непрерывна€ изменчивость €вл€етс€ одной из ключевых причин низкой эффективности строительной отрасли по сравнению с другими секторами экономики. ¬ частности, важные преимущества автоматизации пока еще не внедрены в процессы координировани€, планировани€ и информационного взаимодействи€ на стройплощадке, с одним очевидным исключением Ц обеспечение доступности данных через мобильные устройства. ‘ормирование и обработка данных по-прежнему осуществл€етс€ на Ђрабочем столеї. Ќо использование беспилотников дл€ сбора воспроизводимых изображений означает, что карты строительной площадки станут неотъемлемым элементом ежедневных рабочих отчетов.  огда точные данные приход€т на смену примерным оценкам, логистическое планирование и управление активами значительно упрощаютс€. ¬заимодействие с отделами контрол€ качества, техники безопасности и пр., осуществл€етс€ гораздо оперативнее и четче.

Flying Superintendent (Ђлетучий контролерї)

 омпани€ Turner Construction работает с исследовател€ми из »ллинойского университета над созданием системы мониторинга строительства в режиме реального времени с помощью изображений, получаемых от беспилотников. ¬ проекте Flying Superintendent используютс€ как статические, так и видео-изображени€ дл€ обеспечени€ контрол€ качества, соответстви€ требовани€м техники безопасности и необходимой логистики.

Ђјнализ, проводимый на базе таких трехмерных визуальных производственных моделей геодезического класса, дает руководител€м работ €сное представление о том, что происходит на площадке каждый день, расшир€€ их возможности в плане повышени€ надежности краткосрочного планировани€ и устранени€ проблем до того, как они возникнутї, объ€сн€ет ћани √олпарвар-‘ард, ответственный исполнитель проекта, доцент »ллинойского университета (гражданское строительство). ¬ насто€щий момент исследовательска€ группа проводит испытани€ и усовершенствует Flying Superintendent в ходе строительства нового спорткомплекса дл€ профессиональных спортсменов в —акраменто, штат  алифорни€, —Ўј. ÷ель Ц создать предсказуемую систему машинного распознавани€ изображений дл€ анализа данных по производственному участку, управл€емую с минимальным участием человека, котора€ сможет ориентироватьс€, использу€ данные со строительной площадки. ѕоскольку беспилотники не наход€тс€ в зависимости от данных GPS как единственного метода навигации, их можно примен€ть внутри помещений, где спутниковые сигналы GPS слабые или просто отсутствуют.  оммерциализаци€ результатов исследовани€ осуществл€етс€ созданной при »ллинойском университете фирмой Reconstruct Inc. ¬ насто€щее врем€ Flying Superintendent также задействован в проекте многоэтажного здани€ в јризоне и в многочисленных проектах ведущей €понской строительной компании.

Aligning V and R construction

Flying Superintendent с помощью беспилотников ведет мониторинг строительных работ в режиме реального времени.
(»сточник: университет »ллинойса и Turner Construction)

–еальное состо€ние разработок

“ехнологи€ сращивани€ реального мира строительных работ с виртуальным миром проектировани€ и информационного моделировани€ зданий еще во многом Ђпроект в разработкеї. —тартап-компании, например, Skycatch, Reconstruct и другие концентрируютс€ на беспилотниках и формировании изображений, а опытные разработчики технологий AEC, как-то Autodesk, Bentley и Trimble, сосредотачивают усили€ на проектных данных. јнализ де€тельности ведущих разработчиков в данной области показывает разнообразие подходов к проблеме состыковки реального и виртуального в строительной индустрии. Ќиже приведен обзор основных участников рынка и соответствующих технологий.

3D Robotics

 омпани€ 3D Robotics (3DR) одна из первых приступила к коммерческому использованию беспилотников и недавно ушла с потребительского рынка, переориентировавшись на промышленные приложени€.  омпани€ получила 99 миллионов долларов венчурного финансировани€ и тесно сотрудничает с Autodesk в разработке SiteScan, платформы обработки и анализа данных аэрофотосъемки, предназначенной дл€ интеграции аппаратного оборудовани€ видеокамер беспилотников с разными продуктами Autodesk, в т.ч., ReCap и A360. –анее в этом году с помощью SiteScan беспилотником 3DR сформированы трехмерные изображени€ в рамках реконструкции знаменитого Red Rocks Amphitheatre Ц природного амфитеатра в окрестност€х ƒенвера, штат  олорадо, —Ўј, использующегос€ дл€ концертов на открытом воздухе. Ќесколько лет назад Autodesk помогала сканировать Red Rocks с помощью наземных трехмерных лазерных сканнеров, но технологическа€ модернизаци€ позволила добитьс€ существенного улучшени€ имеющихс€ данных благодар€ возможност€м аэрофотосъемки. —леду€ принципу Ђзаимствуй, а не разрабатывайї, 3DR также сотрудничает с Sony (в области мобильных компьютерных сред) и GoPro (в области фотографии) в процессе наращивани€ других функциональностей SiteScan.
Aligning V and R construction

