Введение
Цифровая экономика является высококонкурентной формой организации экономики и способствует росту глобализации и сетизации в силу использования информационно-коммуникационных технологий, имеющих трансграничный характер [1]. На сегодняшний день нет единого общепринятого определения понятия цифровой экономики. Однако следует отметить, что цифровая экономика представляет собой не столько совокупность информационно-коммуникационных технологий, сколько новые методы управления данными и принятия решений, способствующие быстрому реагированию и адаптации к изменяющимся условиям внешней среды, в том числе, рискообразующим факторам [2, 3]. Развитие цифровой экономики и цифровизация отраслей строительства и жилищно-коммунального хозяйства на государственном уровне обусловлены принятием 2017 году стратегии развития информационного общества на 2017-2030 годы и государственной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» [4].
Материал и методы исследования
Уровень цифровизации строительной отрасли в России, как и в мире, достаточно низок. Драйвером цифровой трансформации строительства в мире выступают BIM-технологии, а также технологии интернета вещей, применяемые на объектах строительства и жилищно-коммунального хозяйства (рис. 1) [5-7].
В качестве основных направлений развития цифровизации строительства следует выделить использование информационно-коммуникационных технологий и программного обеспечения для управления бизнес-процессами как проектов, так и предприятий отрасли; технологии автоматизированного проектирования зданий и сооружений, технологии информационного моделирования, машинного обучения, дополненной реальности, интернета вещей. Также широкое развитие приобрели облачные платформы управления данными (рис. 2). Реализуются пилотные проекты по использованию аддитивных технологий в строительстве.
Рис.1. Использование организациями цифровых технологий на начальном этапе цифровизации (в процентах от общего числа организаций предпринимательского сектора) (составлено по данным [8])
Рис. 2. Индекс цифровизации и интенсивности использования цифровых технологий в организациях (в процентах от общего числа организации предпринимательского сектора) (составлено по [9])
Цифровизация строительства и жилищно-коммунального хозяйства в Российской Федерации также поддерживается на уровне государственного и отраслевого управления путем принятия соответствующих нормативных документов и реализации проекта «Умный город» [9]. Также создаются федеральные государственные информационные системы (ФГИС), содержащие информацию, необходимую как для строительства, так и для жилищно-коммунального хозяйства (ФГИС ЦС, ГИС ЖКХ, ГИСОГД, ФГИС ЕГРН, ГИСП, ГИС ТЭК, ФГИС ТП, КИПС ГБЦГИ, ФГИС «АРШИН» и т.п.). Однако многочисленность, разрозненность систем, сложность импорта и экспорта данных из одной ФГИС в другую делают их применение на практике затруднительным и зачастую нецелесообразным.
Наиболее частое применение, тем не менее, характерно именно для информационных систем, а также для технологий информационного моделирования, применяемых при проектировании зданий и сооружений [10].
В Российской Федерации на сегодняшний день, несмотря на имеющийся рост количества организаций, применяющих информационное моделирование, уровень использования данной технологии является достаточно низким (рис. 3).
Для развития и более широкого применения информационного моделирования необходимо создание соответствующих классификаторов и информационных систем. Следует отметить, что достаточно большая часть нормотворческой работы на сегодняшний день уже реализована и включает в себя принятие ряда стандартов и нормативно-методических документов. Также внесены изменения в Градостроительный кодекс, включающие официальное закрепление понятий классификатора строительной информации и информационной модели.
Рис. 3. Применение технологий информационного моделирования в РФ (составлено на основе [11, 12])
Результаты исследования и их обсуждение
Безусловно, применять информационное моделирование при проектировании и строительстве всех объектов абсолютно нецелесообразно, однако реализация информационного моделирования способствует снижению числа выявляемых при строительстве коллизий, а также оптимизирует технологический процесс управления объектами на стадии эксплуатации [13, 14].
