Россия
Россия
УДК 69.05 Строительная площадка. Оборудование, организация и технология строительства. Индустриальное строительство. Монтаж. Испытания на строительной площадке. Строительные повреждения. Срок службы сооружений. Уход за сооружениями
Статья посвящена анализу комплекса технологий, преобразующих управление жизненным циклом объектов в строительной отрасли. Актуальность темы продиктована назревшей необходимостью перехода от фрагментарного, зачастую консервативного подхода к управлению проектами к созданию единой интеллектуальной среды, где обеспечиваются сквозной контроль и оптимизация на всех этапах — от инвестиционной идеи до эксплуатации и демонтажа. Цель — систематизировать существующие инновации, а оценить их синергетический потенциал; выработать конкретные, применимые в российских реалиях рекомендации по формированию целостной digital-экосистемы. По результатам работы автор приходит к выводу, что изолированное применение отдельных цифровых инструментов не способно дать максимальный эффект. Ключевым фактором успеха служит создание интегрированной среды, где BIM является «фундаментом», цифровые двойники — динамической копией для управления, а искусственный интеллект — аналитическим «ядром» для принятия решений. Авторский вклад проявляется в смещении фокуса с отдельных технологий на концепцию единой digital-платформы и в разработке конкретных стратегических инициатив: создание национального стандарта «Цифровой паспорт объекта», запуск «digital-песочниц» с целью апробации инноваций, формирование Единой платформы жизненного цикла. Представленные материалы будут полезны руководителям строительных и девелоперских компаний, которые ответственны за стратегию цифровизации, представителям органов государственной власти, курирующим развитие отрасли.
BIM, жизненный цикл объекта строительства, искусственный интеллект, автоматизация, роботизация в строительстве, строительная отрасль, цифровой двойник, экономическая эффективность
Введение
Строительство — ведущая отрасль народного хозяйства России, где решаются жизненно важные задачи структурной перестройки материальной базы всего производственного потенциала страны и развития непроизводственной сферы. От эффективности функционирования строительного комплекса во многом зависят как темпы выхода из кризиса, так и конкурентоспособность отечественной экономики.
Строительная продукция является основой экономического роста государства. В этой отрасли функционирует большое количество различных организаций, участвующих в процессе создания новых объектов и производственных мощностей и образующих строительный комплекс.
Актуальность исследования современных методов и технологий обеспечения жизненного цикла объектов строительства аргументируется интенсивными преобразованиями строительной отрасли. Это происходит под влиянием глобальной цифровизации. Данный сектор, традиционно считавшийся одним из наиболее консервативных, сегодня переживает технологическую революцию. Ключевой ориентир — на повышение эффективности, безопасности, устойчивости возводимых объектов. В этом контексте управление полным жизненным циклом (ЖЦ) — от инвестиционного замысла и проектирования до эксплуатации и последующей утилизации — становится центральной парадигмой менеджмента.
Как представляется, именно комплексный подход, которым охватываются все стадии существования здания или сооружения, позволяет оптимизировать капитальные и операционные затраты, смягчить риски, максимизировать возврат инвестиций. По существу, отрасль переходит от фрагментарного управления отдельными этапами к созданию единой, интегрированной информационной среды, которая пронизывает весь жизненный цикл объекта. Драйверами описываемых изменений служат как экономические факторы (рост конкуренции и усложнение проектов), так и государственное регулирование, нацеленное на повышение прозрачности, качества строительства. Вследствие этого, ключевую роль начинают играть прорывные цифровые технологии. Они помогают создать и поддерживать в актуальном состоянии многомерную digital-модель объекта, содержащую геометрические, физические, функциональные, экономические характеристики. Впрочем, невзирая на очевидные преимущества, процесс внедрения этих новаций в российскую практику сталкивается с рядом системных барьеров — нехваткой квалифицированных кадров, высокой стоимостью первоначальных инвестиций, недостаточной стандартизацией.
В статье предпринята попытка системного анализа современных технологий управления ЖЦ строительного объекта, дана оценка их экономического потенциала на базе статистической информации, выявлены ключевые проблемы их имплементации в России, предложены рекомендации по их преодолению.
