Russian Federation
Russian Federation
UDK 004.942 Исследование поведения объекта на основе его математической модели
The authors of the article analyze the practice of the use of information modeling technologies (building information modeling, BIM technologies) in the Russian house construction. The development of BIM technologies in the house construction of the Russian Federation is analyzed, the main advantages which are [provided by such technologies are named, the main barriers, interfering the BIM development and wide spread thoughout our country are revealed. The research, conducted by the authors, proves, that despite much attention, paid to information modeling by the Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation, as well as by such organizations as NOSTROY, and also despite the created regulatory framework for their implementation, most organizations, operating in the house construction. are not ready to apply them in practice. Today BIM technologies – destiny of the largest builders. Nevertheless, there are premises for overcoming the existing barriers and wide circulation of BIM in our country in the next 4-5 years. Development of domestic information management systems for the implementation of construction projects on the basis of BIM, preparation of the highly qualified personnel owning information technologies, broad informing the heads and staff of the construction organizations about the existing innovations and their advantages are able to promote overcoming the barriers.
information technologies, innovations in house construction, buildings information modeling, bim-technologies, bim2fim technology
Введение
Реализация стратегических целей, стоящих перед строительной отраслью РФ в целом и перед жилищным строительство в частности предполагает инновационное развитие и в том числе внедрение и широкое применение информационных технологий. Стратегия развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2030 года с прогнозом до 2035 года (далее - Стратегия 2023) [1] предполагает инновационное развитие и цифровизацию отрасли, применение современных технологий, которые способствовали бы сокращению длительности инвестиционно-строительного цикла. Национальный проект «Жилье и городская среда» называет внедрение объемного моделирования жизненных циклом зданий в числе приоритетных задач [2].
Однако, несмотря на важность развития информационных технологий в строительстве и то внимание, которое уделяется им в стратегических документах, на практике, оно идет довольно медленными темпами.
В рамках настоящей статьи авторами ставится цель изучить сложившуюся практику применения BIM-технологий в жилищном строительстве в РФ, выявить основные преимущества, которые получают строительные организации, применяющие информационное моделирование, а также вскрыть основные проблемы, существующие в данной области и барьеры, препятствующие более активному распространению BIM-технологий.
Объекты и методы исследования
При подготовке статьи авторами были применены методы сравнительного и статистического анализа. Материалами для изучения послужили нормативно-правовые и стратегические документы: Постановление Правительства РФ от 15 сентября 2020 года № 1431 «Об утверждении Правил формирования и ведения информационной модели объекта капитального строительства, состава сведений, документов и материалов, включаемых в информационную модель объекта капитального строительства и представляемых в форме электронных документов, и требований к форматам указанных электронных документов…», Стратегия развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2030 года с прогнозом до 2035 года (далее - Стратегия 2023), паспорт национального проекта «Жилье и городская среда», программа «Цифровая экономика Российской Федерации» [3], материалы деловой программы Российской строительной недели 2022 и 2023 гг. [4; 5], данные официального сайта Минстроя РФ [6], Единого ресурса застройщиков, Национального объединения строителей (НОСТРОЙ) [7], Материалы круглого стола «План внедрения технологий BIM. Путь строительной отрасли к инновациям» [8], данные организаций, работающих в области жилищного строительства, а также результаты исследований, проведенных другими отечественными [9-12] и зарубежными [13-17] авторами.
Результаты исследований
Проведенные в инвестиционно-строительной сфере исследования [9, 18] показывают, что, несмотря на подготовленную нормативно-правовую базу и пристальное внимание профессионального сообщества к внедрению BIM в жилищное строительство, большинство строительных организаций не готово использовать BIM-технологии в своей деятельности.
Согласно статистике Минстроя РФ в 2020 г. только 0,2% застройщиков применяли BIM-технологии при проектировании и строительстве жилых объектов. Из примерно 5000 девелоперских компаний, специализирующихся в области жилищного строительства. Не более 10 компаний демонстрировали серьезный профессиональный интерес к информационному моделированию и использовали его в своих бизнес-процессах. С другой стороны, необходимо уточнить, что на долю именно этих крупных застройщиков приходилось более 50% общего объема жилья, возводимого в стране.
В 2022 г. согласно исследованию НОСТРОЙ, лишь 20% организаций-участников указали, что используют технологии информационного моделирования (ТИМ) при осуществлении строительства [7].
