Sistem integrat pentru managementul tehnologiei de construcții

Sistem integrat pentru managementul tehnologiei de construcții

Managementul tehnologiei este definit ca reorganizarea potențialelor tehnologii de construcții pentru a rezolva în mod eficient unele dintre dificultățile asociate cu cerințele pieței pentru costuri reduse și standard ridicat, și cu o concurență în creștere. Însă, tehnologiile de construcție au fost dezvoltate și stocate ca tehnologii individuale sau elementare pentru a rezolva probleme specifice în general. Însă, care sunt principalele condiții pentru un management eficient al tehnologiilor din construcții? La această întrebare a încercat să răspundă un grup de specialiști de la Universitatea din Michigan, în lucrarea cu titlul ”Management of construction technology by an integrated production system”.

Sistemul SMART

Combinațiile inadecvate ale acelor tehnologii introduse de investigații individuale și insuficiente cauzează adesea contradicții și complexități în etapele de construcție, rezultând pierderi de timp și cheltuieli. Prin urmare, sunt relevante subsistemele integrate organizațional, pentru a simula și defini un sistem de construcție optim, drept cel mai bun amestec de tehnologii de activare. În conceptul CIC, sistemul de construcție a fost ilustrat ca un sistem de automatizare a șantierului cunoscut, sub numele de sistem SMART. Sistemul este o porțiune a strategiei pentru inovația în construcții, care acoperă tehnologiile pentru clădiri foarte înalte, inclusiv sistemul automat de transport al componentelor prefabricate, sistemele de ridicare a platformei de operare și monitorizarea în timp real a proceselor de producție simultane cu diverse mașini.

Cu toate că este implementată o sofisticare mai mare a unui sistem automatizat de construcție, schimbările economice de pe piața construcțiilor obligă tehnologia să fie modificată, fie pentru a reduce nivelul de automatizare al sistemului de construcții, fie pentru a căuta un sistem alternativ de construcție bazat pe un alt concept. Prima abordare, constă în restrângerea aplicațiilor zonelor de automatizare la reglarea mașinilor de transport, care sunt dificile în controlul manual.

Abordarea ulterioară este concentrarea asupra sistemului de transport al materialelor și a sistemului de control al acestuia, prin utilizarea intensivă a rețelei, a bazelor de date, a sistemelor de monitorizare și control. O strategie sistemică este întreprinsă în prezent pentru a explora și a combina, atât restructurarea, cât și abordările alternative, pentru a fi o nouă paradigmă a sistemului de construcție fizică, din punctul de vedere al managementului tehnologiei.

Integrarea hardware-ului de inginerie

Integrarea hardware-ului de inginerie și a software-ului de management alcătuiește modelul fizic al sistemului de construcție propus. Sistemul hardware este format din trei subsisteme de inginerie fizică:

1-Sistemul de instalații de construcție pentru suprastructură, pentru a încorpora sistematic transportul și ansamblul de componente și unități prefabricate cu facilități temporale minimizate;

2-Sistemul de instalații de construcție pentru substructură, pentru a introduce pe scară largă tehnologia mecatronicului în construirea simultană a suprastructurii și substructurii și

3-Sistemul instalației pentru amplasarea componentelor și furnizarea ca unități pentru instalațiile de construcție.

La rândul său, sistemul software organizează două sisteme de management complementare:

1-Sistem de gestionare logistică, sistem care acoperă planificarea pachetului și achiziționarea de materiale și muncă și  

2-Sistemul de gestionare a informațiilor de producție care încorporează funcțiile de analiză, simulare, monitorizare și contorol cu ​​trei sisteme de instalații.

Dintre aceste subsisteme, sistemul de management al informațiilor de producție este o parte integrantă a sistemului de construcție propus pentru a adopta tehnologia informațională optimă, bazată pe caracteristicile instalațiilor de construcții, pentru a îmbunătăți eficiența inginerească ca sistem total.

