Использование BIM-технологий для повышения эффективности разработки и эксплуатации предприятий по обслуживанию и продажам автомобилей

Автомобильный транспорт в настоящее время занимает ведущую роль при перевозке грузов и пассажиров. Большой процент транспортного парка страны является частным и используется в личных целях граждан. На учете в ГИБДД числятся 56 миллионов машин, 45,5 миллиона из них легковые, а каждая десятая – старше 30 лет

Интенсивный рост потребностей в автомобилях приводит к тому, что автопроизводители не успевают обеспечить все потребности людей. В результате этого обновление автомобильного парка происходит постепенно и в эксплуатации находятся транспортные средства с большими пробегами и накопившимся износом

Условия эксплуатации транспортных средств требуют проведения регулярного технического обслуживания и ремонтно-восстановительных работ. Для обеспечения потребностей в этих работах требуется создать необходимое количество станций технического обслуживания (СТО)

Проектирование станций технического обслуживания автомобилей является трудоемким процессом, связанным со строительными решениями, с обеспечением требований безопасности и последовательности технологических процессов технического обслуживания и ремонта транспортных средств

Применение средств автоматизации при проектировании позволяет оптимизировать принятые решения и произвести моделирование как самого предприятия, так и его технологических возможностей (размещения технологического оборудования, проектирования безопасных проездов и обеспечения маневрирования на узких участках и т.д.) и составления проектной документации

Все перечисленные выше факторы доказывают актуальность выбранной темы, основной целью которой является обоснование необходимости применения 3D моделирования при проектировании станций технического обслуживания автомобилей.

Оценка спроса на услуги станции технического обслуживания позволяет выявить необходимость в ее постройке в заданном регионе. Для того, чтобы оценить величину спроса, используется следующая методика расчета:

1. Прогнозирование данных по числу и составу автомобильного парка, находящегося в зоне обслуживания проектируемой СТО;

2. Оценка спроса на услуги СТО в регионе;

3. Прогнозирование динамики дальнейшего изменения спроса на услуги СТО.

После оценки спроса на услуги СТО и выводе о целесообразности ее постройки требуется определить необходимую мощность станции. Для этого производится расчет годовых объемов работ и числа постов с использованием выражений (1, 2)

Расчет годовых объемов работ:

(1)

где NСТОj – количество обслуживаемых автомобилей j-й модели; Lri – среднегодовой пробег автомобиля, км; tТО-ТРi – нормативная трудоемкость ТО и ТР, чел.-ч/1000 км.

Расчет числа постов:

(2)

где ТП – годовой объем постовых работ, чел.-ч; ф – коэффициент неравномерности загрузки постов; ДРГ – число рабочих дней в году; Тсм – продолжительность смены, ч; С – число смен; РП – среднее число рабочих на посту; nП – коэффициент использования рабочего времени поста.

После определения числа постов начинается непосредственно проектирование СТО, производится расчет площадей помещений, определяется потребность в необходимом оборудовании и разрабатывается технологическая планировка станции.

При разработке технологической планировки станции можно использовать технологии BIM (Building Information Model), т.е. объектно-ориентированная модель строительного объекта или комплекса строительных объектов, в трёхмерном виде.

В России все более успешно используется опыт многомерного проектирования в создании зданий и сооружений, где преимущества внедрения BIM реализуются в повышении точности проектирования, 3D-визуализации модели объекта, сокращении времени возведения и эксплуатации объектов

Некоторые средства BIM:

– AutoCAD Civil 3D;

– Autodesk Navisworks;

– Autodesk Revit и др.

Данные программные продукты широко используются в процессе проектирования зданий и сооружений и имеют следующие достоинства:

– создают чертежи автоматически, от пользователей требуется задать необходимые параметры;

– регулирование мельчайших элементов схемы – углов воздуховодов, перил, лестничных конструкций, пробок и концов трубопровода и т.д.;

– в программы внедрена нормативная документация;

– возможность добавления элементов со сторонних файлов;

– допустима трехуровневая визуализация посредством облаков точек;

– размеры и исходную информацию можно разбивать на группы для облегчения подготовки документов и подсчета стоимости;

– допускается маркировка строительных элементов;

– возможен импорт и экспорт файлов из других программных продуктов;

– с одним файлом при проектировании могут работать все сотрудники дистанционно.

Однако данные продукты имеют и ряд недостатков:

– не все программные продукты позволяют русскоязычным пользователям использовать некоторые библиотеки;

– в некоторых продуктах отсутствуют строительные нормативы РФ;

– сложные программные продукты целесообразно применять для проектирования монолитных конструкций, сборные объекты требуют разработки составляющих частей;

– дорогостоящий лицензированный продукт.

Таким образом, предварительное проектирование целесообразно выполнять с использованием более доступного программного обеспечения, а в последствии объединять элементы проекта в более сложном программном продукте.

При проведении исследований в качестве исходных данных был использован проект городской станции технического обслуживания легковых автомобилей. Проектирование станции проводилось с использованием программного пакета 3Ds Max – программы для создания 3D-объектов. Это продукт компании Autodesk, которая специализируется на работе с трехмерными изображениями для инженерного и дизайн-проектирования.