В числе барьеров, которые препятствуют внедрению технологий информационного моделирования в практику российских застройщиков, можно назвать высокую стоимость программного обеспечения; недостаток квалифицированных кадров, неготовность к подобным инновациям сотрудников и даже руководителей строительных организаций, непонимание ими преимуществ информационного моделирования. Между тем преимущества эти весьма существенные [15, 18]:
- снижение себестоимости строительства;
- уточнение сроков строительства;
- снижение эксплуатационных расходов;
- обеспечение возможность более эффективной эксплуатации жилых зданий, их инженерного оборудования, эффективного контроля его состояния, что в свою очередь способствует повышению надежности и безопасности жилых зданий, снижению экономического и материального ущерба в случае аварий, сокращению случаев нанесения вреда жизни и здоровью жителей.
- прозрачность информации о строящемся объекте (еще на прединвестиционном этапе строительного проекта потенциальные покупатели жилья могут получить информацию об использованных строительных материалах, конструкциях, реальной жилой пощади и ее соответствии заявленной в проекте площади, а также иметь доступ к отчетам о выполненных строительно-монтажных работах, к техническим регламентам, характеристикам инженерных сетей). Технологии информационного моделирования даже позволяют совершить детальную «виртуальную» прогулку по будущему жилью. Таким образом, не допускается несоответствие ожиданий покупателя и предложений застройщика.
Специалисты дают прогноз, что для полноценного перехода на информационную модель жилищному строительству в России потребуется примерно три года [19]. Каким образом, по мнению авторов, могут быть преодолены перечисленные барьеры и достигнуто массовое применение BIM-технологий?
BIM – это действительно дорого: стоимость рабочего места может доходить от 500 000 руб., для строительной организации в целом затраты на внедрение технологий информационного моделирования могут составить порядка 5-6 млн. руб. без учёта затрат на обучение персонала. В короткие сроки расходы такого уровня не окупятся. Однако проблема может быть постепенно решена. Необходимо составлять бюджеты проектирования с учетом использования использованием BIM-моделей. Привлекать проектировщиков из-за дороговизны BIM нет возможности у тех организаций, которые не предусмотрели бюджет в расчете на BIM [14].
Далее важно определиться с выбором подходящего программного обеспечения. В настоящее время актуален переход на отечественное программное обеспечение, которое более надежно в условиях угрозы экономических санкций и разрыва коммерческих отношений, и при этом могут быть несколько дешевле иностранных. Крупнейшие российские застройщики (например, такие, как Группа «Эталон») заявляют о своих намерениях разработать в ближайшие 5 лет собственные информационные системы управления строительными проектами на базе BIM.
Одним из барьеров для широкого распространения BIM-технологий является существенный дефицит специалистов, обладающих соответствующими знаниями и навыками, а в идеале - совмещающих подготовку по техническим наукам и в сфере IT. Во избежание подобного дефицита организациями высшего профессионального образования следует заблаговременно формировать образовательные программы, отвечающие современным потребностям рынка труда [19-21].
Следующей задачей должно стать распространение BIM-технологий не только на стадию проектирования и строительства жилых зданий, но и на эксплуатационную стадию. Инновационная, цифровая эксплуатация жилых зданий должна стать логическим продолжением BIM в динамической форме [10]. Потребуется система передачи данных из модели BIM в модель FIMна этапе эксплуатации жилого здания (процедура, уже известная как BIM2FIM («от BIM к FIM») [11]).
Рис. 1. Управление данными на протяжении жизненного цикла жилого здания (составлено авторами по материалам [11])
Следует понимать, что невозможно обеспечить одинаково высокий уровень внедрения BIM всех этапах жизненного цикла жилого здания. Наиболее заметные результаты уже сейчас демонстрирует этап проектирования, в пределах которого BIM-технологии позволяют экономить финансовые затраты (примерно на 30%), а также затраты труда архитекторов (на 10%) и технологов (на 20%), избегать многих ошибок и погрешностей (избегая до 40% ошибок), более точно составлять бюджет проекта строительного проекта (доведя число погрешностей до 5% по сравнению с 20% без применения информационного моделирования), сократить время проверки модели (примерно в 6 раз), и сократить сроки проектирования на 20-50% (что вполне соответствует целям Стратегии-2023).
На остальных этапах жизненного цикла жилого здания уровень внедрения BIM будет, по оценкам специалистов более скромным. В цифровизации своей деятельности отстают также поставщики стройматериалов и подрядные организации.
Выводы
Анализ мировой практики внедрения BIM-технологий, что несмотря, на любые отсрочки, BIM-технологии получат распространение во всех аспектах строительной деятельности, не исключая и жилищное строительство.
BIM-технологии предоставляют как застройщику и девелоперу, так и покупателю жилья целый ряд преимуществ: снижение себестоимости строительства, уточнение сроков строительства, прозрачность информации о строящемся объекте, снижение эксплуатационных затрат, повышение эффективности и безопасности эксплуатации зданий и т.д. Создание и применение BIM-модели, а далее создание базы данных FIM для существующих жилых зданий обеспечит повышение эффективности проектов жилищного строительства.
