Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ этапов развития и современного состояния проектирования организации строительного производства 14
1.1 Место проектирования в обеспечении качества, сроков и стоимости строительства 14
1.2 Проектирование до появления систем автоматизации проектных работ (САПР) 14
1.3 Развитие систем автоматизации проектных работ (САПР) 19
1.4 Место проекта организации строительства в проектной документации 21
1.5 Технологии многих D (4D-6D моделирования) 36
1.6 Общемировой опыт применения методов и средств планирования, управления и разработки организационно-технологических решений 38
1.7 Проблематика 52
1.8 Обоснование темы 56
Глава 2. Методы моделирования организации и управления строительными проектами 59
2.1 Проектное управление 60
2.2 Проектирование 3D 62
2.3 Календарно-сетевое планирование 66
2.4 Поточная организация работ 69
2.5 Визуальная модель организации строительства 74
2.6 Нормирование и оценка стоимости труда 81
2.7 Недостатки представленных методов моделирования 87
Глава 3. Методика разработки проектов организации строительства на основе экономико-визуальной модели 92
3.1 Экономико-визуальная модель 92
3.2 Алгоритм функционирования экономико-визуальной модели 95
3.3 Концептуальная архитектура интегрированной информационной системы, обеспечивающей функционирование экономико-визуальной модели и ее программная реализация 99
3.4 Методика разработки проекта организации строительства с применением экономико-визуальной модели 107
3.4.1 Основные этапы разработки проекта организации строительства на основе действующих нормативных документов 107
3.4.2 Основные этапы разработки проекта организации строительства на основе экономико-визуальной модели
3.5 Оценка эффективности применения технологии экономико-визуального моделирования для разработки проектов организации строительства (ПОС) 134
3.6 Дополнительные области применения экономико-визуальной модели 136
3.7 Выводы 140
Глава 4. Апробация применения методики разработки проектов организации строительства на основе экономико-визуальной модели 142
4.1 Характеристика объекта апробации 142
4.2 Оценка продолжительности строительства объекта апробации 146
4.3 Оптимизация организационно-технологических решений с использованием экономико-визуальной модели 147
4.4 Оценка сокращения продолжительности оптимизированного графика строительства объекта апробации 148
4.5 Оценка стоимости дополнительного месяца строительства объекта использования атомной энергии 150
4.6 Оценка экономического эффекта за счет изменения организационно-технологических решений 151
4.7 Оценка затрат на разработку экономико-визуальной модели 755
4.8 Оценка экономической эффективности применения экономико визуальной модели 156
4.9 Выводы 757
Заключение 158
Список литературы
- Развитие систем автоматизации проектных работ (САПР)
- Календарно-сетевое планирование
- Методика разработки проекта организации строительства с применением экономико-визуальной модели
- Оценка сокращения продолжительности оптимизированного графика строительства объекта апробации
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Своевременный ввод в эксплуатацию промышленных предприятий, энергетических и инфраструктурных объектов является критическим фактором для обеспечения стабильного и устойчивого развития экономики России. При этом, нормативными документами для разработки и реализации проектов капитального строительства определена необходимость применения инновационных технологий и программных комплексов в целях улучшения качества управления.
В законодательной сфере вопрос применения современных методов в сфере строительства поднимается на самых высоких уровнях управления. Так, на заседании президиума Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России, состоявшемся 4 марта 2014г., были даны поручения Минстрою России, Росстандарту совместно с Экспертным советом при Правительстве Российской Федерации и институтами развития разработать и утвердить план поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства, включающий предоставление возможности проведения экспертизы проектной документации, подготовленной с использованием таких технологий.
Таким образом, актуальность исследования определяется высокой заинтересованностью руководства строительной отрасли, крупных компаний и корпораций в своевременном вводе в эксплуатацию объектов капитального строительства в рамках утвержденного бюджета, и, при этом, недостаточностью системных исследований и методических разработок в области оценки влияния организационно-технологических параметров проектов организации строительства на экономику проектов капитального строительства.
