Russian Federation
Russian Federation
UDC 69
UDC 69.05
The article is devoted to the study of factors affecting the efficiency of modular building assembly, taking into account the logistical constraints that arise during the transportation of large-sized structures from the manufacturing plant to the construction site. In the context of the growing popularity of modular construction, the task of optimizing the interaction between logistics and the production process of assembly becomes particularly relevant. During the preparation of the study, a review of domestic and international scientific and methodological sources was carried out, along with existing approaches to the organization and technology of modular building delivery and installation. Key factors potentially influencing the performance of assembly operations were identified, including: distance from the manufacturing plant, time required for the installation of a single module, number of escort vehicles provided, and construction site capacity. At the next stage of the study, the development of graphical models for logistical scenarios and the construction of a regression model are planned, enabling a quantitative assessment of the influence of each factor on the final daily installation productivity of modular buildings.
modular construction, large-size modules, integrated approach, delivery logistics, installation productivity, expert survey, mathematical modeling
Введение
Модульное строительство активно внедряется в практику создания зданий различного назначения — от жилых и административных до объектов социальной инфраструктуры. В отличие от традиционного подхода, данная технология предполагает предварительное изготовление укрупнённых строительных модулей на специализированных заводах с последующей доставкой и сборкой на строительной площадке. Это позволяет значительно сократить сроки строительства, повысить качество работ за счёт заводской сборки и снизить влияние погодных условий на ход реализации проекта [1, 2].
Материалы и методы
Среди исследователей отмечается, что модульная технология особенно эффективна в условиях типовой застройки, при строительстве объектов здравоохранения, образования, временного или быстромонтируемого жилья [3]. Однако, несмотря на технологические преимущества, реализация таких проектов сопровождается рядом организационно-логистических ограничений.
Одним из ключевых факторов, влияющих на эффективность модульного строительства, является логистика доставки укрупнённых модулей от завода-изготовителя до строительного объекта. Учитывая габариты таких модулей, они в большинстве случаев попадают под категорию негабаритных и тяжеловесных грузов. В соответствии с классификацией, приведённой в работе Р. Е. Корчагина и С. Н. Масленникова [4], крупногабаритным признаётся груз, размеры которого превышают установленные габариты транспортного средства: длина более 20 м, ширина — более 2,55 м, высота — более 4 м. Такие грузы требуют обязательного сопровождения, ограничений по времени движения (как правило, перевозка осуществляется в ночной период), получения специальных разрешений, а также маршрутов, учитывающих высоты путепроводов, плотность трафика и пропускную способность дорог. Максимальные размеры крупногабаритных модулей на данный момент составляют: длина 16 м, ширина — 7 м, высота — 3,55 м (рис.1).
Рис. 1. Максимальные размеры крупногабаритного модуля
Организация транспортировки крупногабаритных модулей нередко становится узким местом, ограничивающим производительность всего строительного процесса. В научной литературе подчёркивается, что такие перевозки требуют детальной предварительной проработки: от формирования цепочки поставок до выбора времени, маршрута и формата сопровождения [5 - 9]. В условиях ограниченного окна для ночной доставки, ограниченного числа машин сопровождения, а также вместимости строительной площадки появляется необходимость точной технологической увязки логистических и монтажных операций.
Тем не менее, несмотря на наличие проработанных подходов к планированию логистики в строительстве, взаимосвязь между параметрами доставки и реальной производительностью монтажа модулей на объекте исследована недостаточно. Имеющиеся методики, как правило, ориентированы либо на отдельные технологические операции, либо на анализ технико-экономических параметров при типовом планировании, не учитывая специфики именно модульного строительства.
Таким образом, целью настоящего исследования является определение и количественная оценка влияния логистических факторов на производительность монтажа модульных зданий.
Исследование выполнено на основе теоретико-аналитического обзора, экспертного ранжирования факторов, графического сценарного моделирования и последующего математико‑статистического анализа (рис.2).