O altă funcție a sistemului de management al informațiilor de producție este de a îmbunătăți eficiența managementului prin partajarea informațiilor de producție cu calitatea, costul, livrarea, siguranța și efectele asupra mediului, între participanții la proiect, prin intermediul bazei de date a proiectului și a sistemelor de rețea. Astfel, strategia de gestionare a tehnologiei este stabilită pentru a integra tehnologia construcției și tehnologia informației prin subdiviziune și restructurare a sistemelor de construcție fizică din punctul de vedere al gestionării informațiilor de producție.

Gestionarea produsului și procesului

Problemele de luare a deciziilor într-un proiect de construcție sunt adesea cauzate de subdivizarea precisă a proceselor și a funcțiilor proiectului, datorită complexităților și varietăților din proiectele de construcție curente. În consecință, integrările ineficiente de informații, cunoștințe și tehnologie se găsesc în special în etapele timpurii ale proiectului.

Transmiterile de informații proces la proces și funcție la funcție, fac procesele de luare a deciziilor mai complicate, fiind recunoscute nu numai în procesele interne de proiect, ci și în procesele externe de proiect cu participanții clienților, firmelor de proiectare/inginerie, constructorilor și furnizorilor . În cazul proiectelor de construcții la scară largă, se petrece mult timp pentru a face schimb de informații între participanții la proiect prin ingineria valorii, investigația constructibilității bazată pe proiectarea incompletă a detaliilor și coordonarea cu documentele de proiectare și desenele de construcție.

În consecință, este importantă introducerea timpurie a cunoștințelor și informațiilor de construcție într-o formă de proiectare simultană, inclusiv funcția de planificare a construcției. Pentru a realiza funcția, sunt necesare două tipuri de integrare a proceselor:

1-Integrarea orizontală, într-o organizare a proiectului ca mediu de lucru colaborativ între designeri, ingineri și manageri, prin combinații optime de tehnologii de construcție și tehnologie informațională și

2-Integrare verticală în procesele de proiect, ca sistem de lucru concurent între proiectanți, ingineri, constructori, producători și furnizori.

Mediul de lucru, colaborativ în practică, ar trebui să fie stabilit ca sistem de proiectare al produselor, prin proiectarea integrată și desenul de construcție, utilizând tehnologiile CAD și EDI. Mediul ingineresc simultan, utilizat pentru simularea construcției, ar trebui să fie stabilit în cadrul sistemului de planificare a producției folosind sisteme 3D-CAD, cu modele formale de informații despre construcții, prin care sunt utilizate interactiv diferite sisteme de simulare.

Aplicațiile 3D-CAD ar trebui, de asemenea, să fie investigate cu atenție, luând în considerare eforturile de introducere a datelor și beneficiile prin utilizarea repetată a datelor. În prezent, proiectarea produselor și planificarea producției sunt aspecte cheie pentru inovarea totală a produselor și a proceselor, iar majoritatea eforturilor ar trebui întreprinse în această direcție cu standardizarea modelelor de produs și proces.

Managementul organizării prin sistem bazat pe IT

Inovația recentă în reinginerizarea proceselor de afaceri a oferit o metodologie eficientă pentru a dobândi, utiliza și crea organizațional cunoștințe utile, asociate cu proiectarea, planificarea și gestionarea proiectelor de construcții. Inițial, aplicațiile IT la diferite niveluri de organizare, conțin standardizarea fluxurilor de lucru și externalizarea cunoștințelor implicite, care urmează să fie utilizate ca procese bine organizate și cunoștințe explicite, pentru a îmbunătăți eficiența totală a proceselor proiectului.