Тема повышения эффективности инвестиционных проектов поднималась во многих работах, в том числе Рассела Д. Арчибальда, Баронина С.А., Бачуриной С.С., Башировой Э.И., Бобылева В.В., Богданова В. В., Вагиной М.Д., Владимирова С.А., Виниченко В.А., Галиевой Г.М., Гимаева А.А., Горюнова В.П., Давыдова Д.В., Дарагана А.К., Десятко Е.Н., Дмитриева А.Н., Кендалл И., Киселева Д.Е., Коноваловой Г.Л., Король М.Г., Мазура И.И., Матвеева В.В., Ольдерогге Н.Г., Опариной Л.А., Осипенкова А.Г., Пинчука А.И., Полковникова А.В., Ресина В.И., Роллинз К., Романовой М.В., Рыбкиной М.А., Санева З.А., Сухачева К.А., Талапова В.В., Тихоненковой Е.А., Тютченко А.А., Хакимова А.М., Шапиро В.Д. Но в основу закладывались, прежде всего, управленческие и финансово-экономические инструменты в отрыве от инженерных и технологических вопросов.
Тем не менее, качество организационно-технологических решений, лежащих в основе процесса принятия решений, возможности сокращения сроков строительства, как следствие, выигрыш по экономическим показателям, а также методика выработки организационно-технологических
решений и алгоритм ее применения исследованы недостаточно и требуют научного обоснования.
Область исследования. Диссертационная работа выполнена в рамках специальности 08.00.05 «Экономика и управление народным хозяйством» (строительство) и соответствует п. 1.3.13 «Теоретические и методологические основы обеспечения заданных сроков, стоимости, качества, экологичности и конкурентоспособности строительной продукции» и п. 1.3.14 «Развитие методологии управления качеством и конкурентоспособностью строительной продукции» паспорта специальностей ВАК Министерства образования и науки РФ.
Целью диссертационного исследования является формирование комплексной методики разработки проектов организации строительства капитальных объектов, обеспечивающей выбор экономически обоснованных организационно-технологических решений, наилучших по срокам и стоимости.
Основные задачи исследования
1. Определить роль и место проекта организации строительства в
инвестиционно-строительном процессе, изучить нормативную базу по
организации строительного производства.
2. Проанализировать статистические данные по превышению
сроков/стоимости сооружения крупных объектов, в том числе
финансируемых за счет средств государственных бюджетов.
-
Исследовать современный опыт применения основных методов, используемых для сокращения сроков и стоимости строительства при проектировании, подготовке строительного производства и реализации проектов.
-
Разработать подход и методические рекомендации (включая определение алгоритма) по формированию экономически обоснованных организационно-технологических решений в составе проекта организации строительства. Адаптировать процесс разработки проектов организации строительства к технологии экономико-визуального моделирования.
5. Апробировать методику разработки проектов организации
строительства на основе экономико-визуальной модели и оценить её
эффективность при применении на объекте апробации.
Предметом исследования являются методы, средства разработки и организационно-технологические решения проектов организации строительства капитальных объектов с позиций их экономической эффективности, комплексности и целесообразности.
В качестве объекта исследования выступает инвестиционно-строительная сфера в части подготовки проектов организации строительства капитальных объектов, разработанных в соответствии с действующей нормативной базой Российской Федерации.
Методологическая и теоретическая база исследования.
Теоретической, методологической и информационной основой диссертационного исследования являются международные и отечественные
разработки в области организации строительного производства, визуального моделирования, практики использования BIM (Building Information Modeling).
Методы исследований. Диссертационное исследование базируется на использовании теории проектного управления, методов трехмерного проектирования, календарно-сетевого планирования, нормирования и оценки стоимости труда, визуального моделирования, а также результатов практической реализации методологии информационного моделирования. Многоаспектный характер решения задач, поставленных в диссертационной работе, обусловил использование методов экономико-статистического и сравнительного анализа.
Научная новизна заключается в разработке комплексной методики разработки проектов организации строительства на основе экономико-визуальной модели с учетом рекомендаций СП 48.13330.2011 о необходимости осуществления выбора решений по организации строительства на основе вариантной проработки с широким применением методов критериальной оценки, методов моделирования и современных компьютерных комплексов.
