ВведениеУправление сроками строительства обычно рассматривается как одна из ключевых задач организации строительного производства. Продолжительность проекта влияет на накладные расходы, использование ресурсов и срок ввода объекта в эксплуатацию. При этом фактическая длительность работ определяется не только технологией основных операций. Не меньшее значение имеют снабжение, внутриплощадочное транспортирование, порядок подачи материалов и организация рабочего пространства [1].Кровельные работы относятся к завершающим строительно-монтажным процессам. В календарных графиках они нередко оказываются на критическом пути или в непосредственной близости от него, поскольку после устройства кровли открывается фронт для части отделочных и инженерных работ [2]. Для кровли характерна подача материалов небольшими партиями: кроме основного покрытия постоянно требуются крепёж, герметики, элементы примыканий, инструмент и расходные материалы. Отсутствие даже одной такой позиции может остановить укладку на подготовленном участке.Традиционные средства подачи — кран, строительный подъёмник, лебёдка — лучше приспособлены к укрупнённым поставкам и ограниченному числу точек разгрузки. Если кран одновременно обслуживает несколько процессов, появляется очередь на ресурс, а вместе с ней и ожидание подачи. После разгрузки в одной точке материалы часто приходится дополнительно переносить по кровле. Эти операции не относятся к основной укладке, но именно они увеличивают простои бригады и удлиняют фактический срок выполнения работ [3-5].В практике кровельных работ потери времени обычно возникают не в самой операции подъёма, а в сопутствующих действиях. Во-первых, бригада может ожидать кран или подъёмник, поскольку эти ресурсы одновременно обслуживают несколько процессов на объекте. Во-вторых, задержки появляются при допуске в опасные зоны и согласовании действий между участниками работ. В-третьих, после подачи материалов в одну точку возникает дополнительное перемещение по кровле, особенно если фронт работ разделён на несколько захваток. Отдельную проблему создаёт дефицит малогабаритной номенклатуры: по массе такие поставки незначительны, но отсутствие крепежа, герметика или элемента примыкания может остановить укладку. Поэтому сокращение сроков кровельных работ связано не только с ускорением вертикального подъёма, а с управлением всей системой обеспечения: очередностью подачи, ритмичностью снабжения и распределением материалов по рабочим зонам [5].В опубликованных работах применение БПЛА в строительстве чаще связывается с мониторингом, обследованием, цифровой фиксацией хода работ и контролем строительного процесса [6–9]. Задачи доставки грузов дронами в большей степени разработаны для городской и складской логистики [10]. Для строительной площадки прямой перенос таких подходов недостаточен: здесь учитываются работа на высоте, охрана труда, ограниченные зоны приёма, взаимодействие с краном и необходимость синхронизировать подачу с темпом укладки. Поэтому требуется отдельная организационно-технологическая модель подачи малогабаритных кровельных материалов и критерии выбора грузоподъёмного БПЛА для этих условий.Цель статьи — разработать модель логистического микроцикла подачи малогабаритных кровельных материалов, пригодную для сопоставления традиционной схемы и комбинированной технологии с применением грузоподъёмного БПЛА как дополнительного канала, а также предложить многокритериальную систему выбора дронов для кровельных работ.Материалы и методы исследованияИсследование основано на положениях организационно-технологического проектирования строительных процессов и на процессном подходе к анализу производственных цепочек. Объектом моделирования принят логистический микроцикл подачи малогабаритных материалов на кровлю. Такой выбор связан с тем, что обеспечивающие операции — ожидание, перемещение, подготовка партии и передача груза — часто дают непродуктивные затраты времени и напрямую отражаются на простоях кровельной бригады.Логика исследования выстроена как цепочка «факторы — показатели микроцикла — непрерывность работ — длительность кровельных работ». К факторам отнесены условия объекта (высота, конфигурация кровли, стеснённость площадки), параметры логистики (зоны складирования и приёма, размер партии, удалённость рабочих зон) и характеристики ресурса подачи. Показатели микроцикла описывают продолжительность операций, интенсивность подачи, ожидание ресурса и объём горизонтального распределения. Непрерывность работ оценивается через простои и ритмичность обеспечения, а длительность кровельных работ — через фактическую производительность бригады при заданном объёме.