Технический отчет: Перенос модели на сайт работы
Полная точность детализированной среды BIM
в контролируемом хаосе строительной рабочей площадки все еще находится в процессе работы. Реальные проблемы, связанные с планировкой и документацией по площадкам, могут изменить намерения наиболее хорошо разработанных моделей проектирования. Однако последние достижения в области создания макетов, а также ужесточение обратной связи между полевыми группами и динамическое обновление моделей способствуют повышению эффективности и улучшению в отрасли. На проекте "Первый", многоэтажном жилом проекте в Окленде, штат Калифорния, маленький колесный робот-пуховик над массогрудыми панелями напольной плиты. Предварительно запрограммированный с дизайном компоновки для этого сегмента пола, робот тщательно запускает свой встроенный струйный принтер, чтобы распечатать точные линии компоновки того, куда должен идти каждый сегмент стены и компонент. Используя в качестве опорной точки соседнюю роботизированную общую станцию, робот, похожий на Роомбу, вписывает замысловатые планы пола, давая экипажам на следующую смену миллиметровую точную компоновку для всех настенных установок. Робот - детище Mountain View, California Dusty Robotics, но его использование на этом проекте - результат необычного сотрудничества дизайнера, роботиста и подрядчика, все желающие попробовать что-то новое. "То, как Dusty Robotics подходит, это то, что мы можем взять предварительные инвестиции в BIM, которые гораздо точнее и точнее [, чем старые методы], и мы можем вывести его на стройплощадку и палубу без людей", - объясняет Тесса Лау, основатель и генеральный директор Dusty Robotics. "Когда люди делают макет, они совершают ошибки, и эти ошибки влияют на всю стоимость проекта". Но ключевым элементом остается конструкторская модель. Маленький робот Dusty Robotics был развернут на нескольких рабочих местах с различными требованиями к компоновке бетонных или деревянных напольных плит, но в Project One в Окленде технологическая фирма тесно сотрудничает с дизайнером Planit и генеральным подрядчиком-разработчиком Gurnet Point. Детальные модели, которые робот печатает на напольных панелях из фанеры, являются результатом необычно детального подхода Планта к BIM-дизайну, выходящего за рамки обычных стандартов цифровой модели в нечто гораздо более точное. Planit стремится преодолеть разрыв между проектными намерениями, чертежами и планами на месте в рамках одной модели.
"Сейчас субподрядчики несут бремя и обязаны создавать чертежи магазинов, которые компенсируют любые недостатки в проектной документации", - говорит основатель компании Planit Фрэнк Хаусе, а также вице-президент по операциям компании Suffolk Construction. "Но то, как много строительства делается сегодня, ни один из чертежей магазина не является совершенно правильным. Нам также необходимо иметь ручную детализацию, допуски на строительство и проектные намерения - тогда у нас будет единственный источник истины ".
Project One стал пилотом рода для интеграции процесса проектирования Planit, робота Dusty и форсажа Gurnet Point в массово-лесное строительство. Формообразующие фанерные панели вырезаются компьютером с числовым управлением (CNC) из конструкций, взятых непосредственно из модели Planit, а робот Dusty маркирует каждый этаж разметкой макета от той же модели. Экипажам нужно собрать стены только там, где указал робот.
"Как только мы пообщались с ЧПУ, я использовал чертежи Planit для ЧПУ сегментов стены", - говорит Скотт Маклеллан, директор Gurnet Point. Но время CNC дорого, и конструкции Planit призывали к многим точным разрезам панелей. "Пришел Пырти и попал в это сладкое место. Мы можем разрезать некоторые критические размеры на панели, а затем заставить Дасти работать над деталями. Это также помогает вносить изменения в поле и компенсировать любые обнаруженные расхождения ".
Благодаря этому процессу создания макета BIM-prefab-to-robotic проектная группа смогла завершить строительство четырехэтажного здания всего за 24 рабочих дня.
Gurnet Point тестирует сразу несколько новых продуктов и идей на демонстрационном проекте. Например, с масс-фанерными панелями были включены моментные рамы холоднокатаной стали (КВС) от MiTek -
еще одна первая, говорит команда. Но именно легкость, с которой макетный робот Dusty смог транспортировать проектные данные от Planit на панели пола площадки, перевернула несколько головок на
проекте, и может сигнализировать о том, что разъединение между конструкторами и полевыми экипажами можно преодолеть. "Рассматривая вопросы контроля качества, один из примеров - у нас робот
печатает, куда идут шпильки", - говорит Лау. "Это то, что не стоит нам много времени, но для людей это стоит непомерно дорого. Это потому, что у нас есть действительно хорошие модели, которые мы можем перевести его на поле."