Рис. 2. Основные этапы исследования
На первом, теоретико-аналитическом этапе, была изучена научная и нормативная база исследования. Путём анализа профильной нормативной документации и изучения научных публикаций в области модульного строительства и логистики негабаритных грузов определены ключевые проблемные зоны, в частности — недооценка логистических ограничений при проектировании монтажных процессов.
На втором этапе был проведён экспертный опрос с целью сокращения диапазона варьируемых факторов и отбора наиболее типичных значений для моделирования. Экспертам было предложено оценить распространённость различных значений каждого параметра (например, удалённости от завода-изготовителя в диапазоне от 10 до 300 км) и выделить наиболее часто встречающиеся в практике комбинации. На основе обобщения экспертных оценок была сформирована ограниченная, но репрезентативная выборка сценариев, отражающих реальные условия организации доставки и монтажа модульных зданий. Это позволило сфокусировать моделирование на наиболее значимых и вероятных вариантах. Таким образом, общее количество сценариев было сокращено с 384 до 24 наиболее реалистичных комбинаций (рис.3).
Рис. 3. Комбинации факторов
На последующих этапах исследования для каждого сценария были построены графики, отражающие процессы доставки и монтажа модулей. Каждый сценарий рассматривался в двух вариантах организации работ: при совмещении ночной доставки и монтажа, а также при ночной доставке с последующим дневным монтажом. По результатам моделирования было определено максимальное количество модулей, которое может быть смонтировано в течение суток при различных сочетаниях логистических параметров.
Для количественного анализа взаимосвязей между логистическими параметрами и производительностью монтажа был применён корреляционный анализ, основанный на вычислении коэффициента линейной корреляции Пирсона. Данный метод широко используется в инженерных и экономико-математических исследованиях для оценки степени зависимости между количественными признаками [10].
Результаты анализа показали, что наиболее сильное влияние на производительность оказывает удалённость объекта от завода (r = –0.68) — увеличение транспортного плеча значительно снижает суточный темп монтажа. Также выражена положительная корреляция вместимости площадки (r = +0.72) и числа машин сопровождения (r = +0.68) с количеством установленных модулей, что указывает на ключевую роль транспортной и организационной зависимости. Параметр времени монтажа одного модуля (r = +0.16) продемонстрировал крайне слабую связь, что подтверждает: производительность ограничивается в первую очередь логистикой, а не технологией сборки.
Для наглядности зависимости визуализированы в форме тепловой карты, позволившей выявить не только прямые связи между факторами и откликом, но и взаимные корреляции между самими параметрами — например, умеренную зависимость между вместимостью площадки и количеством машин сопровождения (r = +0.33), отражающую необходимость синхронного планирования этих показателей (рис. 4).
Рис. 4. Тепловая карта корреляции
Заключение
Проведённое исследование подтвердило значимость логистических факторов при организации монтажа зданий из крупногабаритных железобетонных модулей.
Анализ показал, что именно транспортная составляющая формирует основные ограничения производительности, тогда как технологические параметры монтажа играют второстепенную роль.
Основные выводы можно сформулировать следующим образом:
- Удалённость завода от строительной площадки оказывает сильное отрицательное влияние на темпы монтажа, определяя ритм всей логистической цепочки;
- Вместимость строительной площадки и количество машин сопровождения выступают ключевыми компенсирующими факторами, позволяющими снизить влияние транспортных ограничений;
- Время монтажа одного модуля не является лимитирующим показателем в условиях достаточной логистической обеспеченности;
- Система модульного домостроения характеризуется асимметричной зависимостью: эффективность определяется не скоростью сборки, а согласованностью доставки и складских мощностей;
- Полученные зависимости создают основу для построения регрессионной модели, способной количественно описывать влияние логистических факторов и служить инструментом оптимизации графиков поставок и монтажа.
