Prefabrykacja stała się brzęczysłowem budownictwa już kilka lat temu, kiedy to w ramach pierwszych przymiarek do programu Mieszkanie + obiecywano super szybką realizację tysięcy lokali w absurdalnie niskich kosztach. Mimo wzbierającej fali wzrostów kosztów realizacji obserwowanej już od kilku lat.
Prefabrykacja jest przedstawiana jako odpowiedź na nieefektywność budownictwa w szeregu publikacji. Między innymi w przytaczanym niejednokrotnie na łamach DCN raporcie "REINVENTING CONSTRUCTION: A ROUTE TO HIGHER PRODUCTIVITY" z 2017 roku, który chętnie jest cytowany przez orędowników technologii i cyfryzacji. Należy w tym momencie zaznaczyć, że prefabrykacja w sensie metodycznym ma wiele imion i postaci, niekoniecznie wprost kojarzonych budową domków z klocków.
Co możemy sprefabrykować?
Na potrzeby niniejszego tekstu przez prefabrykację będziemy rozumieli wszelkiego rodzaju działalność zmierzającą do przetworzenia i agregacji materiałów budowlanych w celu dostarczenia produktu dopasowanego do wymagań określonej inwestycji, zgodnie z wymaganiami zdefiniowanymi przez projektanta. Zatem prefabrykatem nie będzie typowa siatka zbrojeniowa Q131, ale kosz do zbrojenia pala już tak, ponieważ odpowiada on specyfice konkretnego pala, zaprojektowanego dla określonych warunków nośności gruntu i obciążenia samego pala. Idąc w górę skali agregacji możemy prefabrykować, elementy instalacji, fragmenty budynków po praktycznie całe budynki, gdzie barierą są możliwości transportowe.
Prefabrykacja vs. automatyzacja produkcji
Stopnie agregacji mogą być różne. Przytoczone powyżej zbrojenie jest jest relatywnie prostym elementem, możliwym do wyprodukowania przy pomocy automatu (na przykład takiego lub takiego). Okazuje się jednak, że automat potrzebuje informacji w postaci przewidzianej przez producenta. Zatem chcąc zwiększyć efektywność produkcji przez automatyzację, musimy rozważyć sposób dostarczania informacji automatom. Czy BIM jest odpowiedzią? Może być, ale na dziś nie jest.
Finał tej historii jest taki, że wdrożenie do produkcji narzędzia, potencjalnie znacząco redukującego zapotrzebowanie na robociznę, wymaga zatrudnienia inżyniera odczytującego dane z papierowych projektów i transformowania ich na dane zrozumiałe dla maszyny. Czy to jest sposób na poprawę efektywności? Nie sądzę. Owszem, gdyby było tak źle, to nie było by rynku na te maszyny (bo po co skoro nie warto). Nie mniej wdrożenie ich do produkcji jest wysiłkiem i z ekonomicznego punktu widzenia prefabrykacja na tego typu urządzeniach wymaga skali produkcji, która uzasadni wysiłek translacji dokumentacji projektowej na dane zrozumiałe dla maszyny.
Opisany przykład jest dość skrajny, ponieważ dalej prefabrykujemy dość podstawowy element jednak z produkcji praktycznie wyłączamy człowieka.
Im bardziej złożone elementy, tym większy udział robocizny, ale problem pozostaje ten sam. Tym problemem jest opis elementu w sposób umożliwiający łatwy odczyt informacji o prefabrykacie i przełożenie jej na język wykorzystywany w określonym zakładzie produkcyjnym.
Optymalizacja procesu produkcyjnego a przepływ informacji
W zakresie prefabrykatów betonowych mierzyliśmy się z tym zagadnieniem na przykładzie studni kanalizacyjnych tu, na forum DCN w zeszłym roku. Ale jest to nawet mniej niż kropla w morzu. Ten sam problem dotyczy prefabrykacji elementów takich jak rozdzielnice elektryczne, elementy instalacji sanitarnych czy inne urządzenia robione pod projekt. Bardzo często zdarza się, że dokumentacja musi zostać przetworzona na "standard zakładowy" w zakresie geometrii, podzespołów etc.