К основным результатам, составляющим новизну исследования, полученным лично автором и выносимым на защиту, относятся:
-
Введено понятие экономико-визуальной модели организации строительства капитального объекта, с разделением на классы решаемых задач. Определен состав анализируемых параметров проекта. Сформулированы требования и ограничения по основным характеристикам проекта. Предложен набор переменных, по которым производится отбор предпочтительного результата на заданном этапе жизненного цикла объекта.
-
Представлено формальное описание и разработан алгоритм функционирования экономико-визуальной модели организации строительства для целей разработки проекта организации строительства (ПОС).
-
Предложена методика разработки проектов организации строительства (ПОС) с использованием экономико-визуальной модели.
4. Определен подход к оценке эффективности применения технологии
экономико-визуального моделирования для разработки проектов
организации строительства (ПОС) через оценку доли дополнительных затрат
на разработку экономико-визуальной модели в положительном эффекте от ее
применения.
5. Предложена концептуальная архитектура интегрированной
информационной системы, обеспечивающей функционирование экономико-
визуальной модели и ее программная реализация.
Практическая значимость результатов исследований проведенного исследования заключается в том, что внедрение рекомендаций, содержащихся в диссертации, позволяет разработать проект организации строительства, обеспечивающий:
- подготовку и выбор рациональных организационно-технологических
решений, последовательное выполнение которых приводит к оптимизации
продолжительности и стоимости строительства объекта;
повышение достоверности определения сметной стоимости строительства;
планирование и последующий контроль освоения капитальных вложений в соответствии с выбранной технологией строительства;
обеспечение строительства объекта в рамках директивных сроков ввода в эксплуатацию производственных мощностей.
В работе представлены методические основы разработки проектов] организации строительства с учетом требований Федерального закона от 29 декабря 2004 года № 190-ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации», Федерального закона от 27 декабря 2002 года №184-ФЗ «О техническом регулировании», СНиП 12-01-2004 и СП48.13330.2011 «Организация строительства», а также пособий к СНиП 3.01.01-85* по разработке проектов организации строительства. Кроме того, предложены рекомендации по включению изменений в структуру сводного сметного расчета, в том числе включению статьи затрат на разработку экономико-визуальной модели организации строительства объекта на стадии проектирования и дальнейшее ее использование на стадии строительства.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на научно-теоретических и научно-практических конференциях (2012 - 2015 гг.): Международной научно-практической конференции «Современные проблемы управления проектами в инвестиционно-строительной сфере и природопользовании» (Москва, 2012 г.), 14-ой Международной конференции «Компьютеризация в строительстве» (Москва, 2012 г.), IV Международной научно-практической конференции «Современные проблемы управления проектами в инвестиционно-строительной сфере и природопользовании» (Москва, 2014 г.), VII Международного форума «Энергосберегающие технологии в промышленности» (Москва, 2014 г.), V Международной научно-практической конференции «Современные проблемы управления проектами в инвестиционно-строительной сфере и природопользовании» (Москва, 2015 г.).
Методика разработки проектов организации строительства на основе экономико-визуальной модели использована при разработке проектов организации строительства для комплекса переработки твердых радиоактивных отходов Курской АЭС (г. Курчатов), полифункционального радиохимического исследовательского комплекса ОАО «ГНЦ НИИАР» (г. Димитровград), многоцелевого исследовательского реактора на быстрых нейтронах ИЯУ МБИР (г. Димитровград), опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК) в составе РУ БРЕСТ-ОД-300 и пристанционного ядерного топливного цикла (г. Северск), АЭС «Ханхикиви-1» (Финляндия).
Публикации. По теме диссертационной работы было опубликовано 10 печатных работ, объемом 7,4 п.л., включая 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ.
Структура и объем диссертации отражает логику диссертационного исследования. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений. Работа содержит 170 страниц машинописного текста, включая 16 схем, 8 таблиц, 15 рисунков, список использованной литературы из 106 наименований и 1 приложение.