Aplicații curente bazate pe IT pentru a partaja informații și cunoștințe între indivizi, grupurile și organizațiile din proiectele de construcții sunt împărțite în patru funcții majore:

1-sisteme de monitorizare în timp real bazate pe internet, pentru a partaja datele măsurate cu performanțe structurale și informații despre transportul materialelor de construcție între inginerii de șantier și inginerii de sprijin din sediul central, filiala și institutul tehnologie;

2-Sistem de gestionare a informațiilor bazat pe web, pentru a partaja informații cu progresul construcției, problemele în așteptare și informații vizuale ale șantierului de construcție, în rândul clienților, proiectanților, inginerilor, constructorilor, producătorilor și furnizorilor;

3-Sistemul total de management al proiectului între diferite blocuri de proiecte la fața locului și

4-Sistemul de management al cunoștințelor între același tip de proiecte de construcții, cum ar fi condominiu, spitale și fabrici de semiconductori care necesită cunoștințe specifice de inginerie și informații tehnice.

Deoarece, managementul organizației își propune să integreze funcțiile proiectului pentru a realiza satisfacția clienților cu un proiect de construcție, inclusiv asigurarea calității și asigurarea performanței în conformitate cu cerințele și constrângerile, combinația optimă de sisteme de proiectare, inginerie, procurare, construcție și întreținere prin managementul cunoștințelor organizaționale sunt necesar. Prin urmare, ar trebui evidențiată gestionarea ciclului de viață a informațiilor pe tot parcursul studiului de fezabilitate până la întreținere și renovare.

Gestionarea resurselor, de la 3R, la 4R

Companiile din diverse domenii au pus accent pe programele de mediu. Și în industria construcțiilor, companiile iau măsuri pentru a reduce impactul lor asupra mediului. În multe țări, noua schemă a fost creată prin modificarea nivelului scăzut pentru producție, pentru a utiliza în mod eficient resursele reciclabile. Promovarea în industria construcțiilor se realizează ca activitate 3R (reducere, reutilizare și reciclare). Au fost întreprinse două tipuri de abordări pentru a urmări emisiile zero, din punct de vedere tehnologic.

Una dintre acestea este o abordare îmbunătățită a urmăririi dezvoltării aprofundate a emisiilor zero și a aplicațiilor tehnologiilor de construcție eficiente pentru a realiza programul 4R (refuz, reducere, reutilizare și reciclare), la nivel de proiect. O alta este o abordare inovatoare și provocatoare, dezvoltarea aprofundată a sistemelor relevante de reciclare a materialelor la nivel de companie, prin introducerea de tehnologii inovatoare, cum ar fi biotehnologia. Credem că ambele abordări sunt necesare, pentru a căuta fără încetare emisiile zero în construcții, prin promovarea programului 4R la nivel de proiect.

Pe de altă parte, se pune o abordare inovatoare majoră asupra reciclării subproduselor de construcție. Resursa principală care trebuie reciclată în industria construcțiilor este betonul, care ocupă aproximativ 40% din totalul materialelor utilizate în întreaga industrie japoneză. Cantitatea de deșeuri de beton estimată va depăși capacitatea de cerere a sub-bazei rutiere în viitorul apropiat, iar capacitatea instalației de eliminare nu va putea accepta deșeuri de beton. Pentru a rezolva problema, sistemul de reciclare a betonului cu buclă închisă a fost dezvoltat prin introducerea tehnologiei de fabricație.

O instalație de încălzire și frecare este instalată pe un șantier de construcții, pentru a reduce transportul deșeurilor de beton cauzate de demolarea clădirii existente. Folosind instalația, o cantitate uriașă de beton descompus este împărțită în agregate grosiere, agregate fine și materiale pulverizate, care sunt reciclate ca beton reciclat și materiale îmbunătățite din sol pentru proiectul de construcție.

Recilarea materialelor structurale inovatoare

Cealaltă abordare inovatoare este ilustrată ca dezvoltarea și aplicarea materialelor structurale inovatoare. Materialele structurale inovatoare includ betonul cu rezistență ridicată, oțelul cu înaltă tensiune, oțelul cu granulație fină, așa-numitul ultra oțel și materialele compozite inovatoare reprezentate de materialele plastice armate cu fibră de carbon.