Материалы и методы
Научные изыскания в сфере технологий жизненного цикла строительства условно классифицируются по нескольким актуальным тематикам. Первая касается формирования теоретико-методологических основ цифровой трансформации отрасли, где ученые рассматривают жизненный цикл как систему процессов, управляемую с помощью цифровых платформ. Второе направление сосредоточено на развитии и оценке зрелости технологий информационного моделирования (BIM), для чего разрабатываются соответствующие методики. Третья группа исследований посвящена использованию искусственного интеллекта для оптимизации проектных решений и мониторинга объектов, с особым вниманием к его интеграции с BIM. Кроме того, отдельно рассматриваются вопросы анализа мирового опыта и рыночных тенденций, освещаемые в том числе в научной литературе.
В научных публикациях выявляется противоречие между высокой оценкой потенциала ИИ и BIM-разработок и их недостаточной практической интеграцией в строительный процесс. Поверхностно изучены вопросы нормативно-правового обеспечения и экономической оценки внедрения цифровых решений на всех стадиях жизненного цикла.
Результаты и обсуждение
Управление жизненным циклом объекта строительства представляет собой комплексный процесс, охватывающий все стадии — от первоначального проектирования до утилизации и демонтажа сооружения. В условиях современного развития строительной индустрии, характеризующегося ростом требований к качеству, эффективности и экологической безопасности, данный подход приобретает особую значимость. Целью управления жизненным циклом является не только обеспечение надежности и долговечности объекта, но и оптимизация затрат, минимизация негативного воздействия на окружающую среду, а также повышение общей устойчивости строительных проектов. В последние десятилетия на первый план выходят инновационные цифровые технологии, такие как информационное моделирование зданий (BIM), а также концепции устойчивого развития, которые трансформируют традиционные методы управления и способствуют интеграции различных этапов жизненного цикла в единую систему [1, 2].
Жизненный цикл объекта строительства включает последовательные фазы, каждая из которых требует специализированного подхода и инструментов управления. На этапе проектирования формируются технические характеристики и концептуальные решения, влияющие на последующую реализацию и эксплуатацию. Возведение объекта связано с организацией строительных процессов, контролем качества и соблюдением сроков. Эксплуатация предусматривает мониторинг состояния сооружения, проведение технического обслуживания и модернизацию. Завершающая стадия — утилизация или реконструкция — направлена на рациональное использование ресурсов и минимизацию отходов. Современные методы управления жизненным циклом стремятся к интеграции этих этапов, обеспечивая непрерывность информационных потоков и координацию действий всех участников проекта.
Цифровизация строительной отрасли кардинально меняет подходы к управлению жизненным циклом. Использование BIM-технологий позволяет создавать трехмерные модели объектов с детальной информацией о конструктивных элементах, материалах и инженерных системах. Это способствует более точному планированию, выявлению потенциальных рисков и оптимизации затрат на всех этапах. Кроме того, внедрение систем управления данными и аналитических инструментов обеспечивает оперативный контроль и прогнозирование состояния объекта в процессе эксплуатации. Важным аспектом современных подходов является также внимание к экологическим параметрам: выбор энергоэффективных материалов, снижение выбросов и отходов, внедрение технологий повторного использования ресурсов. Такой комплексный подход способствует достижению баланса между экономическими, экологическими и социальными требованиями.
Изучение современных методов управления жизненным циклом объекта строительства имеет практическую значимость для повышения эффективности проектов и обеспечения их устойчивости. Анализ существующих технологий и подходов позволяет выявить лучшие практики, определить направления для совершенствования и адаптации к специфике российских условий. В условиях роста градостроительной активности и ужесточения нормативных требований данная тема становится ключевой для специалистов в области строительства, архитектуры и управления проектами. В дальнейшем реферате будут рассмотрены понятие и этапы жизненного цикла, современные цифровые технологии, вопросы устойчивого развития, а также проведен анализ эффективности применяемых методов, что позволит сформировать целостное представление о современном управлении строительными объектами [1-3].
Жизненный цикл объекта строительства рассматривается как совокупность взаимосвязанных этапов последовательного изменения его состояния либо как период времени от создания объекта до полной его ликвидации (сноса, демонтажа), в течение которого объект создается и функционирует [4-6, 15, 8-10].
В ЖЦ выделяется ряд этапов (рис. 1).
Рис. 1. Этапы жизненного цикла объекта строительства
Цифровые разработки существенно меняют подходы к управлению на каждой из этих стадий. «Ядром» этой трансформации служат BIM-технологии, которые обеспечивают создание единого источника достоверной информации об объекте, доступного всем участникам проекта в режиме реального времени. Это не обычная трехмерная визуализация, а комплексный процесс создания, управления информацией на протяжении всего жизненного цикла. Объем мирового рынка BIM-технологий в 2024 году оценивался в 8,5 млрд долл. США, а к 2033 году, по прогнозам, достигнет 23,7 млрд долл. США при среднегодовом темпе роста 11,8 % в период с 2025 по 2033 годы [11] (рис. 2).
