book_RsrchRprt_A4 by ili shch

S_1

Предпроектный анализ для разработки архитектурной концепции мобильного завода электробусов

Отчёт об исследовании

volgabus

MT.A / Simplex Noise

2019

S_1

Предпроектный анализ для разработки архитектурной концепции мобильного завода электробусов

volgabus

>2019 x

Отчёт об исследовании

Volgabus

Содержание

Введение    07 Контекст    11 Стимулы внедрения электробусов в транспортную систему     13 Электробусы в глобальном автобусном парке    19 Рынок производства электробусов     25 Автоматизация производства    35 Производство    39 Существующее производство    45

Новая производственная цепочка    77 Архитектура    153 Подходы к проектированию и строительству    157 Конструктивные схемы и материалы    189 Нормативы    215 Выводы и рекомендации    227 Использованные источники    233

MT.A / Simplex Noise

Volgabus

Введение

MT.A / Simplex Noise

Введение

Тренд на использование экологически чистых источников энергии затрагивает и систему общественного транспорта: дизельные автобусы уступают место электробусам, работающим на аккумуляторных батареях. Многие страны ставят своей целью на ближайшие 10-20 лет полную замену парка пассажирского транспорта, что свидетельствует о росте спроса на покупку электробусов. Производимая заводом «Volgabus» во Владимире продукция обладает конкурентными преимуществами относительно других представленных на мировом рынке товаров. Длительность работы батареи, эстетичный внешний вид, а также относительно небольшая стоимость электробуса уже позволяют поставлять продукцию на европейский рынок (и другие локальные рынки). Однако, автоматизация технологической схемы изготовления электробуса и формирование нового подхода к производству (включая разработку способа быстрого перемещения завода в зависимости от региона поставки продукции) могут в значительной степени повлиять на экономическую эффективность предприятия, а также укреплению бренда BMG (Bakulin Motors Group) на международном рынке. Исследование, результатом которого является представленный отчёт, направлено на формирование нового подхода к производству электробусов в виде мобильного предприятия.

В ходе исследования были проведены: кабинетный анализ онлайн источников информации, интервью с экспертами, а также выезды на производство «Volgabus». Ключевые исследовательские вопросы касались выявления составляющих нового подхода к производству электробусов, влияния нового подхода на функционально-планировочную организацию предприятия, а также определения способа обеспечения мобильности предприятия — возможности перемещения завода между странами и континентами.

Исследовательский отчёт разделён на три тематических блока: Контекст. В разделе собраны предпосылки развития электромобильности и результаты анализа рынка производства электробусов: расположение основных заводов конкурентов, регионы поставки их продукции;

Архитектура. Исследование мировых тенденций промышленной архитектуры для автоматизированных производств, практики в области модульного промышленного строительства, современных строительных материалов и сборно-разборных конструкций. Определение ключевых нормативов для проектирования.

MT.A / Simplex Noise

Производство. Анализ существующей технологической схемы производства электробусов на заводе «Volgabus»: выявление существующих проблем и точек роста. Исследование передовых практик применения новых технологий и оборудования. Формирование предложений по новой автоматизированной технологической цепочке;

Volgabus

Контекст

MT.A / Simplex Noise

Контекст

Стимулы внедрения электробусов в транспортную систему

MT.A / Simplex Noise

Контекст

Стимулы внедрения электробусов в транспортную систему

Экология

Растущий в разных городах спрос на закупку и внедрение электробусов в свои транспортные системы обусловлен рядом причин: необходимостью снижать нагрузку на экологию, а также возможностью повысить за счёт электротранспорта экономическую и энергетическую эффективность системы пассажирских перевозок.

Выбросы в транспортном секторе — источник мелких твердых частиц и озона, которые воздействуют на здоровье человека и приводят к более высоким показателям смертности001 и развитию: острых инфекций нижних дыхательных путей, сердечно-сосудистых заболеваний, хронической обструктивной болезни легких, рака легких002. Использование электротранспорта снижает выбросы CO2 и других загрязняющих воздух веществ. Однако, такой положительный эффект может сопровождаться ростом выбросов от производства сопутствующей электроэнергии в больших объемах, поэтому, стремясь к максимальной экологичности электротранспорта, важно помнить и об альтернативных источниках электроэнергии003. По данным Bloomberg New Energy Finance (BNEF), глобальный парк электрических автобусов уже сэкономил городам 279 000 баррелей нефти в день004: на каждые 1000 электробусов с рынка будет вытесняться около 500 баррелей дизельного топлива в день. Сильным толчком к развитию рынка электробусов послужила Декларация С40 по улицам, свободным от ископаемого топлива (Fossil Fuel Free Streets Declaration)005. В октябре 2017 её подписали 27 городов — Париж, Лондон, Лос-Анджелес, Копенгаген, Окленд, Барселона, Кейптаун, Гейделберг, Медельин, Мехико, Милан, Осло, Кито, Рим, Роттердам, Сантьяго, Сиэтл, Сеул, Токио, Ванкувер, Варшава, Бирмингем,

Гонолулу, Оксфорд, Большой Манчестер, Санта Моника, Западный Голливуд — они взяли на себя обязанность с 2025 года приобретать для городского пассажирского парка только автобусы с нулевыми выбросами. В ЕС качество воздуха регулируется на законодательном уровне — Рамочной Директивой по качеству воздуха 96/62/ EC об оценке и управлении качеством окружающего воздуха и дочерними директивами: — Директива 1999/30/EC, связанная с предельными величинами выбросов в воздух двуокиси серы (SO2), двуокиси азота (NO2), окислов азота (NOX), твёрдых частиц (PM10) и свинца (Pb); — Директива 2000/69/EC, связанная с предельными величинами выбросов в воздух бензолов и окиси углерода (угарного газа); — Директива 2002/3/EC о концентрации озона в воздухе; — Директива 2004/107/EC о выбросах мышьяка, кадмия, ртути, никеля и полициклических ароматических углеводородов. Также интерес к развитию электромобильности вызван Директивой 2014/94 / EU Европейского парламента и Совета от 22 октября 2014 года о развёртывании инфраструктуры альтернативных видов топлива.

13 июля 2017 года Европейская комиссия приняла Европейскую инициативу по внедрению экологически чистых автобусов006. В рамках проекта ZeEUS (Zero Emission Urban Bus System)007 19 операторов в 25 европейских городах сформировали стратегии внедрения электробусов до 2020 года. Ещё 13 операторов в 18 городах — до 2025 года. Предполагается, что доля электробусов составит 43% всего автобусного парка (6100 из 14000 ед.). Этот проект нацелен на достижение цели Европейской комиссии по созданию конкурентоспособной и устойчивой транспортной системы. Бюджет проекта предоставлен Генеральным директоратом Европейской комиссии по мобильности и транспорту в рамках программы FP7. ЕС также заботится о своей энергобезопасности — отказ от нефти и газа и использование для выработки электроэнергии собственных возобновляемых источников поможет укрепить энергонезависимость региона.

Стимулы внедрения электробусов в транспортную систему

Diesel Hybrid: 5 miles

Electric: 17 miles

Natural Gas: 4.5 miles

Контекст

Diesel: 4 miles

Экономика и энергоэффективность

Переход на электробусы простимулирован не только экологическими проблемами, но и экономическими показателями. В долгосрочной перспективе электробусы могут быть более доступными, чем дизельные автобусы. Несмотря на то, что сегодня электробусы стоят дороже, чем их дизельные или газовые аналоги, электробусы могут окупить себя в течение 10 лет эксплуатации за счёт экономии топлива и снижения затрат на техническое обслуживание.Так уже сейчас в электробусе Proterra Catalyst число комплектующих на 30 процентов меньше, чем в автобусе, нет выхлопных

Электробусы в 3-4 раза более энергоэффективны, чем автобусы на дизельном топливе или природном газе

систем, а тормозные системы работают дольше008. Исследования Калифорнийского совета по воздушным ресурсам показывают, что сейчас электробусы экономят не менее 0,19 долл. США на милю, при меньших затратах на техническое обслуживание009. На основе анализа данных можно сказать, что электробус, купленный в 2016 году, поможет сэкономить 458 000 долларов США на топливе и расходах на техническое обслуживание по сравнению с дизельным автобусом, 336 000 долларов по сравнению с автобусом на природном газе и 331 000 долларов по сравнению с гибридным дизельным автобусом. К косвенным выгодам можно отнести сокращение расходов на здравоохранение благодаря повышению качества воздуха.

Стимулы внедрения электробусов в транспортную систему

Электробусы более энергоэффективны — в 4 раза по сравнению с автобусом на дизельном топливе. Дизельные автобусы в среднем проходят 4 мили в расчете на галлон топлива; автобусы, работающие на природном газе, — 4,5 мили на галлон (в дизельном эквиваленте пробега); гибридные — 5 миль на галлон; электробусы — 17 миль [илл. 1].

Контекст

Электробусы в глобальном автобусном парке

MT.A / Simplex Noise

Nova Bus

Lion Electric Co

Seattle

Toronto

Proterra

New York

San Francisco

Los Angeles

BYD

Proterra Yutong

Mexico City

Proterra Medellin 40

Монреаль, Канада Нью-Йорк, США

Долина Антилоп, США

Вашингтон, США

Quito Guayaquil

Лаваль, Канада

Контекст

Bogota

Санта-Барбара, США

Лонг-Бич, США Анахайм, США

Лос-Анджелес, США

Торонто, Канада

Cali

Футхилл, США

Volvo Buses Scania

200

Сантьяго, Чили 64

Медельин, Колумбия 26

Кали, Колумбия

Кито, Эквадор

Гуаякиль, Эквадор

Сан-Паулу, Бразилия Буэнос-Айрес, Аргентина

Santiago

Buenos Aires

Sao Paulo

Текущая ситуация

Лидером электромобильности по праву считается Китай — там курсируют 99,0 % из всех электробусов в мире. Доля электробусов в автобусном парке страны составляет 17,0 %, что является очень высоким показателем по сравнению с другими регионами: в ЕС — 5,0 %011, в США — 0,5 %. И их число продолжает расти очень быстрыми темпами: каждые 5 недель в городах Китая добавляется 9 500 автобусов с нулевым уровнем выбросов — это равно всему автобусному парку Лондона012. Один Шэньчжэнь, город в провинции Гуандун, за последние пять лет приобрел более 16 000 электробусов. Теперь автобусный парк города полностью электрифицирован.

Быстрое развитие парка электробусов в Китае можно объяснить сочетанием четырёх факторов: — Национальные и региональные субсидии компенсируют высокие первоначальные затраты на производство; — Растёт обеспокоенность загрязнением воздуха, включённость общества в проблемы экологии; — Китайская транспортная инфраструктура начала развитие с нуля, в то время как в Европе инфраструктура уже была создана, что усложняет включение в неё новых технологий; — Разработка новых технологий, конкурентоспособных на мировом рынке, является долгосрочной целью правительства Китая.

В Европе насчитывается 2100 электробусов. В 2018 году число электробусов в ЕС выросло на 48,0 % по сравнению с предыдущим годом. Гораздо хуже развивается рынок в Америке — как в Северной, так и в Южной. Число электробусов в городах мало, но планы довольно амбициозные. Основные поставщики в странах этих континентов - китайские компании, а местное производство пока слабо развито (за исключением США, где в ряду с китайскими производителями стоит отметить американскую компанию Proterra). На схеме слева показаны существующие в Северной и Южной Америке заводы, а также приведена информация о текущей ситуации наличия электробусов в городах. Электробусы в глобальном автобусном парке

По данным исследования Bloomberg New Energy Finance010 2018 года количество электробусов в мире составляет 386 000 ед., их доля в глобальном автобусном парке — всего 13,0 %. Однако, согласно прогнозам, число электробусов в мире вырастет примерно в 3 раза к 2025 году и составит 1,2 миллиона ед.. Также велика вероятность, что к 2026 году закупочная цена на некоторые электрические модели будет сравнима по цене с дизельными моделями из-за падения цен на аккумуляторы.

Сиэттл Ванкувер Торонто

Париж Барселона Рим Милан Оксфорд Бирмингем

2025 Закупка автобусов только с нулевыми выбросами*

2025 Осло

2025 Лондон

Закупка автобусов только с нулевыми выбросами*

33 %*

2025 Торонто

33 %*

Копенгаген

2040 2037 100 %*

Большой Манчестер

2031

100 %*

2025 Сан-Франциско

Варшава

100 %*

2035

2025

Нью-Йорк

100 %*

2030

100 %*

Лос-Анджелес

100 %*

Роттердам

2040

100 %*

2030 100 %*

Гонолулу

2035

Контекст

100 %*

Гуанчжоу Чжухай Дунгуань Фошань Чжуншань Нанкин Ханчжоу Шанкси Шаньдун

Кито Медельин Мехико Санта-Моника Сантьяго

2025 Закупка автобусов только с нулевыми выбросами*

Кейптаун

2025 27 %*

2020 100 %*

Токио Сеул

2025 Закупка автобусов только с нулевыми выбросами*

Токио Сеул

2025 До 2020 Закупка автобусов только с нулевыми выбросами*

2020-2030

2030-2040

Год не обозначен

Цели городов по отказу от автобусов с вредными выбросами

Основываясь на таких документах как: Рамочная Директива по качеству воздуха 96/62/EC об оценке и управлении качеством окружающего воздуха; Директива 2014/94/EU Европейского парламента и Совета от 22 октября 2014 года о развёртывании инфраструктуры альтернативных видов топлива и Проект ZeEUS (Zero Emission Urban Bus System) некоторые города взяли на себя обязательства по внедрению электробусов в свои транспортные системы, а также полному отказу от закупок автобусов с вредными выбросами (результат анализа целей городов представлен на схеме слева).

Гуанчжоу Чжухай Дунгуань Фошань Чжуншань Нанкин Ханчжоу Шанкси Шаньдун

2020 100 %*

Ряд китайских городов поставил довольно амбициозные цели — к 2020 полностью электрифицировать автобусный парк. Среди них Гуанчжоу, Чжухай, Дунгуань, Фошань, Чжуншань, Ханчжоу, Шаньдун, Нанкин, Шанси.

Токио Сеул

2025

В 2025 году 27 участников Декларации С40 будут покупать исключительно автобусы с нулевыми выбросами. Среди них европейские города: Париж, Лондон, Копенгаген, Барселона, Гейдельберг, Милан, Осло, Рим, Роттердам, Варшава, Бирмингем, Оксфорд, Большой Манчестер.

Окленд

5 немецких городов: Берлин, Гамбург, Мюнхен, Кельн, Франкфурт к 2030 планируют закупить 3 000 электробусов013.

2019 30 %*

* Декларация С40 по улицам, свободным от ископаемого топлива (27 городов)

Проект ZeEUS (Zero Emission Urban bus System)

Директива 2014/94/EU Европейского парламента и Совета от 22 октября 2014

Рамочная директива по качеству воздуха 96/62/ЕС об оценке и управлении качеством окружающего воздуха

Электробусы в глобальном автобусном парке

Нью-Йорк полностью заменит дизельные автобусы на электробусы к 2040 году, а Сан-Франциско — к 2035. Лос-Анджелес планирует успеть это сделать к 2030.

Закупка автобусов только с нулевыми выбросами*

Контекст

Рынок производства электробусов

MT.A / Simplex Noise

Scania

Nova Bus

Scania Scania Volvo Buses Scania Scania Alexander Dennis Ursus Bollore

Lion Electric Co

VDL Hess

MAN

Proterra

MAN

Volvo Buses Yutong

Контекст

BYD

Irizar

BYD Proterra

MAN

Scania

Volvo Buses

Можно выделить три основных рынка производства и сбыта электробусов: ЕС, Китай, Америка (Северная и Южная). Карта размещения основных заводов крупнейших компаний-производителей представлена на схеме слева.

Foton BYD

BYD BYD

Yutong

Volvo Buses

Самый развитый регион, как с точки зрения доли электробусов в парке, так и со стороны производства — Китай. Большинство размещающихся в регионе производств принадлежит китайским компаниям: BYD, Yutong, CRRC, Foton, Zhongtong Bus. Рынок США и Южной Америки развит менее всего: основными поставщиками являются китайские компании (BYD, Yutong), местное производство представлено производителем Proterra.

Zhongtong Bus BYD

CRRC

Volvo Buses

Лидерами рынка производства электробусов являются: BYD (Китай) Yutong (Китай) VDL (Нидерланды) AB Volvo (Швеция) Proterra (США) Solaris Bus & Coach S.A. (Испания)

Рынок производства электробусов

BYD BYD

Заводы по производству электробусов также сконцентрированы в Европе. Здесь представлены как местные производители, так и компании из Китая. На схеме справа отмечены основные заводы, локализованные в ЕС, а также регионы, в которые они осуществляют поставки электробусов.

Контекст

Можно заметить, что размещаясь в одной стране, завод свободно поставляет продукцию по всему ЕС. Города же, в свою очередь, диверсифицируют закупки, не ограничиваясь одним производителем.

Так в январе 2018 года Иль-де-Франс и парижский оператор RATP запустили тендерный процесс на 2 года с целью закупки 1 000 электробусов014. И RATP уже заказал порядка 800 электробусов у трёх французских компаний, выигравших тендер: Heuliez Bus, Bollore и Alstom — в равном количестве у каждого поставщика015. В марте 2019 Qbuzz — оператор общественного транспорта в Гронингене (Нидерланды) заказал 160 электробусов, диверсифицировав поставки: 60 электробусов Ebusco, 45 — VDL and 55 — французская Heuliez. К 2030 Гронинген планирует полностью сократить выбросы от наземного общественного транспорта016.

Scania

Volvo Buses Scania

Scania

VDL

Solaris

Scania Alexander Dennis

VDL

MAN MAN

Ursus

Ebusco

Volvo Buses

BYD Ekova

Yutong

Alstrom

Bollore Scania

Hess Heuliez

Irizar

BYD

Рынок производства электробусов

Alexander Dennis Alexander Dennis

Основное производство сосредоточено в Китае, также заводы компании присутствуют в Венгрии, в городе Комаром, в Бовэ во Франции, Ланкастере, США и Татебаяси, Япония. Венгерский завод главным образом работает с голландскими операторами Connexxion и Syntus (*при этом в Голландии есть крупный производитель электробусов VDL), а также с Nobina в Швеции. Сотрудничество BYD с Alexander Dennis, крупнейшим в Великобритании производителем автобусов, укрепило позиции китайской компании — ее доля на британской рынке составляет 60 %017. Завод в Бове служит в большей степени в качестве сборочного завода, ориентированного на французский рынок. BYD продали более 600 электробусов в Европе. Это 25 % европейского рынка018.

