Строительная отрасль — одна из крупнейших в мире: в ней занято около 7% трудоспособного населения планеты. По данным McKinsey Global Institute, она также вносит существенный вклад в мировую экономику: ежегодные расходы на товары и услуги, связанные со строительством, составляют 10 трлн. долл.
Строительные проекты сложные и со значительной долей неопределенности. Несмотря на это руководители проектов должны обеспечивать бесперебойное и безопасное строительство, следить за соблюдением графика и бюджета.
Имитационное моделирование, представляющее собой воспроизведение поведения реальной системы в компьютерных моделях, помогает упростить сложные строительные проекты и снизить их стоимость.
Такие компьютерные модели — это безрисковое пространство для экспериментов, тестирования и анализа. С их помощью менеджеры улучшают процесс принятия решений и чаще добиваются хороших результатов, ведь результаты моделирования можно визуализировать и тем самым легко проверить на достоверность.
В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные области применения имитационного моделирования в управлении строительством, а именно:
- управление рисками при планировании и составлении графиков выполнения проектов;
- распределение ресурсов;
- имитационное моделирование, BIM и САПР.
В тексте вы также найдете примеры реальных проектов к каждой из перечисленных областей применения.
Управление рисками при планировании и составлении графиков строительства
Одно из основных преимуществ моделирования в управлении строительством — его способность повышать эффективность планирования проектов. Традиционные подходы к планированию часто не позволяют учесть неопределенность, непредвиденные события и сложную взаимозависимость строительных процессов.
В имитационных моделях вы можете учитывать различные факторы, такие как погодные условия, доступность материалов и ограниченность ресурсов. Так, руководители строительных проектов могут создавать реалистичные планы и графики работ, точнее определять критический путь и предвидеть возможные задержки.
Новый подход к планированию строительных работ на основе имитационного моделирования
Компания IBCON, занимающаяся управлением проектами капитального строительства, разработала новый метод планирования работ с использованием AnyLogic — среды для имитационного моделирования.
Обычно для управления подземными строительными работами специалист использует линейные графики в виде диаграмм Ганта, в которых запланированы заранее известные события. Но в любом проекте есть неопределенности. Например, менеджеры могут знать о возможных проблемах, но не знать, когда они возникнут.
Поэтому инженерная группа IBCON использовала моделирование и разработала график проекта на весь период строительства, месячный график с ежедневным планом работ и циклограмму с 3-минутным шагом для принятия управленческих решений.
Адаптация к внезапным изменениям графика и стоимости сложного проекта по проведению земляных работ
Иногда проект идет не так, как планировалось, и приходится вносить неожиданные изменения. Но как эти изменения повлияют на сроки выполнения проекта и общую стоимость?
Сразу после подписания контракта на подготовку строительной площадки заказчик и местные власти установили новые, более жесткие ограничения на проведение работ. Consolidated Contractors Company, крупнейшая строительная компания на Ближнем Востоке, была вынуждена прибегнуть к моделированию, чтобы оценить влияние новых ограничений на проект и обосновать свое требование увеличить сроки.
На основании результатов имитационного моделирования заказчик согласился увеличить общую продолжительность земляных работ на 50% сверх первоначального графика. Благодаря этому компания сократила ожидаемые дополнительные затраты проекта приблизительно на 18% от первоначальной общей стоимости контракта.
Анализ рисков при строительстве буровых установок
Заблаговременно проанализировав риски и неопределенности, специалисты в области строительства могут разработать стратегии минимизации их последствий. Тем самым они повышают устойчивость проекта и его шансы на успешную реализацию.
Строительство новой буровой установки для добычи нефти и газа сопряжено с множеством рисков и требует значительных инвестиций, превышающих миллиард долларов. В самом процессе строительства — множество взаимозависимостей, поэтому он подвержен сбоям.
