ИИ на стройке
Искусственный интеллект все плотнее входит в жизнь строительного сектора. В Москве чиновники уже доверяют машинным алгоритмам проверку проектной и рабочей документации, создание квартирографии для домов по программе реновации и надзор за строящимися объектами. Впрочем, на подходе и новые сервисы.
Пять лет назад в России была утверждена Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года. Согласно документу, Россия должна активно внедрять новые технологии. Так, доля органов государственной власти, крупных и средних компаний, использующих ИИ, к 2030 году должна вырасти до 20%.
«Россия должна стать мировым лидером не только по созданию, но и по масштабам применения, проникновению искусственного интеллекта во все сферы нашей жизни, — заявил президент России Владимир Путин во время выступления на конференции «Путешествие в мир ИИ» в декабре 2024 года. — Процессы, на которые сейчас нужны годы, будут осуществляться (а в некоторых областях уже идут) не за дни, а за часы, минуты и даже секунды».
Одной из отраслей, где машинные алгоритмы допущены к работе, является строительный сектор. Напомним, в дорожной карте федерального проекта «Искусственный интеллект» говорится, что отрасль при помощи нейротехнологий должна улучшить качество строительного процесса за счет обнаружения ошибок, моделировать и анализировать потенциальные опасности (пожарные риски и риски разрушения здания), а также повышать качество архитектурного планирования за счет анализа изображений окрестностей.
Роботы проектирования
В начале 2024 года в столице начал работу Центр искусственного интеллекта в градостроительстве, созданный на базе ГБУ «Мосстройинформ» при Департаменте градостроительной политики. Именно здесь, по словам мэра Москвы Сергея Собянина, происходит разработка и внедрение инновационных решений для решения различных задач строительной сферы.
Работа новой структуры началась с детального изучения процессов, проходящих на стадиях предпроектной подготовки, проектирования и строительства объектов. Более того, сотрудники центра определили ключевые этапы, на которых возможно использование ИИ, и опросили участников строительной отрасли о том, какое программное обеспечение они используют на указанных этапах и какие из задач могли бы отдать машине. В результате появился список перспективных сервисов, способных сократить временные затраты на прохождение отдельных стадий жизненного цикла объектов капитального строительства. Отметим, что каждый из них направлен на оптимизацию деятельности участников инвестиционно-строительной деятельности.
В числе перспективных направлений для применения искусственного интеллекта в строительстве оказались подбор строительной площадки и принятие финансовых решений при предпроектной подготовке, проверка проектной документации, поиск коллизий в информационных моделях зданий на стадии проектирования; а во время работ по возведению объекта — строительные роботы, мониторинг строительной площадки, в том числе в части мониторинга качества и сроков строительства, умные гаджеты, например для оценки качества бетона, прочности фундамента, оценки состояния персонала, предсказательная аналитика в части стройматериалов и техники.
За полгода работы Центра ИИ в градостроительстве столичные чиновники запустили в работу четыре сервиса. В частности, с помощью программы «Аналитика градостроительного плана земельного участка» искусственный интеллект извлекает и структурирует данные для анализа и прогнозирования. Через «Цифровой нормоконтроль» машинные алгоритмы проверяют оформление проектной и рабочей документации. «Калькулятор процедур в сфере строительства» дает возможность планировать жизненный цикл проекта в режиме онлайн, где ИИ помогает свериться с актуальной нормативно-правовой базой. Сервис «Квартирография» занимается разработкой планировочных решений по программе реновации в автоматическом режиме. Кроме того, в стадии создания — и другие инновационные программные решения: «Мониторинг хода строительства», «Поиск коллизий в BIM-моделях», «Планирование застройки и развитие городских территорий на базе эволюционных вычислений».
Как поясняют в Центре искусственного интеллекта в градостроительстве, востребованность сервисов подтверждается результатами опроса участников рынка — застройщиками, генеральными подрядчиками, проектировщиками, участвующими в строительстве объектов столицы.