3D Robotics тесно сотрудничает с Autodesk по оснащению беспилотников дл€ строительного мониторинга. (»сточник: 3D Robotics)

Autodesk

√оды исследований и разнообразные поглощени€ обеспечили Autodesk богатый набор соответствующих технологий дл€ сопр€жени€ реальных и виртуальных строительных данных. ƒо недавнего времени большинство из них были разбросаны по разным подразделени€м. ј в прошлом году Autodesk запустила проект Forge Initiative, направленный на консолидацию различных технологий и сервисов, сочетающих использование данных об объектах реального мира (reality capture Ц Ђфиксаци€ реальностиї Ц в терминологии Autodesk) и автоматизацию проектировани€. Ќекоторые технологии предназначены дл€ разработки продукции и трехмерной печати, но есть также средства AEC. ReCap 360 обеспечивает автоматическую сшивку снимков и регистрацию данных сканировани€ в файлах —јѕ–/BIM; решение можно использовать дл€ замеров объектов, представленных на сканах. A360 Ц это облачное средство коллективных разработок, которое используетс€ в св€зке с ReCap дл€ упрощени€ доступа к данным всех участников проекта. »тоговые данные можно примен€ть во всех приложени€х Autodesk дл€ AEC и гражданского строительства, включа€ AutoCAD, Revit, Navisworks, Infraworks и пр.
Aligning V and R construction

ReCap и A360 от Autodesk и SiteScan от 3D Robotics использовались дл€ формировани€ массива трехмерных данных по Red Rocks Amphitheater в окрестност€х ƒенвера. (‘ото предоставлено Autodesk, 3D Robotics и Kimley-Horn)

Bentley Systems

Bentley реализует корпоративный подход к архитектурно-строительным и геопространственным инженерным работам в линейке программных продуктов в рамках Ђмоделировани€ реальностиї. “ак, ContextCapture преобразует фотографии в детализированные, структурированные на основе фотографий трехмерные сеточные модели, интегрируемые с MicroStation и другими проектно-конструкторскими продуктами Bentley, равно как и с программным обеспечением —јѕ– или √»— от других разработчиков; модели €вл€ютс€ достаточно точными дл€ проведени€ измерений или сравнени€ хода строительства с проектным решением. Ѕлагодар€ ContextCapture набор фотографий размером до 100 гигапикселей можно преобразовать в единую подробную модель. ћодели геопозиционированы посредством данных о местоположении устройства и точных точек контрол€. ƒругие модули линейки ContextCapture могут формировать видео или интерактивные веб-модели.
Aligning V and R construction

ContextCapture Ц разработка Bentley - преобразует фотографии в трехмерные сеточные модели,
пригодные дл€ использовани€ в программных средствах —јѕ– и BIM. (»сточник: Bentley Systems)

Trimble

ѕохоже, что каждый крупный разработчик решений дл€ архитектуры и строительства изобретает собственные термины дл€ описани€ использовани€ трехмерных данных по производственной площадке при организации строительного процесса; например, компани€ Trimble употребл€ет пон€тие Ђгибридной реальностиї (mixed reality) дл€ обозначени€ комбинации объектов реального мира и цифрового контента в режиме реального времени. Trimble выросла из строительства, а не проектировани€; и в последнее врем€ компани€ усиливала линейку BIM продуктов с точки зрени€ строительных технологий, работа€ в тесном сотрудничестве с другими разработчиками в област€х взаимного интереса. Trimble имеет соглашени€ об интероперабельности и с Autodesk, и с Bentley, использу€ программные средства обеих компаний в своих исследовани€х и разработках гибридной реальности. Trimble видит гибридную реальность как форму пространственного взаимодействи€, в рамках которого проектировщики и строители анализируют, взаимодействуют и совместно используют трехмерные модели в контексте физической среды, а не виртуального проектируемого пол€. ЂЁто этап развити€ строительной индустрии, когда цифровой и реальный контент взаимно используютс€ї, за€вл€ет јвь€д јльмагор, директор компании Trimble по разработкам в области гибридной реальности. Ђјрхитектурно-строительные решени€ накладываютс€ на реальность, и строители преобразуют цифровой контент в физические объектыї.