Контекст

Главным поставщиком электробусов в Латинской Америке019 является китайская компания Yutong Bus, недавно открывшая в Венесуэле завод. Основное производство сосредоточено в китайском городе Чжэнчжоу. Компания также рассчитывает выйти на африканский рынок020. Среди европейских покупателей — Дания, Франция, Исландия, Болгария, Великобритания. На европейском рынке компания занимает долю — 9 %.

Молодая испанская компания, основные покупатели — Люксембург и местные операторы: более 20 электробусов Irizar используются в Барселоне, Мадриде, Бильбао. Также Irizar закупили Германия и Швейцария.

Голландская компания, производящая электробусы. Поставляет электробусы в Нидерланды и Германию (40 электробусов будут поставлены в Мюнхен, 2 - в Айзенах)021, 2 электробусы уже функционируют в Норвегии022.

Рынок производства электробусов

Голландский производитель автобусов, занимает 14 %-ную долю на европейском рынке. Более 500 электробусов компания уже поставила в Европу. Большую часть автобусов приобретают местные операторы, Люксембург и Германия. Среди ее покупателей также: Дания, Франция, Норвегия, Финляндия.

Французская компания Bolloré Group, основанная в 1822 году, входит в число 500 крупнейших компаний мира. Специализируется на трех направлениях: транспорт и логистика, связь, электроэнергия. Поставляет электробусы на местный рынок. Около 50 электробусов Bluebus, эксплуатируются в Иль-де-Франс. Группа Bolloré имеет самый большой парк электобусов во Франции023. Всего компания поставила 230 электробусов в города Европы (Франция, Бельгия, итого доля на европейском рынке — 4 %), Азии и Африки.

Контекст

Еще одна польская компания, основанная в 2015 году в ответ на растущий спрос на общественный транспорт с низким и нулевым уровнем выбросов. С момента основания Ursus Bus производит электробусы, троллейбусы и автобусы с низким уровнем выбросов углерода с дизельными двигателями EURO6. Производственный завод Ursus Bus расположен в Люблине. Пока рынок компании — Польша, но это уже 6 % от общего европейского рынка. Компания ставит цель — продавать 1000 электробусов в год и к 2025 году укрепить экспортные позиции в этом сегменте024. Начиная с ноября 2018 года, автобусы Ursus CS 12 FCEB уже используются на регулярных автобусных линиях в Нидерландах025.

Польская компания по производству автобусов, троллейбусов и трамваев Solaris, выпустившая свой первый автобус в 1996 году. Была куплена испанской компанией CAF в 2018. Завод расположен в Польше. Электробусы 4 моделей популярны по всей Европе, а также в Израиле и на Канарских островах. Наибольший объем продаж — в Польше, Бельгии, Германии, Румынии. Доля компании на европейском рынке составляет 17 %.

Компания Proterra, единственный местный производитель электробусов в США. Производство расположено в Силиконовой долине, Лос-Анджелесе и Южной Каролине. Компания поставила 675 ед. продукции американским и канадским операторам026.

Рынок производства электробусов

Компания имеет широкую географию расположения заводов. Европейские заводы расположены в Борасе, Швеция и в Вроцлаве, Польша. Также производство присутствует в Индии, Мексике, Бразилии и на Филиппинах. 6 % — доля на европейском рынке.

Контекст

Автоматизация производства

MT.A / Simplex Noise

Отчёт International Federation of Robotics (IFR)027, основанный на статистике существующего и предполагаемого годового объёма поставок промышленных роботов, говорит о мировом тренде автоматизации производств: продажи роботов увеличиваются примерно на 14 % каждый год. Также у производителей набирает популярность идея создания «умных фабрик» («smart factory») — одного из продуктов четвёртой промышленной революции, предполагающего использование на производстве новейших технологических изобретений и инноваций, особенно в области информационных и коммуникационных технологий. Индустриализация 4.0 повышает степень автоматизации и оцифровки производства и производственных процессов028.

Контекст

Однако обозначенные тренды касаются в большей степени производства легковых автомобилей и внедряются такими компаниями как Audi, BMW, Tesla и др. В то время как технология производства автобусов и электробусов продолжает включать большую долю ручного труда. Выполнение операций рабочими, без применения роботов, можно заметить даже на заводах таких крупных производителей как BYD, Mercedes-Benz, Scania.

— Спрос на электробусы будет продолжать расти (как минимум в течение ближайших 20 лет), а комплектующие и продукт в целом — становиться дешевле и доступнее для операторов;

— Также нельзя дать однозначного ответа об «открытости» или «закрытости» того или иного локального рынка. Операторы могут закупать электробусы у разных поставщиков, а новые компании — принимать участие в тендерах. Кроме того, возможно появление и развитие новых рынков; — С точки зрения автоматизации производства электробусы значительно уступают легковому автопрому. При проектировании нового завода необходимо учесть существующие тренды автоматизации, а значит создать потенциально более эффективный и гибкий процесс производства. Кроме того, использование роботов и технологий «умного завода» способно оказать положительное влияние на развитие бренда компании.

Автоматизация производства

Выводы:

— Нельзя говорить о долгосрочном и постоянном спросе на продукцию, скорее об интенсивном и кратковременном (пока города обновляют свои автобусные парки, отказываясь от автобусов с вредными выбросами). Следовательно, поставщику необходимо организовать производство, способное на достаточно большой выпуск в сжатые сроки;

Volgabus

Производство

MT.A / Simplex Noise

Производство

Пространственная организация предприятия основывается на технологической схеме производства продукта. Поэтому, прежде чем перейти к архитектурной концепции, выбору конструктивной схемы и строительных материалов для нового производства, необходимо изучить существующую на заводе «Volgabus» технологическую цепочку изготовления

электробуса и предложить её модернизацию с учётом изученных передовых практик автоматизации. Выявленные проблемы и точки роста предприятия могут быть использованы для проектирования новой технологической цепочки и, как следствие, визуального облика завода.

MT.A / Simplex Noise

Volgabus

MT.A / Simplex Noise

1. Кокпит. Около покрасочных камер. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

Производство

Существующее производство

MT.A / Simplex Noise

Производство

Компания «Volgabus» — один из крупнейших производителей автобусов в России029. Производственные мощности: до 3 000 автобусов в год Доля на рынке автобусов большого и особо большого классов: 17 % Доля новинок российской автобусной индустрии за последние 20 лет: 70 % Автобусы «Volgabus» эксплуатируются в 100 городах России.

Основная производственная площадка в городе Волжский Волгоградской области. Научно-производственный комплекс «Волгабас-Волжский» был основан в 1993 году, до 2008 года — «Волжанин». Основная продукция — дизельные и газомоторные автобусы. Научно-производственный комплекс «Volgabus», начавший работу в 2017 году во Владимирской области. Основная продукция — дизельные и газомоторные автобусы большого класса, электробусы. В рамках исследования были проведены выезды на завод во Владимирской области: изучена существующая технологическая схема производства электробусов, а также пространственная организация предприятия. Состоялись встречи с главой компании Алексеем Бакулиным и технологом Андреем Кужильным.

Существующее производство

Компания включает 2 производственных комплекса:

Volgabus

MT.A / Simplex Noise

2. Финальные этапы сборки. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

Производство

Завод Volgabus во Владимирской области

Производственные мощности

500 ед. в год До конца 2019 года планируется увеличение до 750-1 000 ед. в год.

Общая площадь помещений завода

более 50 000 м²

Площадь цехов

30 000 м²

Численность персонала

более 600 чел (300 рабочих + 300 административного персонала)

Схема организации производства

линейная

Перемещение

элементов осуществляется с помощью кран-балки и неавтоматизированных тележек

Существующее производство

Объём выпускаемой продукции может быть увеличен до 5000 ед. в год при автоматизации большинства процессов и переходе на такт каждой операции в 45 минут.

Производство

3. Электробус. Ситиритм 12 ELF (CR12E) Рендер

На заводе производится электробус Ситиритм 12 ELF (CR12E) [илл. 3]. Технология его изготовления легла в основу новой производственной цепочки: на проектируемом заводе продолжится выпуск этой модели электробуса.

Основные параметры: Зарядка — 4,5-5 ч Передвижение без подзарядки — до 300 км Энергопотребление — 0,8 кВт/ч Вместимость: 85 пассажиров Стоимость 1 автобуса — 400 000 евро Вес готового автобуса — 18 тонн Вес кокона — 4-6 тонн

Существующее производство

Габаритные размеры, Д/Ш/В — 11990 / 2500 / 3250 мм

Volgabus

4. Двигатель. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

MT.A / Simplex Noise

Функционально-планировочная схема существующего завода

02.

04. 03.

01. Склад / Цех складских операций 02. Заготовительный цех 03. Сварочный цех 04. Малярный цех 05. Аккумуляторный цех

Производство

06. Цех подсборки 07. Сборочный цех 08. Цех остекления 09. Цех тестирования / Обкатка

Заготовка 12 часов

Сварка 9 часов

Основные этапы производственной цепочки

Процесс производства электробуса состоит из этапов: сварки, окраски, сборки и тестирования (полная технологическая схема представлена на этом развороте). После каждой операции производится контроль качества на постах ОТК. Сырьё и комплектующие хранятся на складе.

01.

05.

06. 07.

Существующее производство

08.

09.

Покраска 12 часов

Сборка 12 часов

Производство

Площадь — 9,5 тыс м2 Частично автоматизировано хранение погонажного и листового материала. Складирование и доставка комплектующих в цеха до места установки не автоматизированы.

Склад / Цех складских операций

Существующее производство

01.

Производство

02.

Заготовительный цех

Малярный цех

Площадь — 4,5 тыс. м2 Осуществляется подготовка «чёрного кузова», грунтовка, покраска и сушка. На выходе изделие становится «белым кузовом». Автоматизирован процесс окраски с помощью камеры c покрасочными роботами FANUC, планируется дальнейшая автоматизация всех процессов в цехе: ручной процесс грунтовки кузова может быть заменён на погружение в ванны, что является экономически выгодным при значительном увеличении объёма выпускаемой продукции. Для сравнения: ручная грунтовка сейчас требует 6-8 человек и 4 часа, при замене на ванны — 40-45 минут. Работа с краской требует выполнения дополнительных требований безопасности: организацию изолированного склада/подъезда для лакокрасочных материалов.

Существующее производство

04.

Производство

Площадь — 13 тыс м2 Разделён на три зоны: заготовки, сварки и сборки деталей в «чёрный кузов» — порядка 4 тыс. м2 площади отводится на каждую зону. Однако сохраняется и пустующее пространство, которое в настоящий момент отдаётся для проведения экспериментальных сборок. Этап сварки частично автоматизирован: стальные листы и трубы обрабатываются на чпу-оборудовании, при сварке используются кондукторы — системы автоматических зажимов, позволяющих осуществлять сварку роботами компании KUKA.

03.

Существующее производство

Сварочный цех

Производство

05.

Аккумуляторный цех

08.

Цех остекления

06.

Существующее производство

Цех подсборки

Производство

Площадь — 9 тыс. м2 Операции на участках сборки и подсборки выполняются вручную. После вклейки стёкол электробус нельзя перемещать, сушка занимает около 6-8 часов.

07.

Существующее производство

Сборочный цех

Производство

Цех тестирования / Обкатка

Существующее производство

09.

Volgabus

5. Сборка. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

MT.A / Simplex Noise

Производство

Проблемы и точки роста существующего производства

Огромные площади завода (порядка 50 тыс. м2) используются неэффективно. Сохраняется большая доля ручного труда на всех этапах производства и, особенно, на этапе сборки — эти процессы могут быть автоматизированы. Однако, при увеличении доли роботизированного оборудования, требуемое для производства пространство уменьшится. И на заводе, даже при увеличении объёма выпуска, может сохраниться пустующее пространство.

Количество рабочих мест при автоматизации может сократиться не существенно, однако возникнет потребность в более квалифицированной рабочей силе — операторах для управления роботизированным оборудованием. Целесообразно не нанимать новых сотрудников, а переучивать уже занятых на производстве. Выявленные недостатки существующего производства следует учесть при проектировании нового завода.

Существующее производство

Volgabus

6. Элемент каркаса на кондукторе. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

MT.A / Simplex Noise

Производство

Новая производственная цепочка

MT.A / Simplex Noise

Рекомендуемые параметры: — Максимальная компактность технологической схемы и предприятия в целом; — Модульность: разделение технологической и пространственной схемы на этапы-модули, количество и тип которых продиктованы объёмом заказа на поставку электробусов;

Производство

— Гибкость и масштабируемость предприятия. Следует не закладывать лишнее пространство «на вырост», а предусмотреть возможность его развития путём добавления необходимых для увеличения объёма выпуска производственных модулей.

Новое производство будет включать полный цикл (начиная со сварки кокона) только в случае достаточно большого объёма заказа: более 500 единиц. В ином случае экономически эффективным является ввоз готовых элементов — «белого кузова» — из РФ, где на его производство требуется меньше средств, что покрывает в т.ч. и затраты на транспортировку и уплату таможенных пошлин. Однако изучение осуществлённых и планируемых тендеров городов показывает, что города закупают электробусы достаточно небольшими партиями. А значит, согласно приведённой схеме расширения модулей (см. стр 62-71), самым востребованным, «якорным», будет являться блок этапа сборки.

Новая производственная цепочка

Определение необходимых типов модулей в зависимости от объёма поставки

Производство

Полностью электробус.

готовый

Модули

АБК.

Склад

Паркинг готовой продукции.

Планируемый объём выпуска: 1-50

Новая производственная цепочка

Процесс

Производство

Процесс

Установка частично готового корпуса на шасси; Сборка; Контроль качества и тестирование.

Модули

АБК; Сборка;

Склад

Склад крупногабаритных элементов; Склад деталей; Паркинг готовой продукции.

Планируемый объём выпуска: 50-200

Новая производственная цепочка

Тестирование.

Производство

Процесс

Обшивка белого кузова; Сборка; Контроль качества и тестирование.

Модули

АБК; Сборка;

Склад

Склад крупногабаритных элементов; Склад сырья; Склад деталей; Паркинг готовой продукции.

Планируемый объём выпуска: 200-500

Новая производственная цепочка

Тестирование.

Производство

Процесс

Сборка кокона из готовых элементов; Сборка чёрного кузова; Лакокраска; Сборка; Контроль качества и тестирование.

Модули

АБК; Кондуктор; Сборка; Покрасочный цех;

Склад

Склад крупногабаритных элементов; Склад сырья; Склад деталей; Склад ЛКМ; Паркинг готовой продукции.

Планируемый объём выпуска: 500-1 000

Новая производственная цепочка

Тестирование.

Производство

Процесс

Сварка элементов из сырья; Сборка чёрного кузова; Лакокраска; Сборка; Контроль качества и тестирование.

Модули

АБК; Сварка; Кондуктор; Сборка; Покрасочный цех;

Склад

Склад крупногабаритных элементов; Склад сырья; Склад деталей; Склад ЛКМ; Паркинг готовой продукции.

Планируемый объём выпуска: более 1 000

Новая производственная цепочка

Тестирование.

Volgabus

MT.A / Simplex Noise

7. В сборочном цеху. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

Мировой опыт автоматизированных промышленных производств

Создание новой производственной цепочки (разработки технологии) невозможно без изучения мирового опыта автоматизации промышленных предприятий. Как уже было сказано, производство автобусов и электробусов в целом недостаточно автоматизировано, поэтому при отборе кейсов для разбора технологий и оборудования были рассмотрены примеры из легкового автопрома (с поправкой на разницу в весе изделий), производства грузовых автомобилей и даже самолётов.

Производство

Основным способом получения информации о передовых автоматизированных производствах стал просмотр видео на платформе youtube. Полный перечень роликов, на основе которых был произведён анализ производственных цепочек и используемого на отдельных этапах роботизированного оборудования, находится в списке источников.

Типы производств по классам автоматизации

Продукт

Полностью роботизированное производство с минимальным использованием человеческой рабочей силы в процессе сборки или полностью без использования людей

Легковые били

Частично роботизированное производство с автоматизированными технологиями транспортировки

Автобусы

BMW, Tesla, Mercedes, KIA, Ford

Грузоперевозчики с корпусом из алюминия

MAN

Автобусы

Mercedes, Yutong, Volvo, VolgaBus, Man, Solaris

Частично роботизированное производство без использования автоматизированных технологий транспортировки

Частично автоматизированное производство без использования робототехники

автомо-

Производители

Рассматриваемый кейс

BMW, Tesla, Mercedes, KIA, Ford

– Kia Motors Zilina, Slovakia – Tesla – Audi

BMW, Tesla, Mercedes, KIA, Ford

– Scania

– Mercedes Новая производственная цепочка

Тип производства

1. Полностью роботизированные производства — легковые автомобили

Kia Motors. Zilina, Slovakia

Площадь участка — 1,8 км2 Площадь застройки — 270 тыс м2 Площади уличного паркинга — 163,8 тыс м2

Выпуск автомобилей

Площадь застройки тыс м2

Кол-во машин на сотрудника в год

Модельный ряд

ед/год

Количество сотрудников на предприятии

350 000

3 800

270 000

92,0

Производство

8. Цех прессования. Завод Kia Motors. Жилина, Словакия 9. Цех сборки кузова. Завод Kia Motors. Жилина, Словакия 10. Цех покраски. Завод Kia Motors. Жилина, Словакия

Преимущества производственной линии

Цех прессования деталей для сборки кузова автомобиля (илл. 21)

— 2 линии прессования; — 67 типов панелей; — Изготовление 1 панели — 20 секунд; — 5 миллионов/год.

Цех сборки кузова (илл. 22)

— Сборка пола, боковин, потолка; — Возможность сборки 5 моделей на одной линии; — 100 % автоматизирован; — 320 роботов.

Цех покраски (илл. 22)

— Конвейерная система 7,5 км;

Новая производственная цепочка

— Система вращательного погружения.

