Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
VAK Russia 2.1.14
UDC 69
The paper addresses the assessment of the viability of the environment for using a digital information model at the construction stage. The aim of the study is to develop a methodological approach that makes it possible to evaluate whether the project environment is ready to use a DIM as a tool for monitoring and managing construction processes. The study is based on the analysis of Russian and international regulatory documents, a review of BIM-related publications, and expert ranking of factors affecting the practical use of the model. Three groups of factors are proposed: characteristics of the digital information model, the state of the software and IT environment, and organizational conditions for information support. The significance of factor groups and intra-group factors is determined by expert ranking with subsequent verification of consistency using Kendall’s concordance coefficient and the Pearson chi-square test. An integral coefficient of the viability of the DIM use environment is proposed for diagnostics; it is based on factor weights and binary fixation of their presence. The resulting value is interpreted using the Harrington desirability scale. The proposed methodology includes expert ranking, environmental diagnostics, gap analysis, compensatory measures, and repeated assessment. Its practical value lies in identifying the critical barriers to DIM implementation and substantiating organizational and technological improvements at the construction stage.
DIM, construction stage, BIM, expert ranking, integral coefficient, Harrington scale
Введение
Цифровая информационная модель постепенно становится обязательным элементом управления данными в строительстве. Международная нормативная база закрепляет переход от локального использования BIM к системному управлению информацией на протяжении жизненного цикла объекта; именно такую логику задают стандарты ISO 19650-1 и ISO 19650-2 [1, 2]. В российском регулировании требование к формированию и ведению информационной модели закреплено на уровне обязательных правовых актов, прежде всего постановлений Правительства Российской Федерации № 331 и № 614 [3, 4].
Наряду с правовыми требованиями в отечественной практике сформирован ряд документов, регламентирующих применение информационного моделирования в строительстве, в том числе организацию работы производственно-технических подразделений и формирование информационной модели на различных стадиях жизненного цикла [5, 6]. Вместе с тем формальное наличие нормативной базы не устраняет ключевую проблему: на стадии строительно-монтажных работ цифровая модель нередко сохраняет статус проектного файла и не превращается в рабочий инструмент управления фактом, статусами и изменениями.
В отечественной литературе вопросы информационного моделирования в строительстве рассматриваются как в контексте организационно-технологического проектирования и управления бизнес-процессами [7], так и через модели зрелости планирования, контроля и регулирования строительных проектов [8]. Зарубежные исследования развивают BIM как систему знаний о данных, процессах и взаимодействии участников; этот подход представлен в работах по BIM Handbook, BIM Framework и технологическим основаниям информационного моделирования [9–11]. Однако для стадии СМР в литературе недостаточно разработан именно вопрос оценки среды, в которой модель должна функционировать как инструмент производственного управления.
В связи с этим цель настоящего исследования состоит в разработке подхода к оценке состоятельности среды использования цифровой информационной модели на стадии строительно-монтажных работ. Для достижения цели требуется определить ключевые группы факторов, влияющих на использование ЦИМ, обосновать метод оценки их значимости, предложить интегральный коэффициент состоятельности среды и сформировать последовательность диагностики, анализа разрывов и повторной оценки после компенсирующих мероприятий.
Материалы и методы
Методическая схема исследования объединяет анализ нормативно-технических документов, синтез научных публикаций, экспертное ранжирование и моделирование интегральной оценки. В качестве информационной базы использованы международные документы по управлению BIM-информацией [1, 2], российские нормативные правовые акты [3, 4], профильные своды правил [5, 6], а также научные труды, раскрывающие организационно-технологические и процессные аспекты применения BIM/ЦИМ [7–11]. Такой набор источников позволил сопоставить требования к составу и сопровождению цифровой модели с практикой строительного производства.
По результатам анализа выделены три группы факторов, определяющих состоятельность среды использования ЦИМ на стадии СМР. Первая группа объединяет факторы ЦИМ-модели: полноту структуры, наличие необходимых атрибутов, возможность фиксации статусов и отражения плановых и фактических параметров работ. Вторая группа включает факторы ПО/ИТ-среды: наличие среды общих данных, совместимость форматов, доступность цифровых сервисов, прослеживаемость изменений и устойчивость информационного обмена. Третья группа охватывает организационные факторы: регламенты, распределение ролей, цифровую дисциплину подрядчиков, порядок верификации и актуализации фактических данных.
