Optimising the construction process through digitalisation: Case studies of projects under unstable resource supply

Abstract

Метою роботи було дослідити вплив цифрових технологій на оптимізацію будівельного процесу за умов нестійкого ресурсозабезпечення та сформувати практичні рекомендації для їх ефективного впровадження. Методологія дослідження включала аналіз сучасних тенденцій у сфері цифрових рішень, зокрема інформаційного моделювання будівель, технологій Інтернету речей, штучного інтелекту, цифрових двійників та хмарних платформ. Було розглянуто можливості інтеграції цих технологій для покращення планування, будівництва та експлуатації об’єктів, а також їхній вплив на підвищення ефективності управління ресурсами. Проведений аналіз реальних кейсів, зокрема впровадження інформаційного моделювання будівель у проєкті ASTON HALL компанії DEHAUSS, який підтвердив значний потенціал цифрових технологій. Також розглянуто проєкт Crossrail, де BIM-технології забезпечили ефективну координацію між підрядниками, і використання цифрових двійників у Сінгапурі, які використовуються для управління міськими ресурсами. Дослідження показало, що інформаційне моделювання будівель сприяє зменшенню помилок у проєктуванні та будівництві, покращенню координації між учасниками проєкту та зниженню витрат. Технології Інтернету речей забезпечують моніторинг стану будівельних матеріалів та обладнання у реальному часі, що підвищує рівень безпеки та зменшує ризики простоїв. Використання штучного інтелекту дає змогу прогнозувати можливі затримки, оптимізувати логістику та автоматизувати процеси управління. Цифрові двійники дозволяють тестувати різні сценарії будівельного процесу, що позитивно впливає на якість кінцевого результату. Основними викликами цифровізації будівництва залишаються висока вартість впровадження технологій, необхідність навчання персоналу, складнощі інтеграції програмних платформ та питання кібербезпеки. Водночас переваги, такі як автоматизація процесів, підвищена точність розрахунків навантажень та енергоефективності, оптимізація ресурсозабезпечення та вдосконалений контроль за будівельними проектами, підтверджують стратегічну важливість цифрових рішень у розвитку будівельної галузі. Результати дослідження продемонстрували, що комплексний підхід до впровадження цифрових технологій, адаптація будівельних процесів та ефективна інтеграція цифрових платформ можуть суттєво підвищити продуктивність будівельних проєктів, особливо в умовах нестійкого ресурсозабезпечення

This study aimed to investigate the impact of digital technologies on the optimisation of the construction process under conditions of unstable resource supply and to formulate practical recommendations for their effective implementation. The research methodology included an analysis of current trends in the field of digital solutions, including Building Information Modelling, Internet of Things technologies, artificial intelligence, digital twins, and cloud platforms. The possibilities of integrating these technologies to improve the planning, construction, and operation of facilities were considered, as well as their impact on increasing the efficiency of resource management. An analysis of real-world case studies was conducted, including the implementation of Building Information Modelling in the ASTON HALL project by the company DEHAUSS, which confirmed the significant potential of digital technologies. The Crossrail project was also considered, where BIM technologies ensured effective coordination between contractors, as well as digital twins in Singapore, which are used for the management of urban resources. The research showed that Building Information Modelling contributes to reducing errors in design and construction, improving coordination between project participants, and lowering costs. Internet of Things technologies provide real-time monitoring of the condition of building materials and equipment, which increases the level of safety and reduces the risks of downtime. The use of artificial intelligence enables the prediction of potential delays, the optimisation of logistics, and the automation of management processes. Digital twins allow for the testing of different construction process scenarios, which positively impacts the quality of the final outcome. The main challenges of construction digitalisation remain the high cost of technology implementation, the need for staff training, the difficulties of integrating software platforms, and cybersecurity issues. At the same time, the advantages, such as process automation, increased accuracy of load and energy efficiency calculations, optimisation of resource supply, and improved control over construction projects, confirm the strategic importance of digital solutions in the development of the construction industry. The results of the research demonstrated that a comprehensive approach to the implementation of digital technologies, the adaptation of construction processes, and the effective integration of digital platforms can significantly increase the productivity of construction projects, especially under conditions of unstable resource supply