Искусственный интеллект, автоматизация и печатный бетон: строительство вступает в новую эру

Строительная отрасль является одной из крупнейших в мире, но также одной из самых медленных в плане внедрения технологий. По данным McKinsey, в период с 2000 по 2022 год производительность в отрасли росла значительно медленнее, чем в промышленности и экономике в целом. В то же время в последние годы в отрасль приходят технологии, которые пытаются изменить эту картину: передовые системы проектирования, искусственный интеллект, автоматизация и 3D-печать бетоном.

Одним из наиболее заметных изменений является переход от чертежа, показывающего, как будет выглядеть дом, к цифровой модели, содержащей информацию о том, что требуется для его строительства. Системы BIM позволяют архитекторам, инженерам и подрядчикам работать над общей моделью, а в более продвинутых системах к проектированию можно подключить данные о количествах, затратах и графиках работ. Следующий этап — связать эту информацию с теми, кто непосредственно строит дом.

Один из примеров исходит от израильской группы «Каплаников», которая специализируется на технологиях 3D-печати бетоном и недавно разработала Laycon Builder. Название Laycon объединяет слова Layers (слои печати) и Construction (строительство). Инструмент позволяет определить характеристики дома, выбрать спецификации и уровни отделки, а также получить оценку стоимости строительства в соответствии с выбором.

Потребность в этом обусловлена известной проблемой в отрасли. Сегодня можно получить очень подробную визуализацию дома еще до начала работ, но гораздо сложнее узнать, какова будет его окончательная стоимость. Изменение окон, напольного покрытия, кухни, площади или уровня отделки может существенно повлиять на бюджет, и это влияние не всегда очевидно в момент принятия решения.

Связь между проектированием и ценообразованием — это лишь часть изменений. При 3D-печати бетоном цифровая информация переходит и на этап производства. Модель, спроектированная на компьютере, поступает в систему, которая анализирует ее, разбивает на слои и создает траектории печати. Оттуда инструкции передаются на принтер, который укладывает бетонную смесь слой за слоем в соответствии с проектом. Другими словами, цифровой файл больше не просто описывает конструкцию, а превращается в производственные инструкции.

Это приближает строительство к миру передового производства. В автомобильной промышленности, например, связь между компьютерным проектированием и автоматизированным производством существует уже много лет. В строительстве этот переход сложнее, в том числе потому, что каждый проект уникален, условия площадки меняются, а большая часть работы до сих пор выполняется на месте.

Это имеет и экономическое значение. Исследование McKinsey показало, что в течение двух десятилетий производительность труда в мировой строительной отрасли росла в среднем примерно на 1% в год, по сравнению с 2,8% в экономике в целом и 3,6% в промышленности. Более свежее исследование компании показало, что с 2000 по 2022 год совокупный рост производительности в строительстве составил всего около 10%, по сравнению с 50% в экономике в целом и 90% в промышленности. В условиях нехватки рабочей силы и высоких затрат на выполнение работ автоматизация — это уже не просто технологическая история, она становится экономическим вопросом.

Ожидается, что искусственный интеллект также углубит эти изменения. По мере того как строительные системы накапливают информацию о планах, спецификациях, количествах и затратах, ее можно использовать для сравнения альтернатив и выявления на этапе проектирования решений, которые могут удорожить проект. В дальнейшем такие системы могут работать и в обратном направлении: получать бюджет, площадь и требования и предлагать варианты проектирования, соответствующие установленным рамкам.

«Интересное изменение заключается не в одной технологии, а в их сочетании», — говорит Йоханан Каплаников. — «Если можно спроектировать дом в цифровом виде, раньше понять его стоимость, а затем передать часть проектирования непосредственно в системы производства и печати бетоном, мы начинаем говорить о другом способе строительства».

Это видение может получить в Израиле более широкое воплощение, чем отдельный дом или точечный проект. В группе «Каплаников» уже ведутся переговоры с девелоперами о возможности создания в Негеве и Галилее проектов нового поселения, включая населенные пункты и общины по кибуцной модели, с интеграцией 3D-печати бетоном как части метода строительства. Идея заключается в использовании технологии не только для ускорения выполнения работ, но и для обеспечения эффективного возведения десятков и сотен единиц жилья, основанных на общей строительной системе, но не обязанных быть точными копиями друг друга.

Именно в проектах с большим количеством единиц жилья может проявиться еще одно преимущество цифрового строительства: способность перейти от жесткой стандартизации к персонализации в больших масштабах. Поскольку конструкция проектируется и производится на основе цифровой модели, можно относительно быстро адаптировать стены, пространства и детали проекта к потребностям, предпочтениям и стилю каждого клиента, не отказываясь от преимуществ индустриального и повторяющегося процесса. Таким образом, проект из десятков домов может основываться на одной и той же технологической системе, но позволить каждому дому обрести свой характер — и превратить конструкцию из части серии в личную подпись того, кто будет в нем жить.

После того как цифровизация изменила банковское дело, торговлю и промышленность, она доходит и до бетона. На этот раз ее результат не остается на экране. Он становится стеной.