Prostředí ve stavebnictví je plné hrozeb

Produktivita ve stavebnictví rostla v posledních 30 letech jen velmi zvolna a marže se drží stále nízko. Podle studie Fine Margin report, kterou publikovala CBI v roce 2019, dosáhla průměrná marže 10 největších britských dodavatelů ve Velké Británii hodnoty –0,1 % oproti průměrné marži 2,6 % u 100 největších firem. To sice zname­na­lo zlepšení oproti předchozímu roku (–0,9 %), ale dodavatelé kaž­do­pád­ně dosahují velmi nízkých finančních zisků, zejména vzhledem k tomu, že nesou většinu rizik ovlivňujících výsledky projektu.

Marže oscilující kolem 0 %, a to i v dobách prosperity, představují pro firmy stálou hrozbu. Když se v projektu něco nevydaří, projeví se staré zvyky, množí se pohledávky, přestává se investovat do technologií a vzdělávání a firmy mohou zkrachovat. Riziko a marže jsou z pohledu dodavatele dvě strany téže mince. Alokace a řízení rizik, to jsou dvě největší překážky zabraňující stavebním firmám v dosahování udržitelných marží, které by podporovaly a povzbuzovaly investice do zlepšování vlastního podnikání.

Ve výběrových řízeních je velmi obtížné připravit přesnou cenovou nabídku na materiály, práci a čas – a to ani nemluvíme o problémech při odhadu pravděpodobných časových a finančních dopadů různých rizik daného projektu. Odhad na základě špatných informací znamená příliš vysokou nebo naopak nízkou nabízenou cenu, takže v zakázce pak není ponechán žádný prostor pro nápravu problémů během prací. Toto je velmi důležité, protože iniciativa Get It Right Initiative zjistila, že přímé náklady na chyby v terénu, kterým lze předejít, činí asi 5 % hodnoty projektu. Pokud k tomu připočteme nezaznamenané plýtvání (6 %), nepřímé náklady (7 %) a skryté vady (3 %), pak se promarní až 21 % nákladů na projekt. Pojďme se nad tím číslem zamyslet. V britském stavebním průmyslu jsou celkové roční náklady na řešení chyb podle odhadů zhruba sedmkrát vyšší než celkový roční zisk – a Velká Británie není jediná. Zpráva 2021 CRUX Insight, která zkoumala 1 400 projektů z celého světa, došla k závěru, že hodnota reklamací dosáhla průměrně téměř poloviny rozpočtovaných investičních výdajů a obvyklé zpoždění projektů oproti harmonogramu přesahovalo 70 %. Australský Grattan Institute ve svém šetření zjistil, že téměř polovina projektů ve výstavbě silnic a železnic s předpokládanými náklady přes 1 mil. AUS překročila rozpočet v průměru o 30 %.

Stavebnictví je proto úrodnou půdou pro zlepšování; přitom ale dosud odolává snahám o zavádění nových materiálů, metod a technologií, a to i přes jasné a významné přínosy těchto novinek. Digitální řešení a procesy mohou pomoci nastartovat ohromná zlepšení v realizaci projektů. V jiných odvětvích se ukazuje, že společnosti, které rychle zavádějí nové technologie, získávají značnou konkurenční výhodu.

Řada problémů, kterým stavební firmy v posledních letech čelily, existovala již dávno před covidem, ale pandemie je ještě více ztížila. Organizace mohou například narážet na potíže se správou a využíváním ohromného množství dat, která mají nyní k dispozici. Je také obtížné škálovat v rámci organizace osvědčené postupy a přitáhnout a udržet si nejlepší lidi a využívat maximálně jejich schopností. Kromě toho existují i vnější problémy, které zvyšují závažnost interních potíží; může jít o složité projekty, vzájemně propojené týmy, roztříštěné dodavatelské řetězce nebo velký objem subdodávek. Žádná z těchto potíží průběh projektů neusnadňuje, nicméně pandemie urychlila zavádění nových technologií a začíná postupně měnit způsob fungování stavebních firem.

Příležitost pro stavební technologie

Technologie může hrát důležitou roli při změnách v projektování i výstavbě projektů a vzdělávání pracovníků. Stavebnictví je ale komplikované a změnit něco může být obtížné. Vezměme si například, co vše je třeba provést při realizaci nového železničního projektu: na plánování, analýze, návrhu, výstavbě a správě aktiv se podílí více organizací v různých zemích, které používají různý software v různých fázích projektu. Stavební tým musí všechna tato data a informace převzít a s jejich pomocí realizovat stavbu v termínu a v rámci rozpočtu, který je zpravidla výsledkem výběrového řízení. Vzhledem k tomu, že průměrná marže 100 největších britských firem činí 2,6 % a přímé náklady na chyby, kterým lze předejít, dosahují přibližně 5 % hodnoty projektu, je naprosto nezbytné vycházet z přesného a spolehlivého odhadu. Každý dolar se počítá.