Tesla. Fremont, CA, USA

Преимущества производственной линии

— Универсальность роботов: один и тот же робот вставляет сидения, приклеивает окна; — Передвижение материалов со склада на автоматизированных тележках Automated Guided Vehicles с позиционированием на магнитной ленте; — Собственная Гига-фабрика (производство батарей).

Площадь застройки тыс м2

Кол-во машин на сотрудника в год

Модельный ряд

ед/год

Количество сотрудников на предприятии

104 000

10 000

360 000

10,4

Производство

Выпуск автомобилей

11. Завод Tesla. Фремонт, Калифорния, США

12. Функциональнопланировочная схема завода Tesla. Фремонт, Калифорния, США

Новая производственная цепочка

Tesla. Sprung Structures — 2й сборочный цех Tesla

Несмотря на попытку в значительной степени автоматизировать производство автомобилей, Tesla в итоге решила создавать автомобили с более сбалансированным сочетанием работы роботов и людей. Генеральный директор также признал, что, как и в случае с моделью X, некоторые из ранних производственных проблем возникли из-за того, что в модель 3 было добавлено «слишком много новых технологий».

Производство

Выпуск автомобилей

Площадь застройки тыс м2

Кол-во машин на сотрудника в год

Модельный ряд

ед/год

Количество сотрудников на предприятии

156 000

—

127 500

—

Новая производственная цепочка

13. Сборочная линия. Внутри тентового завода Tesla.

100

Audi Smart Factory. San José Chiapa, Mexico

Презентовав свою концепцию «умной фабрики», Audi во многом сформировала представление о том, как автомобильное производство может выглядеть в отдаленном будущем:

— Производство с островками компетенции вместо сборочных линий; — Использование беспилотников для быстрой транспортировки материалов к автомобилям;

Производство

— Ипользование ко-роботов для сбалансированного сочетания работы роботов и людей.

14, 15. Автоматизированные процессы Audi Smart Factory Сан-Хосе-Чьяпа, Мексика

Новая производственная цепочка

101

102

2. Частично роботизированное производство с автоматизированными технологиями транспортировки — легковые автомобили

Scania. Narasapura, India

— U-образная производственная линия уменьшает протяженность здания; — Транспортная система линии сборки автобусов Scania оснащена рельсовой системой Tow-Low (рисунок 30), которая позволяет перемещать каркас автобуса по одной оси без помощи ручных погрузчиков.

Производство

Преимущества производственной линии

16. Функциональнопроизводственная схема завода Scania Нарасапура, Индия

17. Рельсовая система TowLow на заводе Scania Сучжоу, Китай

Новая производственная цепочка

103

104

3. Частично роботизированное производство без автоматизированных технологий транспортировки

Mercedes EvoBus. Hosdere, Turkey

Цикл производства автобусов Mercedes распределён по нескольким заводам на территории ЕС. Общая численность сотрудников — 8 000 чел. Полный цикл производства представлен на предприятии в Турции.

— Два сварочных робота — 86 станков с ЧПУ — 449 сборочных приспособлений

Преимущества производственной линии

— Роботизированная вклейка стёкол (рисунок 33); — Использование кондуктора для сборки каркаса 34);

(рисунок

— Подъёмный механизм (рисунок 35); — Автоматическая линия Zn-фосфатирования (рисунок 36).

Производство

Выпуск автомобилей

Площадь застройки тыс м2

Кол-во машин на сотрудника в год

Модельный ряд

ед/год

Количество сотрудников на предприятии

4 500

3 300

27 600

1,3

18. Автоматическая линия Zn-фосфатирования. Mercedes EvoBus Хосдере, Турция 19. Подъёмный механизм. Mercedes EvoBus Хосдере, Турция

20. Завод Mercedes EvoBus Хосдере, Турция 21. Роботизированная вклейка стёкол. Mercedes EvoBus Хосдере, Турция

22. Использование кондуктора для сборки каркаса. Mercedes EvoBus Хосдере, Турция 23. Распределение цикла производства автобусов Mercedes по нескольким заводам

Новая производственная цепочка

105

22 19

20 21

106

Мировые тенденции в автоматизации производства:

— Конвеерная или бесконвеерная роботизированная система передвижения между операциями; — Использование умных систем программирования последовательности операций; — Автоматические доставщики; — Тяжеловесы; — Ко-роботы;

Производство

— Универсальные роботы.

107

— Kuka Robotics031; — Fanuc Corporation032; — Yaskawa Motoman Robotics033; — ABB, Ltd034; — Kawasaki Heavy Industries, Ltd035; — Nachi-Fujikoshi Corporation036; — OTC Daihen037; — Comau Group038; — Seiko Epson Corporation039; — Panasonic Industry040; — Universal Robots041; — Vulcan Engineering Co042.

Новая производственная цепочка

Основные производители робототехники030:

108

Производство

Типы роботов на промышленном производстве

109

— Системы перемещений на производстве; — Роботы операций; — Автоматизированные склады; — Программное обеспечение — умные системы управления заводом.

Новая производственная цепочка

В результате анализа большого числа автоматизированных производств были выделены четыре основных типа используемого оборудования:

110

Системы перемещений

1. Конвееры

Power&Free Conveyor

Траектория перемещения: может быть линейной, нелинейной и пространственной, по направляющей оси. Перемещение: больших рам грузовых автомобилей, прицепов, автомобильных кузовов, дверей, передней оси, моста, трансмиссии. Производитель: Daifuku Jervis Webb043 Примеры использования: KIA, TESLA, Folkswagen Технические характеристики перемещаемого элемента: Вес: 7, 2 т Длина: 5, 5 м

Производство

Возможно применение на этапе сборки.

24. Пример применения Power&Free конвейера 24

111

Tow-Low

Траектория перемещения: плоскостная линейная и нелинейная, по направляющей оси. Перемещение: больших рам грузовых автомобилей, прицепов, автомобильных кузовов, дверей. Примеры использования: KIA, TESLA, Folkswagen

Новая производственная цепочка

Возможно применение на этапе сборки, окраски.

25. Пример применения Tow-Low конвейера 25

112

2. Вертикальные лифтовые системы

Подъемные механизмы

лифтовые

Траектория перемещения: линейная вверх/низ и в стороны, задаётся планировочной структурой. Перемещение: любых изделий. Производитель: SLEC044 Примеры использования: Mercedes EvoBus, KIA, MAN Технические характеристики перемещаемого элемента: Вес: не ограничен Длина: не ограничена

Производство

Возможно применение на этапе сварки, окраски, сборки.

113

26. Подъёмный лифтовой механизм. Производитель: SLEC 27. Автоматическая парковка 28. Цилиндрическая автоматическая парковка

Различные типы лифтовых систем

Перемещение: любых изделий. Производитель: индивидуальное изготовление.

Новая производственная цепочка

Примеры использования: автоматические парковки, склады.

114

3. Системы стабилизации и позиционирования

При сборке каркаса

Траектория перемещения: линейная вверх/низ и в стороны, задаётся планировочной структурой. Перемещение и сборка: больших частей каркаса. Производитель: AIT045 Примеры использования: Airbus, CRRC Технические характеристики перемещаемого элемента: Вес: не ограничен Длина: не ограничена Возможно применение на этапе сварки, сборки. 29. Система стабилизации и позиционирования. Производитель: AIT 30. Система стабилизации и позиционирования при производстве Airbus. Производитель: AIT

Производство

115

При транспортировке

Траектория перемещения: плоскостная линейная и нелинейная, по направляющей оси. Перемещение и сборка: больших рам грузовых автомобилей, прицепов, автомобильных кузовов, дверей. Производитель: WEISS046, KUKA Примеры использования: Airbus, CRRC Технические характеристики перемещаемого элемента: Вес: 32 т Длина: не ограничена

31. Перевозка каркаса вагона с помощью автоматической тележки

Новая производственная цепочка

32. Автоматическая тележка на производстве поездов

116

4. Кран-балка

Перемещение кузова на кран-балке и неавтоматизированных тележках Траектория перемещения: линейная вверх/низ и в стороны, задаётся планировочной структурой. Перемещение и сборка: больших частей каркаса. Технические характеристики перемещаемого элемента: Вес: 32 т Длина: не ограничена

Производство

Возможно применение на этапе сварки, окраски, сборки.

33. Пример кран-балки

Новая производственная цепочка

117

118

Volgabus

34. Промышленные роботы Kuka. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

MT.A / Simplex Noise

119

120

Роботы операций

Производство

Промышленные роботы доступны в продаже в широком диапазоне размеров, форм и конфигураций047. Они обладают разным количеством осей или степеней свободы. Эти факторы конструкции робота влияют на его рабочую зону (объем рабочей или достигаемой площади). Схемы различных конфигураций конструкции робота показаны на странице справа.

01. Робот с прямоугольной зоной доступа 02. Робот с цилиндрической зоной доступа 03. Робот со сферической зоной доступа 04. Шарнирный робот 05. Портальный робот 06. Робот с угловой зоной доступа SCARA

01. 02.

03. 04.

05. 06.

Новая производственная цепочка

121

122

01.

Покраска — Fanuc P250-IB Грузоподъёмность: 15 кг Вес: 530 кг Возможность установки/крепления: под углом/пол/потолок/стена

02.

Универсальные роботы — Kuka KR Series Грузоподъёмность: 6-22 кг Вес: 168-180 кг Возможность установки/крепления: под углом/пол/потолок/стена

Тяжеловес — Kuka Titan 1000

03. Производство

Подъём, перенос, фиксация деталей каркаса Грузоподъёмность: 1300 кг Вес: 4300 кг Возможность установки/крепления: пол

37 35. Окрасочный робот Fanuc P250-IB

36. Универсальный робот Kuka

37. Тяжеловесный робот Kuka Titan 1000

123

04.

Консоль — KR QUANTEC ultra Укладка на паллеты, спрессовывание, монтаж, сварка, тестирование Грузоподъёмность: 80-300 кг Вес: 1100 кг Радиус действия: 2400-3100 мм Возможность установки/крепления: пол/потолок/тумбы

Автоматическая тележка — KUKA omniMove

05.

Перемещение больших частей каркаса Точность +/- 5 мм Грузоподъёмность: до 90 т Вес: варьируется, зависит от размера Возможность установки/крепления: пол

Подъёмный Triple Lift

06.

механизм

—

KUKA

Точность +/- 5 мм Грузоподъёмность: 1 т Возможность установки/крепления: пол

40 38. Консольный робот KR QUANTEC ultra

39. Автоматическая тележка KUKA omniMove

40. Подъёмный механизм KUKA Triple Lift

Новая производственная цепочка

124

Автоматизированные склады

1. Карусельная система хранения

Этот тип автоматизированных складских систем предусматривает подвижную конструкцию ячеек для хранения товаров. Стеллажи разбиты на секции, каждая из которых имеет собственный электропривод и управление. В каждой вертикальной стойке или горизонтальном ряду имеется специальное место для выгрузки товара. При необходимости забора груза включается электропривод, ячейки начинают перемещаться внутри стеллажа по кругу с помощью цепного механизма. Как только к месту выгрузки подъезжает нужная упаковка, она выталкивается и транспортируется далее автоматически или с помощью погрузчика.

Производство

Главным недостатком такой системы является отсутствие возможности изменения размера ячеек. Поэтому такие системы часто используются на производственных складах с гарантированными размерами упаковок.

41. Автоматизированный склад с карусельной системой хранения

125

Автоматизированные системы складского хранения товаров лифтового типа построены по типу классических стеллажей. Специальное подъёмно-транспортное устройство (челнок) перемещающееся вдоль полок по направляющим. Преимуществом лифтовых стеллажей является их блочный характер, что подразумевает возможность быстрого масштабирования в длину и высоту. Размер ячеек и механизм захвата также может быть изменен путём простой модернизации и программирования. Системы лифтового типа особо популярны на универсальных складах, где размеры тары могут со временем меняться. Минусом такой системы является ограниченное количество окон доступа к товару. Если в карусельной системе на один стеллаж предусмотрено несколько мест для приема/выгрузки грузов, то в лифтовой их может быть только одно или два. Главное, чтобы производительность погрузочных механизмов не стала узким горлышком во всем процессе транзита товаров через склад.

42. Автоматизированный склад с лифтовой системой хранения

Новая производственная цепочка

2. Лифтовая система хранения

126

3. Автоматизированная система гравитационных стеллажей

Производство

Гравитационные стеллажи представляют собой складские конструкции, которые загружаются с одной стороны, а выгружаются с другой. При этом движение коробок или паллет по всей глубине стеллажа производится по роликам под воздействием собственной силы тяжести. Автоматические механизированные челноки в гравитационной системе ответственны только за погрузку и забор грузов с крайних точек ряда. При извлечении крайней паллеты на её место сразу же, без приложения какой-либо силы, перемещается следующая. Такие системы целесообразно использовать на оптовых складах с небольшим ассортиментом. Они позволяют использовать очень глубокие стеллажи, максимально увеличивая эффективную складскую площадь.

127

Новая производственная цепочка

43. Автоматизированный склад с системой гравитационных стеллажей

128

Умные технологии

Производство

Использование новейших технологий (создание программы для саморегуляции всех систем завода, сбор информации с помощью сенсоров и датчиков, хранение и обработка больших данных и т.п.) позволяет сделать производство более эффективным, гибким и автономным.

Компании внедряют умные системы как для всего производства, так и для отдельных процессов. Например, цифровизация производственной системы BMW Group на заводе в Регенсбурге в основном происходит в области инновационных систем автоматизации и поддержки, аддитивного производства, анализа данных и интеллектуальной логистики. Инженеры BMW используют технологию анализа данных для контроля всех болтовых соединений, связанных с безопасностью автомобиля. В настоящее время более 3000 машин, роботов и автономных транспортных систем связаны с платформой BMW IoT, которая построена на облаке Microsoft Azure048.

129

«Умная фабрика» обладает такими свойствами049:

— Производительность. По сравнению с традиционной производственной линией «умная фабрика» может более эффективно производить мелкосерийные изделия различных типов. Поскольку производственный процесс оптимизируется с помощью обратной связи и координации больших данных, коэффициент использования машин и других ресурсов повышается, уменьшается время простоя оборудования. — Экономичность и энергоэффективность. На основе анализа больших данных можно установить точные показатели производственного процесса, обеспечить стабильный уровень качества продукции и скорость изготовления. — Прозрачность. Полная информация по каждому аспекту работы фабрики доступна в режиме реального времени, что позволяет быстрее принимать точные и эффективные решения. Это также может упростить производственный план и ускорить реагирование на запросы рынка.

— Содействие интеграции. «Умная фабрика» закладывает прочную основу для более широкой интеграции и совместной работы с другими корпорациями, потребителями, логистическими компаниями и т.д. — Выгодность. Кончено, на этапе внедрения системы требуются дополнительные инвестиции, однако, стоимость информационных технологий будет постоянно снижаться, а производительность постоянно улучшаться. Эксплуатационные расходы окажутся достаточно низкими (по сравнению с обычной производственной линией) из-за гибкости и эффективности использования ресурсов и энергии. С помощью «умной фабрики» можно выгодно производить даже разовые изделия. — Изменение режима работы сотрудников. Рабочие освобождаются от рутинных задач, обслуживание и диагностика машин становится значительно проще. Возникает возможность удалённой работы.

Новая производственная цепочка

— Гибкость. Интеллектуальная система может быть автоматически перенастроена для создания нового типа продукта.

Volgabus

130

44. Интерьеры. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

MT.A / Simplex Noise

131

132

Варианты новой технологической схемы производства электробуса

Изученное оборудование было использовано при создании вариантов новой технологической схемы, в основе которой — выбор объекта для перемещения и способ его транспортировки.

Способы автоматизации перемещения

Выбор транспортного оборудования в значительной степени влияет на организацию пространства завода. Так на существующем производстве «Volgabus» использование кран-балки определило архитектурную концепцию и конструктивную схему здания. Выбор на новом заводе более современной системы для перемещения продукта, роботов или комплектующих способен задать другую пространственную схему: позволить архитекторам сделать объект более компактным, мобильным и эстетически привлекательным. Кроме того, для каждого этапа производства может быть выбрана своя уникальная система транспортировки (например, использование кран-балки может быть оправдано для подъёма каркаса в окрасочную камеру, но не для других этапов).

Производство

Для того чтобы определиться с наиболее подходящей системой транспортировки в технологической схеме производства электробуса, была составлена сравнительная таблица пяти основных способов перемещения (см. стр. 116-117). Перемещать на заводе можно не только сам продукт на разных этапах его производства, но и оборудование, и комплектующие со склада до места их установки. Выбор объекта и способ его перемещения зависит, в первую очередь, от веса перевозимого элемента.

133

Каркас электробуса весит от 4,0 до 6,0 тонн (и 18,0 тонн в готовом виде). Для того, чтобы свободно перемещать каркас или его элементы, не прибегая к дорогостоящему тяжеловесному оборудованию, необходимо уменьшить вес изделия.

Однако, алюминий является более мягким материалом, а значит для обеспечения должной степени безопасности каркаса его требуется больше — вес продукта не уменьшается достаточно для свободного перемещения его с помощью роботов-тяжеловесов. Кроме того, изменение сырья для изготовления продукта влечёт за собой необходимость закупки нового оборудования и значительного изменения технологии производства. В то же время, самый тяжёлый из роботов весит не более 4,7 тонн051 (вес роботов KUKA колеблется от 0,5 до 4,7 тонн), что значительно легче электробуса практически на каждом из этапов его производства. Было принято решение сосредоточиться на разработке системы перемещения роботов, минимально передвигая во время сборки сам продукт.

Новая производственная цепочка

Одним из вариантов уменьшения веса продукта является изменение сырья для его производства: например, замена металлического каркаса алюминиевым. По такому пути пошли производители Hess. Шведская компания изобрела систему кузова из экструдированного алюминия CO-BOLT050, которая позволяет просто привинчивать сборку конструкции без сварки. Система образована прессованными алюминиевыми профилями со специальными С-образными каналами, соединенными соответствующими угловыми элементами и зажимными пластинами. Самонесущая конструкция кузова состоит из двух больших основных профилей, профиля рамы крыши и профиля боковой стенки; они связаны рядом меньших профилей. Верхняя часть корпуса полностью сформирована этими профилями и не требует дополнительной обшивки.

