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

23 сент€бр€ 2019

ѕрименение 3D/4D/5D-моделировани€ в строительстве. ЂBIM-система ЌЋћ ї

ƒмитрий ƒоробин,  ирилл —укачев

ƒмитрий ƒоробин и  ирилл —укачев

јвторы: ƒ. ƒоробин, руководитель направлени€ ѕјќ ЂЌЋћ ї,  . —ухачев, к.т.н., управл€ющий партнер ќќќ Ђ 4ї.

¬ведение

√руппа ЌЋћ  Ц сталелитейна€ компани€ є1 в –оссии. —ледующа€ высота дл€ нашей компании Ц стать мировым чемпионом отрасли. ¬ажный этап на пути к этой цели Ц стратеги€ развити€ компании до 2022 года. ¬ инвестиционной программе стратегии почти 2000 инвестиционно-строительных проектов. «а 5 лет наиболее крупные из них потребуют почти 1,5 млрд долларов.

ќдин из ключевых сверхкрупных проектов программы 2022 Ц реконструкци€ комплекса конвертеров є2 и 3 с газоотвод€щими трактами. ÷ель проекта Ц замена изношенного оборудовани€ газоотвод€щих трактов конвертеров дл€ обеспечени€ безопасной эксплуатации котлов-охладителей конвертерных газов, улучшение экологических характеристик, оптимизаци€ работы комплекса. ƒанные работы Ц один из этапов масштабного проекта по реконструкции крупнейшего из двух конвертерных цехов ЌЋћ , который позволит к 2020 году повысить его производительность на 19% до 10 млн тонн стали в год и сократить удельные выбросы в атмосферу на 56%.

ƒл€ каждого из новых конвертеров постро€т газоотвод€щие тракты с системами улавливани€ и очистки выбросов. —истема улавливани€ будет работать на основе высокоэффективной технологии с применением мелкодисперсной подачи воды. ѕовторное использование очищенной воды снизит водопотребление цеха в 2 раза. —пециальные укрыти€ и выт€жные системы уменьшат запыленность воздуха рабочих мест более чем на 95%.

¬ 2019 году остановлен на реконструкцию  онвертер є2. ѕри этом в св€зи с существенным вли€нием на производственную программу компании главным показателем эффективности проекта €вл€ютс€ целевые сроки реализации: строительные работы необходимо выполнить в короткий остановочный период.

ƒл€ выполнени€ подобной амбициозной задачи необходимо было вывести технологии управлени€ строительством и реконструкцией на качественно новый уровень. »зучив лучшие мировые практики, ЌЋћ  остановилс€ на внедрении технологии информационного моделировани€ сооружений Ц BIM-моделировании; это процесс создани€, изменени€ и последующего использовани€ виртуальной копии (или цифрового двойника) объекта.

ѕрименение BIM-технологий до старта —ћ–

ѕервым этапом внедрени€ решени€ стал анализ опыта реализации подобных объектов, поиск ключевых причин срыва сроков и превышени€ стоимости проектов. —реди основных причин были вы€влены следующие:
  1. Ќедостаток информации о текущей ситуации на площадке при проектировании, неактуальность архивной документации;
  2. Ќаличие ошибок (коллизий) в проектной документации, попадающих на строительную площадку и требующих решени€ в процессе —ћ–;
  3. Ќедостаточно детальное планирование строительных работ, просчеты в организационно-технологических решени€х, неучтенные риски —ћ–, отсутствие актуальной информации о прогрессе работ;
  4. Ќесвоевременна€ поставка оборудовани€ и материалов.
ƒл€ решени€ указанных проблем была создана ЂBIM-система ЌЋћ ї, включающа€ средства 3D-проектировани€ и поиска коллизий, 4D/5D-моделировани€ и календарно-сетевого планировани€, а также инструменты Ђвыносаї BIM-технологий на площадку строительства. —истема позвол€ет не только заранее обнаружить и предотвратить ошибки проектной документации, но и рассчитать трудовые и материальные затраты, оптимизировать расходы, сократить сроки проекта.

Ќапример, дл€ решени€ проблемы недостатка и неактуальности информации была применена технологи€ лазерного сканировани€, котора€ позволила с точностью до сантиметра Ђперенестиї текущее состо€ние объекта в компьютер проектировщика в виде облака точек. Ёто помогло избежать несоответствий между проектной документацией и реальным объектом, правильно оценить объемы демонтажных работ и многое другое.