Рис. 2. Прогнозируемая динамика объёма мирового рынка BIM-технологий, млрд долл. США
Наряду с информационными моделями увеличивается число применения искусственного интеллекта в строительстве. В результате сбора статистических данных с сайтов компании и их анализа, выявили процентное отношение применения ИИ на той или иной фазе жизненного цикла объекта строительства.
Рис. 3. Процент применения ИИ на различных этапах ЖЦ объекта
Итак, BIM — это объектно-ориентированная модель строительного объекта или их комплекса, как правило, в трёхмерном виде, с элементами которой связаны данные геометрических, физических и функциональных характеристик. Одним из ключевых результатов является информационная модель, или цифровое описание особенностей построенного объекта. Она используется для совместной работы и обновляется на ключевых этапах проекта. Создание цифровой модели позволяет оптимизировать действия, в итоге повышая стоимость объекта (как актива) [6].
Применение BIM помогает выявлять и устранять проектные коллизии ещё на этапе моделирования, что весомо снижает количество ошибок и переделок на строительной площадке. Согласно отраслевым исследованиям, основной экономический эффект от BIM достигается как на стадии проектирования (на который приходится до 80% использования технологии), так и на этапе эксплуатации (5%), где он наиболее значителен в денежном выражении [1, 12-15].
Цифровые двойники (Digital Twins) являются ещё одним эволюционным шагом. В отличие от статичной BIM-модели, цифровой двойник — это её виртуальная копия, динамически связанная с физическим объектом через специальные датчики. Он позволяет отслеживать состояние конструкций, работу инженерных систем, моделировать сценарии «что, если», осуществлять предиктивное управление на стадии эксплуатации.
В свою очередь, искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение применяются в целях анализа больших данных, которые генерируются BIM-моделями и цифровыми двойниками. Алгоритмы способны оптимизировать графики строительства, прогнозировать риски, фиксировать небезопасные условия на площадке, а на этапе эксплуатации — предсказывать отказы оборудования [7, 15, 16].
IoT-датчики (концепция сети передачи данных между физическими объектами («вещами»), оснащёнными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой) собирают информацию для цифровых двойников. Дроны с лидарами и камерами задействуются для создания точных 3D-моделей местности, мониторинга хода строительства, контроля качества работ. Роботы начинают применяться с целью автоматизации рутинных операций (к примеру, кладка кирпича или сварка) [2, 3, 8, 9, 17].
В настоящее время VR/AR-технологии получили наиболее серьезное развитие на рынках развлечений и маркетинга, но это не предел, а только первая ступень их внедрения. Наиболее перспективными с точки зрения экономического эффекта являются продукты на их основе в сфере промышленного производства, образования, здравоохранения, потребительских сервисов, строительства. Они позволяют «погружаться» в цифровую модель для согласования проектных решений либо накладывать BIM-данные на реальный объект на стройплощадке для контроля монтажа. Аддитивные технологии (3D-печать) открывают возможности для создания сложных архитектурных форм и целых зданий.
Эффективность применения цифровых технологий варьируется в зависимости от стадии жизненного цикла, однако их комплексное использование создает кумулятивный эффект. Сводная характеристика представлена в таблица 1 [4, 11, 12, 18, 19].
Таблица 1
Уровень и перспективы внедрения digital-разработок в строительстве в РФ
|
Технология |
Текущий уровень внедрения |
Ключевые преимущества |
Прогноз / Перспективы |
|
BIM |
Около 30% застройщиков (на 01.01.2025), в 80% случаев — для проектирования |
Сокращение ошибок, прозрачность затрат, основа для других технологий |
Повсеместное внедрение благодаря господдержке, переход от 3D к 4D/5D-моделированию |
|
Искусственный интеллект (ИИ) |
Около 31.4% компаний в РФ используют ИИ |
Снижение издержек, повышение безопасности, оптимизация сроков, ресурсов |
Активизация применения в предиктивной аналитике, управлении проектами |
|
Цифровые двойники |
Внедряется на крупных инфраструктурных и уникальных объектах . |
Сокращение эксплуатационных расходов, предиктивное обслуживание, повышение надежности |
Глубокая интеграция с BIM и IoT-платформами |
Масштабному внедрению передовых цифровых разработок, помимо уже упомянутых для BIM проблем (кадры, стоимость, стандарты), препятствует ряд дополнительных факторов. Речь идёт о сложности интеграции разнородных систем, трудностях с кибербезопасностью, консерватизме мышления в отрасли. Для комплексного решения этих задач предлагаются следующие рекомендации.