1. Strategy for the development of the construction industry and housing-and-communal services in the Russian Federation for the period until 2030 with the forecast until 2035. Approved by the order of the Government of the Russian Federation. October 31, 2022 No. 3268-r
2. National project "Housing and urban environment" [Digital resource] URL: https://minstroyrf.gov.ru/upload/iblock/4dc/CFXFEQ2PFX3GIP8VGXRLJF44404I1ZX/NP_ZHIL_E_I_GORODSKAYA_SARAA_SREDAA-05 .10.2023.pdf (date of the address: 01.11.23)
3. Programme “Digital Economy of the Russian Federation”, approved by the Order of the Government of the Russian Federation. July 28, 2017 No. 1632-r [Digital resource] URL: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf (date of the address: 01.11.23)
4. Materials of the “Russian Construction Week-2022” [Digital resource] URL: https://www.expocentr.ru/ru/press-center/press-releases/itogi-rossiyskoy-stroitelnoy-nedeli-2022/ (date of the address: 01.11.23)
5. Results of the RosBuild 2023 exhibition [Digital resource] URL: https://rosbuild-expo.ru/ru/media/press/index.php?id4=18139 (date of the address: 01.11.23)
6. Official website of the Ministry of Construction of the Russian Federation. Information modeling technologies [Digital resource] URL: https://minstroyrf.gov.ru/tim/ (date of the address: 02.11.23)
7. Official website of the National Association of Builders (NOSTROY) [Digital resource] URL: https://nostroy.ru/company/prezentatsii/
8. Materials of the round table “Plan for the implementation of BIM technologies. The construction industry’s path to innovations” [Digital resource] URL: https://www.nopriz.ru/events/event.php?EID=13740 (date of the address: 10.29.2023)
9. Kisel, T. Dynamics of the level of BIM application in Russia in 2017-2019// E3S Web Conf. - 220 (2020) - art. num. 01025. - DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202022001025
10. Ekba. S. BIM technologies in the inspection of buildings and structures // E3S Web Conf. № 110. 2019 - art. num. 01081 - DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201911001081
11. Lunyakov M.A. Bakrunov Yu.O., Vasilyeva E.Yu. Innovations in monitoring engineering and technical equipment of residential buildings at the operation stage // Financial Economics. 2022. No. 4. Pp. 298-303.
12. Ilinova V. and Mitsevich V., International Experience of Using BIM Technologies in Construction (June 30, 2021). Russian Foreign Economic Journal. 2021. № 6, Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=3913682
13. Salman A., Khalfan M., Maqsood T. Building information modeling (BIM): Now and beyond. Australasian Journal of Construction Economics and Building. 2012. 12. 15.https://doi.org/10.5130/ajceb.v12i4.3032.
14. Durdyev S., Ashour M., Connelly S., Mahdiyar A. Barriers to the implementation of Building Information Modelling (BIM) for Facility Management. Journal of Building Engineering. 2022.https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103736.
15. Van T.N., Toan N., Phong V., Durdyev S. Impact of BIM-related Factors Affecting Construction Project Performance. International Journal of Building Pathology and Adaptation. 2021.https://doi.org/10.1108/IJBPA-05-2021-0068.
16. Gharaibeh L., Matarneh S.T., Eriksson K., Lantz B. (2022) An Empirical Analysis of Barriers to Building Information Modelling (BIM) Implementation in Wood Construction Projects: Evidence from the Swedish Context. Buildings 2022, 12, 1067. https://doi.org/10.3390/buildings12081067
17. Sarman F.M., Jaison C., Mazlan T.M., Nazeri N.N. Potential and Opportunities of Building Information Modeling (BIM) For Housing Maintenance. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 1176, art. num. 012041. DOIhttps://doi.org/10.1088/1757-899X/1176/1/012041
18. Wills, N., Ponnewitz, J. and Smarsly, K. (2018), “A BIM/FM interface anylysis for sustainable facilitymanagement”, 16th International Conference on Computing in Civil Engineering, Tampere.
19. Vasilyeva E.Yu. Mandatory transition to BIM technologies: who needs it and whether domestic companies are ready for it? // Estimate-and- contractual work in construction. 2022. No. 4. Pp. 36-47. DOIhttps://doi.org/10.33920/str-01-2204-05.
20. Petukhova A.V., Bollbat O.B., “Information modeling” as a priority direction for the development of the training system for construction specialists // Reserves for improving professional education at the university: Materials of the international scientific and methodological conference. Novosibirsk, Siberian State Transport University. 2018. Pp. 124-127.
21. Romanova E.V. Problems of construction education // Estimate-and-contractual work in construction. 2022. No. 1. Pp. 61-66. DOIhttps://doi.org/10.33920/str-01-2201-09.