С целью уточнения возможных эффектов внедрения информационного моделирования относительно проектирования с применением САПР, нами произведено моделирование соответствующих бизнес-процессов. Анализ бизнес-процессов производился согласно результатам аналитики, построенной на основе стратегических, тактических и операционных индикаторов, визуализирующих достижение стратегических целей организации, реализацию проектов и процессов на уровне подразделения организации [15, 16].
Проведенный анализ и оценка бизнес-процессов показали, что имеются искажения информации при взаимодействии участников процесса, как во временной проекции (что приводит к увеличению сроков проектирования), так и в проекции достоверности информации (что приводит к искажениям в структурных элементах проектной документации) [17]. В качестве критериев изменения бизнес-процесса считаем целесообразным (на основании анализа научной, нормативной и методической литературы по данной проблематике и результатов экспертной оценки) выделить следующие (таблица) [18-23].
Соответствующая модель бизнес-процесса «Совершенствование архитектурно-строительного проектирования» представлена на рисунке 4.
Укрупняя бизнес-процесс до уровня «Совершенствование жизненного цикла объекта», получена следующая модель бизнес-процесса (рис. 5).
Подобное построение бизнес-процессов исходит из ожидания, что родственные взаимосвязанные концепции АСУ CAD и BIM будут увеличивать степень альтернативности по мере усложнения проектов строительства и увеличения требований к уровню безопасности и автоматизации объектов. Автоматизация на основе CAD, считаем, будет развиваться и далее, создавая сферу для развития малого бизнеса в проектировании, для проведения исследований, разработки виртуальных прототипов, проведения испытаний и реализации других задач, необходимых в рамках производственного процесса. При этом сама автоматизация как процессов проектирования, так и управления, будет способствовать сокращению трудозатрат и соответствующему сокращению количества работников и количества чертежей в традиционном бумажном варианте. Цифровизация с применением BIM технологии будет развиваться и оптимизироваться, однако, исходя из высокой стоимости программного обеспечения, будет доступна для определенного круга проектных организаций. BIM изменит саму концепцию архитектурно-строительного проектирования, причём вместо традиционного начертания элементов здания или сооружения необходимо будет задать в виде входных данных программного обеспечения набор правил определения оптимальной площади и нагрузки здания, а также других параметров.
Критерии изменения бизнес-процесса «Планирование и осуществление проектирования»
|
Ключевые подпроцессы |
Критерии изменения |
Цели изменения |
|
Уточнение задания. Получение документов на проектирование |
Входной контроль проектной документации концепции проекта |
Максимум точности выбора варианта проекта |
|
Разработка проектной документации |
Качество ПД |
Минимум трудозатрат Максимум точности Минимум сроки |
|
Разработка сметной документации |
Качество СД Точность расчетов ресурсов и стоимости |
Минимум погрешностей при расчетах |
|
Согласование и утверждение проектной документации |
Качество ПСД Соответствие требованиям заказчика и НТД |
Максимум скорости управляющих (контрольных) воздействий |
|
Исполнение проектной документации |
Качество СМР, срок реализации проекта, стоимость |
Минимум план-фактных отклонений |
Рис. 4. Модель бизнес-процесса «Совершенствование архитектурно-строительного проектирования»
Рис. 5. Модель бизнес-процесса «Совершенствование инвестиционно-строительного проектирования»
При любом варианте совершенствования инвестиционно-строительного проектирования процесс проектирования, первоначально занимавший месяцы, будет сокращаться по продолжительности до нескольких дней, при этом переструктурируя время за счёт снижения временных затрат на проектирование и увеличения временных затрат на сборку объектов в 3D формате.
Заключение
Общей целью цифровизации строительства является формирование и развитие цифровой среды для управления жизненным циклом объектов с целью повышения качества физического капитала для благосостояния будущих поколений в рамках концепции устойчивости. Соответственно, цифровизация строительства предполагает повышение уровня инноватизации инвестиционно-строительной деятельности. Для достижения целевого ориентира цифровизации строительства и жилищно-коммунального хозяйства необходимо изменение принципов управления на всем процессе жизненного цикла объекта за счет внедрения гибкого управления ресурсами, процессами и коммуникациями на основе информационного обмена.