Aceste materiale structurale inovatoare au caracteristici nu numai de rezistență ridicată, de două ori mai mare decât betonul și oțelul ordinar, ci și de o durabilitate ridicată, de două ori mai mare decât betonul și oțelul ordinar, rigiditate ridicată și rezistență ridicată la coroziune. Astfel, structurile inovatoare care utilizează materiale structurale inovatoare își fac viața mai lungă și reduc cantitatea de materiale prin dezvoltarea îmbinării fără sudură între componentele clădirii, care le permite reutilizarea.

Clădirile proiectate de sisteme structurale inovatoare pot fi privite drept clădiri durabile. Obiectivul nostru este de a dezvolta un sistem structural inovator, folosind materiale structurale inovatoare și, de asemenea, de a dezvolta tehnologii de monitorizare a sănătății structurale și tehnologii de autoreparare care sunt necesare pentru realizarea clădirilor durabile.

Materialele secolului XXI

La începutul anilor 1980, unele companii de construcții au început proiecte de dezvoltare tehnologică, pentru a căuta noi materiale structurale pentru secolul XXI, care să înlocuiască produsele din oțel și armătura. Ca rezultat, au fost identificate peste 200 de idei noi cu materiale noi, inclusiv beton foarte rezistent, materiale plastice armate cu fibre și materiale plastice armate cu fibră de carbon. De asemenea, au fost cercetate mai multe tipuri de sisteme și clădiri structurale inovatoare pentru a adopta astfel de materiale noi.

Printre astfel de sisteme structurale, sistemul de structură al structurilor spațiale a fost la început concentrat, deoarece are un sistem structural simplu, care poate folosi cu ușurință materiale ușoare. Structura împarte o forță externă doar în forțele axiale. În mod secundar, o aplicație mixtă de beton de înaltă rezistență și oțel ultra, este configurată pentru un sistem de structură triplă a scheletului.

Primul schelet este compus dintr-un sistem de izolare seismică și un miez ridicat, care va fi utilizat timp de 100 până la 200 de ani. Al doilea schelet este construit de un sistem de structură din oțel ordinar, cu mecanism de conectare reciclat, cum ar fi metoda de sudare a panoului inelar, care urmează să fie refolosită la fiecare 50 de ani. Al treilea schelet este cel mai flexibil schelet al sistemului ușor de structură din oțel, care va fi reutilizat la fiecare 25 de ani. Astfel, sistemul triplu de schelet este considerat un sistem de construcție durabil, cu materiale inovatoare.

Asigurarea sănătății structurale

Odată cu dezvoltarea unor astfel de sisteme structurale inovatoare, trebuie dezvoltate și mecanisme pentru asigurarea sănătății structurale. De fapt, nevoile unui sistem structural de monitorizare a sănătății pentru structurile civile și clădiri apar recent. Sistemul utilizează intens senzori care sunt instalați în structuri civile și de construcții. Când cutremurul determină presiuni în clădire, sistemul de senzori instalat detectează defecțiuni, defecte și fisuri și raportează informații către un centru de date. Informațiile sunt, de asemenea, transferate proiectantului, constructorului și proprietarului clădirii pentru a confirma daunele fără inspecții manuale.

Un sistem structural de monitorizare a sănătății care utilizează senzori optici pe bază de FBG este instalat într-o clădire din oțel cu 12 etaje. Clădirea este echipată cu mai multe amortizoare de panouri, realizate din panouri de oțel cu randament redus. Amortizoarele panoului funcționează ca absorbții de energie, pentru a reduce răspunsul la vibrații al clădirii, atunci când sunt supuse unui cutremur mai mare.

Prin urmare, sistemul structural de monitorizare a sănătății este instalat pentru a asigura integritatea structurală prin monitorizarea răspunsului clădirii. Senzorii optici pe bază de FBG folosiți pentru sistem au fost nou dezvoltați pentru a măsura tensiunea, deplasarea și temperatura. Sistemul instalat a fost verificat să funcționeze corect, atunci când a fost realizată o reglare atentă a sistemului. Toate acestea, asigură un bun management, atât în faza de proiectare și construcție a unei clădiri, cât și în timpul utilizării ei.

infoconstruct