Квартирография — в руках ИИ
Идея доверить искусственному интеллекту работу над квартирографией для программы реновации уже доказала свою эффективность. К слову, в момент первоначального исследования Центра ИИ в градостроительстве «за» привлечение алгоритмов в процесс формирования проектной квартирографии типовых (в том числе строящихся по программе реновации) многоквартирных домов высказались девять респондентов из числа участников стройсектора Москвы. И это вывело позицию в лидеры.
«Сервис разработали специально для программы реновации. Он позволяет не только эффективнее планировать здание, но и на 35 процентов оптимальнее использовать жилые площади. В итоге в новостройках появляются удобные холлы, пространство для перемещения жителей с велосипедами и детскими колясками, маломобильных групп населения, грамотно организуется размещение квартир», — рассказывает руководитель Департамента градостроительной политики Москвы Владислав Овчинский.
Отметим, что «Квартирография» генерирует архитектурно-планировочные решения для многоквартирных домов по заданным параметрам. Для работы сервису нужны характеристики земельного участка, пользовательские и нормативные ограничения, а также требования к зданию: максимальная этажность, количество и вариативность планировок, площадь квартир, показатели инсоляции помещений. Сервис, основанный на эволюционных вычислениях и генеративных моделях, был разработан Санкт-Петербургским национальным исследовательским университетом информационных технологий, механики и оптики совместно с Центром искусственного интеллекта в градостроительстве.
Нейросеть на стройплощадке
Постепенно искусственный интеллект приходит и на строительную площадку. О деталях эксперты рассказали на IX Межрегиональной конференции органов государственного строительного надзора субъектов Российской Федерации.
«Коллеги с помощью искусственного интеллекта занимаются риск-ориентированным подходом. Они выявляют те рисковые направления, где искусственный интеллект должен подсказывать, в каком направлении дальше инспекторам двигаться. Но это только первый этап, то, что мы с вами видим через программное обеспечение», — говорит заместитель министра строительства и ЖКХ России Сергей Музыченко.
Например, сейчас в целях профилактики Москва намерена охватить все строящиеся объекты в городе камерами, датчиками, дронами, что позволит сразу видеть проблемы, вызывающие негатив у жителей города: шумы, грязь от стройки, ненадлежащее складирование строительных материалов.
«На сегодняшний день в городе проводится пилотный проект по оснащению всех строительных площадок камерами, которые позволяли бы выявлять все части потенциальных нарушений. Это установка камер на саму стройку, индикаторы шума, потому что жители часто жалуются, что застройщики торопятся сдать объекты и создают избыточное шумовое давление. В рамках этих “пилотов” с использованием технических средств мы можем своевременно доводить до застройщиков проблемы, которые нужно решать», — подчеркивает председатель Комитета государственного строительного надзора города Москвы Антон Слободчиков. Из 1700 объектов в стадии строительства порядка 600 уже оснащены камерами, сигнал с которых поступает в цифровое хранилище данных. По оставшимся строительным площадкам с застройщиками подписаны дорожные карты по дооснащению объектов, во втором квартале 2025 года эта работа будет завершена. Кроме того, органы надзора намерены получать информацию с камер, установленных на соседних со стройкой домах.
На следующем этапе федеральный Минстрой видит непосредственное внедрение искусственного интеллекта при выполнении строительно-монтажных работ. Новый подход не заменит инспекторов строительного надзора, но поможет оценить и обеспечить соответствие проекту — особенно тому, что запроектирован при использовании технологий информационного моделирования. «Эти проекты с точки зрения геометрии, конструкций во многих случаях завязаны с программным обеспечением, которое присутствует на строительной площадке, поэтому привязать эту конструкцию через геодезическую съемку, обеспечить геометрические параметры путей эвакуации, толщины конструкций, поперечного сечения конструкций сейчас можно. Москва и Московская область этим активно занимаются, внедряют», — отмечает Сергей Музыченко, добавляя, что в перспективе оценка соответствия геометрических параметров конструкций уйдет в область автоматической оценки с помощью приборов инструментального контроля с применением искусственного интеллекта.