Для определения относительной значимости факторов использовано экспертное ранжирование. В экспертную группу вошли пять специалистов, представляющих основные контуры управления проектом: руководитель проектного офиса, главный инженер проекта, главный архитектор проекта, руководитель строительства и BIM-менеджер. Сначала эксперты ранжировали три группы факторов по шкале от 1 до 3, где большее значение соответствовало большей значимости. Затем внутри каждой группы ранжировались по десять факторов по шкале от 1 до 10. По каждой позиции вычислялась сумма рангов, на основе которой определялись вес группы и внутригрупповые веса факторов. Экспертам также предоставлялась возможность дополнить исходный перечень факторов, если они считали его неполным.
Согласованность экспертных оценок проверялась по коэффициенту конкордации Кендалла, а статистическая значимость согласованности — по критерию Пирсона. Дальнейшая диагностика строилась на бинарной фиксации факторов: наличие фактора оценивалось значением 1, отсутствие — значением 0. Частные коэффициенты рассчитывались отдельно по каждой группе факторов, а итоговый коэффициент K определялся как взвешенная сумма частных коэффициентов. Для интерпретации результата использовалась шкала желательности Харрингтона, позволяющая отнести диагностируемую среду к одному из уровней — от очень низкого до очень высокого.
Результаты
Пилотная экспертная оценка показала, что наибольший вклад в состоятельность среды использования ЦИМ вносят организационные факторы. По результатам обработки рангов были получены следующие веса групп: для факторов ЦИМ-модели — 0,35, для факторов ПО/ИТ-среды — 0,25, для организационных факторов — 0,40. Проверка согласованности ранговых оценок дала значение коэффициента конкордации Кендалла W = 0,936 и статистики критерия Пирсона χ² = 14,04, что позволяет считать экспертные оценки достаточно согласованными для применения в расчёте интегрального коэффициента. Полученный результат важен с методической точки зрения: он показывает, что переход от качественного описания проблем использования ЦИМ к количественной системе весов возможен без потери содержательной интерпретации.
На основе весов групп и внутригрупповых факторов предложен интегральный коэффициент состоятельности среды использования ЦИМ. Его содержательный смысл состоит в оценке доли значимых факторов, реально обеспеченных в рассматриваемой организационно-технологической среде. Для интерпретации итогового значения предложено использовать шкалу желательности Харрингтона. Диапазон 0,63–1,00 соответствует благоприятной среде, в которой возможно устойчивое применение ЦИМ на стадии СМР; диапазон 0,37–0,63 характеризует частично благоприятную среду, где применение модели возможно, но ограничено отдельными дефицитами; диапазон 0,00–0,37 отражает неблагоприятную среду, требующую системных изменений до начала полномасштабного использования ЦИМ.
В развитие модели оценки сформирована последовательность практического применения методики. На первом этапе формируется перечень факторов и проводится экспертное ранжирование. На втором этапе выполняется диагностика среды с фиксацией наличия или отсутствия факторов и расчётом итогового коэффициента K. На третьем этапе для сценариев с недостаточной состоятельностью среды выполняется анализ разрывов и формируется адресный набор компенсирующих мер. Для ЦИМ-модели такие меры связаны с актуализацией модели, устранением коллизий, унификацией структуры и правил обновления данных; для ПО/ИТ-среды — с настройкой программного обеспечения, обеспечением совместимости форматов, внедрением среды общих данных и резервным хранением информации; для организационного контура — с разработкой регламентов, закреплением ролей, обучением участников и контролем цифровых процедур. На четвёртом этапе проводится повторная диагностика среды, позволяющая зафиксировать эффект от реализованных мероприятий.
Обсуждение
Предложенный подход отличается от оценок, ориентированных исключительно на свойства цифровой модели. В работах [7–11] последовательно показано, что эффективность BIM/ЦИМ зависит не только от геометрии и атрибутивного наполнения, но и от процедур обмена данными, зрелости процессов и качества взаимодействия участников. Развивая эту позицию применительно к стадии СМР, настоящее исследование предлагает рассматривать использование ЦИМ как результат взаимодействия трёх контуров: модели, ИТ-среды и организации. Такая постановка позволяет объяснить ситуацию, когда формально корректная модель не создаёт управленческого эффекта из-за отсутствия среды общих данных, регламентов или ответственности за актуализацию фактической информации.
