A web-based design automation platform in construction based on the integration of BIM technologies and digital twins
How to cite
Abstract
The rapid digitalization of the construction industry makes it necessary to develop integrated technological solutions to optimize design processes. The research is devoted to the development of a web-based design automation platform that combines building information modeling technologies and the concept of digital twins to increase the efficiency of construction production. The methodological basis of the research includes a system analysis of architectural solutions, experimental modeling of integration processes and a comprehensive assessment of platform performance based on real design data from twelve construction organizations. The developed architecture is a multi-level system with a microservice approach, providing integration of heterogeneous data and support for distributed computing. Experimental results demonstrate a 38.4% reduction in time spent on coordinating design decisions, a 34.7% increase in resource planning accuracy, and a 52.8% reduction in the number of collisions in project documentation. The platform has shown steady performance when processing projects of various scales with a scalability factor of 0.87 and an average response time of 1.4 seconds for operations of medium complexity. The integration of machine learning algorithms ensured the accuracy of forecasting design parameters at the level of 81.2%, which exceeds the performance of traditional methods by 23.5%. The practical significance of the research lies in creating a technological basis for the digital transformation of design organizations and increasing the competitiveness of construction enterprises in the context of Industry 4.0. Economic efficiency amounted to 164.3% return on investment with a payback period of 11.2 months.
Keywords
References
Акулов А.О., Рада А.О., Кононова С.А. Анализ современных видов контроля строительных работ и проблемы их развития // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 10(778). С. 97-107.
Алексанин А.В. Использование информационных технологий на этапе строительства объекта // Строительство и реконструкция. 2023. № 4(108). С. 132-137.
Горбанева Е.П., Мищенко А.В. BIM-технологии мониторинга и динамической корректировки хода реализации календарного плана строительства // Научный журнал строительства и архитектуры. 2022. № 4(68). С. 83-95.
Гусакова Е.А., Овчинников А.Н. Перспективы моделирования жизненного цикла объекта капитального строительства информационными потоками // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. № 8. С. 1191-1200.
Ескалиев М.Ж., Мухаметзянов З.Р. Методические основы разработки цифровой модели организационно-технологических решений // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 6. С. 91-96.
Киевский И.Л., Алексанин А.В., Жаров Я.В. Организационная обеспеченность строительных проектов на основе технологии информационного моделирования // Промышленное и гражданское строительство. 2021. № 12. С. 55-60.
Киевский И.Л., Аргунов С.В., Жаров Я.В., Мусина С.К. Развитие цифровых компетенций участников инвестиционно-строительного процесса // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 11. С. 10-15.
Киевский И.Л., Жаров Я.В., Крутяков А.Ю., Шабалин М.С. Методические аспекты формирования цифрового двойника процесса строительства // Промышленное и гражданское строительство. 2023. № 11. С. 35-42.
Пименов С.И. Строительная информационная модель // Construction and Geotechnics. 2022. Т. 13. № 3. С. 72-84.
Чахкиев И.М., Фролова В.Е., Колчеданцев Л.М., Сандан Р.Н. Разработка цифрового проекта организации строительства на примере складского комплекса // Жилищное строительство. 2021. № 12. С. 28-34.
Шахраманьян М.А. Технологические цифровые платформы безопасной эксплуатации объектов капитального строительства // Информационное общество. 2023. № 5. С. 143-150.
Artamonova Yu., Adamtsevich L., Kharisov I., Morgunov N. Increasing the construction production efficiency based on the use of cyber-physical systems and technologies // Journal of law and sustainable development. 2023. Vol. 11. № 2. P. e280.
Kharisov I., Sborshikov S., Artamonova I., Bilenko P. Management of the implementation of a construction project based on integrated digital models // Lecture notes in civil engineering. 2022. Vol. 231. pp. 113-124.
Pimenov S.I. Analysis of modern software for virtual construction (4D modeling) // Russian journal of building construction and architecture. 2023. № 3(59). pp. 61-72.
Roman A., Andrii S., Galyna R., Iurii C., Honcharenko T., Hаnna S. Integration of data flows of the construction project life cycle to create a digital enterprise based on building information modeling // International journal of emerging technology and advanced engineering. 2022. Vol. 12. № 1. pp. 40-50.