Эволюция изысканий: от тяжелого бурения — к цифровым двойникам
Рынок инженерных изысканий сегодня — это поле битвы между сжатыми сроками строительства и фундаментальной геологической достоверностью. О том, как не наступить на грабли техногенных грунтов и почему лазерное сканирование может спасти проект от переделок, — в нашем обзоре.
Инвестиционные проекты все чаще реализуются в стесненных условиях исторической застройки или на слабых грунтах, где ошибка изыскателя может стоить миллиарды. В ответ на эти вызовы компании переходят от «бумажной» геологии к цифровым двойникам. В новых подходах они видят не просто ресурс для ускорения, но в первую очередь гарантии обеспечения безопасности здания на десятилетия вперед.
О ресурсной базе и технологиях
Оснащение в изысканиях — это вопрос профессиональной честности. Николай Олейник, генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ», подчеркивает: заказчик платит не за метры бурения, а за достоверный прогноз. Компания исторически вкладывается в перевооружение: ее парк включает тяжелые установки УРБ для глубокого бурения (до 165 метров) и малогабаритные итальянские буровые Beretta, которые проходят в арки исторических зданий. Для полевых исследований грунтов применяется полный спектр оборудования — от статического зондирования (CPT) до дилатометра Марчетти, который позволяет получать данные о грунте in situ — на месте — с высокой точностью, не нарушая его структуру.
— Что касается программного обеспечения и цифровизации, здесь мы идем в ногу со временем: используем современные геодезические приборы, тахеометры, GNSS-приемники, — отмечает Николай Олейник.
Ключевой тренд последних лет — лазерное сканирование. Это не просто «фотография» местности, а готовый переход к цифровым двойникам, но с одной оговоркой: она должна применяться умно.
— Наземное сканирование дает миллионы точек, идеальную детализацию для сложных фасадов или промышленных объектов, — поясняет генеральный директор ЗАО «ЛенТИСИЗ». — Мобильное сканирование незаменимо для линейных объектов — дорог, трасс, где раньше приходилось ходить с вешкой неделями, а теперь мы получаем «облако точек» за пару проездов. А технология SLAM — это вообще прорыв для подземных сооружений и зданий, где нет спутникового сигнала.
Как отмечает генеральный директор ООО «РУСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ» Александр Лапыгин, его компания также сфокусирована на цифровой точности, используя в работе технологию наземного лазерного сканирования с 2016 года. Это единственный метод, результаты которого можно хоть как-то проверить без сопоставимых с их получением трудозатрат.
— То есть, грубо говоря, «облако точек» можно сравнить с обмерным чертежом и найти в нем ошибки, а когда обмеры выполнены простой лазерной рулеткой и их результат зафиксирован карандашом на бумажке — сравнить обмерный чертеж просто не с чем, только заново перемерять, — подчеркивает он.
Руководители компаний отмечают экономический эффект от внедрения высоких технологий. Для «ЛенТИСИЗ» лазерное сканирование (наземное, мобильное, SLAM для подземных сооружений) — это способ ускорить и удешевить процесс для заказчика.
— Проектировщик получает не просто топоплан, а готовую трехмерную основу. Это исключает ошибки привязки и необходимость повторных выездов геодезистов, — говорит Николай Олейник.
Александр Лапыгин предупреждает, что сама по себе технология не удешевляет работу:
— Это не ускоряет и не удешевляет процесс ни для нас, ни для заказчика, но кардинально снижает риск ошибки при обмерах (для обмеров вручную этот риск составляет практически 100%) и, конечно, экономит время и трудозатраты на корректировку проектных решений в момент выхода подрядчика на стройплощадку.
Оценка рисков и работа в стесненных условиях
Такая компетенция, как опыт работы в экстремальных геологических и стесненных условиях, для «ЛенТИСИЗ» является «профессиональным ДНК». Вспоминая сложнейшие объекты, Николай Олейник приводит пример из собственной практики времен начала карьеры — гольф-клуб в Сестрорецке. — Там — торфы, слабые грунты, пылеватые пески. Заказчик не хотел тратиться на подъездные пути, а нам нужно было получить качественные образцы. Пришлось применять нестандартное оборудование, буквально вытаскивать керн из болота, не нарушая его структуру, — рассказывает он. — Такая «полевая закалка» потом очень помогает в управлении — сразу видишь, где технология дает сбой, а где объективные геологические сложности.