ƒалее в проекте была разработана едина€ 3D-модель всех основных конструкций и инженерных систем объекта (включа€ существующие конструкции и технологические системы, выполненные по облаку точек). Ёто позволило еще на стадии проектировани€ найти и устранить проектные ошибки до остановки  онвертера, нивелировать риски остановки строительных работ из-за качества документации в процессе —ћ–.

BIM-система ЌЋћ 

ƒл€ решени€ задач по детальному планированию строительных работ и исключению проблем по несвоевременной поставке было прин€то решение использовать технологии 4D/5D-моделировани€. ѕри этом 4D Ц это 3D-модель, совмещенна€ с графиком строительства, а 5D Ц совмещенна€ с графиком поставки оборудовани€ и материалов. ¬ качестве инструмента 4D/5D-моделировани€ была выбрана система Synchro Pro компании Bentley Systems.

—егодн€ технологи€ 4D/5D-моделировани€ уже успешно примен€етс€ специалистами группы ЌЋћ  дл€ всех крупных проектов программы 2022. “ем не менее, дл€ сопровождени€ одного из наиболее сложных проектов Ц реконструкции конвертера є2 Ц была дополнительно привлечена инжинирингова€ компани€  4.

 лючевой задачей применени€ Synchro стало моделирование процесса сооружени€ до старта —ћ–, оценка возможных рисков срыва сроков работ, поиск пространственно-временных коллизий, анализ возможностей по сокращению сроков строительства.

BIM-система ЌЋћ 

ќсновным владельцем и пользователем 4D/5D-модели стал проектный институт √руппы ЌЋћ  Ц јќ ЂЌЋћ -»нжинирингї. “ем не менее, дл€ успешной реализации подобной задачи требуетс€ работа всей кросс-функциональной группы проекта строительства Ц менеджера проекта, проектировщиков, руководителей строительства, закупщиков, поставщиков оборудовани€, строительных подр€дных организаций, представителей цеха и др. ƒл€ этого был сформирован новый бизнес-процесс: ЌЋћ -»нжиниринг совместно со специалистами  4 прорабатывали 4D/5D-модель и возможные организационно-технологические решени€. Ќа регул€рных встречах группы на Ђбольшом экранеї демонстрировалась 4D/5D-модель, вносились замечани€ или новые предложени€, разработанные решени€ принимались или отклон€лись, определ€лись перспективные направлени€ дл€ последующей проработки к следующей встрече. Ѕлагодар€ пон€тной 4D/5D-визуализации процесса сооружени€, стало возможным вы€вить организационно-технологические строительные решени€, которые недоступны или неочевидны при классическом календарно-сетевом планировании. ћножество дополнительных возможностей также открыло применение информационной 3D-модели при планировании работ, что невозможно при использовании классических инструментов календарно-сетевого планировани€. 3D/4D/5D-модель стала незаменимым инструментом дл€ подобного детального итеративного моделировани€, продолжавшегос€ в течение четырех мес€цев.

¬ыполненна€ работа позволила добитьс€ конкретных результатов Ц благодар€ применению 4D/5D-моделировани€ были найдены следующие технические возможности:

  • ”крупнение Ђна землеї 76% опорных металлоконструкций котла с площадками обслуживани€;
  • ѕеренос на предмонтажное укрупнение 78% сварных стыков трубопроводов диаметром от 168 до 500 мм в пределах котла;
  • —ущественное укрупнение других металлоконструкций  онвертера (от 26 до 90%);
  • ”величение загрузки крана 750 т, оптимизаци€ работы других кранов.
”казанные результаты были полностью согласованы и прин€ты рабочей группой проекта.

ѕрименение BIM-технологий во врем€ —ћ–

¬ насто€щее врем€ —истема примен€етс€ дл€ сопровождени€ строительных работ в остановочный период  онвертера: выполн€етс€ детальный мониторинг работ за счет выдачи недельно-суточных планов, ежедневна€ фиксаци€ факта выполнени€ работ, оперативное перемоделирование процесса строительства при возникновении непредвиденных ситуаций, выработка компенсирующих меропри€тий при прогнозировании возможных отставаний по срокам и т. д.