Изменение промышленных отношений Проект 1 является одним из многих примеров того, как модель и площадка становятся все более взаимосвязанными. Но отрасль может не спешить с принятием изменений. "Большинство людей до сих пор говорят:" дайте мне мой лист, я хочу сделать это так, как я сделал это навсегда ", - говорит вице-президент по строительству Bentley Systems Рич Хамфри. Гигант строительного программного обеспечения вложил большие средства в содействие более широкому использованию того, что он называет цифровыми близнецами, где модель поддерживается рядом с проектом, позволяя контуру обратной связи данных поддерживать вещи в синхронизации. Это в конечном итоге приводит к достоверной записи проекта и его строительства, которые должны быть переданы владельцу по завершении. "На самом деле это не цифровой двойник, если он не связан с полем - вся идея в том, что у вас эти прямые каналы данных возвращаются с поля", - говорит Хамфри. "Теперь вместо этого мы можем посмотреть на модель, которая включает в себя все планы работы на ту неделю, все то, о чем они говорят в той хурлонгской ежедневной встрече - ничего не потеряно в переводе, все детали введены в действие", - говорит он. Ужесточение этой петли было критически важно для того, чтобы получить максимум от цифровых двойников, добавляет Хамфри. Он сравнивает это с выгодами от того, как логистическое планирование революционизировало производственный сектор. "Я действительно верю, что процессы и менталитет в том, что было достигнуто в производстве, в значительной степени возможны в строительстве, но это не произойдет всего через несколько лет". Хамфри видит некоторую надежду на большую автоматизацию процессов в повторяющихся строительных процессах, особенно в секторе зданий. "Цифровые модели позволяют тестировать перед построением", - говорит он. "Сейчас эти инструменты доступны всем, поэтому практически глупо не делать 4D моделирования и имитации проекта". "Это сближение планировки и захвата реальности - когда кто-то собирается документировать как-то построенный - действительно пригодится с проектами, где у вас есть жесткий сайт с существующими условиями", - говорит Джон Фингланд, генеральный менеджер по совместным решениям компании Trimble. "Этот процесс округления, в котором вы фиксируете точки и используете их для координации модели в офисе, выводит модель из офиса и обратно. Все дело в этой замкнутой петле ", - говорит он. Но Фингланд отмечает, что одних технологий недостаточно. "Чтобы действительно получить эти выгоды, мы должны изменить процесс и дать ему возможность с помощью технологий, а не просто дать возможность старому процессу", - поясняет он.
Новые подходы к решению сложных задач на площадке
При расширении и ремонте торгового центра Phipps Plaza в районе Букхед в Атланте Группа Бек приняла такую петлю BIM-to-field. Работая над частичным сносом и расширением торгового центра, пока он оставался открытым без застроек и ограниченных существующих планов, руководителю BIM подрядчика Тиму Риффенбергу пришлось придумать новый подход. Хотя он имел опыт поддержания цифровой модели в синхронизации с макетом сайта, Phipps Plaza заставила Риффенберга стать креативным.
"С технологической точки зрения мы не можем сделать это с помощью традиционного рабочего процесса" проектирование-подрядчик ", - говорит он. "У нас на месте работает вся группа, поэтому инженер-конструктор может упростить переработку проекта вокруг сложной площадки".
Работа по проектированию является самым крупным таким проектом, который Группа "Бек" осуществляет до сих пор, и строительство на активной площадке с плохо сохранившейся документацией потребовало постоянного обновления конструкторской модели по мере того, как неожиданные фундаменты и коммунальные услуги стали неучтенными.
"Мы бы делали так, как строили бы ежедневно, что бы пошли в проектную команду через улицу", - говорит Риффенберг. "Мы постоянно обновляли фоновые изображения для найденных нами утилит, найденных нами структур". При полном сносе не вариант, команда Риффенберга смогла спасти 50% существующих свайных шашек, но были столкновения, так как его полевая команда продолжала приносить новые предложения проектной команде по изменениям день за днем. "Сначала, когда я начинал работу над проектом, [проектная группа] была расстроена тем, что я был в их модели Revit. Я давал им новые места для вещей ", - вспоминает Риффенберг. Но первоначальное сопротивление вскоре уступило место жесткой обратной связи, так как полевая команда документировала точки в поле с общей станцией и подавала их непосредственно обратно конструкторам и гражданскому инженеру Eberly & Associates. Проблемы, решение которых могло занять несколько дней или недель, решались и устранялись в часах.
Один конкретный дизайнерский конфликт почти перевернул центр проекта, 150-комнатный отель Nobu, запланированный на один угол торгового центра.
Эберли имел приблизительное представление о том, где в этом районе находится существующий штормовой свод. Но когда полевая команда Риффенберга
поставила какие-то предварительные колеи для проверки подсайтовых условий, они обнаружили активную канализационную линию, не отраженную на чертежах,
и вынуждены были действовать быстро. "Вся конструкция была испечена в начале с [подрядчиком опалубки], но когда мы рылись, мы нашли эту активную линию. Мы должны были изменить всю конструкцию. "
В то время как была некоторая начальная паника, команда смогла быстро скорректировать дизайн благодаря поддержанию Риффенбергом обновленной модели дизайна с последними данными с сайта. Эти усилия позволили избежать значительного перерасхода средств. "У нас на работе был один старший супервайзер, и он всегда шутил бы, что это" Миллион-долларовый уголок Тима ", - вспоминает Риффенберг. Но дразнение суперинтенданта отразило понимание процесса VDC, который они использовали. "Это вся цифровая эволюция. Чем быстрее мы внесем новые данные в модель и выведем ее на поле, тем быстрее мы сможем приспособиться ". - говорит Риффенберг. "Модели реагируют на происходящее. Мы создавали модель и дизайн, когда выясняли вещи на местах. Именно туда и должна идти отрасль ".