Trimble работает в тесном контакте с Microsoft по внедрению технологии Hololens в решени€ AEC. Hololens - это носимый, автономный компьютер с голографическим дисплеем. ѕользователи могут взаимодействовать с трехмерными модел€ми, вводимыми в представление реальных объектов. ƒисплей Hololens можно настроить в диапазоне от Ђтолько реальные объектыї до Ђтолько цифровые моделиї Ц или в любой точке между этими крайност€ми.

Trimble стараетс€ достичь независимости от типа аппаратуры.  роме Hololens от Microsoft компани€ также рассматривает возможности использовани€ платформы Tango (Google) дл€ разработки приложений дополненной реальности и Facebook Oculus Rift Ц дл€ виртуальной реальности.

ƒва нынешних пилотных проекта с крупнейшими компани€ми хорошо отражают то, на что направлены усили€ Trimble.

—овместно с инженерным гигантом AECOM компани€ Trimble разрабатывает систему дл€ коллективного анализа технических решений с ориентацией на строительство. —обранные беспилотниками технические данные и информаци€ от объекта накладываютс€ дл€ просмотра в созданной Microsoft системе отображени€ Hololens. ¬ процессе совместной работы можно рассматривать альтернативные технические решени€, когда участники проекта могут сразу увидеть, какое воздействие оказывают вносимые изменени€ на соответствующей производственной площадке.

¬ июне 2016 г. компани€ Trimble анонсировала экспериментальную программу в области гибридной реальности совместно с CSCEC Group 1, одной из крупнейших строительных фирм  ита€. “акже как и в пилотном проекте AECOM, собранные беспилотниками данные внос€тс€ в проектное решение, но уже в разрезе контрол€ строительных операций, а не инженерного анализа. — учетом необходимости организации совместной работы непосредственно на площадке в пилотном проекте Group 1, технологи€ дополненной реальности на базе устройств Google Tango может сыграть ведущую роль в плане отображени€ данных.

¬ отличие от продукции Autodesk и Bentley, технологи€ гибридной реальности от Trimble всЄ ещЄ находитс€ в стадии проверки концепции и изготовлени€ опытного образца.

Aligning V and R construction

Trimble и Microsoft разрабатывают платформу гибридной реальности,
сочетающую физические объекты и цифровые модели в едином изображении голографической системы. (»сточник: Trimble)

Ѕудущее Ѕольших данных

—егодн€ виртуальна€ реальность (VR) и дополненна€ реальность (AR) привлекают значительное внимание в сегменте AEC. ќчевидно, что визуализаци€ проектных данных (с целью продаж или анализа архитектурных решений и пр.) полезна дл€ виртуальной реальности. ¬ строительных работах внимательно присматриваютс€ к дополненной реальности как новому методу выведени€ данных о монтажных и ремонтных работах и эксплуатации объекта непосредственно на производственную площадку. ”же есть интересные приложени€, каждое из которых заслуживает отдельной статьи. ≈сть, однако, нечто уникальное в поступлении информации о производственной площадке в модели BIM в режиме реального времени, что превосходит любые другие технологии отображени€.

¬иртуальна€ реальность и дополненна€ реальность Ђзамораживаютї данные на определенный момент времени, а ситуаци€ на стройплощадке посто€нно мен€етс€. Ќакладывание собранных с помощью беспилотников данных о производственном участке в BIM-модель в режиме реального времени обеспечивает возможности применени€ новых технологий: землеройные машины Komatsu, оборудованные системами автоматического управлени€, Ц это только первый шаг. ѕо мере того, как все строительные процессы станов€тс€ доступными в виде данных, будет возможно использовать технологии, примен€емые сейчас в так называемых приложени€х больших данных, например, аналитике и искусственном интеллекте. Ќе потребуетс€ много времени, чтобы сварочные и клепальные роботы с системой автономного управлени€ стали осуществл€ть монтаж высотных зданий, а самоуправл€ющиес€ цементовозы Ц своевременно доставл€ть грузы в зависимости от потребностей на производственной площадке, не име€ заранее специальных указаний или графиков. ¬ключение других источников данных, например, о погодных услови€х и интенсивности движени€, может помочь улучшить организацию транспортировки и снабжени€ и контроль де€тельности. ƒобавьте финансовые показатели в набор данных, и с течением времени анализ информации позволит более точно предсказывать издержки конкретных методов проектировани€ и строительства.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: „то такое +20%: Ёффект внедрени€ BIM? –ост выручки ƒассо?...
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.