134

Схемы перемещения между производственными процессами

Компактность технологии

Влияние на конструктивную схему здания

Позволяет создавать многоярусную конструкцию

Требует использования несущих конструкций здания либо установки собственных

Позволяет создавать многоярусную конструкцию

Требует ровного покрытия

Определяет жёсткую линейную однонаправленную структуру здания

Требует устройства фундамента

Позволяет создавать многоярусную конструкцию с вариативной системой организации пространства

Требует устройства фундамента

Позволяет создавать вертикальную планировку с вариативной системой организации пространства и снижением S застройки

Требует устройства фундамента

Определяет жёсткую линейную однонаправленную структуру здания

Требует ровного покрытия

1. Конвеерная система с верхним подвесом Power&Free

2. Конвеерная система с рельсовой системой Tow Low

3. Кран-балка

4. Вертикальные лифтовые системы прямолинейные

Производство

5. Вертикальные лифтовые системы с вращением

6. Системы стабилизации и позиционирования

Возможная нагрузка

Индивидуальность производства

Применимость на этапах производства

Сложность транспортировки

7,2 тонны

Система используется в большинстве автомобильных производств, в автобусном — требует адаптации

Не ограничен

Система используется в производстве автобусов

32,0 тонны

Индивидуальность изготовления зависит от масштаба производства

—

Индивидуальность изготовления зависит от масштаба производства

—

Индивидуальность изготовления зависит от масштаба производства

32,0 тонны

Система используется в большинстве автомобильных производств, в автобусном — требует адаптации

Новая производственная цепочка

135

136

«Юнит»

В основу предлагаемой технологической цепочки лёг «Юнит» — универсальная объемно-пространственная единица, включающая место автоматизированной и ручной сборки, а также оборудование для сборки электробуса. Расположенный в центре камеры каркас (12,0 м х 3,0 м) задаёт размерную сетку модуля. На существующем заводе во Владимире при объёме выпуска — 1 000 ед. в год в месяц производится 83 электробуса. Получается, что на площади 50 000,0 м2 для изготовления одного автобуса используется примерно 602,5 м2 завода — на площадке такого размера можно разместить целых 16 электробусов. Предварительные расчёты показали, что при переходе на систему «Юнитов» для производства одного электробуса будет требоваться не 602,5 м2 завода, а 217,0 м2. На основе рассмотренных выше способов автоматизации перемещения были разработаны четыре принципиальных варианта пространственной комбинации «Юнитов» между собой, а также с другими функциональными зонами завода: две горизонтальные и две вертикальные.

Производство

В каждой из предложенных схем перемещаться могут как роботы, так и продукт (между модулями, в камеру окраски, камеры тестирования).

«Юнит», универсальный производственный модуль, аксонометрия

137

6 000

3 000

15 000

4 500

Буферная зона 1 500

21 000

«Юнит», универсальный производственный модуль,

Новая производственная цепочка

схема

Условные габариты промышленного робота,

Условные габариты электробуса,

r 3 000

12 0000 х 3 000

138

АБК Склад сырья / комплектующих Части кокона Части кокона

Вертикальные коммуникации

Кондуктор

Склад ЛКМ

Кондуктор

Склад сырья / комплектующих

Покраска Досборка Зона тестирования

Досборка

Тест Тест

АБК / Склад

Зона лакокрасочных работ

Зона сборки

Вариант 1

Производство

Зона сварки

Принятая на заводе «Volgabus» линейная схема производства (сварка, сборка «чёрного кузова» с помощью кондуктора, окраска, досборка и тестирование) переложена на новую модульную систему, которая позволяет сделать производство более компактным и легко масштабируемым в случае необходимости увеличения объёма выпуска продукции.

139

АБК Склад сырья / комплектующих Части кокона / досборка Кондуктор

Склад ЛКМ Склад сырья / комплектующих

Кондуктор Покраска Тест Тест

Вариант 2

Предлагается использовать универсальный модуль как для сварки каркаса, так и для этапа сборки. Роботы сменяют друг друга, выполняя необходимые операции согласно налаженной последовательности и ускоренному такту, позволяя ещё больше экономить пространство.

Новая производственная цепочка

Части кокона / досборка

140

Склад сырья / комплектующих Части кокона / досборка Кондуктор Вертикальные коммуникации

Склад сырья / комплектующих Покраска

Лифтовая система

Склад ЛКМ Тест

Зона тестирования

АБК / Склад

Зона лакокрасочных работ

Зона сборки

Вариант 3

Производство

Зона сварки

При расположении «Юнитов» друг над другом можно сделать участок застройки ещё компактнее, а значит сэкономить на аренде земли. Лифтовая система, перемещающая электробус между модулями операций как вертикально, так и горизонтально, может стать визуальным акцентом сооружения. Однако такая система требует значительного укрепления фундамента и разработки уникальной лифтовой конструкции с большой грузоподъёмностью.

141

Склад ЛКМ Покраска

Кондуктор

Платформыманипуляторы

Части кокона АБК

Тест

Досборка Склад ЛКМ

Части кокона

Кондуктор

Покраска

Части кокона АБК

Склад сырья / комплектующих

Вариант 4

Платформа-манипулятор может использоваться для вертикального перемещения продукта между расположенными друг над другом модулями, позволяя заводу практически неограниченно расти вверх.

Новая производственная цепочка

Склад сырья / комплектующих

Досборка

142

Новая технологическая схема

Каждая из предложенных схем сочетания модулей может быть доработана и положена в основу архитектурной концепции, однако, было решено сосредоточиться на разработке технологии, которая бы позволила минимально перемещать продукт на всех этапах производства. Статичное размещение каркаса должно снизить риск его деформации, смещения элементов.

Производство

Главной задачей стала детальная разработка «Юнитa» для этапа сборки: уточнение его размеров, мест расположения роботов (а также принципа их смены и перемещения), размещение модуля в структуре завода, сочетание с другими функциональными пространствами. Для разделения операций на этапы, подбора и типизации требуемого оборудования была изучена технологическая карта этапа сборки.

«Юнит», доработанная схема производственного модуля, аксонометрия

143

Основные характеристики «Юнитa»:

Роботизированное оборудование в структуре «Юнитa» разделено на два основных типа по зонам доступа:

- шарнирные роботизированный руки, размещающиеся на мобильных стеллажах;

Габариты

За основу взяты габариты покрасочной камеры, установленной на существующем производстве, с многоуровневым принципом размещения роботов.

Стабилизация кокона

Белый кокон устанавливается на неподвижную площадку на отм. +/- 2.800. Датчики сверху проводят оцифровку положения кокона по реперным точкам. Их значения передаются роботам. Далее роботы калибруются по меткам и машинному зрению. Данная технология используется на заводе Audi Smart Factory и при производстве Airbus A320. Для большей точности возможно проведение полного 3D сканирования кокона, выявляющее все возможные отклонения по раме, чтобы оборудование работало с учётом погрешностей её геометрии.

Сеты роботов

При попытке распределить операции существующей на заводе «Volgabus» технологии сборки стало понятно, что требуемый объём оборудования невозможно уместить в модуле одновременно. Необходимо несколько комплектов роботов – сетов, которые могут менять друг друга. Роботы крепятся к мобильным конструкциям – «этажеркам». Подобная система используется в авиастроении. Этажерки, в свою очередь, могут крепиться к жёсткой статичной конструкции – раме портального робота.

Новая производственная цепочка

- портальный робот, доставляющий комплектующие для установки на крышу электробуса.

144

Производство

45. Позиционирование тележек с помощью лазера. Audi Smart Factory

46. Позиционирование робота с помощью лазера. Производство Airbus A320

145

Новая производственная цепочка

47, 48. Мобильные стеллажи. Производство Airbus

Производство

146

147

Мобильность

Для передвижения сетов с роботами используются тележки KUKA Omnimove с грузоподъемностью 90 т. За счёт установленных «колёс Илона» тележка медленно перемещается в ограниченном пространстве и любом направлении, обеспечивая точность доставки перевозимого элемента до 5 мм. В конечной точке этажерка фиксируется выезжающими штырями из пола (и, возможно, потолка), а также крепится к раме портального робота, что предотвращает возможные шатания этажерки во время работы.

Модульность

Таким образом, складывается система из: — Неподвижных «операционных столов» с позиционированным коконом; — Статичной рамы портального робота; — Мобильных сетов роботов;

— Мобильных сетов со складскими этажерками с паками комплектующих под каждый сет роботов.

Выбранная технология требует доработки с привлечением эксперта по автоматизированному оборудованию: необходим подбор конкретных роботов для каждого сета.

49. Автоматическая тележка KUKA omniMove. Производство Airbus

50. Фиксация автоматической тележки KUKA omniMove

Новая производственная цепочка

— Мобильных сетов «пустых этажерок», которые позволяют совершать операции с ручным трудом;

148

Производство

Функциональные режимы универсального производственного модуля

05 02

149

01. Производственный модуль автоматизированной сборки, режим сборки частей каркаса кокона на кондукторе 02. Производственный модуль автоматизированной сборки, режим сборки с использованием паков с деталями 03. Производственный модуль ручной сборки, режим подсборки

04. Производственный модуль, режим Зона тестирования 05. Зона комплектации паков с деталями 06. Зона комплектации паков с деталями / Склад / Административно-бытовой комплекс 07. Административно-бытовой комплекс

Новая производственная цепочка

06 03 07 04

Volgabus

150

151

MT.A / Simplex Noise

51. Перед установкой кокона. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

Volgabus

152

Архитектура

MT.A / Simplex Noise

153

154

Как уже было сказано, при проектировании здания завода первостепенным является формирование технологической цепочки: сбор требований и ограничений к каждой функциональной зоне и их сочетанию. Выявленные параметры учитываются при разработке технического задания. Но на архитектурную концепцию оказывают влияние и другие факторы. Например, учёт существующих тенденций в области промышленного строительства позволяет сделать здание современным и уникальным, не похожим на привычную «коробку».

Факторы, оказывающие влияние на пространственную организацию и конструктивную схему завода:

Новая технологическая схема с использованием «Юнитов» не привязана к конструктивной схеме здания. Основными требованиями к пространству становятся: минимальное количество опор и ровная поверхность пола.

Архитектура

Для каждого блока завода (администрация, склад, цеха, тест) могут использоваться здания различной типологии и конфигурации. И для каждого из пространственных модулей — своя стратегия перемещения и повторного использования как отдельных элементов конструкций и материалов, так и готовых объёмов здания.

При необходимости перемещения завода для выполнения локальных заказов:

155

— Технологическая схема в части систем перемещения элементов. Она определяет размер завода, этажность, необходимость укрепления фундаментов, организации больших пролётов, ровного пола для автоматизированных тележек и т.д.; — Специальные требования к отдельным этапам производства. Выбор материалов, сочетание функциональных зон, необходимые инженерные системы определяются классом опасности производственных процессов. В ходе проектирования возможна группировка зон со схожими характеристиками; — Наличие или отсутствие людей. Учёт требований к безопасности и обеспечению комфортных условий для работы. Предотвращение и снижение риска ошибки системы или человеческой ошибки ; — Объём выпускаемой продукции — необходимое количество модулей и их функция. Конструктивная схема завода должна иметь возможность развития-масштабирования в зависимости от требуемого объёма выпуска: увеличения числа производственных модулей, площади склада и АБК; — Требования местного законодательства в части строительных нормативов. Требования к объекту (несущим конструкциям, инженерным системам, пожарной безопасности) определяются нормативами, которые могут значительно отличаться от страны к стране; — Климат. Учёт нагрузки от выпадающих осадков, защита от жары или холода; — Экологичность и энергоэффективность. Сертификация по стандартам LEED/BREEAM или применение рекомендованных решений без прохождения формальной процедуры;

— Мобильность. Стратегия перевозки завода или его отдельных частей: сборность-разборность конструкций, возможность повторного использования материалов каркаса и оболочки здания; — Автономность. Независимость от подключения к инженерным сетям.

MT.A / Simplex Noise

— Соответствие архитектурным тенденциям. Желание не ограничиваться стандартными для промышленного объекта архитектурными решениями — использование передовых материалов и конструктивных решений, которые не влияют на качество производимого продукта, но создают запоминающийся визуальный образ здания. Привлечение именитого архитектора — потенциал создания иконического объекта.

Архитектура

156

Подходы к проектированию и строительству

MT.A / Simplex Noise

157

158

Главное на фабрике — технология, и, зачастую, неважно в какую конкретно «коробку» поместить даже самое высокотехнологичное производство. Такие параметры как эстетика, уникальность и энергоэффективность остаются дополнительными и необязательными для выполнения, однако отражают позиционирование бренда, влияют на его образ и даже капитализацию.

Архитектура

Тенденции промышленной архитектуры для автоматизированных производств.

Анализ производств с точки зрения архитектуры и дизайна позволил выявить несколько тенденций:

159

— Принцип «круговой экономики». Согласно этому принципу фабрика должна состоять из полностью перерабатываемых материалов. Проектирование сборно-разборной конструкции, которая легко адаптируется к новым сценариям использования, а также легко транспортируется; — Вписанность в ландшафт. Промышленное сооружение не должно отрицательно влиять на визуальную среду (будь то неурбанизированный пригород или городская застройка); — Фабрика как лицо компании. В интерьере и экстерьере промышленного объекта отражается философия бренда, его отношение к производимому продукту, клиентам и рабочим.

Подходы к проектированию и строительству

— Минимизация отрицательных последствий. Заводы становятся всё более экологичными: снижается количество вредных выбросов, используется альтернативная энергия солнца/ветра, используются преимущества участка, перерабатываемые и экологически безопасные материалы;

160

Минимизация отри- Современные компании приоритетной задачей ставят снижение негативных последцательных послед- ствий от своего производства: ствий — Уменьшение процента вредных выбросов в окружающую среду. Для этого устанавливаются особо мощные и современные системы фильтрации. — Производственные и сопутствующие процессы потребляют большое количество энергии. Чтобы частично сократить потребление энергетических ресурсов здания фабрики оснащаются оборудованием по преобразованию окружающих ресурсов в энергию: солнечные батареи, ветрогенераторы, система фильтрации дождевой воды.

Volvo

Общая стратегия компании Volvo заключается в переводе всех производственных мощностей в климатически-нейтральный режим к 2025 году. В 2017 году компания установила 15 000 солнечных батарей на заводе в Генте (Бельгия). Там же используются и ветроэнергетические установки, которые обеспечивают 11 % от общей выработки электроэнергии. В 2016 году завод ввёл в эксплуатацию систему отопления, которая снижает выбросы углерода на 40 % – что в ежегодном измерении приравнивается к 15 000 тоннам CO2052. С 2008 года компания перевела завод по сборке двигателей в Шёвде (Швеция) на системы теплоснабжения, использующие возобновляемые источники энергии, благодаря чему он стал первым производством компании, не оказывающим влияние на климат053.

Maclaren

На заводе Maclaren054, 055 (Суррей, Англия, арх. Foster + Partners) технологический центр использует озеро для своей системы охлаждения. Здание оборудовано низкоэнергетической системой вытяжной вентиляции, на уникальной крыше установлены фотоэлектрические панели и система сбора дождевой воды.

Архитектура

Кроме того, при проектировании решалась задача снижения визуального воздействия на среду. Здание минимальное по этажности: чтобы свести к минимуму влияние проекта, высота сооружения была ограничена, чтобы она не превышала высоту окружающих деревьев. Было проведено восстановление древесных ресурсов на территории участка (ранее на участке были вырублены деревья, проект предусматривал их компенсацию).

52. Завод Volvo Гент, Бельгия

53, 54. Завод Maclaren. План территории и общий вид Foster + Partners Суррей, Англия, 2004

Подходы к проектированию и строительству

161

162

Пример полной автономии можно встретить в Роттердаме, где открылась плавучая молочная ферма056. Солнечные батарей обеспечивают ферму электричеством, а пресную воду животные получают через интегрированную систему сбора и фильтрации дождевой воды. Помимо этого, ферма оборудована автоматизированной системой дойки, кормления и уборки. Таким образом производственный модуль автономен, мобилен и удобен для небольших объемов производства.

Aerzen

Ещё одним примером полностью автономной фабрики является здание компании Aerzen (Коуствилл, Пенсильвания)057. Построенная в 2007 году штаб-квартира удостоилась золотого сертификата LEED.Здание работает исключительно на солнечной энергии. Стены сделаны из оштукатуренных соломенных тюков, которые закупают на ферме, расположенной в 10 милях от завода.

Архитектура

Плавучая ферма

55. Плавучая ферма. Goldsmith Роттердам, Нидерланды, 2018

56. Фабрика Aerzen. Коуствилл, Пенсильвания, США, 2008

Подходы к проектированию и строительству

163

164

«Круговая экономика»

«Круговая экономика» нацелена на сохранение ценности продуктов, материалов и ресурсов, возвращая их обратно в производственный цикл после их использования и сводя к минимуму образование отходов. Принципы круговой экономики предполагают планирование дальнейшей участи отходов исходя из жизненных циклов продуктов. Следуя принципам «круговой экономики» можно выявить и «круговую архитектуру».

Архитектура

Конечно, при проектировании и строительстве нужно использовать самые экологичные и перерабатываемые материалы (использовать уже переработанные или подлежащие переработке). Однако, с точки зрения экологичности, правильнее всего не строить новое здание вообще, а использовать повторно уже существующее.

57. Павильон из повторно используемых материалов. Encore Heureux Париж, Франция, 2015

58. Павильон Raum. Overtreders W. Утрехт, Нидерланды, 2019

165

При создании павильона в Париже, использовались ненужные другим материалы, уже выполнившие свою изначальную функцию. Фасад сделан из старых входных дверей, а минеральная вата, полученная с демонтированной крыши супермаркета, обеспечивает изоляцию внутри стен. Кроме того были использованы: плексиглас, ошибочно заказанный мэрией; фанерные доски, ранее использовавшиеся для выставки; дубовые рейки, оставшиеся от проекта строительства офиса058.