Заключение
В статье разработан подход к оценке состоятельности среды использования цифровой информационной модели на стадии строительно-монтажных работ. Показано, что применение ЦИМ на стадии СМР должно оцениваться комплексно — как результат взаимодействия характеристик модели, состояния ПО/ИТ-среды и организационного контура сопровождения данных. На этой основе выделены три группы факторов, обосновано применение экспертного ранжирования для определения их значимости и предложен интегральный коэффициент оценки среды.
Практическая значимость предложенного подхода состоит в возможности диагностировать дефициты среды, ранжировать их по значимости, формировать компенсирующие мероприятия и выполнять повторную оценку после их реализации.
1. ISO 19650-1:2018 Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) — Information management using building information modelling — Part 1: Concepts and principles.
2. ISO 19650-2:2018 Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) — Information management using building information modelling — Part 2: Delivery phase of the assets.
3. Postanovlenie Pravitel'stva Rossiiskoi Federatsii ot 05.03.2021 No. 331 «Ob ustanovlenii sluchaev, pri kotorykh zastroishchikom, tekhnicheskim zakazchikom, litsom, obespechivaiushchim ili osushchestvliaiushchim podgotovku obosnovaniia investitsii, i (ili) litsom, otvetstvennym za ekspluatatsiiu ob'ekta kapital'nogo stroitel'stva, obespechivaiutsia formirovanie i vedenie informatsionnoi modeli ob'ekta kapital'nogo stroitel'stva» [Resolution of the Government of the Russian Federation dated March 5, 2021 No. 331 «On establishing cases in which the formation and maintenance of an information model of a capital construction facility shall be ensured»]. Available at: https://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202103100026
4. Postanovlenie Pravitel'stva Rossiiskoi Federatsii ot 17.05.2024 No. 614 «Ob utverzhdenii Pravil formirovaniia i vedeniia informatsionnoi modeli ob'ekta kapital'nogo stroitel'stva, sostava svedenii, dokumentov i materialov, vkliuchaemykh v informatsionnuiu model' ob'ekta kapital'nogo stroitel'stva i predstavliaemykh v forme elektronnykh dokumentov, i trebovanii k formatam ukazannykh elektronnykh dokumentov» [Resolution of the Government of the Russian Federation dated May 17, 2024 No. 614 «On approval of the rules for the formation and maintenance of the information model of a capital construction facility»]. Available at: https://publication.pravo.gov.ru/document/0001202405170050
5. SP 301.1325800.2017. Informatsionnoe modelirovanie v stroitel'stve. Pravila organizatsii rabot proizvodstvenno-tekhnicheskimi otdelami [Information modeling in construction. Rules for organizing work of production and technical departments].
6. SP 333.1325800.2020. Informatsionnoe modelirovanie v stroitel'stve. Pravila formirovaniia informatsionnoi modeli ob'ektov na razlichnykh stadiiakh zhiznennogo tsikla [Information modeling in construction. Rules for the formation of information models of facilities at various stages of the life cycle].
7. Telichenko V. I., Lapidus A. A., Morozenko A. A. Informatsionnoe modelirovanie tekhnologii i biznes-protsessov v stroitel'stve [Information modeling of technologies and business processes in construction]. Moscow, Izdatel'stvo Assotsiatsii stroitel'nykh vuzov, 2008. 144 p.
8. Chaika Iu. O. Sovershenstvovanie sistemy planirovaniia, kontrolia i regulirovaniia stroitel'nykh proektov na osnove modeli zrelosti [Improving the system of planning, control and regulation of construction projects based on the maturity model]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo. 2014, no. 6, pp. 59–60.
9. Sacks R., Eastman C., Lee G., Teicholz P. BIM Handbook: A Guide to Building Information Modeling for Owners, Designers, Engineers, Contractors, and Facility Managers. 3rd ed. Hoboken, NJ, Wiley, 2018. 688 p. DOI: https://doi.org/10.1002/9781119287568
10. Succar B. Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders. Automation in Construction. 2009, vol. 18, iss. 3, pp. 357–375. DOI:https://doi.org/10.1016/j.autcon.2008.10.003.
11. Borrmann A., Konig M., Koch C., Beetz J. Building Information Modeling: Technology Foundations and Industry Practice. Cham, Springer, 2018. 584 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-92862-3