»спользование 4D/5D существенно упростило сбор оперативной фактической информации с площадки: вместо абстрактной отметки о проценте выполнени€ работ или тонн металлоконструкций, теперь можно увидеть, какие именно и когда конструкции смонтированы или не смонтированы. ≈жедневный пересчет расписани€ Ђна сегодн€ї позвол€ет вы€вл€ть отклонени€ работ от плана с погрешностью не более нескольких часов.

4D/5D-моделирование в ходе мониторинга строительства позвол€ет гибко мен€ть уровень детализации графика в зависимости от потребностей управлени€. ¬ ходе сопровождени€ проекта вы€вл€ютс€ критические работы, детализаци€ которых выполн€етс€ по мере необходимости. ¬ частности, если при начале реконструкции  онвертера є2 график состо€л из 1700 работ, то уже спуст€ мес€ц их число перевалило за 2000, а через 3 мес€ца Ц превзошло 3000. «адержки, по€вление новых объемов работ неизбежны дл€ такого сложного проекта; при этом постепенна€ детализаци€ графика, все более глубока€ проработка технологии и передачи фронтов работ (например, от монтажников к электрикам) позвол€ет находить решени€, удерживающие общие сроки в рамках требуемых ограничений.

BIM-система ЌЋћ 

Ќа площадке строительства  онвертера оснащена специализированна€ комната управлени€ проектом Ц Project Control Room.  омната включает в себ€ как классические инструменты управлени€ строительством, так и специализированное оборудование дл€ групповой работы с 3D/4D/5D-модел€ми. ”казанный подход позвол€ет Ђперенестиї BIM-модель из офиса непосредственно на площадку строительства дл€ каждодневного использовани€, тем самым минимизировать разрыв между проектировщиком, проектным офисом и площадкой.
BIM-система ЌЋћ 

ѕосле завершени€ строительства созданна€ BIM-модель (котора€ включает не только план, но и факт работ) станет насто€щей базой знаний дл€ последующих проектов.

–езультаты

ѕрименение √руппой ЌЋћ  технологий информационного моделировани€ в проекте –еконструкции  онвертера є2 доказала свою эффективность.

“ак, благодар€ лазерному сканированию и 3D-моделированию на этапе проектировани€ было найдено и заранее устранено более 2700 проектных ошибок. Ёффект от предотвращени€ возможных потерь оцениваетс€ в 7 млн долларов.

ѕрименение технологий 4D/5D-моделировани€ и Synchro Pro показало еще более серьезный результат:

  • Ќайдены возможности по сокращению сроков строительства  онвертера на 11 суток за счет:
    • уточнени€ технологии —ћ–, детализации работ графика, проверки и оптимизации последовательности работ, перерасчета критического пути;
    • сокращени€ длительности некоторых работ на основе перепроверки по действующим нормативам и по согласованию со строительными организаци€ми;
    • укрупнени€ металлоконструкций общей массой ~800 т, вынесени€ части работ по укрупнению в доостановочный период;
    • распределени€ подачи конструкций между кранами, построени€ детальных циклограмм загрузки кранов, указани€ зон подачи каждого элемента конструкций;
    • расчета требований по срокам выдачи проектной документации и поставки оборудовани€ и материалов на основе выбранной технологии;
  • ¬ы€влены резервы по работе кранов, в том числе:
    • оптимизаци€ работы крана 750 т, оптимизаци€ загрузки других кранов;
    • отказ от одного из башенных кранов.
ќжидаемый эффект от сокращени€ сроков строительства на 11 дней и оптимизации работы кранов оцениваетс€ более чем в 15 млн долларов.
BIM-система ЌЋћ 

 лючевым эффектом проекта дополнительно стало формирование дальнейших шагов по развитию BIM-технологий: с 2018 года все крупнейшие проекты ЌЋћ  выполн€ютс€ с применением 3D/4D/5D-моделировани€.  огда завершатс€ эти проекты, цифровые двойники агрегатов продолжат жить параллельно со своими прототипами. Ќа них будут отрабатывать технологии обслуживани€, ремонтов, оптимизации режимов эксплуатации. –азвитие принципов »ндустрии 4.0 на ЌЋћ  обеспечит компании хорошую скорость на пути к лидерству.



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ќднажды на isicad.ru: искусство легких касаний темы искусственного интеллекта в —јѕ–
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.