Так, вместо разрозненных стандартов для отдельных технологий целесообразно инициировать на государственном уровне проект по созданию единой облачной платформы. Она должна обеспечивать интеграцию (через открытые API) BIM-моделей, данных с IoT-датчиков, систем на базе ИИ, цифровых двойников. Новизна подхода — в создании «бесшовной» среды обмена данными, что решит проблему совместимости ПО и позволит малым и средним компаниям получать доступ к передовым технологиям по модели подписки (SaaS). Это программное обеспечение по требованию — одна из форм облачных вычислений, модель обслуживания, при которой подписчикам предоставляется готовое прикладное ПО, полностью обслуживаемое сервис-провайдером. Поставщик в этой модели самостоятельно управляет приложением, предоставляя заказчикам доступ к функциям с клиентских устройств, как правило, через мобильное приложение или веб-браузер [10, 17, 20].
Также предлагается организовать на базе ведущих вузов и технопарков «цифровые песочницы» (рис. 4) — тестовые полигоны, где застройщики и разработчики могли бы в пилотном режиме апробировать связки технологий (например, дрон-сканирование + BIM + ИИ-контроль) на реальных или виртуальных проектах. В результате снизятся риски внедрения для бизнеса и ускорится трансфер разработок из науки в практику.
Рис. 4. Вариант функционирования «цифровых песочниц»
Рекомендуется разработать и законодательно закрепить «Цифровой паспорт объекта», который будет представлять собой digital- двойник, создаваемый на этапе проектирования и пополняемый данными на всех стадиях ЖЦ. Передача такого паспорта эксплуатирующей организации при вводе в эксплуатацию должна стать обязательной. Это повысит эффективность управления недвижимостью, решив проблему потери информации при переходе от стадии строительства к эксплуатации [1, 21].
Заключение
Будущее строительной отрасли лежит в плоскости комплексного применения целой экосистемы digital-технологий, а не отдельных решений. Информационное моделирование (BIM) является необходимой, но недостаточной основой; его истинный потенциал раскрывается в синергии с цифровыми двойниками, искусственным интеллектом, Интернетом вещей, роботизацией. Именно такая интеграция помогает создать сквозной, динамичный, интеллектуальный процесс управления жизненным циклом строительного объекта — от замысла до утилизации.
Новизна представленной работы состоит в рассмотрении современных методов управления ЖЦ не как набора отдельных инструментов, а в качестве единой digital-экосистемы, и в разработке рекомендаций, нацеленных на её комплексное формирование. Практическая значимость заключается в том, что предложенные меры — создание единой платформы, «цифровых песочниц», стандарта «Цифровой паспорт объекта» — образуют «дорожную карту» для системной трансформации строительной индустрии в России. По-видимому, реализация этих инициатив позволит преодолеть существующие барьеры в сочетании с обеспечением технологического суверенитета и конкурентоспособности отечественного строительного комплекса.
Анализ эффективности современных методов управления показывает, что их успешное применение зависит от комплексного подхода, квалификации персонала и адаптации к специфике проектов. Несмотря на высокие первоначальные инвестиции, долгосрочные выгоды в виде сокращения затрат, повышения надежности и снижения экологического следа делают такие технологии перспективными для широкого внедрения. Важно продолжать развитие и совершенствование методов управления жизненным циклом с учетом новых технологических и нормативных вызовов.
Таким образом, современное управление жизненным циклом объекта строительства является ключевым фактором повышения эффективности и устойчивости строительных проектов. Интеграция цифровых технологий и принципов устойчивого развития создает условия для создания качественных, долговечных и экологически безопасных объектов, что отвечает требованиям современного общества и способствует развитию строительной отрасли в целом. Дальнейшие исследования и практические внедрения в этой области будут способствовать формированию инновационной и ответственной строительной практики.
1. Иванов В.П. Управление жизненным циклом строительных объектов: теория и практика. — М.: Стройиздат, 2018. — 320 с.
2. Петрова Е.А. Современные методы управления строительными проектами. — СПб.: Питер, 2020. — 256 с.
3. Смирнов А.Н. Цифровизация в строительстве: технологии и перспективы. — М.: Наука, 2019. — 280 с.