Развитие систем автоматизации проектных работ (САПР)
Ранее других начинает развиваться строительная механика. Но даже в конце XVIII – начале XIX вв. проектирование зданий и сооружений осуществлялось без научно обоснованной базы расчета конструкций на прочность. Конструктивные решения сечения конструкций в зависимости от свойств применяемых материалов определялись по эмпирическим формулам, имели очень большой запас прочности и были неэкономичными. Подобные конструкции не могли быть использованы в массовом строительстве и применялись в основном для уникальных сооружений, когда экономика не была определяющим условием.
В период XVII - XVIII вв. в России постепенно произошел переход от схематичного изображения зданий, сооружений, планов местности и т.д. к рабочему проектированию. [44] В сметах, составляемых перед строительством или ремонтом, перечислялись необходимые материалы, их цены, нужное число работников и стоимость кормов. Заканчивались сметы итоговой суммой.
К середине XVII в. чертежи, применяемые в строительстве, начали подразделять на три типа [37]: - проектные, на которых изображались проектируемые постройки (к ним прикладывались сметы); они утверждались и являлись документами, в соответствии с которыми строители выполняли работу; - отчетные, изображавшие строительство в том виде, который оно имело в момент составления отчета; чертежи нужны были мастерам для отчета в процессе работы; - съемочные, на которых вычерчивались существовавшие здания.
Кроме того, была выделена система работ, практически являющаяся проектированием будущих объектов. К этим работам можно отнести: - составление письменных указаний о необходимости строительства здания, комплекса и т.д. (задание на проектирование); - выбор площадки строительства и изучение грунтовых условий (инженерные изыскания); составление чертежей планов, фасадов, фундаментов и эскизов украшения интерьеров; - составление сметной описи с указанием расхода и стоимости материалов, трудовых затрат и способов производства работ (смета); - приемка, рассмотрение и утверждение чертежей и смет заказчиком (экспертиза проектов).
Первыми учебными пособиями на Западе по строительству и, в том числе, по материалам были вышедший в 1729 г. учебник Белидора «Инженерная наука» и первая книга Жирара по сопротивлению материалов, выпущенная в 1798 г. Подобные практические пособия сыграли важную роль в повышении уровня инженерных знаний строителей. Кроме того, развитие металлургии, машиностроения, химии, железнодорожного транспорта и других отраслей потребовало интенсификации строительного производства, но одновременно и создало базу, обеспечивающую строительство новыми, эффективными материалами. Цемент, металл, кирпич, стекло, механически обработанная древесина позволили существенно сократить сроки строительства, уменьшить его трудоемкость и материалоемкость. [32]
Система проектирования и особенно методы расчета строительных конструкций, теоретические основы которых были созданы в предшествующие два столетия, подверглись изменению. Рабочий инструмент для решения конкретных технических задач дала новая теория Навье, опубликованная трижды в виде курса лекций Навье по прикладной механике.
Многие другие научные разработки в области теории расчета строительных конструкций позволили практикам довольно просто решать сложные проектные и строительные задачи. Индустриализация породила строительство крупных промышленных предприятий, а также зданий, назначение которых определялось усложнением самого процесса управления производством. К ним относятся здания банков, торговые и выставочные здания и т.д.
В строительстве начинают находить применение типовые конструкции, что сокращает сроки проектирования и возведения зданий и сооружений. Таким образом, возникло принципиально новое требование к строительству. Среди требований, предъявляемым к сооружаемым зданиям, на первый план выдвигается их экономичность в сочетании с повышенной прочностью и долговечностью. В связи со значительными объемами и темпами строительства, обусловленными развитием производства, новые задачи не могли быть решены примитивными способами архитектурного проектирования, с помощью эмпирических методов расчета прочности зданий и сооружений. Возникла потребность в аналитическом решении многих задач. Эти условия отразились в системе проектирования, в решении конструктивных задач на основе научно обоснованных методов расчета и надежной нормативной базы. Получили развитие техника черчения, инженерные изыскания, были внедрены технологические и экономические расчеты.
Примерно к середине XIX в. появились специализированные организации, выполняющие поначалу чертежно-графические работы по заданиям и эскизам, исходящим от инженеров и архитекторов. В последующем, на их основе были созданы проектные фирмы, которые выполняли весь комплекс работ по проектированию объектов: разработку и размножение чертежей, выполнение инженерных и экономических расчетов, проведение инженерных изысканий и т.д. [36]
В строительстве России XVIII в. четко можно проследить два периода -петровские и послепетровские времена. История строительства времен Петра I содержит ряд новых интересных и важных явлений.
