Облака точек, лазеры и двойники: как строят здания на Крайнем Севере

В 2021 году компания «Норникель» – мировой лидер по производству никеля и палладия – утвердила инвестиционную программу до 2030 года с бюджетом в 35 млрд долларов. Программа нацелена на увеличение производства металлов в компании, а также развитие социальных и экологических проектов в городах присутствия. В ключевых городах, Норильске и Мончегорске, предприятие улучшает жилищную и социальную инфраструктуры. Кроме того, год назад правительство России утвердило Комплексный план развития Норильска. До 2035 года планируется реализовать 120 млрд рублей вложений, из которых 80 млрд рублей обеспечит «Норникель». Аналогичные стройки запланированы и на Кольском полуострове.

Такие сроки могут показаться растянутыми, но для стройки нетиповых объектов в условиях Крайнего Севера время весьма ограничено. Как главный заказчик, «Норникель» заинтересован в сокращении расходов на строительство, и для этого тестирует на своих объектах инновационные решения в этой отрасли – они позволяют обеспечить независимый мониторинг полного цикла строительства любого объекта. Одно из решений – аналитика на базе лазерного сканирования для мониторинга строительно-монтажных работ после нулевого цикла.

В департаменте инновационного развития компании выделено отдельное направление в области технологий для строительства, занимающееся формированием портфеля интегрированных технологических сервисов. Процесс работы в департаменте строится так: специалисты отбирают технологии, проводят конкурентные пилоты на ряде объектов, заключают партнерства с поставщиками и поддерживают внедрение в компании. «Мы поняли, что, с одной стороны, нам самим нужно лучше управлять своими стройками, с другой – что такие объекты могут стать отличными полигонами для доработки новых прорывных технологий. Докрутив эти пилоты «на земле», мы сможем в будущем предложить их всему рынку», – объясняет Игорь Кустарин, директор департамента инновационного развития «Норникеля».

Облако точек и цифровые двойники

Технология мониторинга на базе лазерного сканирования работает с облаком точек и встроенными в него 360-панорамами – их получают с помощью наземных LiDAR-сканеров. Программное обеспечение очищает и обрабатывает облака точек, воспроизводит на их базе цифровой двойник построенного объекта и автоматически сопоставляет его с исходной BIM-моделью и планом-графиком работ. 

Использование аналитики на базе лазерного сканирования помогает заказчику строительства предвидеть возможные риски и разработать план по их устранению, что значительно сокращает затраты и сроки реализации. С технологией повышается контроль качества и прозрачность прогресса строительства, а благодаря визуализации работ в общей виртуальной среде – улучшается коммуникация между заказчиком, подрядчиком и представителями авторского надзора. 

«Есть сам процесс съемки и сбора информации. И есть процесс ее обработки с получением различной аналитики. Любой может прийти с лазером, снять облако точек и получить гигабайты данных. Но что дальше с этим делать? Поэтому мы внимательно смотрим на производителей цифровых продуктов, потому что здесь кроется вся хитрость – в том, чтобы выдать конечный результат», – объясняет Дмитрий Изотов, руководитель направления развития бизнеса в области строительных технологий.

Эксперты не нужны

По словам Дмитрия, сами по себе лазеры – это не инновационный продукт. Но до сих пор для работы с ними нужно было привлекать экспертную инженерно-техническую команду. «Норникель» пытается минимизировать влияние специалистов в этой сфере и открыть лазеры для мониторинга стройки максимально широкой аудитории. Например, облако точек можно обрабатывать не вручную, а посредством алгоритмов компьютерного зрения – так заказчик сможет быстро получить цифровой двойник объекта.

«На российском рынке есть решения, которые позволяют анализировать облака точек, строить цифровые двойники. Это достаточно трудоемкий процесс, он не обеспечивает ту скорость получения результатов, которая так важна для мониторинга стройки. Инновация в нашем решении именно в том, что необходимая для принятия решений аналитика по качеству и прогрессу готовится оперативно – через несколько дней после того, как было проведено сканирование, а не недель, когда она уже никому не нужна», – говорит Светлана Кузьмина, менеджер по развитию продукта. 

Аналитика на базе лазерного сканирования была протестирована при строительстве храмового комплекса в Норильске. «Основные эффекты от применения данной технологии мы увидели в тех случаях, когда человек физически не может провести сплошную проверку качества работ, проводя ее выборочно, например, в части геометрии стен или объема отделки. Особое внимание мы также обращаем на точность и скорость идентификации отклонений и повышение эффективности коммуникации между ключевыми участниками проекта», – говорит заместитель директора департамента координации реализации стратегических проектов капитального строительства Заполярного филиала «Норникеля» Алексей Белов. 

В дальнейшем в компании планируют использовать эту технологию на гражданских и социальных объектах реновации Норильска, а также промышленных объектах компании.

Сервис лазерного сканирования повышает эффективность контроля за реализацией проектов. Помимо лазеров, в «Норникеле» для тех же целей, но другого этапа работ – на нулевом цикле, – тестируют еще и беспилотные летательные аппараты. Беспилотники и лазеры на рынке представлены в большом количестве, даже в нынешней ситуации их можно купить, например, в Китае. Поэтому «Норникель» работает не над самой техникой, а над программным обеспечением для таких продуктов и открыт для поставщиков инновационных продуктов в строительной отрасли. Подобные решения могут внести существенный вклад в инновационное развитие строительной отрасли России в рамках социальной ответственности горно-металлургической компании. 

Первоисточник