Для сравнения приняты две схемы обеспечения. Первая — традиционная подача краном, подъёмником или лебёдкой с разгрузкой в ограниченное число точек и последующим распределением материалов по кровле. Вторая — комбинированная схема: традиционный канал остаётся для укрупнённых поставок, а БПЛА используется для малых партий, дефицитной номенклатуры и адресной доставки к конкретному участку работ.Такое сравнение ближе к реальной практике стройплощадки. Кран не исключается из процесса и остаётся базовым ресурсом, а дрон рассматривается как дополнительный инструмент, который снижает зависимость бригады от очередности подачи и сокращает лишние переносы по кровле.Комбинированная схема удобна для анализа ещё и потому, что позволяет раздельно оценить источники эффекта. В расчётах отдельно рассматриваются ожидание ресурса подачи и время распределения материалов по кровле. Именно эти составляющие чаще всего превращают обеспечивающий процесс в причину простоя.Модель задаётся через переменные: высоту подъёма H, расстояние от склада или зоны подготовки до точки старта ресурса L0L_0, расстояние от точки приёма на кровле до рабочей зоны LkL_k, рассредоточенность фронта работ Z, массу партии одной подачи Qпарт, общий объём подач Qобщ, а также ограничения площадки S. К последним относятся стеснённость, наличие безопасных зон, доступность точек старта и приёма. Выбранные параметры отражают практические условия организации подачи: с ростом высоты увеличивается время перемещения, при рассредоточенном фронте возрастает потребность в адресной доставке, а стеснённость площадки ограничивает варианты размещения зон работы и приёма.В качестве допущений приняты:1. Основной технологический процесс укладки покрытия не изменяется, а влияние логистики учитывается через простои и ритмичность обеспечения;2. Традиционный канал сохраняется как базовый, дрон используется как дополнительный ресурс для определённой номенклатуры;3. При сравнении вариантов объём работ и условия объекта считаются неизменными.Принятые допущения нужны для того, чтобы сравнивать именно организационно-технологические решения подачи материалов, не смешивая их с изменением конструкции кровли, состава работ или общего объёма.В работе используются:1. Процессное моделирование, включающее декомпозицию процесса подачи на операции и формирование структуры логистического цикла;2. Сравнительный организационно-технологический анализ по унифицированным показателям (время цикла, ожидание, распределение, простои);3. Многокритериальная оценка для выбора дрона (пороговые критерии применимости и ранжирование по баллам);4. Экспертно-аналитический подход для параметров, которые существенно зависят от организационных условий и могут варьировать в пределах объекта (например, ожидание ресурса при очередности).Переход от модели микроцикла к выбору дрона выполняется через связь критериев с элементами процесса. То есть характеристики БПЛА оцениваются не сами по себе, а по тому, как они влияют на время цикла, ожидание ресурса, адресность доставки и ритмичность обеспечения. Такой подход делает процедуру выбора воспроизводимой: обоснование строится не только на перечне паспортных характеристик, но и на их влиянии на показатели процесса.Микроцикл подачи малогабаритных кровельных материалов представлен как последовательность шести этапов E1–E6. Такая декомпозиция применима как к традиционным средствам подачи, так и к дрон-каналу. Содержание этапов определяется практической организацией подач и включает технические, организационные и управленческие операции.Этап E1 включает подбор номенклатуры, комплектование партии, упаковку или тарирование груза перед подачей на кровлю.Этап E2 зависит от выбранной технологии. Для традиционных средств это строповка, подготовка тары и вызов ресурса; для БПЛА — проверка крепления груза, состояния аккумулятора и готовности к вылету.Этап E3 описывает перемещение груза к кровле: подъём и позиционирование для крана или подъёмника либо полёт и позиционирование для дрона.Этап E4 связан с приёмом груза на кровле и передачей его в безопасную зону. При адресной подаче эта операция занимает меньше времени, поскольку точка приёма приближена к месту выполнения работ.