Сегодня же ключевой вызов — стесненные условия исторических дворов-колодцев в центре города. Выходом становится использование малогабаритной техники и накопленный кадровый потенциал.
— Минимизация рисков для нас — это комплексный подход. Мы сами себе обеспечиваем контроль: от геодезической разбивки до лабораторных испытаний и итогового отчета, — отмечает спикер.
Также Николай Олейник подчеркивает важность преемственности поколений, когда молодые инженеры перенимают опыт у ветеранов, работавших на ликвидации последствий Ташкентского землетрясения и аварии на Чернобыльской АЭС.
Контроль качества и взаимодействие с заказчиком
В «ЛенТИСИЗ» выстроена система трехуровневого контроля: полевой, лабораторный (на площади более 500 кв. м) и камеральная проверка. Здесь гордятся культурой взаимодействия, привитой еще в 1990-е годы при работе с иностранными партнерами.
— Мы стараемся не просто отдать отчет, а сопровождать проект, консультировать всех участников проекта на его последующих этапах, — поясняет Николай Олейник. — Если строители начинают работы раньше выдачи финального документа (а сейчас это частая практика из-за сжатых сроков), мы выезжаем на площадку, уточняем данные по факту, чтобы стройка шла без простоев. Главное, чтобы заказчик понимал: мы с ним в одной лодке, и наша репутация зависит от того, как поведет себя здание через 5, 10, 50 лет.
«РУСЭКО-СТРОЙПРОЕКТ» сделал ставку на формализацию процессов. Александр Лапыгин отмечает, что важнейший элемент контроля — построение системы управления проектом.
— Не зря придумали шаблоны, чек-листы и обязательный контроль в несколько этапов. Конечно, самые развитые системы такого контроля — в авиации, откуда они и распространились, — говорит он.
Компания опубликовала в открытом доступе совокупность чек-листов и описаний бизнес-процессов. Взаимодействие с заказчиками переведено в электронный вид (ЭДО, среда общих данных). Однако Александр Лапыгин признает, что рынок требует гибкости:
— По некоторым важным решениям по проекту мы готовы руководствоваться указанием представителя заказчика, данным устно или в мессенджере. При этом в обязательном порядке дублируем запросы по формальной процедуре, чтобы спустя месяц, но все же получить и формальный ответ, снижающий юридические риски.
Использование ИИ на производствах минеральной изоляции
ТЕХНОНИКОЛЬ планирует создать цифрового двойника технологической линии для проведения экспериментов в виртуальной реальности, а также внедрять системы машинного зрения и анализа данных с помощью ИИ. В прошлом году вложения в цифровые проекты достигли 50 млн руб.
Совместно с Российским технологическим университетом МИРЭА ТЕХНОНИКОЛЬ начнет проект по использованию искусственного интеллекта для анализа данных, накопленных в системе управления и мониторинга производством компании (MES). Также планируется создание цифрового двойника технологической линии по выпуску каменной ваты. Цифровая модель даст возможность проводить эксперименты с рецептурой продуктов и настройками оборудования в виртуальной реальности и отслеживать, как при этом меняется качество материалов и эффективность производственных процессов. И только после этого исходя из результатов принимать решения о практической реализации.
«Цифровизация позволяет повысить качество управления предприятием, уйти от рутины, решить проблему с кадрами и, конечно, снизить текущие расходы и производственные издержки. Например, применение ИИ для анализа данных может помочь найти те зависимости, которые мы сейчас не способны увидеть, а в дальнейшем – принимать более взвешенные, продуманные и правильные решения», – отметил Денис Гусев, технический директор направления «Минеральная изоляция» ТЕХНОНИКОЛЬ.
