О функционале, возможностях и перспективах применения информационных технологий в строительной отрасли в интервью журналу Connect рассказал заведующий кафедрой «Автоматизация и электроснабжение» Национального исследовательского Московского государственного строительного университета (НИУ МГСУ) Павел Челышков.
– Как вы оцениваете условия и уровень автоматизации, информатизации строительной индустрии и ИТ-потенциал основных ее подотраслей?
– Когда речь заходит об автоматизации в строительстве, часто говорят об использовании опыта машиностроения. Технологии, которые хорошо показали себя в промышленной индустрии, стараются применить в строительной отрасли, посмотреть на здания как на изделия. Особенно актуально это для типового строительства, всевозможных объектов социальной инфраструктуры.
Однако у строительства есть принципиальное отличие. В машиностроении можно сделать опытный образец и не один – десятки, чтобы отточить на них модель, учесть все ее недостатки до начала промышленного производства. А в строительстве, как в медицине, каждый раз что-то уникальное, поскольку пробная модель здания – из разряда невозможного. Хотя, конечно, можно возвести объект, оценить, что получилось, потом снести построенное и возвести заново, но уже без дефектов. Однако такой подход представляет некоторую ценность разве что для сверхуникальных объектов.
В 99,9% случаев речь, конечно, о математическом, информационном моделировании. Возможности оценки адекватности моделей значительно скромнее, чем в машиностроении. В этом и состоит важнейшая особенность отрасли.
С точки зрения применения ИТ строительство – не самая передовая отрасль по ряду объективных причин. Индустрия приземленная в буквальном смысле, зависимая от множества факторов. Информационные системы в силу своей неуниверсальности не позволяют учесть большое количество разнородных обстоятельств и непредсказуемых ситуаций, которые с трудом поддаются формализации. Строительство очень зависит от погоды, месторасположения объектов, дорожной ситуации, имеющейся инфраструктуры, иных обстоятельств.
При наличии отлаженных последовательных процедур, как в машиностроении, конвейерных линий проще внедрять информационные системы. В то же время не стоит умалять значение информационных технологий, применение которых на стадии строительства и эксплуатации может дать значительный эффект.
С помощью ИТ-инструментов на этапе строительства обеспечивается контроль выполнения плана производства работ, не говоря уже об автоматизированном его составлении. Сегодня во многих случаях такой план превращается в формальность, создается для того, чтобы было что показать проверяющему. Но если в основе лежат грамотная модель и эффективные программные средства, которые преобразуют модель в план производства работ, то упрощаются задачи логистики, складирования материалов и бесперебойной поставки иных ресурсов. В таком случае стройка работает как отлаженный механизм, напоминает собой конвейерную линию. При правильном использовании систем удается избежать потерь на аренде техники, простоях людей, а в результате быстро окупаются затраты на внедрение ИТ.
– Что же, по вашему мнению, препятствует применению ИТ в строительстве?
– Если продолжать параллель с машиностроением, то там процессы проектирования, производства и во многом эксплуатации находятся в одних руках, в зоне ответственности одной организации. В строительстве проектирует один, строит другой, а эксплуатацией занимается в большинстве случаев третий, тот, кому удастся продать построенный объект. На мой взгляд, отсутствие одного выгодополучателя тормозит информатизацию, что хорошо иллюстрирует пример с применением BIM-технологий. Основные затраты на эти цели приходится нести на стадии проектирования, выгоду начинают получать на стадии строительства, но на основные дивиденды можно рассчитывать на этапе эксплуатации. Зачем проектировщику вкладываться в эти технологии, если непонятно, кто будет получать выгоду от использования объекта?
– Как переломить ситуацию, что делается для этого?
– В конце прошлого года были разработаны своды правил по применению надстройки информационного моделирования. Предстоит создать наборы типовых технических заданий на информационную модель, чтобы заказчик мог предъявлять к ней адекватные требования. И тогда можно рассчитывать, что на стадии строительства и эксплуатации информационная модель будет эффективной.
Должен заметить, что до недавнего времени даже у госзаказчика не было возможности инвестировать, условно говоря, в ИТ-инструменты, поскольку это расценивалось как завышение требований к исполнителю. Но благодаря изменениям Градостроительного кодекса, других нормативно-правовых актов, принятию сводов правил, о которых упоминалось, в правовом поле появились такие понятия, как «информационная модель», «BIM-проектирование» и т. д. Это позволит заказчику правильно формулировать задания, а исполнителю – понимать, о чем идет речь в задании. Отрасль научится разговаривать на одном понятийном языке в области ИТ. Причем у всех участников процесса должна быть рыночная заинтересованность в исполнении и использовании этих правил.
– Может ли помочь отечественной строительной отрасли локализация западных стандартов?
– Как показывает практика, в большинстве случаев недостаточно взять западные стандарты и перевести их на русский язык. Ведь существенно различаются исходные данные, причем в нашем случае зачастую не в худшую сторону. В частности, система стандартизации, созданная у нас в 30-х гг. прошлого века, – уникальная, грамотная, последовательная и правильная. Запад только сейчас начинает стремиться к этому, т. е. пытается разработать стандарты, аналогичные нашей системе ГОСТов и СНиПов. Имеющаяся в России государственная классификация стандартов – большое подспорье при внедрении ИТ. Наличие системы стандартизации значительно упрощает процесс использования информационных технологий. Своды правил – необходимое, хотя и не достаточное условие, чтобы двигаться в направлении информатизации.