Этап E5 отражает перемещение материала уже по кровле: от точки приёма к захватке, узлу примыкания или месту укладки. E6 завершает микроцикл: ресурс возвращается, готовится к следующей подаче, а для БПЛА дополнительно проверяется заряд или выполняется замена аккумулятора. В расчёте продолжительность одной подачи записана как сумма этих операций и организационного ожидания:Тц=ТЕ1+ТЕ2+ТЕ3+ТЕ4+ТЕ5+ТЕ6+Тожид,(1)Т_ц = Т_{Е1} + Т_{Е2} + Т_{Е3} + Т_{Е4} + Т_{Е5} + Т_{Е6} + Т_{ожид}, (1)где ТЕ1Т_{Е1} — время на комплектование партии;ТЕ2Т_{Е2} — время на подготовку ресурса подачи;ТЕ3Т_{Е3} — время на подъем;ТЕ4Т_{Е4} — время на прием груза;ТЕ5Т_{Е5} — время на горизонтальное распределение;ТЕ6Т_{Е6} — время на возврат ресурса подачи;TожидT_{ожид} — время ожидания ресурса: очередность крана, ожидание стропальщика или оператора, погодное «окно», допуск к опасной зоне.Показатель Tожид.T_{ожид.} выделен отдельно, поскольку он показывает не скорость подъёма как таковую, а организационную устойчивость подачи. В него входят очередь на кран или подъёмник, ожидание стропальщика, оператора, допуска в опасную зону, а для дрон-канала — ожидание погодного окна или разрешения на выполнение полёта. Число циклов подачи (2) определяется отношением общего объёма подач к массе одной партии:N=Qобщ.Qпарт.,(2)N = \frac{Qобщ.}{Qпарт.}, (2)где QпартQ_{парт}​ — масса партии, подаваемой за один цикл;QобщQ_{общ}​ — общий объём подаваемых материалов за рассматриваемый период.Такое представление позволяет разделить потери времени на три группы:- технические — зависящие от возможностей ресурса подачи: скорости, высоты, точности позиционирования;- организационные — связанные с очередностью ресурса, режимом допуска и согласованностью действий участников;- пространственные — возникающие из-за расстояний между точкой приёма и рабочими зонами на кровле.На следующем этапе анализа оценивается, как выбранная схема подачи меняет эти группы потерь. На рисунке 1 показана принятая в работе структура комплексного процесса подачи материалов E1–E6.Рис. 1. Схема модели комплексного процесса подачи материалов (E1–E6) После разбиения процесса на E1–E6 нужно выбрать показатели, по которым варианты можно сравнивать. В качестве базового принят TцT_ц — средняя продолжительность одной подачи. Для бригады этот показатель фактически означает время реакции системы снабжения на очередную потребность в материале.Интенсивность подачи I показывает, сколько материала может быть подано за единицу времени при выбранной схеме. Если интенсивность ниже потребности фронта работ, накапливается ожидание; если она соответствует темпу укладки, подача не становится ограничивающим звеном.I=QпартTц,(3)I = \frac{Qпарт}{Tц}, (3)Наиболее чувствительным элементом для календарного графика является TожидT_{ожид}. Даже при небольшой продолжительности самого подъёма задержка из-за очередности ресурса приводит к тому, что материал поступает не вовремя. В модели это отражается через снижение коэффициента ритмичности обеспечения KrK_r и рост доли простоев PпрP_{пр}.Второй важный показатель — TE5T_{E5}. Он показывает, сколько времени уходит на перемещение материалов по кровле после подъёма. При большой площади кровли, нескольких захватках или удалённых узлах примыкания такие переносы становятся самостоятельной статьёй затрат времени.Поэтому при оценке сроков важно смотреть не только на итоговое значение TцT_ц, но и на его структуру. Для данной задачи управляемыми считаются прежде всего ожидание TожидT_{ожид} и распределение TE5T_{E5}. Именно на эти элементы может повлиять дополнительный канал подачи, если он применяется для подходящей номенклатуры и имеет организованные зоны старта и приёма.В традиционной схеме кран или подъёмник обычно обслуживает не только кровельщиков. Ресурс распределяется между несколькими видами работ, поэтому момент подачи не всегда совпадает с потребностью бригады. После подъёма материал часто складируется в одной зоне, а затем переносится вручную к месту укладки. Так формируются TожидT_{ожид} и TE5T_{E5} традиционного метода подачи мfтериала.Комбинированная схема меняет этот порядок частично, а не полностью. Крупные партии остаются за традиционным каналом, а малые и срочные позиции передаются через дрон-канал. В расчётной модели это уменьшает ожидание выделенного ресурса и сокращает расстояние от точки приёма до рабочего места.Практически это означает устранение небольших, но частых разрывов в смене: не хватает крепежа у конкретной захватки, герметик остался внизу, доборный элемент подан не в ту часть кровли, инструмент требуется на удалённом участке. В таких случаях БПЛА выступает не заменой механизации, а способом закрыть локальный дефицит без остановки всей бригады.Сравнение вариантов по ключевым компонентам микроцикла приведено в таблице 1.