В павильон RAUM (Утрехт, Нидерланды) архитекторам было важно предусмотреть, что произойдет с их проектами после окончания срока службы.Павильон можно легко демонтировать и перевести на другое место. Конструкция выполнена из дерева и обшита панелями из поликарбоната, которые крепятся к деревянной раме с помощью ярко-желтых болтов, которые обеспечивают легкость сборки. Павильон очень энергоэффективен, так как фотоэлектрические панели на крыше помогают снизить потребление энергии, а облицовка сохраняет тепло. Пол павильона облицован переработанными пластиковыми панелями, которые опираются на деревянные балки на бетонном основании059. 58

Подходы к проектированию и строительству

166

Адаптивность и модульность

Студент из Гарварда создал проект адаптивного дома, конструкция которого запрограммирована так, чтобы менять внутреннюю планировку, а также высоту и габариты здания в течение одного дня060.

Архитектура

Архитекторы гонконгского бюро OVA Studio придумали отель, напоминающий игру «дженга»: башню из арматур, в которую вставляются переработанные транспортные контейнеры. Проект, получивший название Hive-Inn , позволяет владельцам отеля изменять его в зависимости от текущих потребностей. Блоки могут использоваться не только в качестве отеля, но и офисов, квартир. Контейнеры могут неоднократно повторно переезжать вместе с жильцом – владельцем такого модуля061.

Транспортные контейнеры предоставляют универсальный готовый модуль для архитекторов всего мира. Проект, разработанный для кофейни Starbucks в Тайване архитектором Кенго Кума стал одним 45 проектов контейнерных кофеен, принадлежащих бренду062. Компания инвестирует в такие сборные модульные магазины в рамках своей деятельности по повышению экологической устойчивости.

59. Студенческий проект адаптивного дома. Stanislas Chaillou Гарвард, Массачусетс, США

60. Проект гостиницы из контейнеров Hive-Inn. OVA Studio Гонконг, Китай, 2014

167

61. Кофейня Starbucks. Kengo Kuma Тайвань, 2018 61

Подходы к проектированию и строительству

168

Ещё одним из примеров адаптивности и цикличности использования модулей в архитектуре является программа IFD (Industrial, Flexible and Demountable Building – промышленное, изменяемое и демонтируемое здание), которая появилась в Нидерландах в конце XX века и являлась совместной инициативой SEV (Steering Committee for Experiments in Housing) с Министерством экономики (EZ) и Министерством жилья, пространственного планирования и окружающей среды (VROM). Первые результаты программы были представлены весной 1999 года. Она не получила большого распространения и развития, но позволила в значительной степени акцентировать внимание на возможности изменения строительного процесса в целом – формирования нового подхода063.

Параметры, которыми должно обладать здание согласно концепции программы:

Архитектура

— Быть произведённым на промышленном производстве – для достижения высокого уровня качества элементов и здания в целом, а также для упрощения процесса производства; — Иметь предусмотренную на этапе проектирования и производства возможность изменения/гибкой трансформации – для изменения внутренних пространств без демонтажа; — Быть сборно-разборным – не теряющим своих свойств в случае перемещения здания или его элементов, изменения конфигурации.

169

Здания, отвечающие концепции IFD, возводились или разрабатывались по всему миру, вне зависимости от нидерландской программы – становясь иллюстрацией возможности реализации заложенных в программе принципов. Наиболее известный пример – здания в Японии, созданные в рамках увлечения архитекторов идеями метаболизма064. Основной принцип IFD: использование при строительстве здания методов, принятых в промышленном производстве, когда дом “по частям” – модулям изготавливается на заводе, а на месте его размещения производятся только монтажные работы.

Ответом на эту проблему в том числе и стала программа IFD – была предложена технология, по которой можно создавать гибкое, сборно-разборное здание, способное подстраиваться под желания заказчика за счёт возможной смены фасадных модулей.

Подходы к проектированию и строительству

Такой метод строительства, известный и до создания программы, идеален для локаций и условий, где требуется быстрое возведение объектов взамен пострадавших, например, после военных конфликтов или природных катастроф. Однако при строительстве в менее экстремальных обстоятельствах, компания зачастую даже не рассматривает такие быстровозводимые конструкции и методы производства модулей. Т.к здание, произведенное, хоть и частично, на «конвеере» остаётся промышленным изделием и не может придать зданию индивидуальности и уникальности.

170

Визуальное восприятие промышленного сооружения

Производственные сооружения редко бывают компактными – большие ангары занимают много места, что сказывается на визуальном восприятии. Чтобы минимизировать урон от возведения огромного здания архитекторы использует несколько приемов: делают здание минимальной этажности (как уже упомянутый производственный центр спортивных автомобилей фирмы Maclaren); помещают несколько уровней под землей; используют сочетающиеся с ландшафтом колористические решения и материалы.

Архитектура

Так, на фабрике оливкового масла Olisur (Сантьяго, Чили) цветовое решение сочетается с природой, форма здания повторяет окружение, а на деревянный фасад спроецированы линии деревьев. Его дизайн призван имитировать старую практичную жилую архитектуру центральных чилийских долин. Конструкция выполнена из бетона с покрытием из дерева и стекла065.

62. Фабрика по производству оливкового масла Olisur. GH + A Чили, 2008

Здание винодельни Dominus Winery (Долина Напа, Калифорния, США, арх. Herzog & de Meuron) полностью интегрируется в ландшафт не только за счёт своей конфигурации, но и использования необычных материалов в качестве ограждающих конструкций066. Габионы – проволочные контейнеры, заполненные камнями (местным базальтом) – изолируют помещения от жары днём и холода ночью. Сетки заполнены разным количеством камней, поэтому части стен очень непроницаемы, в то время как другие пропускают свет: естественный свет проникает в комнаты днём, а искусственный освещает виноградник ночью.

63. Винодельня Dominus. Herzog & de Meuron Напа, Калифорния, США, 1997

Подходы к проектированию и строительству

171

172

Здание завода — лицо компании

Большие корпорации стремятся через свои фабрики показать статусность, философию бренда, отношение к сотрудникам и клиентам. Этого можно достичь несколькими способами:

— Показать свою заботу о планете, заслужить уважение клиентов и экологов. Соответствие уже рассмотренным экологическим трендам в архитектуре: возобновляемые ресурсы, перерабатываемые материалы и т.д. Сертификация по стандартам LEED или BREAM не обязательна, но помогает выстроить эффективный экологический менеджмент и добавить компании дополнительных «очков» среди конкурентов. — Переносить концепцию и миссию производства в интерьерные решения. Используемые материалы могут передавать характеристики производимого продукта, соответствовать ему по стилю. А такие характеристики как «прозрачность производства» подкрепляться устройством видовых площадок, стеклянных перегородок. — Уважать своих сотрудников, предоставлять им комфортные условия для работы. Сохранения уютных офисов даже на самом высокотехнологичном роботизированном производстве, приятного интерьера, трансляция идей компании в административных помещениях, устройство видовых точек, вдохновляющих работников.

Архитектура

— Привлекать архитектурные студии «с именем», рассчитывая получить уникальное и узнаваемое здание, которое заслужит внимание не только потенциальных клиентов, но и всех интересующихся архитектурой людей.

64. Стеклянная фабрика AGP. V.oid Architecture Перу, Лима, 2016

Подходы к проектированию и строительству

173

174

Архитектура

Стеклянная фабрика AGP

Главным клиентом фабрики является Tesla — здесь производится самое большое лобовое стекло для электрических автомобилей. Новое предприятие призвано завоевать доверие зарубежных клиентов, в основном базирующихся в Европе и Америке. Архитектор поясняет свою идею: «AGP производит автомобильные лобовые стёкла, поэтому чистота имеет решающее значение. Белый эпоксидный пол и затемнённая эластичная ткань для стен и потолка усиливают эту идею для инженеров и операторов»067. Производственные офисы расположены над обширным машинным залом, откуда сотрудникам видна вся производственная линия. Стеклянный мост простирается от этого офиса через зал, являясь смотровой площадкой. Пространство, организованное таким образом, должно вдохновлять сотрудников, транслировать для них идею прозрачности и чистоты.

65, 66. Стеклянная фабрика AGP. V.oid Architecture Перу, Лима, 2016

Подходы к проектированию и строительству

175

176

В построенном в 2018 году ликёро-водочном заводе, как и в большинстве рассматриваемых примеров, находят отражение сразу несколько тенденций современной промышленной архитектуры. Здание вписано в ландшафт, является современным и узнаваемым, а материалы подтверждают суть компании — сочетание старинных и новейших технологий при производстве ликёра (стекла, металла и дерева)068.

Архитектура

Ликёро-водочный завод Macallan

177

Подходы к проектированию и строительству

67, 68, 69. Ликёро-водочный завод Macallan. Rogers Stirk Harbour + Partners Великобритания, 2018

178

Архитектура

Обувная фабрика Berluti

Здание сейсмоустойчивое из-за особенностей региона, но массивных конструкций не видно — деревянные рейки создают ощущение лёгкости и воздушности. Деревянный фасад пригоден для переработки, со временем должен потемнеть и ещё больше вписать здание в среду. Стеклянные витрины демонстрируют происходящий внутри здания производственный процесс. В интерьере использованы панели из бука, дерева, которое применяется при изготовлении обуви069.

179

Подходы к проектированию и строительству

70, 71, 72. Обувная фабрика Berluti. Barthélémy Griño Architectes Феррара, Италия, 2015

180

Архитектура

Мусоросжигательный завод

Здание завода привносит динамику в индустриальный и монотонный пейзаж небольшого датского города. Его фасад состоит из двух слоев: внутренний слой служит климатическим барьером, а наружный слой выглядит более экспериментально благодаря отделке алюминиевыми плитами цвета умбры и произвольному узору с вырезанными лазером отверстиями070. Ночью установленное между двух фасадов освещение придает зданию дополнительный оттенок и смысл: завод превращается в маяк, символически изображающий процесс производства энергии. Несколько раз в час искра света медленно превращается в горящее пламя, освещающее все здание целиком. Когда метафорический огонь угасает, здание становится похожим на тлеющие угли071.

73, 74, 75. Мусоросжигательный завод. Erick van Egeraat Роскилле, Дания, 2014

Подходы к проектированию и строительству

181

182

Стеклянная фабрика Volkswagen AG

Все пространства фабрики устроены таким образом, чтобы процесс сборки был просматриваемым со всех сторон. Это является ведущей философией компании — показать и рассказать покупателям о процессе, предоставить доказательства качества сборки072.

Архитектура

В центральном объеме здания (цехе сборки) проходит конвейерная линия, расположенная на двух уровнях, связанных лифтом. Оборудованние движется по фабрике за счет магнитов, расположенных в полу. Внутри овала конвеерной линии располагаются два стеклянных цилиндра, где проходят деловые встречи или экскурсии по производству.

76, 77, 78. Стеклянная фабрика Volkswagen. Gunter Henn Дрезден, Германия, 2001

Подходы к проектированию и строительству

183

184

Здание, спроектированное бюро Захи Хадид, является активным центром и мозгом всего производственного комплекса. Оно расположено между тремя производственными цехами. Здесь сходятся и разветвляются все потоки: рабочие и клиенты. Этот динамический фокус — точка слияния и кульминации различных сходящихся потоков — нашёл отражение в динамической пространственной системе здания073.

Архитектура

Центральное здание завода BMW

79, 80, 81. Центральное здание завода BMW. Zaha Hadid Architects Лейпциг, Германия, 2005

Подходы к проектированию и строительству

185

186

Архитектура

Модная фабрика Aimer

На первый взгляд прямоугольное здание на самом деле состоит из нескольких объектов с разными функциями: производственных цехов, конференц-центра, лобби, музея, офисов, общежития для работников и, самое главное, протяжённого внутреннего двора с системой мостов на разных уровнях. Объект призван служить для создания не только продуктов, но и сообщества людей, которые тут живут и работают074. На фабрике создают нижнее бельё, и фасад здания сочетает в себе его характеристики: покрытие и прозрачность.

82. Модная фабрика Amier. Crossboundaries Пекин, Китай, 2014

Подходы к проектированию и строительству

187

Архитектура

188

Конструктивные схемы и материалы

MT.A / Simplex Noise

189

190

Несущие конструкции определяют характер строительный сооружений, их возведение, существование, взаимодействие. Концептуальное проектирование несущей конструкции является обязательной составляющей собственно архитектурного проекта.

Архитектура

Современные производства размещаются в многоэтажных и одноэтажных зданиях, схемы и конструкции которых достаточно многообразны. В промышленных зданиях по сравнению с другими наиболее существенно влияние технологии производства на конструктивную схему каркаса, и поэтому часто конструктивная форма полностью определяется габаритами и расположением оборудования, внутрицеховым транспортом, путями перемещения деталей и готовой продукции. Каркас - комплекс несущих конструкций, воспринимающий и передающий на фундаменты нагрузки от веса ограждающих конструкций, технологического оборудования, атмосферные нагрузки и воздействия, нагрузки от внутрицехового транспорта (мостовые или подвесные краны), температурные технологические воздействия и т.д.

Общими требованиями к каркасам промышленных зданий являются:

Помимо общих требований к каркасу, основными направлениями исследования в контексте разработки конструктивных решений и подбора материалов являлись:

191

— Удобство обслуживания и ремонта производственного оборудования, что требует соответствующего расположения колонн, подкрановых путей, связей и других элементов каркаса; — Нормальная эксплуатация подъемных механизмов, включая доступность осмотра и ремонта; — Необходимые условия аэрации и освещения здания; — Долговечность конструкций, которая зависит в основном от степени агрессивности внутрицеховой среды;

— Концепция сборно-разборности; — Концепция мобильности; — Концепция экологичности; — Концепция назначения модуля.

Конструктивные схемы и материалы

— Относительная безопасность при пожарах и взрывах.

192

Сборно-разборные (модульные) конструкции

Сборно-разборные конструкции подразумевают разъёмные соединения, позволяющие осуществлять разборку конструкций и повторный многократный монтаж их на новом месте.

В качестве сборно-разборных каркасов могут быть представлены: — Легкие стальные тонкостенные конструкции (ЛСТК); — Стальные конструкции на болтовых соединениях;

Архитектура

— Стале-деревянные конструкции на болтовых соединениях.

85. Пример применения ЛСТК075

193

Плюсы ЛСТК:

— Легкий вес; — Малый вес сборочного элемента при больших пролетах; — Быстрый монтаж; — Малая материалоемкость.

Минусы ЛСТК:

— Гибкость тонкостенных элементов — повреждаются при перевозке и при циклах сборки-разборки; — Предел огнестойкости REI – менее 8 минут, для пожароопасных и взрывоопасных помещений требуют дополнительной конструктивной огнезащиты. После нанесения конструктивной огнезащиты конструкции перестают быть сборно-разборными; — Не способны нести значительные нагрузки при больших пролетах и высоте; — Не ремонтопригодны – требуют замены элемента; — При повреждении элемента малая вероятность найти аналогичную замену у другого производителя в другой стране, т.к. элементы крепежа, профильный рисунок, перфорация элементов разнится от производителя к производителю.

ЛСТК подходят для:

складских и административных помещений, для внешней ненагруженной оболочки производственных помещений.

Конструктивные схемы и материалы

ЛСТК

194

Стальные конструкции076

Плюсы стальных конструкций:

— Легко переносят циклы сборки-разборки при соединениях на болтах; — Переносят транспортировку; — Ремонтопригодны; — Быстрый монтаж; — Способны воспринимать значительные нагрузки при больших пролетах и высоте; — Легко изготовить замену элемента в любой стране при повреждении или потере в процессе транспортировки.

Минусы стальных конструкций:

— Предел огнестойкости REI – 8-15 минут. Подходят для покрытий пожароопасных и взрывоопасных помещений. Для основных несущих конструкций пожароопасных и взрывоопасных помещений требуют дополнительной конструктивной огнезащиты; — Дороговизна;

Архитектура

— Значительная материалоемкость при больших пролетах и нагрузках; — Значительный вес сборочного элемента при больших пролетах и нагрузках. Стальные конструкции подходят для:

АБК, складских, производственных помещений.

86. Пример применения конструкций из стали077

195

Стале-деревянные Плюсы стале-деревянконструкции078 ных конструкций:

— Легко переносят циклы сборки-разборки при соединениях на болтах; — Переносят транспортировку; — Ремонтопригодны; — Быстрый монтаж; — Способны воспринимать значительные нагрузки при больших пролетах и высоте; — Легко изготовить замену элемента в любой стране при повреждении или потери в процессе транспортировки;

Минусы стале-деревянных конструкций:

— Требуют индивидуального изготовления – врезки стальных узлов в сечения деревянных конструкций; — В России ограниченно разрешены к использованию для строительства (ИЖС, малоэтажное и временное (непроизводственное) строительство); — Дороговизна.

Стале-деревянные конструкции подходят для:

87, 88. Пример применения стале-деревянных конструкций079, 080

АБК, складских, производственных помещений.

Конструктивные схемы и материалы

— Малая материалоемкость.

196

Влияние назначения модуля на нагрузки

В ходе исследования функционально-пространственной организации завода были выделены три основных по назначению модуля: — Административно-бытовые помещения; — Производственные площади;

Назначение модуля влияет на тип распределения нагрузок, а значит и конструктивную схему здания.

— Складские площади;

Архитектура

Требовалось определить возможные решения конструктивных схем для этих модулей. Для административно-бытовых характерно равномерное распределение нагрузок на пол в пределах 3 кН/кв.м. Для складских площадей характерно равномерное распределение нагрузок на пол, однако больших величин - до 30 кН/кв.м. Конструкции производственных площадей подразумевают восприятие точечных значительных нагрузок как на пол, так и на покрытие (подвес оборудования, кран-балки, манипуляторов, роботов KUKA). Вес кокона — 60 кН, вес робота до 45 кН. Если сравнивать значения минимальной несущей способности насыпных грунтов (на примере условной площадки размещения производства) равную 150 кПа и значения предполагаемых нагрузок на основание, можно сделать вывод, что модули административно-бытовых помещений и даже складских помещений могут быть размещены без фундамента с устройством силового пола (монолитный железобетонный пол или пол из сборных железобетонных плит по уплотненному основанию заданной прочности), а модули производственных площадей требуют фундамента.