Digitální technologie přináší nejrůznější příležitosti ke zlepšování a doby, kdy digitalizace znamenala pouhý přechod z 2D do 3D a 4D, jsou dávno pryč. Patří sem analýza dat, simulace životního cyklu, modulární navrhování, BIM, VDC, 3D skenování, modelování reality, optimalizace v terénu, výroba mimo staveniště, 3D tisk, robotika, automatizace na staveništi, provozní analytika nebo řízení výkon­nos­ti aktiv. A to není celý seznam. Asi byste se neměli pokoušet o toto všechno najednou; lepší by bylo zvážit, které z těchto věcí potřebujete a proč, kdy je zavedete a jakým způsobem to proběhne.

Constructioneering je pojem, který označuje kombinaci různých technologií, které do sebe vzájemně zapadají, aby podporovaly praktické pracovní postupy. Na začátku je třeba vědět, že nejlepších výsledků často dosahují organizace, které implementují technologie a pracovní postupy ušité přesně na míru obchodním a projektovým požadavkům. Řada stavebních firem například uvádí jako hlavní moti­va­ci k digitalizaci svého provozu „snižování nákladů“, ale správné řešení závisí na tom, zda je příčinou nadměrných nákladů např. nevhodný projekt (nutno použít lepší nástroje BIM), subdodavatelé pracující s neaktuálními výkresy (nutno použít propojené datové prostředí), nebo neefektivní postupy na staveništi (nutno vybavit pracovníky mobilními zařízeními pro přístup a odesílání dat z terénu).

Constructioneering se řídí pěti technologickými trendy. Prvním je BIM nové generace. Řada projektů stále běží v prostředí BIM Level 1 bez využití kolaborativních procesů. BIM nové generace využívá nejmo­der­něj­ší BIM software v kombinaci s propojeným datovým prostředím pro aplikaci osvědčených postupů. Druhým trendem je spolupráce a mobilita. Cloudová propojená datová prostředí umožňují skutečnou transformaci projektů, protože nabízejí spolupráci v reálném čase, která je toto datové prostředí klíčová. Výsledkem je to, že uživatelé mají zabezpečený přístup k důvěryhodným datům, a to kdekoli, kdy­ko­li a z kteréhokoli zařízení. Třetím trendem je téměř bezchybný záz­nam dat. Pomocí GPS, fotogrammetrie a LiDARu lze vytvářet téměř v reálném čase snímky ve vysokém rozlišení a 3D modely. Drony a ruční skenery zlepšují přesnost a kvalitu zaměření a vytyčení a urychlují sběr zdrojových dat. Čtvrtým trendem je internet věcí. IoT senzory umožňují sledování dat o zařízeních, pracovnících a materi­á­lech v reálném čase. Cloud computing umožňuje analýzu a interpre­ta­ci dat prakticky v reálném čase, což zlepšuje kvalitu rozhodování, řízení nákladů a rizik a bezpečnost na staveništi. Pátým trendem je pak autonomní navigace a stále častější využití autonomních strojů na staveništi. Jestliže ale používáte nové robotické rypadlo, potřebujete jistotu, že zhotoví správný výkop na správném místě a ve správnou dobu, a to vše podle správného výkresu či modelu.

Constructioneering nabízí firmám modulární technologii, nástroje a procesy pro digitalizaci jejich provozu a robustní prostředí pro tvorbu digitálního dvojčete projektu. O tom však více až později.

Digitalizace krok za krokem

Nabídka technologií je tedy široká a vědět, kde začít, může být nesmírně složité. Podle mých zkušeností jsou úspěšné ty projekty, které stojí na správném základu a věnují dost času a úsilí zavádění osvědčených postupů. V dnešní době vyvolává velký zájem a horečnou aktivitu technologie digitálních dvojčat; tu ale nestačí jen koupit a podle potřeby zapnout. Má ohromný potenciál pro zlepšení realizace projektů, ale musí být postavena na stávajících osvědčených postupech. Na počátku implementace digitálního dvojčete musí být pevný a robustní základ.

Základem je vytvořit vysoce kvalitní komponenty, a to jak pro vertikální, tak pro lineární aktiva. Odvětví jako takové má k dispozici nejmodernější technologii pro návrh a BIM, která umožňuje zaručit úplnost, konzistentnost a správnost návrhů. Skvělou novinkou je možnost prohlížet si obsah návrhu vytvořeného v softwaru Bentley prostřednictvím NVIDIA Omniverse. Integrace umožňuje vysoce přesnou vizualizaci obsahu v inženýrské kvalitě s využitím fotorealistického osvětlení a efektů prostředí – a to ve webových prohlížečích, na stolních počítačích i na mobilních zařízeních.