Во-первых, по мере увеличения масштабов строительства, усложнения возводимых объектов и комплексов оборонительного, промышленного и общественного значения проектно-сметное дело получило дальнейшее развитие. Во-вторых, деятельность Петра I по привлечению строителей-иностранцев хотя и дала некоторые положительные результаты, однако очень быстро на первый план выдвинулись русские инженеры.
В-третьих, резко повысился технический уровень и качество сооружаемых объектов. Так, во всех видах строительства широкое применение получили свайные основания и ряжевые фундаменты.
В петровские времена появилось типовое проектирование, вначале в жилищном, а потом и в гражданском строительстве. Проекты «образцовых» домов были разработаны по указанию царя «фортификационного и палатного дел мастером» Доменико Трезини.
Однако до начала XIX в. накопленный опыт инженерных изысканий не обобщался, и изыскания каждый раз проводились по опыту производителя работ. Уже в конце XVIII в. появились обобщающие труды петербургского архитектора И. Лема. А помимо этого, популярное в свое время «Краткое руководство к гражданской архитектуре или зодчеству, изданное для народных училищ Российской империи по высочайшему повелению царствующей императрицы Екатерины II».
Календарно-сетевое планирование
В современном проектировании объектов используются программы моделирования единых трехмерных (3D) объектов для последующего автоматического (или автоматизированного) получения компоновочных чертежей предлагаемого объекта (плоских или аксонометрических). ИТ-среда 3D-моделирования обеспечивает большую визуализацию объекта. 3D-моделирование является стандартным подходом при проектировании сложных промышленных объектов, во многом заменившим физическое трехмерное моделирование (макетирование), ранее использовавшееся в качестве вспомогательного средства при строительстве. Преимущества 3D-проектирования проявляются на всех этапах строительного проекта: на этапе обоснования инвестиций, на этапах разработки проектной и рабочей документации, на этапе строительства, а также на этапе эксплуатации и технического обслуживания.
На каждой стадии жизненного цикла объекта после завершения разработки единой модели, ИТ-среда 3D-проектирования используется, чтобы автоматически генерировать различные планы, сечения и чертежи, необходимые для наиболее эффективного выполнения работ на каждой из этих стадий. [46] То есть чертежи являются продуктом, полученным на основе данных 3D-модели. Любые изменения, вносимые в модель, автоматически отражаются в чертежах. Кроме обеспечения трехмерного графического изображения, которое проектировщики могут использовать для оценки взаимного пространственного расположения компонентов и конструкций, модель обеспечивает хранение и обработку всех параметрических и статических данных по объекту в единой базе данных (как минимум для каждой отдельно рассматриваемой стадии жизненного цикла объекта). Такой подход значительно повышает эффективность работы персонала, отвечающего за разработку организационно-технологических решений на данной стадии жизненного цикла и уменьшает возможность возникновения ошибок в области совмещения элементов модели в пространстве.
Технология 3D-проектирования обеспечивает много преимуществ при проектировании сложных промышленных объектов. Значительная экономия средств благодаря технологии 3D-проектирования происходит за счет уменьшения трудозатрат на внесение изменений в проектную и особенно рабочую документацию. Трудозатраты проектировщика на внесение изменений в рабочую документацию по ходу строительства могут, согласно статистике, достигать 12% общих трудозатрат на проектно-изыскательские работы в случае 2D (плоского)-проектирования. Благодаря большей визуализации и автоматизации выполнения проверок на нестыковки до выпуска чертежей и начала строительства, количество пространственных коллизий может быть сокращено на 98% [98]. Благодаря трехмерным моделям подрядные организации и производители оборудования также могут лучше понять выполняемую ими работу, что минимизирует возможные ошибки при прочтении традиционных изометрических и ортогональных чертежей.
