Управление проектом технологического перевооружения металлургического комбината с использованием 4D-моделирования

В 2021 руководство металлургического комбината решило пилотировать технологию 4D-моделирования при управлении проектом реконструкции и технического перевооружения на одном из своих объектов. Для этого выбрали проект «Доменный цех. Техническое перевооружение. Доменная печь» (далее — ДП). Целью проекта было соблюдение целевых сроков строительно-монтажных и пусконаладочных работ при реконструкции доменной печи. 4D-моделирование применялось как один из инструментов управления подрядчиками строительства. Со стороны заказчика в проекте участвовала Дирекция капитального строительства (далее — дирекция).

От новой технологии планирования требовались:

• Разработка календарно-сетевых графиков и связь с 3D-моделью — для визуализации процесса строительства и выполнения целевых планов.
• Анализ и оптимизация последовательности выполнения работ по проекту — для сокращения сроков строительства.
• Поиск и устранение пространственно-временных коллизий, проверка принятых организационно-технологических решений.
• Контроль выполнения объемов и сроков строительно-монтажных работ (СМР) и пусконаладочных работ (ПНР) с возможностью визуализации план-фактного анализа.
• Подготовка новых форм отчетности — для принятия более эффективных управленческих решений.
• Обмен данными между службами и подразделениями предприятия в среде общих данных.

Компания Айбим предложила заказчику применить технологию, которая, во-первых, обеспечивает интеграцию данных из различного ПО для информационного моделирования и формирования графиков производства работ, а во-вторых, предоставляет возможность для визуального 4D-моделирования и календарно-сетевого планирования (КСП) проектов.

Работа с 4D-моделью на пилотном проекте велась поэтапно:

1. Создание технологических карт и проекта производства работ на основе календарно-сетевого графика.
2. Актуализация графика производства работ.
3. Предложение решений по оптимизации сроков производства работ.
4. Подготовка 4D-модели для контроля фактического выполнения строительно-монтажных работ.

Работа по проекту. Этапы сопровождения

Подготовка

• Проведена встреча-знакомство с участниками проекта и сформирована рабочая группа. Со стороны заказчика в нее вошли 15 человек.
• Организованы еженедельные плановые совещания для координации участников.
• Проанализированы документы и графики СМР/ПНР по проекту
• Проведена встреча с руководителем и сотрудниками генерального проектировщика, чтобы предъявить требования к 3D-модели.
• Продемонстрированы возможности предлагаемого софта для 4D-моделирования.
• Сформулированы требования к ИТ-архитектуре, программному обеспечению и аппаратно-техническим средствам.
• Состоялось посещение площадки ДП в доменном цехе комбината.

Выполнение

На этом этапе команда Айбим взаимодействовала со всеми участниками рабочей группы и решала следующие задачи:

1. Разработка и согласование временного регламента и инструкций по формированию 4D-модели объекта. В документе прописан процесс сопровождения СМР/ПНР с использованием 4D-модели, в частности порядок ее формирования и актуализации, а также взаимодействие и ответственность участников при работе с ней.
2. Разработка плановой 4D-модели, согласование графика производства работ. В графике генерального подрядчика продолжительность работ составляла 154 дня. Командой был сформимрован «агрессивный» целевой план со сроком продолжительности работ 136 дней. В итоге утвержден директивный срок 147 дней.
3. Уточнение процессов актуализации и детализации 4D-модели, формирование и выдача недельно-суточных заданий, внесение фактических данных о ходе выполнения работ. Чтобы обеспечить выполнение этих задач, дирекция ввела дополнительную штатную единицу у подрядчика— «Планировщик / специалист по 4D-моделированию».
4. Разработка и согласование еженедельных отчетных форм с использованием 4D-модели для оперативного контроля выполнения СМР/ПНР и принятия управленческих решений во время совещаний рабочей группы. Изначально встречи рабочей группы по 4D-моделированию проходили отдельно от производственных совещаний на стройплощадке с главным металлургом комбината. Для большей эффективности мы предложили объединить эти мероприятия на этапе сопровождения проекта.
5. Формирование требований к ИТ-инфраструктуре. Одно из них – масштабируемость, то есть увеличение вычислительной мощности по мере роста общего и пикового количества пользователей в среде общих данных без потери в функциональности.

Сопровождение на стадии СМР/ПНР

На завершающем этапе команда Айбим использовала инструменты 3D/4D-моделирования и сопровождала пилотный проект в течение 5 месяцев:

• Проводились рабочие совещания, на которых демонстрировалась актуальная 4D-модель, чтобы все участники рабочей группы были в курсе текущего состояния работ.
• Еженедельно формировались недельно-суточные задания.
• Актуализировалась 4D-модель на основании фактических данных о статусе выполнения пакетов работ.
• Команда помогала формировать отчеты о статусе выполнения строительно-монтажных работ с использованием 4D-модели — раз в неделю и по требованию заказчика.
• Оказывалась поддержка при изменении 4D-модели на основании решений дирекции и штабов строительства.
• Отслеживались отклонения от целевого плана и визуализировали варианты компенсирующих мероприятий.