Зная о сложностях и рисках, швейцарская компания Transocean, специализирующаяся на бурении на шельфе, решила детально смоделировать весь процесс строительства буровой установки. С помощью моделирования можно было проверить различные сценарии, подготовиться к потенциальным рискам и изучить влияние изменений в оборудовании, технологическом процессе или стратегии на капитальные и операционные затраты.
Правильное распределение ресурсов в строительстве
Эффективное использование ресурсов, включая рабочую силу, оборудование и материалы, — критически важно для успеха строительного проекта. Имитационные модели помогают руководителям строительных проектов анализировать использование ресурсов, выявлять в нём "узкие места" и принимать обоснованные решения по распределению этих ресурсов. Добившись оптимального распределения, менеджеры могут ускорить выполнение проекта, снизить затраты и минимизировать потери.
Выявление "узких мест", минимизация простоев и предотвращение убытков
Для того чтобы свести к минимуму возможные убытки в строительном проекте, компания SimPlan, немецкий поставщик услуг в области бизнес-моделирования, и Рурский университет в Германии создали имитационную модель, которая помогла выявить "узкие места".
Смоделировав строительство тоннеля, компании выявили слабые места в процессах на объекте и во внешней логистике, а также спланировали запасы строительных материалов. Так они свели к минимуму ненужные простои и потери производительности. В свою очередь это сократило продолжительность проекта прокладки тоннеля и оптимизировало его бюджет.
Сокращение времени простоя в логистике строительства тоннелей
В механизированной прокладке тоннелей задействовано большое количество деталей для оборудования и элементы логистики (тоннелепроходческий комплекс, внешняя логистика и т.д.). При работе над таким строительным проектом Рурский университет смог учесть все эти особенности в имитационной модели и сократить время простоя почти на 40%, а сроки строительных работ – на 13%.
Имитационное моделирование, BIM и САПР
В целом интеграция имитационного моделирования с информационным моделированием зданий (BIM) еще больше расширила возможности в управлении строительством. BIM — богатый источник данных и информации о строительных проектах, который можно использовать, чтобы создавать более точные и детальные имитационные модели.
ПО для имитационного моделирования AnyLogic, в частности, дает возможность верифицировать и тестировать модели объектов инфраструктуры. Вы можете импортировать САПР-чертежи в программу, создать на их основе имитационную модель и проверить эффективность будущего здания или сооружения.
Проверьте, смогут ли пешеходы, техника и другие объекты свободно перемещаться, не создавая помех друг другу и "узких мест". По окончании тестирования вернитесь к исходной BIM-модели, внесите в нее изменения, используя полученные данные, и продолжайте работать над реализацией проекта.
Проверка целесообразности и эффективности пункта проката автомобилей в аэропорту
Перед Международным аэропортом Лос-Анджелеса стояла именно такая задача. Руководство аэропорта планировало построить четырехэтажный объединенный комплекс по прокату автомобилей. Прежде чем приступить к строительству, нужно было проверить, как будет работать объект при различных сценариях, в том числе в часы пик. Полученные данные помогли заинтересованным сторонам определить целесообразность строительных работ и согласовать проект.
Читайте также: исследования по имитационному моделированию в строительных проектах (на англ.).
Основные выводы по моделированию и оптимизации строительства
В управлении строительством имитационное моделирование оказывается ценным инструментом, с помощью которого специалисты в области строительства могут:
- воспроизводить реальные сценарии;
- улучшать планирование проекта и прогнозирование результатов;
- оптимизировать распределение ресурсов и управлять рисками;
- сокращать сроки реализации проекта и снижать затраты;
- проверять эффективность зданий до начала строительства.
Используя имитационное моделирование, в строительной отрасли можно повысить эффективность, улучшить процесс принятия решений и добиться успешной реализации проектов, будь то строительство кафе, торгового центра, аэропорта или чего-то другого.
Свяжитесь с нами, если вы всё еще не уверены, подходит ли имитационное моделирование для вашего строительного проекта. Наша команда будет рада помочь. И не забудьте подписаться на нашу ежемесячную рассылку, чтобы получать самые свежие статьи из блога AnyLogic и "Модели месяца".