Таким образом, проведённый корреляционный анализ позволил не только выявить наиболее значимые логистические ограничения, но и сформировать предпосылки для разработки прогностической модели, применимой при календарном планировании и управлении строительными проектами модульного типа.
1. Pakhomova L. A. Metodika modelirovaniya vozvedeniya zhilykh zdaniy iz krupnogabaritnykh ob’ëmnykh blokov [Modeling methodology for the construction of residential buildings from large-sized volumetric blocks]: PhD Thesis. Moscow, MGSU, 2016, 182 p.
2. Alizade S. A. Ob''emno-blochnoe domostroenie: opyt i perspektivy razvitiia [Modular block housing construction: experience and development prospects]. Arkhitektura i dizain [Architecture and Design], 2017, no. 1, pp. 38–52. EDN: https://elibrary.ru/ZSGQCH
3. Ambartsumyan S. A., Kolpakov A. M., Mochalin D. E., S'beva Yu. A. Perspektivy razvitiia i vnedreniia innovatsionnoi tekhnologii vozvedeniia zdanii razlichnogo naznacheniia iz krupnogabaritnykh zhelezobetonnykh modulei [Development prospects and implementation of innovative technology for constructing various-purpose buildings from large-sized reinforced concrete modules]. Stroitel'noe proizvodstvo [Construction Production], 2024, no. 2, pp. 36–44. DOI:https://doi.org/10.54950/26585340_2024_2_36. EDN: https://elibrary.ru/JHMNSE
4. Korchagin R. E., Maslennikov S. N. Standartizatsiia poniatiia krupnogabaritnykh i tiazhelovesnykh gruzov v logistike [Standardization of the concept of oversized and heavy cargo in logistics]. Nauchnye problemy transporta Sibiri i Dal'nego Vostoka [Scientific Problems of Transport in Siberia and the Far East], 2024, no. 3, pp. 5–8. EDN: https://elibrary.ru/EIDUQJ
5. Ambartsumyan S. A., Mochalin D. E., Avetisyan R. T., S'beva Yu. A. Analiz riskov, voznikaiushchikh na etapakh proizvodstva, transportirovki, montazha krupnogabaritnykh modulei v proektnoe polozhenie [Risk analysis at the stages of production, transportation, and installation of large-sized modules in the design position]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo [Proceedings of Higher Educational Institutions. Construction], 2023, no. 1(769), pp. 84–94. DOI:https://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-769-1-84-94. EDN: https://elibrary.ru/JFGZAV
6. Pimonenko M. M., Proshkina V. A. Nekotorye osobennosti logistiki i organizatsii tsepochki postavok tiazhelovesnykh i krupnogabaritnykh gruzov [Some features of logistics and supply chain organization for heavy and oversized cargo]. Trudy konferentsii [Conference Proceedings]. Saint Petersburg, PGUPS, 2018, pp. 17–21. EDN: https://elibrary.ru/VGNJXY
7. Macioszek E. “Conditions of oversize cargo transport.” Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport, vol. 102, 2019, pp. 109–117. DOI:https://doi.org/10.20858/sjsutst.2019.102.9.
8. Görçün Ö.F., Kundu P., Küçükönder H., Doğan G. An integrated decision-making framework to evaluate the route alternatives in overweight/oversize transportation // Expert Systems with Applications. – 2026. – Vol. 228. – P. 1–15. – DOI:https://doi.org/10.1016/j.eswa.2025.121713.
9. Qu W., Suescun D., Hadi M., Xiao Y. Data-Driven Approach to Estimating Safety Impact of Oversize/Overweight Vehicles on Freeways in Florida // Transportation Research Record. – 2023. – Vol. 2677, No. 7. – P. 601–614. – DOI:https://doi.org/10.1177/03611981231168339.
10. Kendall M., Stuart A. Statisticheskie vyvody i vzaimosvyazi [Statistical Inference and Relationships]. Moscow, Nauka Publ., 1973, 890 p.