197

Влияние назначения модуля на объемную компоновку:

— Административно-бытовые помещения не требуют больших пролетов и высоты; — Складские помещения требуют большой высоты и не требуют больших пролетов (максимальный габарит складируемого материала + проезд);

Сложности для перемещения конструкций, здания или его частей, возникают не в части транспортировки оболочки и каркаса, а в системе фундаментов и силового пола. Фундаменты и силовые полы — монолитные или сборные железобетонные конструкции, которые должны удовлетворять показателям качества и прочности, и которые не могут быть мобильны, и, согласно требованиям, должны быть переработаны при демонтаже. Для осуществления перевозки здания и его элементов, можно использовать морские контейнеры. Причём часть инженерных систем целесообразно изначально «упаковывать» в контейнер и не вынимать из него во время эксплуатации на производстве. Таким образом контейнер и оборудование образуют неразрывную и удобную для перемещения систему.

Конструктивные схемы и материалы

Мобильность

198

Перерабатываемые материалы

Согласно статистике, при сносе здания образуются строительные отходы в следующем соотношении:

Возведение большого предприятия сопряжено с использованием и последующей утилизацией большого количества строительного материала. В странах Евросоюза существуют высокие требования к обращению со строительными отходами, в том числе с ломом железобетонных конструкций.

— Битый кирпич – 63 % — Бетон и железобетонные изделия – 26 % — Древесина – 4 % — Металлолом – 1 % — Прочие строительные отходы – 6 %

Архитектура

При строительстве здания необходимо задумываться о переработке и возможном повторном использовании материалов после демонтажа. Наиболее экологичные материалы сертифицируются и отбираются в специальные справочники. В РФ наиболее «зелёные» материалы можно найти в GREEN BOOK081 — каталоге экологически безопасных материалов, разработанном по поручению МинПрироды и Правительства России. К самым перерабатываемым материалам относят сборный бетон, переработанную сталь, алюминий. Также при строительстве могут применяться нестандартные «зелёные» материалы, такие как газетное дерево, картон, солома, кровавый кирпич, бамбук, конопля и т. д.082 Наряду с ними используют материалы из мусора: прессованные пакеты в брикетах, винные пробки, стеклянные бутылки и т.д.. Так как во многих странах существуют налоги на строительный мусор, совершенствуются способы его переработки. В качестве примера приведены существующие способы рециркуляции бетона, асфальта и кровельных отходов083.

199

Основное назначение:

Система рециркуляции заключается в промывке, разделении и вторичном использовании утильсырья или ненужного бетона. Может применяться для полной переработки утильсырья, оставшегося после промывки смесителя РБУ (растворо-бетонных узлов), для переработки отходов производства, утильсырья и остатков бетона из автомиксера. Система производит промывку и разделение бетона на твердые составляющие (инертные материалы) и жидкий шлам (вода с цементом), позволяя повторно использовать твердые остатки бетона и воду.

Технологии-аналоги:

Вторичная переработка жидкого бетона.

Активные страны по внедрению технологии:

Европа (Liebherr, BIBKO, WAM).

Плюсы технологии:

Сокращение затрат за счёт экономии воды; экономия электроэнергии за счёт производство вторсырья; низкая стоимость вторичных материалов.

Минусы технологии:

Неактивное развитие рынка вторичных материалов.

Потенциальная экономическая активность рынка:

В связи с экономическим стимулированием подобной деятельности, повсеместными возможностями использования — рынок будет активно расти в ближайшие годы. Актуально для бетонных заводов и компаний, которые занимаются сносом зданий.

Конструктивные схемы и материалы

Автоматические системы рециркуляции отходов бетона

200

Типичные методы переработки асфальта включают: удаление и переработку кусков асфальта в новой партии горячей асфальтовой смеси; измельчение асфальтового покрытия и его переработку для немедленной укладки. Горячая регенерация в специальных барабанах смесительных установок позволяет перерабатывать до 100 % старого асфальтобетона без добавления новых заполнителей. Материал нагревается путём теплообмена от перегретого щебня и косвенным путем. При непосредственном нагреве барабаны одновременно загружаются старым асфальтобетоном и новыми материалами. После этого он используется при строительстве объездных путей и на других подобных объектах.

Основное назначение:

Вторичная переработка асфальтобетонных покрытий.

Технологии-аналоги:

Холодная вторичная переработка.

Активные страны по внедрению технологии:

Европа (Astec Industries, KPI-JCI); в России: ANT, НОСТРОЙ.

Плюсы технологии:

Повторное использование существующих материалов; полная регенерация за один рабочий проход; повышение безопасности дорожного движения при выполнении работ; качество работ соответствует действующим нормативам; продление жизненного цикла дороги; многосторонние возможности улучшения смеси; снижение сроков проведения работ; экономическая эффективность.

Архитектура

Горячая регенерация асфальта

Минусы технологии:

Закупка дорогостоящего оборудования у иностранных производителей; трудоемкость разогрева и фрезерования старого покрытия; потери тепловой энергии при разогреве асфальтобетонного покрытия; загрязнение окружающей среды при сжигании топлива.

201

Основное назначение:

Вторичная переработка битумосодержащих отходов.

Технологии-аналоги:

—

Активные компании по внедрению технологии в России:

ГК “Инэковир”, ТехноЭколь

Плюсы технологии:

Экологическая разгрузка региона и разгрузка городских свалок и окрестностей; 100 % переработка и использование получаемых отходов в готовую продукцию, 1 м2 снятой старой кровли, даёт 5-7 м2 новой кровли в три слоя, (1 м2 старой кровли в среднем весит 30-60 кг); при использовании собственных материалов при ремонте кровель снижается себестоимость и повышается качество ремонта в связи с полным снятием старого ковра (прямая заинтересованность) и укладки трёх слоёв (согласно СНиП) наплавляемых материалов с последующей 15-ти летней гарантией; за счёт снятия старого мокрого ковра снимается лишняя нагрузка с плит перекрытия на старых жилых домах и производственных помещениях; появление на рынке рулонных кровельных материалов и битума, произведённых из отходов, уменьшает отток средств за пределы региона на закупку материалов для ремонта кровель; при правильной организации распределения муниципальных заказов на ремонт кровель, позволяет экономить от 15 до 30 % бюджетных средств при условии выполнения работ организацией производящей кровельный материал из отходов.

Минусы технологии:

Закупка дорогостоящего оборудования у иностранных производителей; дорогостоящее топливо; потери тепловой энергии при разогреве покрытия; загрязнение окружающей среды при сжигании топлива.

Конструктивные схемы и материалы

Переработка кровельных отходов

202

Каркас, отвечающий требованиям сборности-разборности, как уже было рассмотрено в начале главы, может быть: ЛСТК, стальным и стале-деревянным. На основе анализа мировой практики промышленного строительства был сформирован список основных материалов, которые можно использовать для облицовки частей здания завода.

Архитектура

Облицовочные материалы в мировой промышленной архитектуре

89. Логистический центр Venis Вильярреаль, Испания

203

Профлист и сэндвичпанели (панели с утеплителем)

Металлические панели с утеплителем и без являются самым распространённым облицовочным материалом для промышленных объектов. В качестве профлиста могут быть использованы части транспортного контейнера, как это было сделано при строительстве фабрики MALPYO084.

90. Фабрика MALPYO Urbaniauner Южная Корея, 2017

Конструктивные схемы и материалы

204

В архитектуре многих зданий можно встретить остеклённые фасады. Прозрачный материал используется не только для того, чтобы пропустить свет во внутренние пространства, но и решить дополнительные задачи: продемонстрировать происходящее внутри наблюдателю, подчеркнуть прозрачность производственного процесса и т.д.

Архитектура

Остекление и стеклоблоки

91. Табачная фабрика Van Nelle085 Brinkman & Van der Vlugt Роттердам, Нидерланды, 1931

92. Фабрика Xray086 Emilio Alvarez Abouchard Arquitectura Морелия, Мексика, 2018

205

Панели из прозрачного поликарбоната

93. Спортивный центр088 BCQ Олот, Жирона, Испания, 2015

Поликарбонатные прозрачные панели представляют собой сплошные полимерные листы (монолитные и сотовые). Панели обладают такими качествами как прочность, легкость, светопроводимость, лёгкость обработки и монтажа, звукоизоляция и теплоизоляция. Удачное сочетание характеристик позволяет их использовать в тех местах, где необходимо заменить обыкновенное стекло более крепким, износоустойчивым и надёжным материалом, при этом сохранив возможность пропускать свет087.

94. Центр искусств089 Atelier Architects Сен-Дени, Реюньон, Франция, 2016

Конструктивные схемы и материалы

206

Перфорированные панели изготавливаются из разных видов металла: алюминия, стали, оцинкованного железа. Преимущества таких перфорированных панелей — простота монтажа, большой выбор дизайна (рельефные, однотонные и цветные, с рисунком) и практически неограниченные возможности создания выразительных фасадов, в восприятии которых активно задействована светотень и работа поверхности на просвет090.

95. Олимпийский энергетический центр091 John McAslan + Partners Лондон, Великобритания, 2011

96. Северный лазерный центр092 Blauraum Гамбург, Германия, 2012

Архитектура

Перфорированные панели

207

Фасадные рейки и пластины

97. Производство Zahner093 Crawford Architects Канзас-Сити, Миссури, США, 2011

Добавление на фасад реек и пластин является, в первую очередь, декоративным элементом, формирующим уникальный образ здания. Однако эти элементы могут также обладать функциональными и динамическими свойствами: защищать от солнца и ветра, на них могут быть расположены солнечные панели и т.д.093, 094

98. Парковка SMA094 HHS Planer + Architekten AG Нистеталь, Германия, 2008

Конструктивные схемы и материалы

208

Габионы

Габионные блоки — это объёмные изделия различной формы из проволочной кручёной сетки с наполнителем из природного каменного материала. Это может быть булыжник, галька, карьерный камень, окол.

Архитектура

В зависимости от плотности наполнения блока, габион может в разной степени пропускать свет и воздух. Производство блоков может осуществляться непосредственно на месте строительства, и легко разбираться на составляющие в случае демонтажа095.

99. Дом из габионов Kropka Studio Заверце, Польша, 2013

209

Тентовые покрытия

В странах с тёплым климатом возможно использовать пространственные конструкция без расчёта на снеговые нагрузки и серьезные перепады температур. Тентовые и мембранные конструкции можно использовать в качестве навесов — временного перекрытия большого по площади пространства096.

100. Павильон Синтии Вудс Митчелл097 Horst Berger Partners Техас, США, 1990, 2009

Конструктивные схемы и материалы

100

210

Типология пространственных модулей

Сооружения делятся на капитальные и временные, в зависимости от наличия фундамента. Временные конструкции отличает отсутствие нагрузок на покрытие: для тех помещений завода, где такой учёт нагрузок не требуется — объект возводится без фундамента.

Классификация по степени капитальности сооружений

Архитектура

Капитальное сооружение с фундаментом

1. Размер модуля

Размер модуля задаётся шагом несущих конструкций, возможна свободная планировка

2. Скорость сборки

Относительно длительный/трудоёмкий монтаж

3. Возможность транспортировки

Конверсия здания (перепродажа с участком)/ конверсия крупных фрагментов или материалов

4. Доп. оборудование для монтажа

Требуется оборудование для монтажа, для производства фрагментов здания, пригодное к перевозке

211

На основании исследования конструктивных схем и материалов предлагается использование четырёх основных типов пространственных модулей, которые можно применять для разных функциональных зон завода в зависимости от предъявляемых к помещению требований и внешних условий.

Пространственная конструкция - навес

Быстровозводимое здание

Контейнер

Свободная планировка

Размер модуля задаётся шагом несущих/ограждающих конструкций, возможна свободная планировка

Размер модуля кратен размеру контейнера

Быстрая сборка

Только установка подключение

Перевозка сборных конструктивных элементов каркаса

Возможна перевозка большей части составных элементов сооружения

Перевозка контейнера с содержимым (для инженерного и технологического оборудования) и без содержимого

Требуется оборудование для монтажа, для подготовки фрагментов здания

Требуется оборудование для монтажа

Конструктивные схемы и материалы

212

Volgabus

101. Передний и задний мосты. Производственный комплекс Volgabus Владимир, 2019

MT.A / Simplex Noise

213

101

Архитектура

214

Нормативы

MT.A / Simplex Noise

215

216

Проектирование и строительство любого объекта сопряжено с соблюдением требований, которое государство предъявляет к объекту и процессам его создания. Существующие нормативы отличаются от страны к стране и зависят от специфики сооружения: его функции и характеристики происходящих в нём процессов. Так к промышленным объектам в целом могут предъявляться специальные требования, зависящие от характера производства и класса его опасности.

Архитектура

В случае проектирования нового завода для производства электробусов, необходимо рассмотреть и дополнительные требования: нормативы, связанные с автоматизацией (сокращением числа рабочих мест и влиянием роботов на опасность производства) и экологической сертификацией объекта.

Строительные нормативы

Нормативы строительного проектирования — это регламентированные качественные и количественные требования, установленные для обязательного применения в проектировании строительных комплексов, отдельных сооружений, а также их элементов. Не существует универсального норматива для всех стран мира. Поэтому проектирование начинается с определения площадки для застройки (выбора страны, города, конкретного участка) и сбора всех требований, закреплённых в строительном законодательстве конкретной страны и имеющих потенциальное отношение к объекту.

Еврокоды

Например, в ЕС приняты Еврокоды (EN) — комплект гармонизированных европейских стандартов для расчёта несущих конструкций сооружений. Они устанавливают единые для всех стран-членов Европейского Союза технические нормы — общие критерии и методы проектирования, отвечающие требованиям механического сопротивления, устойчивости и огнестойкости, включая аспекты долговечности и экономии — способствуя снижению барьеров в торговле проектными услугами. Еврокоды — это региональные типовые стандарты, они не предназначены для прямого применения, а адаптируются к местным условиям. Для этого в каждой стране, где применяются Еврокоды, разрабатываются национальные приложения к ним, содержащие параметры, специфичные для данной страны, особенности применения.

Нормативы

217

218

Структура Еврокодов098

Надёжность конструкции, эксплуатационная пригодность и долговечность: 1. Еврокод EN 1990: Основы проектирования Воздействие на конструкции: 2. Еврокод EN 1991: Воздействие на конструкции Проектирование и конструирование: 3. Еврокод EN 1992: Проектирование железобетонных конструкций 4. Еврокод EN 1993: Проектирование металлоконструкций 5. Еврокод EN 1994: Проектирование композитных металлических и железобетонных конструкций 6. Еврокод EN 1995: Проектирование деревянных конструкций 7. Еврокод EN 1996: Проектирование каменных и кирпичных конструкций

Архитектура

8. Еврокод EN 1999: Проектирование алюминиевых конструкций Геотехника и проектирование сейсмостойких конструкций: 9. Еврокод EN 1997: Геотехническое проектирование 10. Еврокод EN 1998: Проектирование сейсмостойких конструкций

219

Каждый из разделов делится на части, которые включают в себя требования по отдельным типам сооружений, таких как здания, мосты, трубопроводы, башни, мачтовые конструкции и т.п. В общей сложности, на сегодняшний день, разработано 58 частей Еврокодов.

Существует множество строительных кодексов для разных стран. Свои документы, например, есть в Австралии — 9 строительных норм, разделение которых связано с государственным территориальным делением. Собственная система действует в Великобритании099: 16 частей с буквенным обозначением («Часть А» - «Часть Q») к каждой из которых доступны онлайн подробные спецификации. Международный строительный кодекс (IBC) является основным строительным нормативом в США (и одним из самых строгих). А также может быть применён при строительстве в Абу-Даби, на Карибах, Колумбии, Грузии, Гондурасе, Афганистане и Саудовской Аравии.

Помимо Еврокодов, национальных дополнений и государственных регулирующих строительных норм существуют национальные стандарты:

ASME - стандарты американского общества инженеров механиков ANSI - стандарты американского национального института стандартов ASTM - стандарты американского общества по испытаниям и материалам (по типу ГОСТ, признаны на международном уровне) DIN - стандарты немецкого института по стандартизации ONORM - национальные стандарты Австрии EIA - стандарты Американского альянса отраслей электронной промышленности

NEMA - стандарты Национальной Ассоциации производителей электроэнергии (США) NFPA - стандарты Национальной Ассоциации пожарной безопасности (США) AWWA - стандарты Американской Ассоциации водоподготовки

Нормативы

IEEE - стандарты Американского института инженеров по электронике и электротехнике

220

Экологическая сертификация

Экологическая и энергетическая эффективность зданий не является обязательной, но показывает уровень качества проекта и построенного объекта в соответствии с современными тенденциям. В ходе получения сертификата объект проходит мировую экспертизу по многим параметрам, и в результате приобретает дополнительную статусность, повышается капитализация объекта, растут акции компании. Задачи, которые решаются в объекте при его сертификации: сокращение нагрузок на сети и энергопотребления в целом, уменьшения выброса парниковых газов, обеспечение внутреннего комфорта/климата, использование альтернативных источников энергии, экологичность материалов. Альтернативные способы получения энергии целесообразно внедрять, даже если не планируется процедура сертификации объекта. Можно использовать энергию полученную от ветра, солнца, движения воды, сгорания, атома. Для производств также актуальны вопросы экономии потребляемой энергии, путем устройства рекуперации тепла, очистки и повторного использования воды, энергоэффективность конструкций и оборудования, использование окружающей среды — водоёмов для охлаждения систем. Самые распространённые системы сертификации: американская LEED и английская BREEAM. Причём некоторые

страны разрабатывают свои локальные стандарты. LEED и BREEAM очень похожи: — BREEAM оценивает процессы исследований, заключения экспертов (экологический, акустический и др.). Итоговое заключение по объекту даёт один эксперт-оценщик.