4. Аникина Н.В. Цифровые технологии в управлении жизненным циклом объектов строительства / Н.В. Аникина, Т.Р. Иштрякова // Modern Economy Success. – 2021. – № 6. – С. 37-42. EDN: https://elibrary.ru/HOFPGI
5. Владимирова И.Л. Применение цифровых технологий на разных этапах жизненного цикла объекта капитального строительства / И.Л. Владимирова, В.А. Ивочкина // Инновации. Наука. Образование. – 2020. – № 13. – С. 142-148. EDN: https://elibrary.ru/LTBFWS
6. Паламарчук Н.И. Роль технологий информационного моделирования в организации жизненного цикла объектов капитального строительства / Н.И. Паламарчук // Экономика и управление: проблемы, решения. – 2024. – Т. 5. – № 3 (144). – С. 32-38. DOI: https://doi.org/10.36871/ek.up.p.r.2024.03.05.005; EDN: https://elibrary.ru/EQMZUG
7. Гинзбург А.В. Информационная модель жизненного цикла строительного объекта // Промышленное и гражданское строительство. 2016.№ 9. С. 61-65. EDN: https://elibrary.ru/WWIGWT
8. Николаев С.Д. Управление строительными проектами: основы и практика. — М.: Академия, 2021. — 288 с.
9. Федорова М.В. Технологии управления жизненным циклом объектов строительства. — СПб.: Лань, 2019. — 312 с.
10. Лебедев Ю.С. Информационное моделирование зданий (BIM) в строительстве. — М.: Стройтех, 2020. — 272 с.
11. Карачёв В.С. Современные методы и технологии обеспечения жизненного цикла объекта строительства// В сборнике: Дни студенческой науки. Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ студентов Института промышленного и гражданского строительства НИУ МГСУ. Москва, 2025. С. 752-754. EDN: https://elibrary.ru/CXIPQA
12. Sergey Sinenko, Pavel Hanitsch, Sheroz Aliev and Mikhail Volovik. The implementation of BIM in construction projects // E3S Web Conf. Volume 164, 2020 Topical Problems of Green Architecture, Civil and Environmental Engineering 2019 (TPACEE 2019).2020.16408002. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016408002
13. Грахов В.П., Мохначев С.А., Манохин П.Е., Иштряков А.Х. Совершенствование организации проектных работ путем внедрения технологий информационного моделирования зданий//Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 1. — С. 616.
14. Sinenko S. A., Poznakhirko T.Y. On the Description of a Universal Model of Project System// International science and technology conference "EarthScience" IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 459 (2020) 052051. DOI: https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/5/052051; EDN: https://elibrary.ru/SHWZCL
15. Топчий Д.В., Познахирко Т.Ю. Особенности внедрения BIM в процесс разработки проектной документации // Строительное производство. — №1. — 2020 г. — С.69-72. DOI: https://doi.org/10.54950/26585340_2020_1_69; EDN: https://elibrary.ru/IGQGTY
16. Иванов В.П. Управление жизненным циклом строительных объектов: теория и практика. — М.: Стройиздат, 2018. — 320 с.
17. Аленин И.Э. Искусственный интеллект в BIM: повышение эффективности инженерных изысканий и проектирования объектов недвижимости / И.Э. Аленин, А.В. Дубровский, В.Н. Москвин, Л.А. Пластинин // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). – 2025. – Т. 30. – № 3. – С. 111-120. DOI: https://doi.org/10.33764/2411-1759-2025-30-3-111-120; EDN: https://elibrary.ru/OBPHOC
18. Кузнецов И.В. Жизненный цикл зданий и сооружений: концепции и этапы. — Екатеринбург: УрФУ, 2017. — 304 с.
19. Загрутдинов И.Ф. Разработка методологии оценки зрелости технологии информационного моделирования на различных этапах жизненного цикла объектов капитального строительства // Строительное производство. – 2025. – № 1. – С. 72-78. DOI: https://doi.org/10.54950/26585340_2025_1_72; EDN: https://elibrary.ru/RJPLOP
20. Томов А.А. Цифровизация организации строительного производства // В сборнике: Дни студенческой науки. Сборник докладов научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ студентов института строительства и архитектуры НИУ МГСУ. Москва, 2021. С. 1109-1111.
21. Захарова Т.Н. IoT и умные здания: перспективы развития. — СПб.: БХВ-Петербург, 2022. — 240 с.
22. Орлов В.П. Цифровые технологии в строительстве: современные решения. — Новосибирск: Сибирское издательство, 2021. — 256 с.