Программы 3D-проектирования на основе имеющихся в них баз данных по проектируемому объекту могут автоматически создавать спецификации оборудования и материалов, что обеспечивает более точную закупку материально-технических ресурсов, необходимых для строительства объекта. [66] Это сокращает излишки материалов и, тем самым, уменьшает расходы проекта.
На этапе обоснования инвестиций 3D-проектирование может использоваться для экономического анализа альтернативных технологических и компоновочных решений до того, как будут утверждены расходы на проект. До 80% затрат на проект определяется на этапе обоснования инвестиций. Благодаря технологии 3D-проектирования проектировщики могут выполнить свою работу в более короткие сроки. Они также могут более эффективно вносить изменения в проект при оценке альтернатив. При внесении изменений все компоненты будут обновляться автоматически. Все физические чертежи объекта можно легко получить из первоначальной модели. Еще одним преимуществом применения 3D-проектирования является возможность передачи проектной информации нетехническим специалистам в упрощенной для восприятия форме.
Также существует много преимуществ применения программ 3D-проектирования на этапах разработки проектной и рабочей документации, включая повышение качества, согласованность и стандартизацию проекта, анализ строительной технологичности, автоматизированную проверку на пространственные коллизии, общее повышение эффективности и улучшение контроля и координации проекта.
Разработка трехмерных моделей может обойтись дороже производства аналогичных двухмерных чертежей, однако время, которое будет сэкономлено при решении других задач по проектированию, позволяет снизить стоимость проектных работ на 5-10%. 3D-проектирование позволяет сократить количество ошибок и обеспечивает более высокое качество проектной документации, чем двухмерное проектирование. 3D-программы включают в базу данных технические задания и нормативные требования, что позволяет избежать дорогостоящих ошибок, благодаря распознаванию ошибок и несоответствий проектов техническим заданиям. 3D-модели можно комбинировать с расчетными программами для расчета прочности, напряжений, гидравлики, термических напряжений и других параметров. С повышением технической сложности проектируемых объектов потенциальная экономия от использования программы 3D-проектирования возрастает. 3D-модели помогают проверить и исправить коллизии между разными компонентами проекта, например, трубопроводами, электрическими системами и системами вентиляции и кондиционирования. Возможность использовать программу 3D-проектирования для работы с пространственными элементами также упрощает техническое обслуживание объекта в будущем на этапе эксплуатации.
3D-проектирование помогает упорядочить процесс проверки на наличие опасностей и работоспособности систем (HAZOP). Благодаря большей наглядности, предлагаемой трехмерной моделью, можно на треть сократить время, необходимое для проверки проектной документации. Трехмерные модели повышают качество рассмотрения и оценки проектных и запроектных аварий, включаемых в состав проектной документации.
Кроме того трехмерные модели также стали использоваться на этапе эксплуатации и технического обслуживания. Специалисты по техническому обслуживанию и ремонту могут использовать трехмерные модели, чтобы ознакомиться с участками ремонтно-восстановительных работ. Это позволяет им заранее планировать размещение электрических розеток или сварочных аппаратов, станций для промывки глаз, безопасных маршрутов и другую деятельность, что повышает эффективность всего процесса.
ГАУ «Московская государственная экспертиза» совместно с Департаментом информационных технологий города Москвы объявила о своей готовности в пилотном режиме принимать проекты, выполненные по технологии информационного моделирования объектов строительства. По итогам этой работы будут формализованы требования к информационной модели объектов с точки зрения потребности экспертизы и экспертов, проработаны технические решения для экспертизы модели. Одновременно происходит движение в сторону информационного моделирования и других департаментов Правительства Москвы. [54] Так, в двух конкурсах Департамента строительства города Москвы 2014-го года уже были сформулированы требования о предоставлении в составе проекта информационной модели здания [87].