Архитектура

Рейтинг согласно BREEAM: Удовлетворительно, Хорошо, Очень хорошо, Отлично, Великолепно. — LEED основывается на оценке конкретных и осязаемых инженерных решений. Исследуется используемое на объекте оборудование, установленные датчики, проводятся контрольные замеры. Основой оценки являются не экспертные мнения, а измеримые показатели. Замеры и документы отправляются на анонимную экспертизу к группе экспертов, которые дают заключение. LEED лучше защищена от коррумпированности. Система LEED включает в себя шесть категорий, необходимые требования которых должны быть выполнены для того, чтобы

221

достичь даже самого низкого уровня рейтинговой системы: «Экологически устойчивые площадки застройки», «Эффективность водных систем», «Энергия и окружающая среда», «Строительные материалы и ресурсы», «Качество экологии в здании», «Инновации в процессе проектирования». Уровни по системе LEED: «Базовый», «Серебряный», «Золотой», «Платиновый». Существуют и другие системы сертификации. Например, DGNB (Немецкого Совеа по Устойчивому Строительству) — это добровольная система сертификации, разработанная с целью поддержки зелёного строительства и оценки экологичных, экономически и энергетически эффективных зданий. Сертификация — длительный и трудоёмкий процесс, прохождение которого можно упростить с помощью привлечения специалистов. Сопровождение проектирования и стро-

Сертифицировано может быть только уже построенное здание, поэтому при сборке-разборке и перевозке объекта необходимо повторить процедуру после завершения строительства на новом месте. Примером промышленного объекта, который имеет первый в мире сертификат LEED Platinum 4-го поколения является расширение завода L’Oréal в Калужской области. Проектом были предусмотрены высокие параметры экономии энергии, воды, обеспечение климатического комфорта, построена солнечная электростанция мощностью 500 кВт. Получение сертификата подтверждает экологическое позиционирование бренда.

Нормативы

ительства, например, компанией HPBS, будет включать помощь на всех этапах разработки объекта, проведения специального проектного воркшопа и построение цифровой модели будущего здания со всеми инженерными системами (стоимость: 10 млн. рублей за все услуги сопровождения сертификации на объект площадью 10-15 тыс м2).

222

Трудовые гарантии и безопасность сотрудников при роботизации производства

Тренд на роботизацию производств формирует в обществе опасения, что люди, работающие на фабриках и заводах, станут безработными. Однако реальная угроза автоматизации заключается не в сокращении рабочих мест, а в растущей поляризации рынка труда. Автоматизация одновременно создает огромный прирост производительности и разрушает рабочие места среднего звена – растет разрыв между теми, кто производит или владеет новой технологией, или чьи высококлассные навыки дополняются этой технологией, и работниками, которые конкурируют за оставшиеся рабочие места. Итогом может стать нехватка рабочей силы в квалифицированных рабочих категориях и избыток – низкой квалификации.

Архитектура

Нормы, касающиеся охраны труда, защищают сотрудников: согласно текущему законодательству РФ массовое увольнение возможно только через три месяца после уведомления сотрудников и т.д. Существующие в США законы также не запрещают компаниям менять количественный и качественный состав рабочей силы, однако работодатели должны планировать и предпринять соответствующие шаги, чтобы гарантировать безболезненный переход.

223

Для того, чтобы избежать болезненной трансформации, работодатель может:

— привлекать свои кадровые и юридические отделы для рассмотрения потенциальных областей риска и ответственности; — разработать стратегический план, который включает как капитальные вложения, так и переподготовку работников; — вкладывать больше средств в обучение, чтобы наращивать нематериальный капитал, что является ключом к устойчивому росту производительности; — инициировать разработку законодательства и соответствующих нормативных актов (передовые влиятельные компании). — работать в тесном сотрудничестве с частным сектором; — исследовать изменяющийся рынок труда; — создавать возможности для обучения и профессиональной подготовки для этих рабочих мест; — стимулировать обучение на протяжении всей жизни; — стимулировать развитие учебных программ в области STEM (наука, технология, инженерия и математика), а также на продвижение навыков, которые не могут освоить роботы, soft skills (креативность, эмпатия, системное мышление и пр.).

Для того, чтобы предотвратить или смягчить переход к индустриализации 4.0, государства предлагают проекты законов, сдерживающих роботизацию и обязывающих работодателей к дополнительной ответственности перед сотрудниками в случае модернизации производства. Одним из таких предложений является «налог на роботов». Идея ввести такой налог разрабатывалась в нескольких странах: США, Швейцарии и Франции. Этот налог должен был сдерживать темпы «бесконтрольной и безответственной» автоматизации, однако вызвал много вопросов и так и остался только идеей. Введение «налога на роботов» не оправдано, учитывая доказанное положительное влияние робототехники на занятость и заработную плату. Это будет сдерживать необходимые инвестиции в роботов, подрывая конкурентоспособность компаний и государств.

Нормативы

Правительствам, в свою очередь, следует:

224

Архитектура

Здоровье и безопасность

При модернизации производства с помощью роботов, компании должны обеспечить наличие соответствующих механизмов безопасности и программ обучения, включая детекторы присутствия или приближения, которые останавливают все движения робота, когда они обнаруживают присутствие человека. К травме на производстве может привести как неисправность системы/оборудования, так и нарушение техники безопасности со стороны сотрудников.

225

Нормативы

В Америке федеральный закон о безопасности и гигиене труда (OSHA), а также некоторые эквивалентные законодательные акты других штатов, такие как Калифорнийский закон о безопасности и гигиене труда 1973 года, устанавливают стандарты здоровья и безопасности на рабочих местах. В настоящее время OSHA не имеет каких-либо стандартов, специально предназначенных для робототехники и автоматизации на рабочем месте. Однако, опубликован справочник, содержащий материалы, помогающие распознавать опасности, связанные с робототехникой на рабочем месте100.

Volgabus

226

Выводы и рекомендации

MT.A / Simplex Noise

227

228

В ходе исследования был выявлен ряд параметров, необходимых для учёта при проектировании новой технологической цепочки и архитектурного облика здания завода. Сформированы предложения и рекомендации, касающиеся каждого из этих параметров.

Выводы и рекомендации

Предложенная для применения на производстве технологическая цепочка в своей основе содержит ту же логику последовательного прохождения продуктом ряда операций: сварки элементов и объединение в объём чёрного кузова, его обработки, окраски и последующей сборки. Однако, учитывая объём предполагаемых заказов, якорным процессом на новом заводе стал именно процесс сборки электробуса. Вместо сборочного цеха как единого элемента, была предложена система «Юнитов» — множества островков, в каждом из которых на статично закреплённом белом кузове с помощью автоматизированного оборудования производятся операции сборки. Количество «Юнитов» также зависит от необходимого объёма выпуска про-

дукции: чем больше электробусов нужно произвести за короткий срок, тем больше «Юнитов» нужно разместить в пространстве цеха сборки. При необходимости, модуль сборки может быть переоборудован для проведения операций сварки. Площадь и конфигурация дополнительных модулей завода: офисных и бытовых помещений, входной группы,складских зон, также зависят от времени размещения производства на одной локации и планируемого объёма выпуска электробусов. Такие определяющие завод и любое сооруже-

229

ние параметры как объём выпуска продукции и место размещения производства, являются динамическими, зависят от появления нового заказа на выпуск электробусов. На этапе создания архитектурной концепции не может быть разработан один проект завода, пригодный для любого из предполагаемых мест его размещения, а значит необходимо создать проект, который мог бы также динамически видоизменяться, как эти ключевые параметры. Можно создать единый свод правил — инструмент — «Параметрический конфигуратор», который будет способен автоматически преобразовывать входные требования (объём продукции, страну размещения и зависящее сопутствующие им требования: строительные нормативы, климат и т.д.) и соединять их с собранными на этапе исследования и создания архитектурной концепции параметрами. Для чего необходимо перевести ряд собранных рекомендаций, параметров и правил в язык цифр и формул, которые после будут учитываться автоматически каждый раз при проектировании нового завода. Для того, чтобы эти параметры были учтены при создании «Конфигуратора», разработки методологии его работы (системы взаимосвязей и правил), необходимо на них ещё раз остано-

Нормативы

виться. В этом кратком своде-выводе исследования параметры сгруппированы по принципу выявленной взаимозависимости, однако могут трактоваться и отдельно друг от друга, если этого будет требовать логика инструмента.

230

Технологичность, модульность, компактность

Один «Юнит» состоит из: — Неподвижных «операционных столов» с закреплённым белым кузовом; — Статичной рамы портального робота; — Мобильных сетов роботов и «пустых этажерок» (для нероботизированных операций);

Выводы и рекомендации

— Мобильных сетов со складскими этажерками с паками комплектующих под каждый сет роботов.

Мобильность

В основе новой технологической цепочки лежит логика «Юнитов» — универсальных объемно-пространственных единиц, включающая место сборки и оборудование в виде сетов роботов и сетов комплектующих для сборки электробуса. Юнит является основой производственно-технологической цепочки. Габариты Юнита необходимо скорректировать и доработать вместе с технологом: произвести подбор конкретных роботов, их размещение, с учётом зон доступа. Требования, связанные с автоматизацией процессов, позволяют сократить пространство, необходимое для производства. Отказ от линейной, конвеерной системы, а также кран-балки в пользу автомазирированных тележек — снизить требования к пространству завода до двух основных: минимального количества опор и ровной поверхности пола. Дополнительные зоны: АБК, склад, входная группа — также необходимо рассматривать в логике независимых функциональных модулей, каждый из которых может расширяться или уменьшаться, иметь свою конструктивную схему, типологию, используемые при строительстве материалы.

Необходимость перевозки завода продиктовала требования сборности-разборности материалов и применяемой конструктивной схеме здания. Разные функциональные модули могут быть как полностью пригодными к демонтажу, перевозке и последующей повторной сборке, так и частично: когда ряд материалов перерабатывается на месте — это может быть обосновано экономической эффективностью и потенциальным изменением материала в разных странах. Например, требования к оболочке зависят от места размещения объекта: в странах с тёплым климатом возможно использовать пространственные конструкция без расчёта на снеговые нагрузки и серьёзные перепады температур. Кроме того, технологическое и инженерное оборудование может быть статично размещено в транспортных контейнерах, в которых оно и перемещается, и эксплуатируется (без демонтажа).

231

Экологичность, автономность, адаптивность

В соответствии с существующими трендами в архитектуре, и глобальной повесткой в целом, процессы производства, строительный цикл ти эксплуатация объекта должны быть максимально экологичными, приносить минимум ущерба окружающей среде. Это значит, что здание нужно строить из перерабатываемых сертифицированных материалов, срок жизни которых можно продлить их использованием, или повторно применить после. В процессе работы должны применяться альтернативные источники энергии, а доступные ресурсы — использоваться неоднократно. С точки зрения «зелёной архитектуры» и скорости реализации проекта, целесообразно рассматривать использование для размещения нового производства уже существующее строение и производить его адаптацию. Или можно построить новое здание таким образом, чтобы оно могло потенциально изменить свою функцию после завершения работы производства — стать музеем, частью парка и т.п.

Уникальность, гуманность и образность

В погоне за технологичностью и экономической эффективность нельзя забывать и об эстетических параметрах. Производственное здание становится отражением бренда компании и напрямую ассоциируется с конечным продуктом. Уникальный образ, выраженный в разработанном дизайн-коде как для интерьерных, так и экстерьерных решений, правильно подобранных материалах, позволит клиентам, сотрудникам и контрагентам запомнить компанию, почувствовать её идеологию, создать собственные ассоциации с брендом. Гуманное, человечное отношение к сотрудникам на производстве может быть проявлено через комфортные для людей материалы, пространственные решения, организованные специальным образом видовые точки. Также в рамках тенденции «фабрика лицо компании» можно использовать для репрезентации основные характеристики продукции «Volgabus». Экологичность транспорта, его бесшумность и комфорт могут найти отражение в визуальном и концептуальном образе нового завода: транспорт, который не нарушает тишину города, завод, который является органичной частью городской ткани.

Нормативы

Также следует обращать внимание на выполнения требований вписанности объекта в среду — визуальной экологии. Здание завода не должно разрушать ландшафт или городскую среду, а органично её дополнять, даже привнося что-то новое.

Volgabus

232

Использованные источники

MT.A / Simplex Noise

233

234

Раздел 1. Контекст

001. Miller A. Kim H.-J., Frontier Group Jeffrey Robinson and Matthew Casale. Electric Buses Clean Transportation for Healthier Neighborhoods and Cleaner Air, U.S. PIRG Education Fund, May 2018 (https://environmentamerica.org/sites/environment/files/reports/ Electric%20Buses%20-%20National%20-%20May%202018%20web. pdf) 002. Health effects of particulate matter. World Health Organization, 2013 (http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0006/189051/Healtheffects-of-particulate-matter-final-Eng.pdf?ua=1) 003. Saylav Allen Dr. Economic and Social Benefits of Electric Public Transport Vehicles (https://www.parliament.vic.gov.au/images/stories/ committees/SCEI/Electric_Vehicles/Submissions/S2-AVASS_GROUPATT_1.pdf) 004. Guess Megan, Electric buses are avoiding hundreds of thousands of barrels of oil per day, 27 April 2018 (https://arstechnica.com/ cars/2018/04/electric-buses-are-avoiding-hundreds-of-thousands-ofbarrels-of-oil-per-day/) 005. C40 cities. Fossil Fuel Free Streets Declaration (https://www.c40.org/ other/fossil-fuel-free-streets-declaration) 006. European Clean Bus deployment Initiative. European Comission (https://ec.europa.eu/transport/themes/urban/cleanbus_en) 007. ZeEUS (https://zeeus.eu/) 008. Proterra, The Proterra Catalyst 40-Foot Transit Vehicle, 15 February 2018 (https://www.proterra.com/products/catalyst-40ftold) 009. California Air Resources Board, Literature Review on Transit Bus Maintenance Cost (Discussion Draft), August 2016 (https://ww3.arb. ca.gov/msprog/bus/maintenance_cost.pdf) 010. Chediak Mark, Electric Buses Will Take Over Half the World Fleet by 2025, Bloomberg New Energy Finance, 1 February 2018 (https://www. bloomberg.com/news/articles/2018-02-01/electric-buses-will-takeover-half-the-world-by-2025)

Volgabus

011. 5 percent of city buses registered in 2018 in Europe were electric buses, 15 April 2019 (https://www.sustainable-bus.com/news/5-percent-of-city-buses-registered-in-2018-in-europe-were-electricbuses/) 012. Guangzhou (China), tenders for more than 4,000 electric buses. The winner is BYD, 23 July 2018 (https://www.sustainable-bus.com/ electric-bus/guangzhou-china-electric-buses-more-than-4000-byd/) 013. BVG orders 15 Solaris Urbino 18 electric and brings to 45 the electric bus fleet, 1 March 2019 (https://www.sustainable-bus.com/news/bvgorders-15-solaris-urbino-18-electric-and-brings-to-45-the-electricbus-fleet/) 014. Huisman R., Queromes A., Vogelaar M., Electric bus fleets in Europe: three turbulent effects that will dominate in the rapid electrification of our public transport, March 2019 (https://www.accuracy.com/ perspectives/electric-bus-fleets-europe-three-turbulent-effects-willdominate-rapid-electrification-public-transport#note)

235

015. Paris orders 800 new electric buses to fight smog, France 24, 9 April 2019 (https://www.france24.com/en/20190409-paris-orders-800-newelectric-buses-fight-smog) 016. Hampel C., In the Netherlands Qbuzz orders 160 electric buses, 6 March 2019 (https://www.electrive.com/2019/03/06/in-thenetherlands-qbuzz-orders-160-electric-buses/) 017. BYD celebrates 20 years in Europe, 25 January 2019 (http://www.byd. com/en/news/2019-01-25/BYD-celebrates-20-years-in-Europe) 018. Kane M., BYD Produces Its First Electric Buses In France, 14 December 2018 (https://insideevs.com/news/341526/byd-producesits-first-electric-buses-in-france/) 019. Yutong Bus va remettre 100 autobus électriques au Chili, devenant ainsi le principal fournisseur chinois d’autobus en Amérique latine, 26 November 2018 (https://fr.yutong.com/pressmedia/yutongnews/2018/1 126/2018KZNSf5sfjC.html) 020. Enter the Africa, 19 October 2014 (https://en.yutong.com/plus/ ourmarket/africa/MarketsFocus/2014/2014JSTgssU27o.html) 021. Two Ebusco electric bus will run in Eisenach (Germany), 15 January 2019 (https://www.sustainable-bus.com/electric-bus/two-ebuscoelectric-bus-2-2-will-run-in-eisenach-germany/) 022. First 100% electric buses of Ebusco go to Norway, 30 March 2015 (https://www.busworld.org/articles/detail/2382) 023. Bluebus, the French electric bus from Groupe Bolloré, has been selected after a tendering process by the RATP and Ile-de-France Mobilités, 19 March 2018 (https://www.blue-solutions.com/wpcontent/uploads/2018/03/2018.03.19-Bluebus-has-been-selectedafter-a-tendering-process-by-the-RATP-and-Ile-de-France-Mobilités. pdf) 024. Poland eyes selling 1000 electric buses annually by 2025, The Warsaw Voice (https://egypt.trade.gov.pl/pl/f/view/fobject_id:381556)

026. Ohnsman A., Next Stop Unicorn? Daimler Leads $155 Million Round For Silicon Valley Electric Bus Maker Proterra, Forbes, 19 September 2018 (https://www.forbes.com/sites/alanohnsman/2018/09/19/nextstop-unicorn-status-daimler-leads-155-million-round-for-electricbusmaker-proterra/#7eaad1ce76bf) 027. International Federation of Robotics (https://ifr.org/) 028. Industry 4.0: Everything You Need To Know, 10 November 2015 (https:// www.cleverism.com/industry-4-0-everything-need-know/)

MT.A / Simplex Noise

025. Foreign sales, Ursus Bus (электронный источник:http://ursusbus. com/en/sales/foreign-sales/)

236

Раздел 2. Производство

029. Сайт компании Volgabus (https://www.volgabus.ru/) 030. Каталог промышленных роботов (http://robotforum.ru/ promyishlennyie-robotyi.html) 031. Сайт компании Kuka Robotics (https://www.kuka.com/) 032. Сайт компании Fanuc Corporation (https://www.fanuc.com/) 033. Сайт компании Yaskawa Motoman Robotics (https://www.motoman. com/) 034. Сайт компании ABB, Ltd. (https://new.abb.com/) 035. Сайт компании Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (https://global. kawasaki.com/) 036. Сайт компании Nachi-Fujikoshi Corporation (https://www.nachifujikoshi.co.jp/eng/) 037. Сайт компании OTC Daihen (https://www.daihen-usa.com/) 038. Сайт компании Comau Group (https://www.comau.com/en) 039. Сайт компании Seiko Epson Corporation (https://global.epson.com/) 040. Сайт компании Panasonic Industry (https://eu.industrial.panasonic. com/products/robot-welding-system-solutions) 041. Сайт компании Universal Robots (https://www.universal-robots.com) 042. Сайт компании Vulcan Engineering Co. (http://www.vulcangroup.com/) 043. Конвеерные ситемы, производитель Daifuku (https://www.daifuku. com/us/solution/transport/) 044. Производитель подъёмных лифтовых механизмов SLEC (https:// www.slec.com/mobile-column-lifts/) 045. Сайт компании Advanced Integration Technology (http://www.aint. com/) 046. Custom scissor lifts and special equipment for scissor lifts, Weiss (https://www.arbeitsbuehnen-weiss.de/en/custom-scissor-lifts/)