«Искусственный интеллект для Московской области — это основа основ, — обращает внимание министр правительства Московской области по государственному надзору в строительстве Артур Гарибян. — Мы берем на себя функцию госаутсорсинга, чтобы хлопоты были наши, а идея — застройщика. Да, это достаточно сложная задача, потому что проадминистрировать 5500 проектов, а именно столько находится на сопровождении в Центре содействия строительству, невозможно человеку. Конечно, нам нужен помощник — искусственный интеллект. Дальше мы идем по логике этого же развития и хотим, чтобы искусственный интеллект сопровождал возможность обращения за услугой за сотрудника органов власти. Ну, и высший пилотаж — сделать так, чтобы искусственный интеллект полностью отвечал на заявку, то есть оказывал услугу не человек, а искусственный интеллект, который автоматически сформирует этот импульс и отправит в личный кабинет застройщика готовую услугу».
Отметим, что Московская область имеет большой опыт взаимодействия с искусственным интеллектом. Более 65 тыс. камер системы «Безопасный регион» с внедренным ИИ следят за порядком в более чем семи тысячах дворах Подмосковья. В рамках проекта «Чистая территория» нейросеть не только находит нарушения на улицах, но и автоматически ставит задачи на их устранение, а затем проверяет выполнение. Кроме того, на некоторых автобусных остановках с 2024 года алгоритмы помогают следить за чистотой. Нейросеть анализирует видеопоток и, если фиксирует переполненные урны или мусор на остановках, то ответственные сотрудники получают сигнал для устранения проблемы.
Экспериментируют с искусственным интеллектом и производители строительных материалов, внедряя алгоритмы для динамичного ценообразования. В частности, система самостоятельно меняет цену и анализирует, как это влияет на спрос, после чего находит оптимальный баланс цены, при которой выручка и маржа максимизируются. В результате эксперимента одному из ведущих игроков рынка удалось увеличить валовую прибыль на 23%.
На фасаде объекта культурного наследия «Доходный дом барона фон Бессера И.В.», площади которого сейчас занимает «Владимирский пассаж», восстановили внешний облик фигур животных, мифологических существ и растительной орнаментики - отличительных элементов архитектуры северного модерна. Фасады здания, на Владимирском проспекте, 19, не ремонтировали более 20 лет.
Свой первозданный облик получили уникальные атланты- маскароны, которыми славится Санкт-Петербург, совы с расправленными вверх крыльями, герб города, а также фамильный герб.
«Здание “Доходного дома барона фон Бессера И.В” является памятником архитектуры, но ремонтные работы фасада проводились более 20 лет назад, а в нашем влажном климате уникальные элементы декора подвержены быстрому разрушению. После передачи в управление ТК “Владимирский пассаж” Группе компаний “Аврора” одним из первых было принято решение о необходимости проведения работ по ремонту фасада с целью сохранения историко-культурного облика города, несмотря на сложный процесс получения необходимых разрешений, а также значительную стоимость такого вида работ. Особое внимание мы уделили восстановлению лепнины, работы над которой сейчас практически завершены», — рассказывает исполнительный директор ТК «Владимирский пассаж» Татьяна Гордеева (управляющая компания — ГК “Аврора”).
Работы по ремонту фасада здания начались в начале мая 2024 года. В обновленном виде перед горожанами фасад исторического здания по адресу Владимирский проспект, 19 предстанет к началу сентября. К концу этого же месяца снять леса планируют и с брандмауэра дома.
Бывший доходный дом Ивана Викторовича фон Бессера, ныне торговый комплекс «Владимирский пассаж», занимает исключительное место в истории архитектуры Петербурга. Здание на Владимирском проспекте, 19 барон фон Бессер приобрел 1894 году. Тогда же началось преображение дома. Барон объявил конкурс на проведение реконструкции, в котором приняло участие более 90 архитекторов. Однако после выбора проектов, владелец здания все же решил обратиться к финскому архитектору Карлу Аллану Шульману, работающему в стиле северного модерна. В здании надстроили 2 этажа, а также создали оригинальную композицию фасада. А после перестроили и внутри. После реконструкции особняк Ивана Бессера стал одним из редчайших образцов зданий финской школы в Петербурге и единственным домом финского архитектора в городе.
