Модель прогнозного расчета технико-экономических показателей префаб-модуля

Введение. Префабрикация и модульное строительство как инструменты повышения темпов строительного производства становятся все более востребованными для строительной отрасли в нынешних условиях экономики благодаря эффективности монтажа и способности сокращать сроки реализации проектов. Однако, несмотря на эти преимущества, применение технологий информационного моделирования (ТИМ) для автоматизации процессов проектирования модульных объектов и расчетов технико-экономических показателей (ТЭП) остается на недостаточном уровне, поскольку в этой сфере потенциал ТИМ еще не полностью реализован. Поэтому есть необходимость авто­матизации процессов различных этапов жизненного цикла (ЖЦ), в том числе расчета показателей проекта для заводского производства. Сделан вывод о целесообразности разработки прогностической модели, снижающей сроки проектирования и повышающей экономическую обоснованность префаб-производства.

Материалы и методы. Рассматриваются практики автоматизации процессов проектирования на основе ТИМ, в частности, в рамках префабричного производства модульных конструкций. Цель исследования — повышение эффективности решения задач управления ЖЦ модульных объектов посредством применения прогностической модели, использующей статистический расчет ТЭП проекта, для более рационального управления данными информационной модели (ИМ) на различных этапах проектирования. Для достижения поставленной цели проведен системный обзор подходов и инструментов автоматизации процессов моделирования и обработки информации.

Результаты. Разработана модель, проанализированы полученные результаты работы модели, представлены возможности и преимущества применения данной модели в рамках префаб-производства. Сформулированы направления дальнейших исследований в рамках методики проектирования модульных объектов.

Выводы. Предложенная модель данных позволяет систематизировать и с достаточной точностью спрогнозировать ТЭП префаб-модулей на основе ИМ и интегрирования статистических расчетов, что дает возможность улучшить процесс принятия решений на ранних стадиях проектирования, а также способствует снижению риска ошибок и сокращению затрат на перепроектирование.

1. Амбарцумян С.А., Мочалин Д.Е., Сьбева Ю.А. Практичность модульного строительства: опыт прошлого и перспективы // Строительное производство. 2024. № 2. С. 61–65. DOI: 10.54950/26585340_2024_2_61. EDN ELYXOI.

2. Евсевнина Е.Д., Воробьев В.С. Префабрикация: новые технологии и перспективы строительной отрасли // Научный журнал строительства и архитектуры. 2024. № 3 (75). С. 86–93. DOI: 10.36622/2541-7592.2024.75.3.008. EDN EQWTFF.

3. Захарова М.В., Пономарев А.Б. Опыт объемно-модульного строительства зданий и сооружений // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2017. Т. 2. С. 190–198. EDN XQHWRF.

4. SVP N., Santhosh A., Gupta A., Arshad M., Ansari A. Framework for the optimization of construction project // African Journal of Biomedical Research. 2024. Vol. 27. Issue 4S. Pp. 4658–4669. DOI: 10.53555/AJBR.v27i4S.4457

5. Зюкина А.Г., Долженкова М.В. BIM-проек-тирование в модульной архитектуре // Информационное моделирование в задачах строительства и архитектуры : мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. 2024. С. 318–324. DOI: 10.23968/BIMAC.2024.043. EDN BIMSGK.

6. Ескалиев М.Ж. Внедрение информационного моделирования в модульном строительстве: преимущества и проблемы // Фундаментальные и прикладные исследования молодых ученых : сб. мат. V Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. 2021. С. 286–290. EDN AEYBMX.

7. Бачин И.О. BIM-проектирование модульных жилых домов // Вопросы устойчивого развития общества. 2022. № 5. С. 1238–1246. EDN ANGZTE.

8. Alwisy A., Hamdan S.B., Barkokebas B., Bouferguene A., Al-Hussein M. A BIM-based automation of design and drafting for manufacturing of wood panels for modular residential buildings // International Journal of Construction Management. 2018. Vol. 19. Issue 3. Pp. 187–205. DOI: 10.1080/15623599.2017.1411458

9. Абдельхади М.М.Н., Карманова М.М. Автоматизирование функционала по созданию спецификаций в Autodesk Revit // Технологии информационного моделирования зданий и территорий. Эко­системы ТИМ/BIM : мат. II Всерос. науч.-практ. конф. 2022. С. 89–97. EDN DYKVMC.

10. Пученков И.С. Обработка информации в BIM среде с помощью Dynamo на примере работы с классификатором // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры : мат. III Междунар. науч.-практ. конф. 2020. С. 414–424. DOI: 10.23968/BIMAC.2020.054. EDN DUJTDT.

11. Sadeghi M., Elliott J.W., Porro N., Strong K. Developing building information models (BIM) for building handover, operation and maintenance // Journal of Facilities Management. 2019. Vol. 17. Issue 3. Pp. 301–316. DOI: 10.1108/JFM-04-2018-0029

12. Смышляева А.С. Возможности автоматизированного выполнения рабочей документации для строительства в Autodesk Revit // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ студентов института экономики, управления и информационных систем в строительстве и недвижимости. 2019. С. 633–636. EDN KRPWNA.