Методика разработки проекта организации строительства с применением экономико-визуальной модели
Модель 3D версии «Проектная документация» создается в САПР, поддерживающих стандарт BIM, с использованием специализированных продуктов для инженерных расчетов. Это могут быть продукты Autodesk, Bentley, Intergraph, Aveva, Dassault и др. [84] На данном этапе выполняется задача минимизации количества пространственных коллизий (k6). Исходные технические требования на основное оборудование и состав рабочей документации формируются на основании 3D-модели объекта капитального строительства вручную. База норм и расценок представляет собой набор таблиц, содержащих как минимум, перечень комплексных строительных процессов с единицами измерения и значениями норм выработки. Для автоматизации передачи данных базы норм в систему планирования для последующего использования при расчете длительности работ календарно-сетевых графиков может быть использовано специализированное программное обеспечение, например Larix, имеющее возможность интеграции с программным обеспечением Synchro и Primavera в качестве штатной функции. [61] В основе решения – понятия конструктива и норматива конструктивного решения, что отвечает как западным тенденциям в области оценки стоимости строительства, так и текущей реформе ценообразования, проводимой министерством регионального развития в части создания НЦКР и НЦС. Норматив конструктивного решения содержит в себе параметрическую модель некоторого конструктива, типовую технологическую цепочку по созданию данного конструктива, нормативную информацию по составу необходимого звена, машин и механизмов, материалов. Важным элементом является выделение в явном виде ресурса ведущего процесса, нормы его выработки и характеристического физического объема, необходимых для целей планирования.
Управление жизненным циклом изделий, включая этап их создания обеспечивается системами класса PLM. Исторически этот класс систем был разработан для производства машиностроительных изделий. [90] Аналогом PLM в строительстве является BIM. Программные продукты, такие как Intergraph SmartPlant, Siemens TeamCenter, Bentley ConstructSim, Dassault Delmia, были разработаны для целей PLM и в дальнейшем адаптировались под задачи управления жизненным циклом объектов капитального строительства, в том числе для задачи визуализации организации строительства. Единственным программным обеспечением в этой линейке, разработанным не только для визуализации, но для моделирования и оптимизации организации строительного процесса является Synchro. Моделирование и оптимизация технологии строительно-монтажных работ в Synchro обеспечивается гибкой связкой встроенных модуля работы с 3D-моделями и модуля планирования. Визуализация процесса сооружения обеспечивает минимизацию временных и пространственно-временных коллизий (k7) по всем элементам сооружаемого объекта путем псевдодинамического моделирования.
Стройгенплан разрабатывается с использованием специализированных программных комплексов, таких как «Проектировщик-Строитель», «Стройка». Либо данные стройгенплана, разработанные в визуальной модели, используются в САПР для формирования 2D графической части проекта организации строительства в соответствии с ГОСТ. Применение визуальной модели позволяет минимизировать количество и состав временных зданий и сооружений (k1).
Сводный сметный расчет корректируется в части стоимости организационно-технологических решений (k11), проработанных на визуальной модели. Для автоматизации расчета смет в России существует богатый выбор программных комплексов. Любой из них, поддерживающий стандарт arps, может быть использован рамках экономико-визуальной модели.
График строительно-монтажных работ автоматизированно передается в систему календарно-сетевого планирования, где дополняется до комплексного укрупненного сетевого графика обеспечивающими процессами (выдачей рабочей документации, поставками оборудования и др.). Применение визуальной модели в качестве подготовки исходных данных для комплексного укрупненного сетевого графика позволяет минимизировать следующие параметры: количество операций: связанных с внутриплощадочной логистикой (k5), количество строительной техники (k8), количество и состав операций на стройбазе (k3), количество трудовых ресурсов (k9). Формирование плана освоения капитальных вложений решает класс ERP систем, например Галактика, 1С и пр.
Результаты предшествующих этапов с учетом минимизации количества и состава интерфейсов между основными участниками строительного проекта (k2) и количества операций, связанных с логистикой поставок (k4) включаются в окончательную версию проектной документации по итогам разработки визуальной модели, сводного сметного расчета, стройгенплана вручную возвращает требуемые изменения в САПР.
Оценка эффективности с учетом стоимости привлечения финансовых ресурсов (k10) осуществляется вручную либо с применением инструментов инвестиционного финансового анализа и планирования, таких как Альт-инвест. В случае принятия отрицательного решения о начале строительства цикл корректировки проектных и организационно-технологических решений с применением экономико-визуальной модели повторяется.
