Россия
Россия
УДК 004.942 Исследование поведения объекта на основе его математической модели
Авторы статьи анализируют практику применения технологий информационного моделирования (BIM-технологий) в российском жилищном строительстве. В статье проанализировано развитие BIM-технологий в жилищном строительстве РФ, названы основные преимущества, которые дают подобные технологии, а также выявлены основные барьеры, препятствующие их развитию и широкому распространению в нашей стране. Проведенное авторами исследование показало, что в настоящее время, несмотря на большое внимание, уделяемое технологиям информационного моделирования со стороны Минстроя РФ, таких организаций как НОСТРОЙ, а также несмотря на созданную нормативно-правовую базу для их внедрения, большинство организаций, действующих в области жилищного строительства. не готовы применять их в своей практике. Сегодня BIM-технологии – удел крупнейших застройщиков. Тем не менее, в стране существуют предпосылки для преодоления существующих барьеров и широкого распространения BIM в ближайшие 4-5 лет. Способствовать преодолению барьеров должны разработка отечественных информационных систем управления строительными проектами на базе BIM, подготовка для строительной отрасли высококвалифицированных кадров, владеющих информационными технологиями, широкое информирование руководителей и сотрудников строительных организаций о существующих инновациях и их достоинствах.
информационные технологии, инновации в жилищном строительстве, информационное моделирование зданий, bim-технологии, технология bim2fim
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. Стратегия развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2030 года с прогнозом до 2035 года. Утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2022 г. № 3268-р
2. Национальный проект "Жилье и городская среда" [Электронный ресурс] URL: https://minstroyrf.gov.ru/upload/iblock/4dc/cfxfeq2pfx3gip8vgxrljf4s4404i1zx/NP_ZHil_e_i_gorodskaya_sreda-05.10.2023.pdf (дата обращения: 01.11.23)
3. Программа «Цифровая экономика Российской Федерации», утв. Распоряжением Правительства РФ от 28 июля 2017 г. № 1632-р [Электронный ресурс] URL: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf (дата обращения: 01.11.23)
4. Итоги «Российской строительной недели-2022» [Электронный ресурс] URL: https://www.expocentr.ru/ru/press-center/press-releases/itogi-rossiyskoy-stroitelnoy-nedeli-2022/ (дата обращения: 01.11.23)
5. Итоги выставки RosBuild 2023 [Электронный ресурс] URL: https://rosbuild-expo.ru/ru/media/press/index.php?id4=18139 (дата обращения: 01.11.23)
6. Официальный сайт Минстроя РФ. Технологии информационного моделирования [Электронный ресурс] URL: https://minstroyrf.gov.ru/tim/ (дата обращения: 02.11.23)
7. Официальный сайт Национального объединения строителей (НОСТРОЙ) https://nostroy.ru/company/prezentatsii/
8. Материалы круглого стола «План внедрения технологий BIM. Путь строительной отрасли к инновациям» [Электронный ресурс] URL: https://www.nopriz.ru/events/event.php?EID=13740 (дата обращения 29.10.2023)
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. Луняков М.А., Бакрунов Ю.О., Васильева Е.Ю. Инновации в проведении мониторинга инженерно-технического оборудования жилых зданий на этапе эксплуатации // Финансовая экономика. - 2022. - №4. - С. 298-303.
12. Ilinova V. and Mitsevich V., Международный опыт использования BIM-технологий в строительстве (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. Васильева Е.Ю. Обязательный переход на BIM-технологии: кому он нужен и насколько к нему готовы отечественные компании? // Сметно-договорная работа в строительстве. - 2022. - № 4. - С. 36-47. - DOIhttps://doi.org/10.33920/str-01-2204-05.
20. Петухова А.В., Боллбат О.Б., "Информационное моделирование" как приоритетное направление развития системы подготовки специалистов строительного профиля // Резервы совершенствования профессионального образования в вузе: Материалы международной научно-методической конференции - Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения, 2018. - С. 124-127.
21. Романова Е.В. Проблемы строительного образования // Сметно-договорная работа в строительстве. 2022. № 1. С. 61-66. DOIhttps://doi.org/10.33920/str-01-2201-09.
