Россия
Россия
Россия
ВАК 2.1.14 Управление жизненным циклом объектов строительства
УДК 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы
В статье рассмотрена задача оценки состоятельности среды использования цифровой информационной модели на стадии строительно-монтажных работ. Цель исследования состоит в разработке методического подхода, позволяющего оценивать готовность среды к применению ЦИМ в качестве инструмента контроля и управления строительными процессами. В основу работы положены анализ отечественной и зарубежной нормативно-технической базы, обобщение научных публикаций по BIM/ЦИМ и экспертное ранжирование факторов, влияющих на использование модели. Предложено выделять три группы факторов: характеристики ЦИМ-модели, состояние ПО/ИТ-среды и организационные условия сопровождения данных. Значимость групп и факторов внутри групп определяется на основе экспертного ранжирования с последующей проверкой согласованности оценок по коэффициенту конкордации Кендалла и критерию Пирсона. Для диагностики предложен интегральный коэффициент состоятельности среды использования ЦИМ, рассчитываемый на основе весов факторов и бинарной фиксации их наличия. Интерпретация итогового значения выполняется по шкале желательности Харрингтона. В результате сформирована методика, включающая экспертное ранжирование, диагностику среды, анализ разрывов, разработку компенсирующих мер и повторную оценку. Практическая значимость подхода состоит в возможности выявлять критические ограничения внедрения ЦИМ и обосновывать направления организационно-технологических изменений на стадии СМР.
ЦИМ, СМР, BIM, экспертное ранжирование, интегральный коэффициент, шкала Харрингтона
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. Постановление Правительства Российской Федерации от 05.03.2021 № 331 «Об установлении случаев, при которых застройщиком, техническим заказчиком, лицом, обеспечивающим или осуществляющим подготовку обоснования инвестиций, и (или) лицом, ответственным за эксплуатацию объекта капитального строительства, обеспечиваются формирование и ведение информационной модели объекта капитального строительства». URL: https://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202103100026
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 17.05.2024 № 614 «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». URL: https://publication.pravo.gov.ru/document/0001202405170050
5. СП 301.1325800.2017. Информационное моделирование в строительстве. Правила организации работ производственно-техническими отделами.
6. СП 333.1325800.2020. Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла.
7. Теличенко В. И., Лапидус А. А., Морозенко А. А. Информационное моделирование технологий и бизнес-процессов в строительстве. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2008. 144 с.
8. Чайка Ю. О. Совершенствование системы планирования, контроля и регулирования строительных проектов на основе модели зрелости // Промышленное и гражданское строительство. 2014. № 6. С. 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. P. 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