Projekt DCN Studnie pokazuje ogrom pracy jaki jest przed branżą, chcącą zwiększać swoją produktywność na różnych poziomach szczegółowości. Prefabrykacja jest tylko przykładem. Na dziś walczymy z semantyką opisu elementów budynku. Tu prym wiedzie Building SMART i standard IFC, który wydaje się dobrym punktem wyjścia. Okazuje się, że produkty o różnym stopniu agregacji potrzebują nieco odmiennego podejścia, dopasowanego do charakteru produktu. Inny zakres informacji jest konieczny do opisania rozdzielnicy elektrycznej, a inny do opisania trójwarstwowej ściany prefabrykowanej. Moduł przestrzenny będzie prezentował jeszcze inne wyzwanie.
Zważywszy, że zgodnie ze wszystkimi przewidywaniami prefabrykacja i automatyzacja będzie miała coraz większy udział w realizacji obiektów budowlanych, obieg i format informacji będzie miał kluczowe znaczenie dla efektywności procesu na wszystkich etapach. Obecna praktyka wygląda tak, że zakład prefabrykacji dysponując projektem obiektu i tak musi go analizować i przetwarzać w celu złożenia oferty, a następnie produkcji. Oznacza to, że już na tym etapie oferty są obarczone błędem interpretacji i transpozycji informacji na format przystosowany do maszyn czy praktyki panującej w zakładzie.
Kto powinien być zainteresowany standaryzacją informacji o prefabrykatach? Wydaje się, że wszyscy od producentów przez projektantów i wykonawców po inwestorów. Jak mógłby przebiegać taki proces? Producent lub grupa producentów mogłaby się po prostu umówić co do zakresu i formy informacji potrzebnej do realizacji zleceń i komunikować to w materiałach reklamowych, czy budując zautomatyzowane systemy ofertowania korzystające z wystandaryzowanych zestawień.
Ćwiczenie praktyczne
Na zakończenie podzielę się praktycznym ćwiczeniem, które zdarza mi się przeprowadzać na wykładach. Digitalizacja procesów informacyjnych wymaga identyfikacji powtarzalności zakresu i formy informacji. Czymże innym niż fizyczną reprezentacją takiej powtarzalności są w budownictwie prefabrykaty? Każdy projekt inwestycyjny jest inny, ale w jego zakresie można zidentyfikować powtarzalność. W celu odniesienia powtarzalności fizycznej do informacyjnej, na wykładach ze studentami korzystam właśnie z prefabrykatów betonowych. Odnosimy to na zajęciach do powtarzalności informacyjnej. Prefabrykaty są o tyle ciekawym elementem, że ich liczba jest na tyle duża, że łatwo zobrazować potencjalne kłopoty z ogarnięciem zestawienia informacji o prefabrykatach w sposób tradycyjny, wykorzystując do tego celu młodego inżyniera wyposażonego w arkusz kalkulacyjny. Z
drugiej strony parametry opisujące prefabrykaty są bardzo namacalne, bo opisujemy głownie wielkości fizyczne i zdarzenia takie jak:
gabaryty,
wyposażenie,
daty zdarzeń,
osoby odpowiedzialne za zdarzenia etc.
Łącznie przed ćwiczeniem identyfikuję około 50 parametrów opisujących ścianę, które powinny znaleźć się w dokumentacji powykonawczej. Zadanie stojące przed słuchaczami polega na zidentyfikowaniu etapu procesu, w którym określony zakres informacji jest najprostszy do uzyskania. Taka analiza pozwoli określić wymagania informacyjne kierowane do poszczególnych uczestników projektu. W naszym przypadku są to: projektant, producent i wykonawca. Produktem finalnym ma być uporządkowane zestawienie elementów z zadanymi danymi w dokumentacji powykonawczej. Dla przykładu wiadomo, że identyfikacja ściany (unikalny numer, symbol) jest narzucana już w projekcie, data wykonania ściany i nr partii armatury (np. kotwy transportowe) znane są najlepiej producentowi, a data montażu i nazwisko odbierającego inspektora już na budowie. Chcąc mieć informację o kilkuset elementach w jednym arkuszu na koniec budowy w ramach dokumentacji powykonawczej, warto gromadzić ją w ustrukturyzowany sposób u źródła, aby nie ugrzęznąć z tematem na sam koniec.
Tego typu ćwiczenie może i powinno zostać przeprowadzone przed podjęciem jakiegokolwiek zadania zmierzającego w kierunku cyfryzacji obiegu informacji, ponieważ pozwala obniżyć koszty gromadzenia i przetwarzania informacji oraz budowy samego systemu.
Obraz by Midjourney.