Osvědčené pracovní postupy pak zajišťují bezpečnou a efektivní správu vašich dat. Propojené datové prostředí (Connected Data Environment, CDE) podporuje robustní procesy BIM. Princip CDE je jednoduchý: jde o uchovávání a správu obsahu vytvořeného týmem a jeho poskytování správným lidem ve správném formátu a ve správný čas pro daný pracovní úkol. A proč se vlastně starat o spolupráci a správu informací? Společnost KPMG uvedla, že správa informací může přinést až 6 liber na přímé produktivitě práce na každou 1 investovanou libru a více než 7 liber na přímých úsporách nákladů díky omezení spotřeby času a materiálů.

Třetí aspektem je kontext. Technologie zaměřování a vytyčování umožňuje snadno umisťovat a kontrolovat komponenty ve správném kontextu. Nástroj ContextCapture od společnosti Bentley umožňuje pořídit fotografie pomocí telefonu nebo dronu a rychle je převést na přesný 3D model reality, který lze použít při následných pracovních postupech a jako referenční model pro srovnání při dalších měřeních. Modelování reality se běžně používá k monitoringu stavebních prací v terénu. Například při pravidelných průletech dronu s kamerou podél nové dálnice je možné vytvářet přesné CAD/BIM modely reality a precizně tak měřit postup prací.

Projekty běžně disponují daty v různých formátech z různých zdrojů, proto je důležité zvážit jejich soulad, důvěryhodnost a dostupnost. Soulad dat zajišťuje, že můžete převzít informace o návrhu z různých softwarových aplikací a znovu je použít. Důvěryhodnost dat znamená, že víte, kdo informace vytvořil a k čemu je lze použít. Dostupnost dat zajišťuje, aby vaše stavební týmy měly k dispozici informace, které potřebují, a to pomocí preferovaného zařízení – ať už jsou kdekoli. Společnost Bentley pro to vyvinula open-source technologii známou pod názvem Bentley iTwins.

Technologie Bentley iTwins umožňuje v rámci projektů uchovávat, spravovat a používat data různých typů v cloudové databázi, a to díky třem klíčovým technologiím: iModels, které jsou kontejnerem pro digitální komponenty, iModelHub pro správu a vedení všech změn v datech a iModel.js, což je open-source knihovna, která umožňuje komukoli vytvářet vlastní aplikace a služby pro digitální dvojčata. Technologie iTwin je základním pilířem digitálních dvojčat ve stavebnictví.

Tvůrci obsahu pracují na projektu ve svých oblíbených nástrojích a služba iTwin přizpůsobuje různé vstupy propojenému datovému prostředí, které je uloženo v cloudové databázi. Účastníci projektu pak mají přístup k potřebným důvěryhodným datům ve chvíli, kdy je potřebují, a ve správném formátu pro daný úkol. A co je důležité, stavební týmy pracují s daty pomocí jednoduchých aplikací a webo­vých prohlížečů. Inženýři na staveništi si pomocí svého mobilního telefonu mohou prohlížet modely, zadávat žádosti o informace (RFI) a zakládat zjištěné problémy. Zároveň si mohou přehrávat 4D sekvence výstavby. A vše, co udělají na svém mobilním telefonu, se bude synchronizovat s ostatními projektovými daty v rámci týmu.

Tento způsob práce pomáhá zajistit integritu dat, takže se zhotovi­te­lé mohou vyvarovat dodatečných úprav již provedené práce a můžou řešit sporné otázky a vytvářet přesné informace o skutečném provedení. Řada stavebních firem přitom stále využívá e-maily a tabulky či jiné časově náročné procesy náchylné k chybám. Projekty se drží tabulek i přesto, že studie prokázaly, že téměř 90 % z nich obsahuje chyby. Stavební týmy musí začít využívat integrované sítě mobilních aplikací a procesů pro usnadnění přenosu dat. Máte-li potřebné komponenty, pracovní postupy a kontext, máte základ pro digitální dvojče ve stavebnictví, kterému se budeme věnovat příště.

Shrnutí

Pro stavebnictví je naprosto zásadní začít využívat digitální techno­lo­gie za účelem dosažení lepších výsledků s menšími náklady. Sta­veb­nic­tví se začíná ubírat správným směrem. Přecházíme ze starých způsobů práce na nové. Software pro stavebnictví nyní umožňuje projektovým týmům definovat a implementovat osvědčené postupy a procesy, a to konzistentně napříč všemi projekty. Digitalizace znamená, že všichni mají vždy aktuální informace a mohou se lépe a rychleji rozhodovat. To umožňuje optimalizovat zdroje, omezovat rizika a předcházet opravám již provedené práce. To také znamená, že týmy mohou trávit více času řešením úkolů s přidanou hodnotou. V neposlední řadě pak stavební technologie pomáhá firmám získávat zakázky, efektivněji je realizovat a zvyšovat tak svoji ziskovost.

Příště: Digitální dvojče ve stavebním průmyslu: vytvořit–propojit–využít.

Paul King Autor článku je Solution Director pro stavební průmysl ve společnosti Bentley Systems. Můžete jej kontaktovat na adrese paul.king@bentley.com.