Volgabus

047. Occupational Safety and Health Administration Technical Manual (https://www.osha.gov/dts/osta/otm/otm_iv/otm_iv_4.html) 048. Weber Austin, Data Analytics and the Smart Factory, 2 May 2019 (https://www.assemblymag.com/articles/94972-data-analytics-andthe-smart-factory) 049. Wang Shiyong, Wan Jiafu, Li Di, Zhang Chunhua, Implementing Smart Factory of Industrie 4.0: An Outlook, 19 January 2016 (https://journals. sagepub.com/doi/full/10.1155/2016/3159805) 050. Технология Co-bolt, Hess (https://www.hess-ag.ch/services/buses/ co-bolt.html?L=2) 051. Робот KR 1000 titan (https://www.kuka.com/en-gb/products/roboticssystems/industrial-robots/kr-1000-titan)

237

Легковые автомобили (youtube.com)

Tesla robots moving to Paul Abraham Dukas Sorcerer’s apprentice (https:// www.youtube.com/watch?v=_KsaNQtNTig) Tesla Factory Tour with Elon Musk! (https://www.youtube.com/ watch?v=mr9kK0_7x08&t=546s) Kia. Car Factory - Kia Sportage factory production line ( https://www.youtube. com/watch?v=sjAZGUcjrP8) Slovakia Kia Motors Mexico Manufacturing Plant | Around the World | Kia (https://www. youtube.com/watch?v=1U5OPVOkBlI) передвижные роботы BMW 5 Series CAR FACTORY - HOW IT’S MADE - Cina Production Plant Assembly Line Manufacturing (https://www.youtube.com/ watch?v=9fjnMJauGwU) Land Rover. CAR FACTORY | Jaguar Land Rover Manufacturing Facility Solihull Part-1 (https://www.youtube.com/watch?v=gzCURfaLMZg) BYD. Behind the scenes at BYD Auto: China’s biggest electric vehicle factory (https://www.youtube.com/watch?v=v0vnP7IT-Bw) FORD TRUCK - PRODUCTION (USA Car Factory) (https://www.youtube.com/ watch?v=sWZXmIV1Prs)

Автобусы (youtube.com)

History of BYD | City of Lancaster (https://www.youtube.com/ watch?v=OROGfOJPSps) BYD LiFePO4 Battery Manufacturing Line (https://www.youtube.com/ watch?v=bcTzZV7HLd8) склад батарей Made in Lancaster: BYD | City of Lancaster (https://www.youtube.com/ watch?v=M27Bu7WLCBY) BYD Lancaster Bus Factory (https://www.youtube.com/watch?v=ipV1H43-c8I) MAN (https://www.youtube.com/watch?v=XSrQkdfi1-w&t=489s) MAN Bus Production - Body Shop (https://www.youtube.com/watch?v=tNdNu_ k1csA) кузов

MT.A / Simplex Noise

Audi smart Factory - Future of Audi Production (https://www.youtube.com/ watch?v=sqCbYd8O8MU)

238

Volvo Bus Factory (TAB-India Special) (https://www.youtube.com/ watch?v=tf0Xe8MSj7s&t=226s) SCANIA R 620 PRODUCTION (https://www.youtube.com/watch?v=kJa_Sb8eo3I) LUXURY Bus manufacturing in India, smart industry (https://www.youtube.com/ watch?v=4J9ndbCxtNw) Mercedes Setra EvoBus Production (https://www.youtube.com/ watch?v=qEewej_c0ag&t=244s) Mercedes-Benz Türk Hoşdere Otobüs Fabrikası (https://www.youtube.com/ watch?v=T1gA1SAjr7Q) The Future Autonomous Bus by Mercedes - Demonstration (https://www. youtube.com/watch?v=9wyrGWuM0cI) How Daimler/Mercedes busses are built: Setra EvoBus production plant assembly Ulm - Autogefühl (https://www.youtube.com/watch?v=XI2dVIB8_tU) Yotong. Chinese bus giant looks overseas | FT Business (https://www.youtube. com/watch?v=B_NWRjo4YpE) передвижение YUTONG BUS MANUFACTURING PROCEDURES AND KEY POINTS (https://www. youtube.com/watch?v=ty_40hknvGM) SOLARIS lider w segmencie autobusów miejskich (https://www.youtube.com/ watch?v=O9QCtZVwDgo) Nowy polski autobus Ursusa / Ursus - New Polish diesel bus (https://www. youtube.com/watch?v=YfCNppATzeY) Neoplan Buses Production (https://www.youtube.com/watch?v=auiPQrBgprc) VDL Steelweld (https://www.youtube.com/watch?v=hNKmNfz5f7w) автоматизированный паркинг и доставщики Von Bus Assembly Plant Video (https://www.youtube.com/watch?v=bmdFDiwYx4) ZHONG TONG (https://www.youtube.com/watch?v=7OlLiwY5HPM) Toyota. FC bus production line (https://www.youtube.com/ watch?v=HDoEblKCvUA) лифт в грунтовочной ванне

Volgabus

CNB Bazaar Buzz takes you inside Tata Motors’ bus factory and bring you the finalists of WCOTY (https://www.youtube.com/watch?v=8VyNdIN22UY) How It’s Made Double-Decker Buses (https://www.youtube.com/ watch?v=MeDAjcnJGLU) Финишное производство Камаз (https://www.youtube.com/ watch?v=z5YqqtED8wM)

239

Электробусы (youtube.com)

Volgran. First Australian-made electric bus rolls off production line in Northern Adelaide (https://www.youtube.com/watch?v=eDsBlraITqQ) ELECTRIC BUS PRODUCTION (https://www.youtube.com/ watch?v=zGgXk0vUqy4) конструкция электробуса BYD (https://www.youtube.com/watch?v=_0ef0K9eArQ)

Manufactured by CRRC Tangshan (https://www.youtube.com/ watch?v=9VgsWNom2YI) поезда Omnimove mit KR 1000 Titan (https://www.youtube.com/ watch?v=f8uU8KnJA0M) роботы передвижения ThyssenKrupp unveils the world’s first sideways-moving elevator system (https://www.youtube.com/watch?time_continue=39&v=T77ro_tG4KY) лифты KUKA PULSE System Featuring QuickStick LSM (https://www.youtube.com/ watch?v=9mKh3hQDWkY) конвеерная система KUKA KS Lift-and-Carry Shuttle - transport system for components and car bodies (https://www.youtube.com/watch?v=pXIQ7QOgmOk) KUKA PULSE System Featuring QuickStick LSM (https://www.youtube.com/ watch?v=9mKh3hQDWkY) доставщики The Making Of Our 1st Boeing 787 Dreamliner - Scoot (https://www.youtube. com/watch?v=6Iqx6P16ovY) позиционирование самолетов Robotic collaboration in timber construction (https://www.youtube.com/ watch?v=iOVzFokUHxo) робот сборки каркаса FE3267 Elevator and Lift System for Manufacturing (https://www.youtube.com/ watch?v=Li6Qq5kClvA) конвееры с лифтом для мелкого груза Transportgerät Weiss (https://www.youtube.com/watch?v=9QRTrssh1Mc) автоматизированные тележки Smart Production Systems (https://www.youtube.com/watch?v=PVEb8FcUjfs) индустриализация 4.0 Новое в производcтве автомобилей ЗИЛ: Автоматизированный высотный склад (https://www.youtube.com/watch?v=nb6mQPvfinU) Новое в производстве автомобилей ЗИЛ: Автосборочный корпус (https:// www.youtube.com/watch?v=ilIv1jOYvK4) Кондукторы: DUOYUAN Bus Frame Assembly Equipment-BUS ASSEMBLY LINE (https://www.youtube.com/watch?v=6t2VhLb1iV0)

MT.A / Simplex Noise

Другие виды продуктов и оборудования (youtube.com)

240

Раздел 3. Архитектура

052. Volvo Cars представляет первую установку солнечных электрогенераторов на заводе в Генте, 4 октября 2018 (https://www.media. volvocars.com/ru/ru-ru/media/pressreleases/238862/volvo-cars138) 053. Volvo Cars снизит потребление электроэнергии и объём вредных выбросов благодаря многомиллиардной инвестиции в новый покрасочный цех на заводе в Торсланда, 29 марта 2019 (https:// www.media.volvocars.com/ru/ru-ru/media/pressreleases/250966/ volvo-cars155) 054. McLaren Production Centre. Foster + Partners, 2011 (https://www. fosterandpartners.com/projects/mclaren-production-centre/) 055. Уникальный производственный центр McLaren в Лондоне. Европа Сегодня, 2011 (https://europe-today.ru/2011/11/unikalnyjproizvodstvennyj-centr-mclaren-v-londone/) 056. Floating Farm in Rotterdam is now home to 32 cows (https://www. dezeen.com/2019/05/24/floating-farm-rotterdam-climate-changecows-dairy/) 057. Aerzen USA 2007 headquarters (https://revisionarch.com/projects/ aerzen/) 058. Encore Heureux uses recycled materials to build Circular Pavilion in Paris (https://www.dezeen.com/2015/12/18/circular-pavilion-encoreheureux-paris-france-recycled-materials-doors/) 059. Sustainable RAUM pavilion by Overtreders W designed to be reused (https://www.dezeen.com/2019/03/26/raum-pavilion-overtreders-wsustainable-temporary-architecture/) 060. Harvard GSD Student Envisions Autonomous Building that Rearranges Spaces Throughout the Day (https://www.archdaily.com/894566/ harvard-gsd-student-envisions-autonomous-building-thatrearranges-spaces-throughout-the-day)

Volgabus

061. Китайские архитекторы придумали отель-«дженгу» (http://www. lookatme.ru/mag/live/experience-news/203191-jenga-hotel) 062. Kengo Kuma stacks shipping containers to create drive-through Starbucks in Taiwan (https://www.dezeen.com/2018/10/15/ kengo-kuma-shipping-container-starbucks-coffee-shop-taiwanarchitecture/)

241

063. Ir. H.Westra, ir. H.Vos. Demonstration projects «Industrial, Flexible and Demountable Building» in the Netherlands (https://www.iaarc.org/ publications/fulltext/isarc2003-87.pdf) 064. Roger Bruno Richard. Industrialised, Flexible and Demountable Building Systems: Quality, Economy and Sustainability (https://pdfs. semanticscholar.org/bd3a/2f158c1541eaf3812234945f2a34aba03cc0. pdf) 065. Olisur: Olive Oil factory / GH+A | Guillermo Hevia (https://www. archdaily.com/19631/olisur-olive-oil-factory-guillermo-hevia-gha) 066. Dominus Winery. Herzog & de Meuron (https://www.herzogdemeuron. com/index/projects/complete-works/126-150/137-dominus-winery/ image.html) 067. Tesla windscreen factory in Peru features fluted and coloured glass fittings (https://www.dezeen.com/2016/01/16/tesla-windscreen-agpeglass-factory-offices-lima-peru-v-oid-architecture-coloured-glass/) 068. The Macallan New Distillery and Visitors Experience / Rogers Stirk Harbour + Partners (https://www.archdaily.com/894935/the-macallannew-distillery-and-visitors-experience-rogers-stirk-harbour-pluspartners) 069. Berluti Manufacture / Barthélémy Griño Architectes (https://www. archdaily.com/774080/berluti-manufacture-barthelemy-grinoarchitectes) 070. Erick van Egeraat’s Roskilde power plant has a glowing perforated facade (https://www.dezeen.com/2014/09/02/incineration-lineroskilde-erick-van-egeraat-power-plant-perforated-facade/)

072. The Transparent Factory (https://www.volkswagen-newsroom.com/en/ images/albums/the-transparent-factory-2156) 073. BMW Central Building. Zaha Hadid Architects (https://www.zahahadid.com/architecture/bmw-central-building/) 074. Aimer Fashion Factory / Crossboundaries (https://www.archdaily. com/615891/aimer-fashion-factory-crossboundaries-architects)

MT.A / Simplex Noise

071. Мусоросжигательный завод в Роскилле (https://archi.ru/projects/ world/8704/musoroszhigatelnyi-zavod-v-roskille)

242

075. Lightweight Economic Steel Structure Frame For Simple Steel Shed (http://www.gdlixin.net/light-weight-economic-steel-structure-framefor-simple-steel-shed.html) 076. Industrial Building with Galvanized Steel Lightweight Structure (https://www.roprofil.com/technologies/industrial-building/) 077. Rauta. Лёгкие металлоконструкции (https://rautagroup.com/ru/ product/steel-structures/) 078. Ursicino Endaman Nsé (http://hicarquitectura.com/2013/02/urscinoendam-nse-centro-de-investigacion-y-recuperacion-de-especiesamenazadas-en-guinea-ecuatorial/) 079. Paperdome opnieuw gedemonteerd (https://www.bouwwereld.nl/ bouwkennis/paperdome-opnieuw-gedemonteerd/) 080. Jean-Marie Tjibaou Cultural Center (http://rpf.ice.spill.net/project/85/ jean-marie-tjibaou-cultural-center/images/page/3/) 081. Green book - каталог экологически чистых материалов (http:// greenbook.pro/) 082. The Most Eco-Friendly Home Construction Materials (https://www. motherearthnews.com/green-homes/the-most-eco-friendly-homeconstruction-materials-zbcz1802) 083. 9 building materials made entirely from waste products (https://www. citymetric.com/skylines/9-building-materials-made-entirely-wasteproducts-932) 084. MALPYO Factory / URBANTAINER (https://www.archdaily.com/885315/ malpyo-factory-urbantainer)

Volgabus

085. Памятник функционализма фабрика Van Nelle в Роттердаме стала объектом ЮНЕСКО (https://archi.ru/news/56031/tabachnaya-fabrikavan-nell-v-rotterdame-priznana-obektom-vsemirnogo-naslediyayunesko) 086. Xray Factory / Emilio Alvarez Abouchard Arquitectura (https://www. archdaily.com/892837/xray-factory-emilio-alvarez-abouchardarquitectura) 087. BCQ completes sports hall with translucent polycarbonate skin (https://www.dezeen.com/2015/12/19/bcq-arquitectura-municipalsports-hall-polycarbonate-cladding-olot-girona-spain/)

243

088. Поликарбонатные панели (http://ug-plast.ru/products/ polikarbonatnye-paneli/) 089. La Cite Des Arts A Saint-Denis De La Reunion, Entierment Recoverte D’une Peau En Danpalon (http://www.everliteconcept.com/fr/ actualites/infos/item/21302-la-cite-des-arts-entierement-recouverted-une-peau-en-danpalon.html) 090. Пашинцева Т. Перфорированные фасадные панели решают множество архитектурных задач: технических и декоративных. (https:// archi.ru/tech/news_47897.html) 091. Olympic Energy Centres / John McAslan + Partners (https://www. archdaily.com/391885/olympic-energy-centres-john-mcaslanpartners) 092. North Laser Center / blauraum (https://www.archdaily.com/317804/ north-laser-center-blauraum) 093. Производственные помещения Zahner от Crawford Architects. Канзас-Сити, США ( https://artwhell.ru/2018/09/17/proizvodstvennyepomesheniia-zahner-ot-crawford-architects-kanzas-siti-ssha/) 094. Neubau Parkhaus SMA / HHS Planer + Architekten AG (https://www. archdaily.co/co/02-348254/neubau-parkhaus-sma-hhs-planerarchitekten-ag) 095. House in the Landscape / Kropka Studio (https://www.archdaily. com/560469/house-in-the-landscape-kropka-studio)

097. Pavilion Tensile Membrane Structures | FabriTec Structures (https:// www.archdaily.com/catalog/us/products/15755/pavilion-tensilemembrane-structures-fabritec-structures) 098. Пухаренко Ю. В., Аубакирова И. У. , Староверов В.Д., Кришталевич А. К. Перспективы внедрения еврокодов в Российской Федерации (http://www.econf.rae.ru/article/9364) 099. Planning Portal. Approved Documents (https://www.planningportal. co.uk/info/200135/approved_documents) 100. Occupational Safety and Health Administration Technical Manual (https://www.osha.gov/dts/osta/otm/otm_iv/otm_iv_4.html)

MT.A / Simplex Noise

096. FabriTec Structures Product Catalog (https://www.archdaily.com/ catalog/us/companies/1615/pfeifer-fabritec-structures)

Volgabus

244

245

Отчет об исследовании создан коллаборацией архитектурной студии MT.Architects и компании Simplex Noise.

Архитектурное бюро, ведущее работу в трёх основных направлениях: адаптация объектов промышленного наследия, проектирование жилых домов и дизайн интерьеров.

Компания, специализирующаяся на применении цифровых технологий в проектировании и реализации архитектурных и дизайн-объектов. Основными направлениями деятельности являются создание сложных конструктивных и пространственных решений, разработка индивидуальных программных продуктов, консалтинг и обучение - помощь крупным компаниям, архитектурным бюро и дизайн-студиям по внедрению продвинутых цифровых технологий, повышающим эффективность процесса проектирования и уникальность его результата.

MT.A / Simplex Noise

Мила Титова, руководитель компании, занимается стратегическим сопровождением проектов: от менеджмента и общения с клиентом до создания архитектурной концепции, является автором методики адаптации исторических промышленных комплексов, ориентированной на сохранение и тактичное приспособление индустриальных объектов.

Volgabus

246

Руководители проекта:

Людмила Титова Или Щаников

Супервайзеры:

Мария Болдырева Максим Воротников Мария Гмызина

Ведущий аналитик:

Алёна Авдеева

Исследователи:

Мария Горбунова Валентина Григорьева Татьяна Иванникова

Тексты:

Алёна Авдеева Мария Болдырева

Редактор:

Алёна Авдеева

Иллюстрации и вёрстка:

Или Щаников

>2019 x

S_1

Volgabus

>2019 x