Дистанционно и очно проводились консультации сотрудников заказчика по вопросам инженерно-технического характера, проводилось обучение по работе с 4D-моделью и применению новой методологии вместе с технической и нормативно-справочной документацией.

Кроме того, был предложено разделить строительно-монтажные работы по маркам и комплектам рабочей документации, а проекты производства работ — на отдельные потоки, захватки и специализированные комплексы. При этом в 4D-модели нужно было визуально отразить карты располагаемых и доступных фронтов работ с учетом выполнения взаимосвязанных процессов и деятельности производственных бригад подрядчиков.

Как проходила работа

В остановочный период охлаждения и сушки доменной печи проявились непредвиденные сложности, а также сработал риск «оптимистичного» планирования в новогодние праздники. Снижение активности в праздничные дни, продолжительное время сушки печи («парения»), срыв поставки некоторых материалов, машин и механизмов — все это не позволило выдержать плановые сроки начала работ.

На отставание в 14 суток также повлияло и то, что некоторые подрядчики не успели вовремя собрать необходимые ресурсы, а на отдельные работы вообще не было подрядчиков.

Выполнение различных строительно-монтажных работ отставало от плана на срок от 3 до 13 суток.

Совместно с дирекцией и генподрядчиком мы разработали несколько вариантов компенсирующих мероприятий, опираясь на 4D-визуализацию строительных процессов. В итоге удалось сократить отставание от целевых планов строительства по всему проекту на 9 дней.

По ходу работы возникла необходимость в координации участников рабочей группы и структурных подразделений металлургического комбината: дирекции, службы главного металлурга, генподрядчика, подрядчиков, механоремонтного комплекса. Обнаружились риски несогласованности в изготовлении и поставках материально-технических ресурсов со стороны механоремонтного комплекса. Чтобы их минимизировать, мы предложили использовать среду общих данных для обмена информацией по проекту.

Особое внимание было уделено производству работ «критического пути» и их своевременному исполнению. Для этого был соотнесен график поставки материально-технических ресурсов с работами на строительной площадке.

Каждую неделю проводились производственные совещания, чтобы контролировать плановые сроки, актуализировать 4D-модель и график СМР/ПНР, корректировать недельно-суточные задания.

Для объективного контроля за ходом выполнения строительно-монтажных работ на стройплощадке была организована панорамная фотовидеофиксация. Ее проводили два раза в неделю; данные размещали в среде общих данных.

В ходе проекта возник форс-мажор: часть трудовых ресурсов генерального подрядчика перебросили на работы по другому объекту. Из-за этого длительность выполнения работ на нашем объекте увеличилась на 5 дней, что вновь потребовало оптимизационных мероприятий.

Особенности проекта

Как говорилось выше, ПОС/ПОР в проектной документации отсутствовали, поэтому приходилось практически в «ручном» режиме определять, где разместить материалы и конструкции для укрупнительной сборки, оборудовать стоянки кранов, проложить дополнительные пути для движения автотранспорта.

Чтобы заинтересовать участников рабочей группы в новых технологиях, команда Айбим инициировала мотивационные встречи с руководящим составом. Это дало результаты, и сотрудники вовлеклись в процессы 3D/4D-визуализации строительно-монтажных работ и ресурсного планирования.

Совершенно не облегчало задачу и то, что за весь период СМР/ПНР генеральный подрядчик так и не выполнил планы по обеспечению некоторых работ требуемыми ресурсами. В связи с этим команда Айбим обратилась к руководителю службы главного металлурга с предложением по возможности увеличить оплаты по тем видам строительно-монтажных работ, которые требуют особой квалификации рабочих.

Использование технологии 4D-моделирования на пилотном проекте позволило решить поставленные задачи, оптимизировать директивные сроки.

Отставание от «агрессивного» целевого плана (136 дней) составило 6 дней. Таким образом, работы остановочного периода длились 142 дня – на 5 суток меньше, чем было указано в директивном сроке (147 дней).

Кроме того, удалось повысить эффективность взаимодействия всех участников процесса строительства и обеспечить своевременность принятия управленческих решений.

Чтобы полноценно использовать технологию 4D-моделирования в дальнейшем, на мнению команды Айбим, необходимо:

• разработать и внедрить методику и регламент календарно-сетевого планирования;
• сформировать требования к подрядным организациям в области календарно-сетевого планирования;
• прописать корпоративные требования к цифровой информационной модели с учетом опыта пилотного проекта;
• повысить компетенции сотрудников в работе с 4D-моделью и календарно-сетевыми графиками.