Ряд проектов по цифровизации производства ТЕХНОНИКОЛЬ направлен на импортозамещение. Так, на заводе каменной ваты в Белгороде удалось заменить систему управления оборудованием Infor EAM, прекратившую поддержку российских пользователей, на отечественный аналог. Уже началось масштабирование этого решения на предприятия в Заинске (Татарстан), Челябинске и Юрге. До конца года ею оснастят остальные заводы каменной ваты.
Для обходов и осмотров оборудования компания разработала собственное программное обеспечение «Мобильный обходчик». Это приложение к EAM-системе, которое использует VR-технологии для обслуживания производственных установок. Его тестирование завершается на заводе каменной ваты в Заинске. В промышленную эксплуатацию приложение запустят в конце мая. Инвестиции в создание ПО составили 5,5 млн рублей и окупятся всего за 4 месяца. Это решение позволит ежегодно экономить около 10-12 млн руб.
Часть средств ТЕХНОНИКОЛЬ потратит на внедрение цифровых технологий на новых заводах минеральной изоляции на основе стекловолокна в Московской (Серпухов) и Новгородской (Чудово) областях. Здесь установят системы машинного зрения на основе нейросетей, направленные на повышение безопасности труда. Они будут интегрированы с системой управления производством и смогут отключать оборудование при появлении человека в опасной зоне. Аналогичными системами уже оснащено 7 заводов каменной ваты на территории РФ. Завершить проект планируется в 2027.
Кроме того, на заводах в Серпухове и Чудове появится система управления производством MES. Она позволяет оперативно получать данные с технологических линий, использовать их для дальнейшей аналитики и вести отчетность на единой платформе. MES-системы уже действуют на 8 заводах каменной ваты ТЕХНОНИКОЛЬ в России. В Чудове проект будет завершен уже в июне 2025, затем к его реализации приступят в Серпухове.
В Уфе прошла практическая конференция, на которой обсудили вопросы внедрения российских ТИМ-систем в строительную отрасль
В столице Башкортостана прошла практическая конференция «Технологии информационного моделирования и инжиниринга». В ее рамках приглашенные эксперты и специалисты обсудили развитие отечественных ТИМ-систем, поделились опытом применения российского инженерного ПО в строительную и смежные отрасли. Мероприятие организовали АО «СиСофт Девелопмент» совместно с партнером-экспертом ООО «Курайсофт».
Переход как необходимость
В самом начале конференции БашТИМ ее участники обозначили важность интеграции отечественных технологий информационного моделирования в проектирование, строительство и эксплуатацию объектов. Они отметили, что переход на российское ПО способствует повышению безопасности данных и снижению зависимости от иностранных технологий, что особенно актуально в условиях текущих экономических вызовов. Кроме того, использование отечественных решений позволяет более эффективно учитывать специфические требования и стандарты, действующие в стране. Среди других явных преимуществ отечественного программного обеспечения — необходимые библиотеки элементов, типовые решения и готовые подсистемы для генерации чертежей и спецификаций, которые получает заказчик.
Докладчики поделились опытом внедрения в деятельность своих организаций отечественного программного решения. Системный администратор АО «НПИИЭК» Рамиль Халфутдинов рассказал о создании цифровой инфраструктуры с помощью программного комплекса TDMS (Technology Data Management System). Это ПО помогает управлять электронными архивами и проектами, обеспечивая интеграцию процессов документирования и поддержки жизненного цикла изделий.
По словам специалиста, ранее процессы управления документацией строились вокруг традиционных методов, основанных на структурированных папках и сети общего пользования. «Руководство нашей компании осознало необходимость их модернизации ввиду растущих требований клиентов и увеличивающегося объема данных. Важнейшими требованиями стали повышение прозрачности процессов и снижение административных издержек. Внедрение TDMS позволило значительно повысить производительность труда сотрудников, свести к минимуму временные затраты на выполнение задач и обеспечить общую прозрачность операций. Благодаря использованию цифровых инструментов удалось существенно сократить бюрократические барьеры и наладить оперативный обмен данными как внутри подразделений, так и с внешними. Следующим этапом стало использование возможностей TDMS для построения современных информационных моделей. Это позволило интегрировать проектирование и документацию в единую систему, обеспечивающую быстрый доступ ко всем необходимым данным», — подчеркнул Рамиль Халфутдинов.