Данный программный продукт был выбран из соображений совместимости с перечисленными выше программами, а также из-за его меньшей стоимости по сравнению с ними. Программу 3Ds Max можно использовать как совместно всеми пользователями на своих рабочих местах, так и по отдельности при индивидуальной работе.

Разработанный проект (Рис. 1) позволил рационально использовать производственные и бытовые помещения, расставить необходимое оборудование, разместить технические средства и коммуникации, провести моделирование рабочего пространства сотрудников СТО и эргономично разместить клиентов в специализированных помещениях.

Рисунок 1 - Планировка станции технического обслуживания, выполненная с использованием средств 3D моделирования

DOI:10.23670/IRJ.2023.137.14.1

Детальной проработке подверглись основные элементы, показанные на планировке. К числу таких элементов были отнесены: технологическое оборудование в рабочей зоне, административно-бытовые помещения с расставленными предметами интерьера и мебель, складское оборудование и т.д. (Рис. 2).

Рисунок 2 - Элементы планировки СТО с детальной проработкой

DOI:10.23670/IRJ.2023.137.14.2

При проектировании комнаты ожидания было принято решение расширить ее и клиентскую зону. Изначально клиентская зона представляла собой небольшое помещение, где располагалась мягкая зона, телевизор и кофейный аппарат, также в отдельной зоне был оборудован санузел для клиентов. В данной клиентской зоне комфортно могли расположиться не более 3 человек. Для повышения комфортного расположения большего числа клиентов было принято решение расширить клиентскую зону и разделить ее на несколько частей

[10]

.

Представленная 3D модель позволяет детально изучить и проработать вопросы наполнения помещений необходимым оборудованием и предметами интерьера, осуществить их рациональный выбор по технологическим характеристикам, внешнему виду и размерам. Все это приводит к тому, что снижаются затраты на время проектирования и согласования с заказчиком.

Кроме самого проектирования станций технического обслуживания и дилерских центров по продажам автомобилей, технологии BIM моделирования с использованием 3D визуализации можно применять при испытаниях автомобилей потенциальными покупателями на виртуальных тест-драйв площадках

Некоторые факторы, на которые оказывает влияние технология BIM

1. Оптимизация площади при проектировании объекта капитального строительства. По сравнению с 2D планированием это может привести к экономии незастроенного пространства примерно на 6% от общей стоимости проекта;

2. Сокращение объема работ по техническому обслуживанию. BIM сокращает предпроизводственные проверки и проверки на месте для технического обслуживания благодаря актуальным и полным техническим данным, доступным на ходу. Экономия времени может составить до 50%;

3. Тепловое моделирование зданий на основе BIM. Еще одним фактором снижения затрат в строительстве является тепловое моделирование зданий на основе BIM. Оптимизированные данные с помощью теплового моделирования, интегрированного в планирование, обеспечивают уверенность в затратах, соблюдение графика и снижение капитальных и эксплуатационных затрат на крышу и навес, что оказывает значительное влияние на фасад;

4. Моделирование систем на основе BIM: предварительное моделирование позволяет целенаправленно инвестировать в системы отопления, охлаждения и вентиляции и, таким образом, экономить общие затраты.

Таким образом, использование BIM-технологий при реализации инфраструктурных проектов, как правило, связанных со строительством объектов, позволяет повысить конкурентоспособность инфраструктурных проектов, как на российском, так и на зарубежных рынках в первую очередь за счет сокращения сроков строительства и, как следствие этого, удешевления строительства.

Представленный подход к проектированию станций технического обслуживания позволяет наиболее точно и полноценно использовать все имеющиеся площади для обеспечения рентабельности предприятия. Кроме того, использование 3D визуализации позволяет повысить заинтересованность потенциальных клиентов к обращению на СТО и дилерские центры, что в свою очередь приведет к росту продаж автомобилей и числу повторных обращений клиентов для проведения технического обслуживания и ремонта автомобилей.

Исследованиями установлено, что предложение различных видов тест-драйва в дилерском центре повышает интерес клиентов и значительно расширяет клиентскую базу. Использование виртуальных тест-драйв площадок позволяет испытать автомобиль во всех условиях независимо от реальной погоды и времени года и принять решение о его дальнейшем приобретении.

При проведении опроса 78% клиентов выразили желание повторно вернуться в дилерский центр в связи с наличием возможности виртуального выбора автомобиля и прохождения тест-драйв заездов.

Результаты проведенной работы показали, что литературные источники не описывают комплексный подход к обеспечению жизненного цикла предприятий автотранспорта, а отражают только отдельные аспекты их проектирования или эксплуатации. Для реализации полного цикла работы предприятия необходимо применять комплексное моделирование объектов и работ, а именно, не только проектировать сами станции, но и создавать экспериментальные площадки для проведения тест-драйва, готовить комфортные условия для сотрудников и посетителей и т.д. Все эти мероприятия можно реализовать с применением BIM технологий и средств автоматизации. При этом новизна полученных результатов заключается в комплексном подходе к вопросам проектирования и последующего обеспечения функционирования предприятий.