Структурно-информационные противоречия в системах цифрового моделирования при интеграции робототехнических комплексов в строительные процессы

Цель исследования. Интеграция технологии информационного моделирования и роботизированных комп-лексов в строительной отрасли реализует принципы «Индустрии 4.0», но активно сталкивается со структурно-информационными противоречиями, требующими разработки сбалансированного алгоритма производства работ при точной резке каменных блоков. Выявление структурно-информационных противоречий, возникающих при интеграции информационного моделирования и роботизированных комплексов, а также разработка алгоритма процесса резки каменных блоков. Анализ нормативной документации, сравнение уровней детали-зирования информационных моделей с требованиями роботизированных систем, разработка блок схемы сквозного процесса роботизированной резки каменных блоков.
Методы. Исследование основано на комплексном подходе, включающем аналитический обзор научно-технической документации и литературы, анализ уровней детализации информационных моделей и требований роботизированных комплексов к входным данным, а также сравнительный анализ данных с помощью программы Renga.
Результаты. Выявлено ключевое противоречие между абстрактным уровнем представления конструкций в информационных моделях и требованиями роботизированных систем к пошаговому описанию операций. Установлено, что использование упрошенной модели приводит к технологическим ошибкам и появлению брака на строительной площадке. Показано, что избыточная детализация приводит к увеличению объема файла и увеличению времени открытия файла, что делает управление проектом непрактичным. Предположена блоксхема сквозного процесса роботизированной каменной кладки, исключающая риски возникновения брака.
Заключение. Решение проблемы интеграции заключается в отказе от поиска универсального способа построения модели и переходу к связанному представлению данных с формированием специализированного уровня детализации для роботизированного комплекса. Обоснована необходимость разработки собственной нормативной документации и стандартов для обмена данными между информационными моделями и системами управления роботизированных комплексов.

1. Anane W., Iordanova I., Ouellet-Plamondon C. Building Information Modeling (BIM) and Robotic Manufacturing Technological Interoperability in Construction — A Cyclic Systematic Literature Review // Digital Manufacturing Technology. 2023. P. 129. https://doi.org/ 10.37256/dmt.3120231856.

2. Modelling of Industrial Robotic Brick System / M. Bruzl, V. Usmanov, R. Šulc, P. Svoboda // Proceedings of the 34th International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC). Taipei, 2017. P. 412419. https://www.iaarc.org/publications/2017_proceedings_of_the_34rd_isarc/modelling_of_industrial_robotic_brick_system.html

3. Telychenko V. I. [et al.]. Digital model-based construction process management // Journal of Building Engineering. 2023. Vol. 65. P. 105789. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105789.

4. McClymonds A.D., Asadi S., Leicht R.M. Exploring the Challenges of Implementing Parametric Modeling to Support Robotic Construction // Proceedings of the Annual Meeting of the Canadian Society of Civil Engineers. 2023.

5. McClymonds A.D., Asadi S., Leicht R.M. Proposing a computational modeling framework for generating masonry wall units, enhancing the information within a BIM // Operations Research Forum. 2024. Vol. 5, no. 2. Paper No. 52. https://doi.org/10.1007/s43069-024-00315-1.

6. Моделирование упрочненных конструкций в строительстве / С. Н. Волкова, А. В. Шлеенко, Е. Е. Сивак, В. В. Морозова // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2020. № 3(1027). С. 19-21. EDN NFDTSG.

7. Николюкин А. Н., Монастырев П. В., Шлеенко А. В. Цифровизация жизненного цикла объектов капитального строительства: анализ нормативных требований и перспективы интеграции информационного моделирования // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2025. № 8(1092). С. 21-27. EDN ZBXGIA.

8. Актуальность расчета и оптимизации конструкций и конструктивных систем зданий и сооружений при помощи BIM-моделирования на основе искусственного интеллекта / А. Д. Бороздин, А. Г. Булгаков, И. Л. Шубин, А. В. Шлеенко // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2025. № 3(1087). С. 12-14. EDN WGYTRH.

9. Автоматизация и роботизация строительных процессов / В.Т. Ерофеев, А.Г. Булгаков, А.В. Дергунова, В.В. Афонин, Б.Б. Хрусталев. Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2021. 332 с.

10. Булгаков А.Г., Воробьев В.А. Промышленные роботы. Кинематика, динамика, контроль и управление // Сер. Библиотека инженера. М.: Солон-Пресс, 2021. 484 с.

11. RaapWaste: Robot- and Application-Agnostic Planning for Efficient Construction and Demolition Waste Sorting / K. Kokkalis, F.K. Konstantinidis, M. Koskinopoulou [et al.] // Sustainability. 2025. Vol. 17, no. 16. Article 7293. DOI: 10.3390/su17167293.

12. Цифровизация в строительстве как эффективный инструмент современного развития отрасли / В.Т. Ерофеев, А.А. Пиксайкина, А.Г. Булгаков, В.В. Еромолаев // Эксперт: Теория и практика. 2021. № 3 (12). С. 9-14.

13. Linner T. Topical collection: Robotic solutions for digitally enabled production processes in construction // Construction Robotics. 2026. Vol. 10, no. 1. P. 15.

14. Pan W., Pan M. Robotic masonry: Organizational and technological solutions for automated bricklaying // Automation in Construction. 2022. Vol. 136. 104149. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104149.

15. Song Y., Koeck R., Luo S. AR Digi-Component: AR-Assisted, Real-Time, Immersive Design and Robotic Fabrication Workflow for Parametric Architectural Structures // Proceedings of the 39th eCAADe Conference. Novi Sad, 2021. Vol. 2. P. 215224.

16. LIO-BIM Coupling lidar inertial odometry with building information modeling for robot localization and mapping / J. Stühr, X. Li, S. Yuan, X. Chen // Advanced Engineering Informatics. 2025. Vol. 63. Article 102987. https://github.com/janstueh/LIO-BIM

17. Khamis A. [et al.]. Mobile robotic systems for construction: Review and classification // Robotics and Autonomous Systems. 2024. Vol. 172. 104567. https://doi.org/10.1016/j.robot.2023.104567.