Зачем нужен 4D BIM в строительстве?

Что такое 4D-моделирование и зачем нужна эта технология?

4D BIM — это добавление четвертого измерения (времени) к стандартной 3D-модели. Таким образом, 4D-модель содержит в себе элементы 3D-модели, которые привязаны к работам календарно-сетевого графика в строительстве. В России эту технологию стали применять начиная с 2010-х, но сейчас, на волне развития BIM, интерес строительной отрасли к подобному ПО сильно вырос.

Для компании, которая уже перешла на BIM, использование 4D – это следующий логичный шаг, позволяющий оптимизировать методы формирования и управления календарно-сетевого планирования и повысить рентабельность проектов благодаря обнаружению пространственно-временных коллизий на ранних стадиях.

Основные преимущества использования 4D-технологии:

• Проработка “плоского” табличного календарно-сетевого графика с учетом проведения строительных работ во времени и пространстве. То есть определение пространственно-временных коллизий с использованием визуализации работ на модели.
• Проработка различных сценариев развития событий и визуальное отображение всех монтажных процессов.
• Возможность визуально определять открывающиеся фронты работ.

Оптимизация планирования приводит к сокращению сроков строительства и, как следствие, к снижению стоимости проекта. У заказчика и генподрядчика также появляется возможность контролировать ход строительства в режиме реального времени. Вся актуальная информация о ходе выполнения работ аккумулируется в 4D-модели, где проводится сравнение с планом и выявляются отклонения. Например, в ПО Synchro, можно собирать не только информацию о фактическом ходе строительства, но и создавать / заполнять формы и чек-листы для решения ежедневных задач на строительной площадке. Так существуют заполняемые формы, отображающие ежедневную работу на стройке – свалку мусора в неположенном месте или необходимость освободить проезд для строительной техники. Информация попадает к ответственному лицу, которое своевременно предпринимает необходимые действия.

В промышленной и гражданской отраслях строительства существующий функционал 4D используется максимально. В инфраструктурной отрасли технология 4D применяется не так активно из-за специфики инфраструктурных сооружений. Из-за очень большой протяженности объекта страдает наглядность, и, как следствие, затруднительно смотреть ход строительства на нескольких удаленных участках одновременно. Но потенциал 4D-технологий при строительстве инфраструктурных объектов очень велик. Существующее ПО позволяет смоделировать поэтапное движение техники и воссоздать ПОС (проект организации строительства) в цифровом виде; на всех этапах строительства определить размещение материальных ресурсов, необходимых для выполнения фронта работ на каждом участке. К тому же программные продукты продолжают развиваться. Например, в инструментарии ПО Synchro от Bentley появляются решения для инфраструктурной отрасли: сечение по профилям, сечение по дорожному полотну, деление модели по пикетам.

Внедрение 4D-моделирования в компании

Для внедрения 4D необходимо иметь минимальную базу в виде 3D-модели (разработанную самой компанией или полученную в качестве исходных данных). Помимо этого, потребуется график производства работ, к которому происходит привязка элементов 3D-модели. Инструменты 4D-моделирования имеют функционал для разработки графиков, но если в компании уже внедрена методология календарно-сетевого планирования, то не обязательно переходить только на использование 4D. Можно комбинировать ПО для разработки графика и использовать 4D для визуализации графиков. Перенос файлов между ПО может быть интегрирован в методику выполнения работ и тогда используется сразу два инструмента: один для создания КСГ и второй для создания 4D-модели.

Ответственным за внедрение назначают руководителя группы, способного выстроить процессы взаимодействия между командами из разных отделов для создания единой информационной среды. Это может быть начальник отдела планирования, или BIM-менеджер, или руководитель более высокого уровня.

Установка ПО и проведение ознакомительного обучения сотрудников занимает порядка 2 недель. После этого специалисты заказчика могут использовать базовый функционал программы, постепенно развивая свой навык владения продвинутыми возможностями. Знакомство с продуктом рекомендуется проводить в сопровождении более опытного коллеги или компании-интегратора.

Саму технологию 4D-моделирования обычно обеспечивают такие продукты, как Navisworks от Autodesk или Synchro от Bentley. Сейчас помимо известного софта появляются и новые продукты, в том числе от российский разработчиков.
На наш взгляд, у ПО Synchro есть ряд преимуществ среди аналогичных решений:

• Большое количество интегрируемых форматов графиков и 3D-моделей.Возможность анимировать движение техники, направление роста конструктивных элементов.
• Работа с ресурсами и параметрами графика и модели.
• Построение визуальных отчетов о ходе строительства.
• Возможность выявления и устранения пространственно-временных коллизий.
• Работа команды проекта в единой модели.
• Возможность создания календарно-сетевых графиков.
• Наличие бесплатного модуля для просмотра 4D-модели и для работы с КСГ (Synchro Viewer и Synchro Scheduler).

Среди наших клиентов, использующих это ПО, – компании из разных отраслей: НЛМК, Росатом (промышленность), ГК «Основа», ГК «Горка», Tekta Group, Сити XXI век, Сбербанк Девелопмент, СПБ Реновация (гражданское строительство); ВТМ Дорпроект, Автобан (инфраструктура).

Никита Меньшиков

Эксперт календарно-сетевого планирования

Мнение эксперта

На примере существующих кейсов можно с уверенностью заявить об экономии средств компании за счет применения 4D. Речь идет о десятках миллионов рублей. На одном проекте перед командой стояла сложная задача: в ограниченном пространстве произвести демонтаж и установку крупногабаритного оборудования. В 4D-модели реализовали несколько сценариев выполнения реконструкционных работ. При их визуализации увидели, что можно совместить демонтаж двух комплектов оборудования, чтобы произвести работы параллельно, а не последовательно. Это решение помогло сократить сроки остановочного периода на производстве на 4 дня и сэкономить порядка 60 млн рублей на накладных расходах.

Зачем нужен 4D BIM в строительстве?

Критерий	Традиционное календарно-сетевое планирование	4D (планирование с привязкой к BIM-модели)
Представление проекта	Таблицы, диаграммы Ганта, сетевые графики	3D-модель, связанная с календарным графиком работ
Визуализация процесса строительства	Отсутствует, анализ выполняется по диаграмме Ганта	Полная визуализация последовательности строительства
Понимание логики работ	Требует интерпретации графиков специалистами	Интуитивное восприятие хода строительства через модель
Выявление ошибок планирования	После тщательного анализа графика или на стройплощадке	Визуально до начала работ, на этапе моделирования сценариев
Контроль сроков	Сравнение план/факт по отчетам	Наглядное отслеживание прогресса в модели
Управление изменениями	Ручное обновление графиков на основе измененной рабочей документации	Автоматизированное обновление данных (объемов, состава работ) на основе обновленной BIM-модели
Координация участников	Через документы и совещания	Через единую цифровую среду с визуализацией процесса организации работ на площадке
Оценка строительных рисков	Постфактум или по опыту специалистов	На этапе моделирования последовательности работ
Понимание проекта заказчиком	Сложное восприятие графиков	Наглядная демонстрация строительства в динамике

4D-моделирование расширяет классическое календарно-сетевое планирование за счет добавления визуальной составляющей. Если традиционные методы показывают только последовательность задач, то 4D позволяет увидеть сам процесс строительства в динамике и оценить его еще до выхода на площадку. Это снижает количество ошибок планирования, упрощает координацию участников и повышает точность управленческих решений.