Оценка сокращения продолжительности оптимизированного графика строительства объекта апробации
В качестве объекта апробации и подтверждения преимуществ использования технологии экономико-визуального моделирования был выбран проект организации строительства на объект использования атомной энергии (далее – Объект), переданный генеральным проектировщиком застройщику для направления в ФАУ «Главгосэкспертиза России».
Объект представляет собой исследовательскую реакторную установку, включающую в свой состав комплекс элементов, располагающихся в пределах определенной проектом территории и предназначенных для повышения экспериментальных возможностей отраслевой исследовательской базы в целях обеспечения выполнения широкого спектра исследовательских и экспериментальных работ с использованием реакторного излучения. Объект будет обладать быстрым спектром нейтронов, который позволит проводить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для обоснования большинства конструктивных решений, предусмотренных в Стратегии развития атомной энергетики России на период до 2050 года.
Новый исследовательский реактор будет иметь несколько изолированных петель с автономным охлаждением и инструментованных ячеек в активной зоне, а также несколько ячеек для внутриреакторных материаловедческих исследований. Объект, являясь реактором многоцелевого назначения, должен позволять проводить исследования по материаловедению, физике реакторов, безопасности, испытания новых элементов активной зоны, средств контроля и диагностики, производить уникальные радиоизотопы и прочее. Только такой исследовательский реактор сможет обеспечить проведение исследований как для быстрых, так и для тепловых реакторов, а также в рамках других перспективных направлений развития ядерной энергетики на ближайшие десятилетия.
Проект создания Объекта является частью государственной концепции создания новой технологической платформы атомной энергетики на основе быстрых реакторов и замыкания топливного цикла и выполняется в рамках федеральной целевой программы «Ядерные энерготехнологии нового поколения на период 2010-2015 годов и на перспективу до 2020 года».
Застройщиком (эксплуатирующей организацией) является открытое акционерное общество «Государственный научный центр - научно-исследовательский институт атомных реакторов» (ОАО «ГНЦ НИИАР», г. Димитровград).
В состав главного здания входят следующие функционально-технологические блоки: Реакторный блок (реакторная установка, центральный зал с узлом перегрузки, хранилище свежего топлива, помещения исследовательских петель с оборудованием, бассейны выдержки отработанного ядерного топлива, помещения основных технологических систем, транспортно-технологической части). Реакторный блок разделен на две части антисейсмическим температурно-деформационным швом. Габариты блока - 132,65 х 45,2 м, покрытие блока - сводчатое, с высотой в стреле подъема - 50,0 м.
Блоки системы аварийного отвода тепла (САОТ) № 1, 2 (помещения вспомогательных натриевых систем контуров системы аварийного отвода тепла, воздушных теплообменников трубопроводов промконтуров, помещения систем вентиляции, электротехнические помещения, кабельные каналы). Блоки шестиэтажные с подвалом. Габариты блоков - 48,65 х 21,0 м, высота блоков 34,7 м. На кровле блоков № 1 и № 2 установлены трубы от воздушных теплообменников. Отметка верха труб +62,805.
Блок парогенераторов (боксы парогенераторов, помещения трубопроводов натрия 2-го контура, вспомогательных натриевых систем, систем вентиляции, электротехнические помещения, кабельные каналы, помещение для монтажно-демонтажных работ с парогенераторами). Блок восьмиэтажный с подвалом. Габариты блока - 31,8 х 81,2 м; высота блока 56,6 м. Турбинный блок. Включает однообъемное помещение машинного зала и примыкающую к нему четырехэтажную этажерку. Габариты блока - 48,0 х 33,0 м; отметка верха кровли - 28,8 м, пола подвала - 6,0 м.
Блоки систем инженерного обеспечения (СИО) № 1, 2, 3 (системы водоснабжения, канализации, вентиляции, отопления, электроснабжения, санпропускники, помещения администрации, инженерно-технических работников, эксплуатации, лаборатории, ремонтная служба). Блоки семиэтажные с подвалом. Габариты - № 1, 2 - 18,0 х 30,0 м; высота 34,8 м; блок №3 шестиэтажный с габаритами - 18,0 х 81,2 м, высота 28,7 м.