13. Брантов Д.А., Ткаченко С.Н., Карпова Н.Н. Использование платформы визуального программирования Dynamo для разработки прототипа модуля автоматизированного создания спецификаций в проектно-строительной деятельности на примере экспликации полов // Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения : сб. ст. VIII Междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 14–17. EDN YVCHCI.

14. Piaskowski A.K., Petersons R., Wyke S.C.S., Petrova E.A., Svidt K. Automation of data transfer between a BIM model and an environmental quality assessment application // CIB Proceedings. 2019. Vol. 36. Pp. 381–390.

15. Игнатова Е.В., Смышляева А.С. Автоматизация формирования рабочей документации для строительства в Autodesk Revit // Системотехника строительства. Киберфизические строительные системы : сб. мат. семинара, проводимого в рамках VI Междунар. науч. конф. 2018. С. 95–98. EDN YMJMZV.

16. Регида O. Автоматизированное архитектурное проектирование в интегрированной компьютерной среде Revit-Dynamo-Excel // Danish Scientific Journal. 2020. № 38–1. С. 7–11. EDN GWOJPQ.

17. Ларин В.С. Применение языка Python в Dynamo Revit // Дни студенческой науки : сб. докл. науч.-техн. конф. по итогам научно-исследовательских работ студентов института экономики, управления и информационных систем в строительстве и недвижимости НИУ МГСУ. 2021. С. 586–592. EDN USKGGG.

18. Никандрова Л.В., Евтушенко С.И. Использование технологий информационного моделирования при разработке проектной и рабочей документации // Информационные технологии в обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений : мат. XIX Междунар. науч.-техн. конф. 2020. С. 4–9. EDN GPWDTH.

19. Mamedmuradov Y.D., Kovalev A.I. HVAC design in Autodesk Revit using Dynamo // AlfaBuild. 2020. Nо. 2 (14). P. 1402. DOI: 10.34910/ALF.14.2. EDN WNVWPL.

20. Лемешко Р.А., Птухина И.С. Применение надстройки «Dynamo» для автоматизированного задания общих параметров по отношению к различным элементам проекта в программе «Autodesk Revit» // Неделя науки ИСИ : сб. мат. Всеросс. конф. 2022. С. 401–403. EDN USLIAP.

21. Ignatova E., Zotkin S., Zotkina I. The extraction and processing of BIM data // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. P. 062033. DOI: 10.1088/1757-899X/365/6/062033. EDN GQKXOV.

22. Мельников Д.В., Мансуров Р.Ш. Использование инструментов визуального программирования для обработки массивов данных // Труды Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин). 2021. Т. 24. № 3/4 (81/82). С. 49–58. DOI: 10.32683/1815-5987-2021-24-81/82-3/4-49-58. EDN GAUYPZ.

23. Пученков И.С. Обработка информации в BIM среде с помощью Dynamo на примере работы с классификатором // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры : мат. III Междунар. науч.-практ. конф. 2020. С. 414–424. DOI: 10.23968/BIMAC.2020.054. EDN DUJTDT.

24. Omurtay I., Soyluk A., Ünay A. Use of BIM with Modular Construction in Future Construction Techniques // MANAS Journal of Engineering. 2024. Vol. 12. Issue 1. Pp. 29–33. DOI: 10.51354/mjen.1220152

25. Заторский С.П., Шумилов К.А. Алгоритм получения расчетных параметров инженерных систем в среде информационного моделирования // Информационное моделирование в задачах строительства и архитектуры : мат. VII Междунар. науч.-практ. конф. 2024. С. 188–195. DOI: 10.23968/BIMAC.2024.026. EDN KCYXCZ.

26. Kuzminykh A., Kukina A., Bardina G. 4D and 5D Design Processes Automation Using Databases, Classification and Applied Programming // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. Vol. 247. Pp. 667–675. DOI: 10.1007/978-981-16-3844-2_59

27. Alriabi M.Y., Almohsen A.S., Alsanabani N.M., Al-Gahtani K.S. Developing a cost-predictive model for hospital construction projects // Journal of Asian Architecture and Building Engineering. 2024. Pp. 1–18. DOI: 10.1080/13467581.2024.2397119

28. De Soto B.G. A methodology to make accurate preliminary estimates of construction material quantities for construction projects : thesis submitted to attain the degree of doctor of sciences. Zurich : ETH Zurich, 2014. DOI: 10.3929/ethz-a-010361720

29. Семенова М.А. Инновации в проектировании и строительстве готовых сантехнических модулей // Научный Лидер. 2023. № 3 (101). С. 13–14. EDN UQPCUH.

30. Мотылев Р.В., Кочерыгин А.А. Современные технологии в производстве сантехнических модулей заводской готовности с применением каркаса из ЛСТК // Наукоемкие технологии и инновации (XXV научные чтения) : сб. докл. Междунар. науч.-практ. конф. 2023. С. 139–144. EDN KPQQCA.

31. Bin M.A., Alrashdi A., Akhtar S., Altuwaim A., Almohsen A. Development of a predictive model based on the alignment tool in the early stages of projects: The case of Saudi Arabia infrastructure projects // Sustainability. 2024. Vol. 16. Issue 18. P. 8122. DOI: 10.3390/su16188122