Таблица 1Сравнение вариантов по ключевым компонентам микроцикла№ п/пКомпонентТрадиционный вариантКомбинированный вариант (дрон как доп. канал)Эффект для сроков/ритмичности1Ожидание ресурса TожидT_{ожид}Высокое при очередности ресурсаНиже для малых подач (выделенный ресурс)Снижение простоев по ожиданию2Распределение по кровле TE5T_{E5}Выше при разгрузке в 1 точкуНиже при адресной доставкеСокращение переносов и потерь времени3Ритмичность обеспечения KrK_rНестабильная при конкуренции за ресурсВыше для критичной номенклатурыСтабилизация темпа4Простои бригады PпрP_{пр}Выше при дефиците «мелких» позицийНиже при оперативной доставкеСокращение длительности работ Рациональное распределение номенклатуры между традиционным каналом и дрон-каналом является обязательным условием эффективности. В дрон-канал целесообразно передавать позиции малой массы, но высокой критичности для непрерывности работ: крепёж, герметики, элементы примыканий, отдельные расходники. Традиционный канал сохраняется для укрупнённых поставок и грузов, требующих регламентированного подъёма и позиционирования.Распределение номенклатуры между традиционным каналом и дрон-каналом представлено в таблице 2.Таблица 2Распределение номенклатуры «традиционный канал / дрон-канал»№ п/пГруппа грузовПримерыКанал подачиОбоснование (связь с моделью)1Укрупнённые партии основных материаловПоддоны утеплителя; крупные партии покрытийТрадиционныйУвеличение Qпарт снижает N; дрон ограничен грузоподъёмностью2Крупно габаритные материалыДлинномерные/крупные листыТрадиционныйТребования к безопасному позиционированию (E4), ветровые ограничения3Дефицитная номенклатура высокой критичностиКрепёж, герметики, элементы примыканийДронСнижение Tожид и Pпр за счёт оперативной доставки4Адресная «досылка»Малые партии для конкретного узлаДронСнижение TE5 при рассредоточенном фронте Z5Инструмент и расходникиОснастка, мелкий инструментДронУменьшение организационных разрывов и простоев Многокритериальная система выбора грузоподъемных дроновСистема критериев выбора дрона формируется на основе модели микроцикла и соотносится с этапами E1–E6, а также с параметрами H, L0L_0, LkL_k, Z и QпартQ_{парт}. Критерии разделены на две группы: пороговые, определяющие саму возможность применения, и оценочные, используемые для ранжирования допустимых вариантов. Сначала исключаются решения, неприемлемые по безопасности или условиям площадки; затем выбирается вариант, который сильнее влияет на показатели микроцикла.Пороговые критерии включают достаточную полезную нагрузку для выбранной номенклатуры; возможность выполнять требуемую высоту и дальность полёта с нагрузкой; наличие организационно реализуемых зон старта и приёма; безопасную передачу груза на кровле; соблюдение требований охраны труда при работе на высоте [11], требований безопасности погрузочно-разгрузочных работ [13] и организационных требований к ППР [14].Оценочные критерии ранжирования включают реальную полезную нагрузку при заданных H и L, время рейса и скорость цикла, автономность и цикл аккумулятора, точность позиционирования, удобство приёма, возможность адресной подачи, надёжность в условиях площадки и экономические параметры эксплуатации. Каждый из этих критериев связан с конкретным элементом микроцикла: Qпарт и N,TE3, TE4, TE5, TE6 или 𝑇ожид.​​​​Q_{парт} и N, T_{E3}, T_{E4}, T_{E5}, T_{E6} или 𝑇_{ожид}.​​​​Связь критериев выбора дрона с элементами модели приведена в таблице 3.Таблица 3Критерии выбора дрона и связь с элементами модели№ п/пГруппаКритерийСвязь с модельюВлияние на показатели1ТехническиеПолезная нагрузка при H, LQпартQ_{парт}; NЧисло циклов, интенсивность2ТехническиеВремя рейса/скоростьTE3T_{E3}Сокращение TцT_ц3ЭксплуатационныеАвтономность и цикл АКБTE6(Tакб)T_{E6} (T_{акб})Устойчивость ритма подачи4Точность/безопасностьПозиционирование и передачаTE4T_{E4}Скорость приёма, снижение рисков5ОрганизационныеАдресность доставкиTE5T_{E5}Сокращение переносов по кровле6НадёжностьОтказы/ремонтопригодностьTожидT_{ожид}Снижение PпрP_{пр}7ЭкономическиеСтоимость эксплуатацииCСопоставление альтернатив Для практического применения предлагается двухэтапная процедура выбора: сначала выполняется фильтрация по пороговым критериям, а затем проводится ранжирование допустимых вариантов по балльной оценке.Балльная оценка выполняется по шкале от 1 до 5. Различная значимость критериев учитывается весовыми коэффициентами wj. Итоговый показатель (4) для варианта k определяется как сумма взвешенных баллов:Sk=∑i=1mwj∙bkj,j=1…m,(4)S_k = \sum_{i=1}^mw_j∙b_{kj},  j=1…m,  (4)где bkjb_{kj}​ — балльная оценка варианта k по критерию j,wjw_j​ — вес критерия,m — число критериев.