Руководитель группы трехмерного моделирования ООО ЭПЦ «Трубопроводсервис» Евгений Федоров рассказал, как его компания внедряла отечественное ПО для комплексного трехмерного проектирования. Сотрудники положительно оценили преимущества автоматизации, перейдя на трехмерное моделирование и отказавшись от устаревших методов работы. Применение 3D-проектирования позволило организации соответствовать современным рыночным тенденциям и повысить свою конкурентоспособность, а цифровой программный комплекс дал возможность реализовывать проекты любой сложности.
«Нами было принято решение использовать программное обеспечение Model Studio CS. Применение данного ПО оптимизировало и ускорило рабочий процесс, сократив время на составление технической документации и сведя к минимуму возможные ошибки. Вместо длительного поиска и ручной компиляции данных специалисты получили удобную цифровую среду, которая упрощает общение между проектировщиками и инженерами», — сообщил специалист.
О внедрении в свою деятельность российских ИТ-продуктов на конференции БашТИМ также рассказали генеральный директор компании «Спектр Глобал» (BIM-Global) Вячеслав Гусельников, директор ООО «Петроинжиниринг» Олег Шаяхов, советник директора ООО «АР СОФТ» Антон Порхун и другие участники конференции.
Вырастить кадры
Одной из ключевых тем мероприятия стали вопросы подготовки кадров, обладающих навыками работы с цифровыми технологиями. По мнению экспертов, недостаток квалифицированных специалистов может стать серьезным препятствием для успешной реализации проектов, особенно в условиях быстро меняющегося технологического ландшафта. Поэтому важно не только внедрять современные инструменты, но и активно развивать образовательные программы, которые будут соответствовать требованиям отрасли. Кроме того, дальнейшее расширение сотрудничества школ, колледжей и университетов с бизнесом откроет новые горизонты перед инженерным сообществом.
По мнению доцента Уфимского государственного нефтяного технического университета Марселя Дусалимова, вопрос обучения персонала российских предприятий и в целом специалистов инженерной школы работе на отечественном ПО является одним из важнейших в ТИМ-повестке. Однако наблюдается ряд сложностей, с которыми сталкиваются вузы при внедрении ТИМ в свои учебные планы. Решение этих проблем требует комплексного подхода и сотрудничества между образовательными учреждениями и промышленностью.
«В УГНТУ мы постоянно развиваем ТИМ-компетенции. На базе вуза действует Центр ТИМ-компетенций. Обучение студентов идет на отечественной инженерной платформе и программных продуктах. Кроме того, регулярно происходят корректировки рабочих программ, разрабатывается учебный план, учитывающий междисциплинарное взаимодействие, ведется проектная деятельность с использованием ТИМ по выбранным направлениям подготовки студентов», — подчеркнул представитель вуза.
Обеспечить совместимость
Генеральный директор «Курайсофт» Александр Хомутов в своем выступлении отметил, что при реализации проектов важно правильно определить атрибутивные данные, которые описывают компоненты информационных моделей. Одной из главных трудностей является их правильный выбор для каждого элемента проекта. Еще одна задача — обеспечение совместимости между разными программными платформами, такими как Archicad, Revit и Civil 3D. Каждое приложение формирует свою структуру данных, что усложняет процесс передачи информации между специалистами разных отделов.
«Универсальная платформа российского разработчика CADLib, которую мы выбрали, способна автоматически определять и фиксировать атрибутивные данные из различных источников. Каждый компонент информационной модели получает уникальные идентификаторы, которые описывают его размер, материал, производителя и другие характеристики. Это нововведение стало значительным шагом вперед, наглядно демонстрируя, как правильно подобранные инструменты могут значительно повысить эффективность производственного процесса», — добавил он.
Завершая мероприятие, Александр Хомутов подчеркнул, что БашТИМ стал отличной площадкой для обмена опытом с коллегами и налаживания профессионального взаимодействия. Это еще раз подтверждает, что развитие ТИМ в стране только набирает обороты, а отечественное ПО составляет достойную конкуренцию западному софту в силу своего функционала, его гибкости и удобства в использовании.