Также Риффенберг нашёл время экспериментировать с беспилотником на месте, чтобы быстрее получить очки акций. Он создал DJI Matrice 210 с кинематическим модулем реального времени и загрузил его планами по следующему размещению бетона. Риффенберг был разочарован системами компоновки беспилотников на основе GPS, но обнаружил удивительную точность с этой специальной установкой. "Это был автоматизированный пропуск: мы ставили беспилотник и сдавали информацию, и 3D файле уже были ставки [выставлены в дизайнерском] самолете", - говорит он. "Я был у компьютера, перекрывая его в AutoCAD, наблюдая, что все подходит". Лазерная стрелка, прикрепленная к днищу беспилотника, позволяет полевой команде проверить точность рекомендуемых для размещения акций беспилотника. По словам Риффенберга, дрон мог обозначать места в пределах 2 в. из точности на высоте 350 футов, и в 1⁄4-в. Точность при 50 ft. Это было всего лишь испытание, но результаты были многообещающими. "В будущем мы могли бы поставить фанеру перед каждым наливом, завалить беспилотник и отметить, куда идет каждый рукав", - говорит Риффенберг. "Это помогло бы с каждой работой".
Хотя работа над Phipps Plaza была замедлена или остановлена в последний месяц из-за пандемии COVID-19, Риффенберг говорит, что время, сэкономленное в графике от избежания доработки и затяжных боев между проектной и полевой группами, сохранило проект Phipps Plaza на целевом уровне, в настоящее время на уровне 60% завершения.
Время сияния префаба
Получение более глубокого понимания изменений в реальном времени на рабочем месте и более точного способа установки компонентов через цикл BIM-to-field может также стать недостающим элементом головоломки для более широкого внедрения сборных строительных систем.
Компания PT Blink, инжиниринговая фирма и технологический интегратор, базирующаяся в Сиднее, разработала систему доставки проектов для зданий с использованием сборных элементов на основе модульных стальных панелей с последующим натяжением. "Мы строим костяк - шасси для здания, которое геометрически точно", - говорит Мюррей Эллен (Murray Ellen), инженер-конструктор и основатель PT Blink. По его словам, разбив сегменты пола на предварительно изготовленные конструкционные лотки, компоненты можно изготовить на заводе и собрать в соответствии с широким спектром конструкций. "Для нас модель BIM выходит на поле - не только детали и костяк и шасси, - а в местной среде", - говорит он. "Мы идем к местным партнерам, которые производят панели, кухни, лестницы и окна, и мы все работаем над одной BIM-моделью. Мы называем это проектированием, производством и интеграцией. " Все изготовленные компоненты сканируются и загружаются обратно в модель BIM для проверки перед сборкой, при этом поэтапная сборка запланирована в Tekla. Перед окончательной сборкой на площадке компоненты образца собирают в сухом режиме на одном из удаленных объектов PT Blink. Подход PT Blink к работе с местными производителями по построению панелизированных элементов вне сайта принес дивиденды по проектам в Австралии и Новой Зеландии. На одной жилой башне в Брисбене экипажи смогли построить шесть этажей за 11 дней. "Мы пошли на такую скорость после того, как разработчик спросил:" Почему вы не можете построить быстро, как Китай? "Так, мы сделали", - говорит Эллен. Компания PT Blink в настоящее время работает над проектом демонстрационного префаба США в Канзас-Сити, штат Нью-Йорк, совместно с компанией Батлер Билдинг, крупным строителем крупных розничных магазинов.
Эллен говорит, что объединение 3D возможностей Tekla с лазерными сканированиями на заводах и стройплощадках делает процесс возможным, хотя и требовало большой работы по координации работы местных производителей по поставке сборных компонентов для проектов. "Некоторые из этих мелких производителей работали в базовой параметрической конструкции. Мы получили их из 2D обдумать "3D, - говорит он. "Недостаточно думать с точки зрения просто BIM, нужна модель с истинными векторами 3D... Тогда, если это столкнется, это столкнется в модели." Небольшие шаги, более быстрые графики Между тем на проекте "Первый" в Окленде работа робота-макета продолжает приносить дивиденды. "[Робот Дасти] ночью напечатал целый этаж, а на следующий день сантехники и электрики сказали:" это удивительно, Дасти был в нужном месте каждый раз ", - говорит Планит Хаас. "Все знали, что это робот, который печатал все марки на полу, и каждая из марок была мертва". "Важно, как только вы используете робота и автоматизируете этот процесс, люди начинают думать и о важности рисунков - им становится понятнее", - говорит Хаас. "Есть так много областей, которые можно использовать".