Оптимальным считается вариант с максимальным значением SkS_k среди допустимых. Для кровельных работ повышенные веса следует задавать критериям безопасности и применимости, а также критериям, влияющим на TожидT_{ожид} и TE5T_{E5}, поскольку именно они связаны со снижением простоев и повышением ритмичности.РезультатыМодель микроцикла E1–E6 даёт единое описание подачи малогабаритных кровельных материалов и позволяет разложить потери времени по источникам. Для традиционных схем наиболее значимыми оказываются ожидание ресурса Tожид и горизонтальное распределение TE5T_{E5}. Эти компоненты нередко сопоставимы со временем собственно подъёма или даже превышают его. Поэтому простое ускорение подъёма не всегда сокращает длительность работ, если не меняется схема обеспечения.Комбинированная схема с дроном как дополнительным каналом направлена именно на эти потери: она снижает зависимость от очередности традиционного ресурса и повышает адресность доставки. Вместе с тем применение дрона ограничено грузоподъёмностью, погодными условиями, требованиями безопасности и режимом полётов. Эти ограничения подтверждают, что БПЛА целесообразно использовать как дополнительный ресурс подачи, а не как полную замену крану или подъёмнику. Практический эффект зависит от правильного распределения номенклатуры и от регламента взаимодействия между каналами.Многокритериальная система выбора связывает требования к БПЛА с параметрами микроцикла и условиями конкретного объекта. При наличии хронометражных данных её можно использовать не только для выбора модели дрона, но и для включения дрон-канала в календарное планирование с оценкой возможного влияния на сроки.Применение грузоподъёмных БПЛА как дополнительного канала подачи имеет ограничения, которые нужно учитывать до принятия организационного решения. К ним относятся капитальные затраты на дрон и оснастку — контейнеры, подвесы, средства безопасности, — а также расходы на подготовку и допуск оператора. Поэтому технико-экономическое обоснование особенно важно для сценариев, где дрон используется не постоянно, а для дефицитной номенклатуры и адресной подачи малых партий.Отдельную группу ограничений образуют регуляторные и эксплуатационные условия: запретные и ограниченные зоны полётов в отдельных населённых пунктах, процедуры согласования, требования безопасности и недостаточная проработанность отраслевых методических документов по применению БПЛА как элемента строительной механизации. Существенное влияние оказывают и метеоусловия: ветер, осадки и температура могут временно исключать работу дрон-канала.В предложенной модели эти факторы следует учитывать двояко: как пороговые условия применимости и как параметры, влияющие на Tожид, устойчивость ритма подачи и суммарные эксплуатационные затраты.ЗаключениеРазработана процессная модель логистического микроцикла подачи малогабаритных кровельных материалов E1–E6 с единой временной структурой цикла. Она позволяет сопоставлять традиционную схему подачи и комбинированную технологию, в которой грузоподъёмный БПЛА используется как дополнительный канал.Установлено, что эффект комбинированной схемы связан прежде всего с двумя управляемыми компонентами: снижением ожидания ресурса подачи и уменьшением расстояния последующего распределения материалов по кровле. За счёт этого сокращаются простои и повышается ритмичность работы бригады.На основе модели предложена система выбора грузоподъёмного БПЛА. Сначала проверяются пороговые условия применимости, затем допустимые варианты ранжируются по оценочным критериям с использованием балльной оценки и весовых коэффициентов.Отдельное значение имеет кадрово-организационный аспект. Подготовка специалистов по беспилотным авиационным системам развивается, и строительная отрасль должна заранее определить, как такие специалисты будут включаться в производственный процесс. Для этого нужны понятные регламенты работы на площадке, требования к зонам старта и приёма, а также методические положения по применению БПЛА в строительной логистике.При этом ограничения дронов сохраняются: стоимость техники и подготовки оператора, ограничения полётов в отдельных зонах, недостаточная проработанность отраслевой нормативной базы и зависимость от погоды. Поэтому дрон не следует рассматривать как универсальную замену традиционной механизации. Его рациональная область применения — малые, срочные и адресные подачи, влияющие на простои бригады.Предложенная модель микроцикла и критерии выбора могут использоваться при разработке ППР и календарных схем. Они позволяют заранее определить условия применимости дрон-канала и оценить ожидаемый эффект по срокам для конкретного объекта.