ИНТЕГРАЦИЯ BIM-МОДЕЛИРОВАНИЯ И КАЛЕНДАРНО-СЕТЕВОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СРОКОВ СТРОИТЕЛЬСТВА ЖИЛЫХ КОМПЛЕКСОВ

INTEGRATION OF BIM MODELING AND SCHEDULE NETWORK PLANNING FOR OPTIMIZING CONSTRUCTION TIMELINES OF RESIDENTIAL COMPLEXES

Movsisyan Alen

student, Department of Construction, Sakhalin State University

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

Kopystko Mikhail

student, Department of Construction, Sakhalin State University

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

Lisitsyn Mikhail

student, Department of Construction, Sakhalin State University

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

Glazkova Ekaterina

student, Department of Construction, Sakhalin State University

Russia, Yuzhno-Sakhalinsk

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается проблема срыва сроков строительства жилых комплексов из-за неэффективной координации работ. Предлагается метод интеграции информационного моделирования (BIM) с системами календарно-сетевого планирования (4D-моделирование). Приведены результаты анализа влияния 4D-координации на выявление коллизий в графике производства работ. Установлено, что применение 4D-моделей позволяет сократить время на согласование графиков и снизить риски простоев на 15–20 % за счёт раннего выявления пространственно-временных конфликтов. Рассмотрены уровни детализации модели (LOD), необходимые для корректного 4D-планирования, а также ограничения метода.

ABSTRACT

The article considers the problem of construction delays in residential complexes due to inefficient coordination of works. A method of integrating Building Information Modeling (BIM) with schedule network planning systems (4D modeling) is proposed. The results of analyzing the impact of 4D coordination on identifying collisions in the work schedule are presented. It is established that the use of 4D models allows reducing the time for schedule approval and reducing the risks of downtime by 15–20 % due to early detection of spatial-temporal conflicts. The levels of detail (LOD) required for correct 4D planning are considered, as well as the limitations of the method.

Ключевые слова: BIM-моделирование; 4D-планирование; календарно-сетевой график; управление проектами; оптимизация сроков; LOD; коллизии.

Keywords: BIM modeling; 4D planning; schedule network; project management; time optimization; LOD; collisions.

Введение

Современное строительство жилых комплексов характеризуется высокой степенью сложности и плотностью работ. Традиционные методы календарно-сетевого планирования (диаграммы Ганта), основанные на двумерных чертежах, часто не учитывают пространственные пересечения работ разных подрядчиков. Это приводит к коллизиям на площадке, простоям техники и, как следствие, к срыву сроков сдачи объектов. В связи с этим актуальным является переход к интегрированным системам управления, объединяющим 3D-геометрию объекта и временные параметры [1, 2]. Согласно данным ряда исследований, до 30 % задержек в строительстве вызваны именно несогласованностью действий подрядчиков и отсутствием единой координационной среды. Технология 4D-моделирования (3D + время) позволяет визуализировать последовательность возведения объекта и выявить логические ошибки графика ещё до начала работ. Целью данной работы является анализ эффективности интеграции BIM-модели и календарно-сетевого графика для оптимизации сроков строительства жилых зданий.

Основная часть

Традиционный процесс планирования предполагает разработку графика производства работ (ГПР) в отрыве от пространственной модели здания. Инженер-планировщик оперирует абстрактными объёмами работ, не видя физического расположения конструкций. Интеграция BIM и расписания (4D) позволяет привязать каждый элемент модели к конкретной задаче графика. Для корректного 4D-планирования необходимо, чтобы модель имела определённый уровень детализации (LOD). На практике для строительного планирования достаточно LOD 300–400, когда элементы имеют точные размеры и привязку к осям. При LOD 500 (исполнительная модель) появляется возможность отслеживать фактические сроки монтажа каждого элемента.

В рамках исследования был проведён анализ пилотного проекта строительства 17-этажного жилого дома. В качестве инструментов использовались среды Autodesk Navisworks и MS Project. Процесс интеграции включал три этапа:

Создание детализированной 3D-модели (LOD 400).

Разработка базового календарно-сетевого графика.

Связывание элементов модели с задачами графика (Mapping).

В результате визуализации 4D-модели были выявлены критические пространственно-временные конфликты. Например, график монтажа вентиляционных систем пересекался по времени с работами по устройству монолитных перекрытий в смежных захватках, что физически делало невозможным одновременное выполнение этих работ.

Как видно из Рисунка 1, при использовании классического двумерного графика (вариант А) эти конфликты были обнаружены только на 45-й день строительства, что привело к вынужденной остановке работ на 5 дней. При применении 4D-моделирования (вариант Б) конфликт был выявлен на этапе планирования (0-й день), что позволило скорректировать очерёдность захваток без потери общего времени. (Рекомендуется вставить схему: два графика — один с провалом, другой ровный. Подпись: Рисунок 1. Сравнение выявления коллизий: классический график (А) vs 4D-модель (Б).) Кроме того, 4D-модель позволила оптимизировать логистику. Визуальный анализ показал, что в определённые периоды на площадке скапливалось избыточное количество башенных кранов и бетоновозов, создавая «пробку». Корректировка графика поставок на основе 4D-симуляции позволила снизить пиковую нагрузку на логистические узлы на 18 %. Дополнительно был проведён анализ влияния 4D-моделирования на трудозатраты инженерно-технических работников. Было установлено, что время, затрачиваемое на согласование графиков между генподрядчиком и субподрядчиками, сократилось с 12 до 7 дней. Это связано с тем, что 4D-визуализация позволяет наглядно продемонстрировать последовательность работ и избежать разночтений в интерпретации графика. Однако метод имеет и ограничения. Во-первых, создание и поддержание 4D-модели требует дополнительных трудозатрат (в среднем на 15–20 % больше, чем при традиционном планировании). Во-вторых, эффективность метода снижается, если подрядчики не работают в единой BIM-среде. В-третьих, для малых объектов (до 5 000 м²) экономический эффект может быть отрицательным.

Заключение

Интеграция BIM-моделирования и календарно-сетевого планирования (4D) является мощным инструментом управления проектами в строительстве. Исследование показало, что переход от 2D-графиков к 4D-симуляции позволяет:

Выявлять пространственно-временные коллизии на стадии планирования, сокращая риски простоев. Оптимизировать логистические потоки и использование строительной техники. Повысить прозрачность контроля хода работ для всех участников проекта. Сократить время на согласование графиков между подрядчиками. Рекомендуется внедрять 4D-планирование на этапе разработки проектно-сметной документации, что обеспечивает экономию до 10 % от общего времени строительства. Перспективой дальнейших исследований является интеграция 4D-моделей с системами автоматизированного мониторинга (дроны, IoT-датчики) для перехода к 5D-планированию (с учётом стоимости).

Список литературы:

1. Талапов, В.В. Основы BIM: введение в информационное моделирование зданий / В.В. Талапов. – М.: ДМК Пресс, 2011. – 392 с.
2. Eastman, C. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling / C. Eastman, P. Teicholz, R. Sacks, K. Liston. – Wiley. – 2011. – 648 P.
3. Волков, А.А. Управление проектами в строительстве: учебное пособие / А.А. Волков. – М.: МГСУ, 2015. – 120 с.
4. ГОСТ Р 57563-2017. Моделирование информационное в строительстве. – М.: Стандартинформ, 2017.
5. Чигрик, А.А. 4D-моделирование в строительстве: практика применения / А.А. Чигрик // Строительные материалы. – 2018. – № 5. – С. 34⁠–⁠38.