Затем, в 1912 и 1914 годах дом Бессера был внутри перестроен архитектором Александром Кочетовым. В здании работала приёмная императорской канцелярии, был открыт «Дом трудолюбия для образованных женщин». В верхних этажах располагались жилые помещения.
После Великой Отечественной войны 1941-1945 годов здание неоднократно подвергалось усовершенствованию и всякий раз приобретало новые архитектурные формы. В советское время здание ремонтировали и первые этажи оборудовали под торговлю, где располагались аптека и булочная.
В результате множественных изменений дом стал представлять собой сложный архитектурный комплекс. Он состоял из девяти флигелей разной этажности, расположенных на различных фундаментах, часть из которых примыкала к соседним зданиям.
Отдельные элементы архитектуры этого дома уникальны для города на Неве. Дошли до наших дней необычайные детали — лоджии-галереи со столбиками, поддерживающими вынос мансарды. Над входной аркой находится герб домовладельца. А боковые щипцы украшены гербом Санкт-Петербурга. На доме встречаются многочисленные совы и атланты уникального вида, сохранены также живописные эркеры, цокольный этаж декорирован растительным орнаментом. Добавлен единый портал из талькохлорида, заключающий въезд во двор и двери магазинов.
В постсоветское время бывший доходный дом барона Бессера, был доведён до аварийного состояния. В наши дни, после капитальной перестройки, в стенах бессеровского особняка разместился торговый комплекс «Владимирский пассаж».
Компания «УралТЭП» перешла на отечественные технологии информационного моделирования и с помощью программного обеспечения Model Studio CS и CADLib успешно разработала 3D-модель дымососного отделения ГРЭС.
Инженерно-проектная компания «УралТЭП» занимается комплексным проектированием тепловых электростанций и электросетевых объектов на территории Уральского и Сибирского федеральных округов. Она была создана на базе старейших проектных организаций уральского региона «УралТЭП» и «УралВНИПИэнергопром», которые в советский и постсоветский период спроектировали множество значимых для страны объектов энергетического комплекса. ИПК «Урал ТЭП» сохранила традиции качественного проектирования своих предшественников и внедрила в работу цифровые решения отечественных разработчиков для еще большей эффективности своей деятельности. Организация успешно работает с отечественным программным комплексом Model Studio CS, разработанным АО «СиСофт Девелопмент», а поставляет это комплексное решение на производство премьер-партнер дилера компания «СИЭС Групп».
Оптимальный выбор
Электронный документооборот, технологию 3D-моделирования «УралТЭП» начал задействовать достаточно давно, но фрагментарно. В 2022 году после ухода с российского рынка продуктов зарубежных производителей компания решила перейти на новое ПО информационного BIM-моделирования полностью отечественного производства.
Основываясь на результатах проведенного анализа, руководство компании «УралТЭП» приняло решение о внедрении в работу отечественной технологии информационного моделирования (ТИМ) на базе программного обеспечения Model Studio CS и CADLib компании «СиСофт Девелопмент». Были определены этапы перехода на новый продукт и его использование. Они включали в себя обучение ПО сотрудников, адаптацию Model Studio CS под нужды и стандарты предприятия, разработку информационной 3D-модели по реальному текущему объекту, настройку выпуска документации и разработку инструкций.
Внедрение программного комплекса Model Studio CS осуществлялось при непосредственном участии специалистов компании-разработчика «СиСофт Девелопмент». В работе по проектированию и моделированию сооружений использовались несколько решений программного комплекса Model Studio CS: Model Studio CS Технологические схемы, Model Studio CS Кабельное хозяйство, Model Studio CS Трубопроводы, Model Studio CS Строительные решения, Model Studio CS Отопление и вентиляция, Model Studio CS Водоснабжение и канализация, Model Studio CS Электротехнические схемы, CADLib Модель и Архив.
Само обучение проходило также поэтапно. Первыми прошли обучение и приступили к выполнению пилотного проекта строители, затем подключились технологи, электрики, отдел отопления и вентиляции, затем специалисты ОАСУ и отдела гидротехнических сооружений. Обучение работе в модулях Model Studio CS и CADLib Модель и Архив проводили сертифицированные преподаватели компании «СиСофт Девелопмент» в очном формате на площадке «УралТЭП». По результатам обучения были выданы соответствующие сертификаты.
Адаптировать под проект
Пилотным проектом, реализуемым в «УралТЭП» с помощью Model Studio CS, стал реальный объект — дымососное отделение в составе проектируемого блока ГРЭС. Этот выбор был обусловлен участием в нем представителей нескольких специальностей. На относительно компактном объекте можно было попробовать разместить 3D-модели строителей, инженерных систем, электротехнического оборудования и т. д.
В ходе выполнения пилотного проекта ТИМ-администраторы адаптировали Model Studio CS под нужды предприятия по заявкам от проектировщиков. Были созданы все необходимые элементы библиотеки стандартных изделий и материалов. В том числе удалось разработать параметрические элементы БД (в частности, узлы металлоконструкций), в которых заложены зависимости параметров друг от друга. Чуть позже этот опыт нашел свое применение при разработке подвесных опорных элементов для трубопроводных систем и кабельных конструкций (лотков и т. д.).
После наполнения базы данных необходимыми элементами началась непосредственно разработка информационной 3D-модели дымососного отделения. ТИМ-администраторы компании еженедельно выполняли мониторинг проекта, сборку общей 3D-модели в CADLib МиА и проверку на коллизии. После завершения построения 3D-модели участники проекта перешли к выпуску документации (чертежей, спецификаций). Внедрение платформы CADLib Модель и Архив создало условия для совершенствования проверок моделей на коллизии. К настоящему времени проектировщики завершили работу над оптимизацией проверок, которые были объединены в восемь профилей, включающих 1929 правил.
После выпуска документации ТИМ-администраторы приступили к разработке инструкций, отражающих технологию разработки 3D-модели в Model Studio CS и получения документации в «УралТЭП».
В процессе выполнения пилотного проекта специалисты компании «УралТЭП» освоили построение 3D-моделей марок АСО, ТМО, ЭТО, ОиС, ОГС, ОАСУ. Была разработана база данных и выпущена соответствующая документация. Большим преимуществом стала возможность использовать результаты лазерного сканирования, а также 3D-модели, которые ранее были выполнены в программе Revit.
Эффект есть!
В настоящее время специалисты компании «УралТЭП» продолжают совершенствовать свои навыки, полученные при работе над пилотным проектом. Теперь они могут своими силами наполнять БД, а также разрабатывать и параметрические элементы. Наличие полноценной сопроводительной документации по Model Studio CS и CADLib позволяет полноценно осваивать ПО не только молодым специалистам, но и сотрудникам с уже имеющимся опытом работы.
Полным ходом в «УралТЭП» идет разработка других крупных комплексных проектов в Model Studio CS. По словам специалистов, несмотря на уход с рынка иностранного ПО для 3D-проектирования, в котором они до недавнего времени работали над проектами крупных объектов, по-прежнему можно продолжать выполнять свои обязательства перед заказчиками с помощью отечественных разработок для ТИМ. А именно: создавать 3D-модели объектов, проверять их на коллизии, выпускать документацию на том же высоком уровне. Обеспечена преемственность разработки 3D-моделей Revit в российском ПО, поскольку есть возможность загружать в CADLib внешние файлы от заводов-изготовителей оборудования (в том числе крупных объектов — котлов, турбин), а также результаты лазерного сканирования.
Для «УралТЭП» партнерство с «СиСофт Девелопмент» стало новой ступенью развития компании. За счет использования российских ИТ-решений теперь она имеет больше возможностей для эффективного и качественного проектирования.
Источник фото: компания «УралТЭП»