– В чем выражается качественный скачок в развитии отрасли с началом применения 3D-проектирования и BIM-технологий?
– Говорить о качественных изменениях, на мой взгляд, не совсем правильно. 3D- и BIM-технологии не являются тем, что перевернуло процесс проектирования, как это было, например, после перехода на электронные чертежи в 90-е гг. прошлого века. Безусловно, это универсальные и очень удобные инструменты проектирования. До 50% их ценности состоит в том, что это механизмы контроля применения существующих нормативов. Ведь можно и без этих технологий проектировать, строить и эксплуатировать здания, но они во многом облегчают процессы.
Не меньшее значение имеют федеральные и региональные классификаторы стройматериалов, инженерного оборудования. У проектировщика должна быть возможность выбрать, например, радиатор для проекта с учетом того, в каком регионе строится здание. Устройство с необходимыми характеристиками подбирается из числа тех, что производятся в данном регионе. Это важный момент, поскольку облегчает логистику, удешевляет стоимость объекта. Порой до 50% стоимости зданий в отдаленных регионах страны составляют логистические расходы на доставку оборудования и материалов. И зачастую это напрасные затраты, так как не используются ресурсы местных производителей. В итоге приходится через полстраны везти элементарные грузы, приборы и оборудование в отдаленные регионы.
– На федеральном уровне эта задача не решена?
– Пока нет, и без использования информационных технологий ее решить практически невозможно. По крайней мере, решить прозрачно. Кстати, на эффект можно будет рассчитывать при реализации комплексного подхода к применению технологий, федеральной нормативной базы, классификаторов оборудования и материалов. Именно в этом заинтересованы не только проектировщики, но и контролирующие органы, заказчики и будущие владельцы объекта, эксплуатирующие организации.
Чуть больше года назад государство поставило задачу по разработке типовых проектов. Это обусловлено тем, что стоимость строительства примерно одинаковых зданий в разных регионах различается в разы, а иногда и на порядок. С помощью информационных технологий можно четко контролировать процесс расходования средств.
– Какие функциональные преимущества внедрения BIM-технологий вы могли бы выделить?
– Прежде всего, автоматизированный контроль коллизий и ошибок в проектах, таких как пересечение инженерных системы между собой, инженерных систем и архитектуры, конструктивных элементов и т. д. С помощью информационной модели эти вопросы снимаются на стадии проектирования. Второе преимущество, вытекающее из первого, – автоматизированная экспертиза проекта. Третье преимущество относится к стадии строительства – автоматизированная разработка проекта производства работ, причем неформального. На основе такого проекта регулируются логистика на стройке, взаимодействие между бригадами, подрядчиками. График производства работ дает возможность в режиме реального времени контролировать сроки выполнения работ.
Безусловная зона ответственности ИТ в строительной индустрии – составление плана работы, управление логистикой, координация действия между субподрядчиками, что позволяет избежать простоев.
О качестве проработки проектов можно судить на примере Японии, где соотношение между сроками проектирования и строительства составляет 80 к 20. (В России, к сожалению, наоборот.) Объясняется это уровнем проработки проектных решений. Этап строительства там настолько тщательно планируется, что напоминает собой, без преувеличения, военную операцию. Все четко расписано: кто и когда появляется на строительной площадке, когда ее покидает и т. д. Благодаря этому сводятся к минимуму возможные накладки.
У нас график производства работ составляется зачастую формально. Соответствующие риски несет строитель, они не перекладываются на плечи проектировщика. Поэтому на строительной площадке большинство задач решается, к сожалению, в ручном режиме.
Если перенести основные задачи планирования на стадию проектирования, то это значительно снизит расходы, представление о которых можно получить на самом простом примере. День простоя проектировщика выражается определенной суммой, а день простоя башенного крана на несколько порядков выше этой суммы. Очевидно, что лучше промоделировать ситуацию множество раз на этапе проектирования, чтобы сразу правильно выполнить на стройке.
– Существуют ли в индустрии специальные требования к аппаратному обеспечению для внедрения BIM и других технологий, к системному программному обеспечению?
– Большие вычислительные мощности требовались, когда недостаточно было возможностей компьютеров. Сейчас 90% расчетов производятся на персональных машинах. Современные мощные персональные компьютеры справляются с большей частью задач архитектурного инженерного проектирования. Конструктивные расчеты в случае выполнения уникальных заданий требуют повышенных характеристик ПК. Но в целом аппаратное обеспечение процесса проектирования – это, наверное, то, о чем не нужно думать отдельно.
В сегменте промышленного строительства, возведения энергетических нефтегазовых объектов актуально использование имитационного проектирования, «тонких клиентов», вычислительных кластеров.
В состав аппаратного обеспечения современной стройки входят дроны, электронные устройства для монтажных бригад, отдельные девайсы для прораба, специальные с точки зрения защищенности разграничения прав доступа и т. д.
Сегодня востребовано все, что обеспечивает повышение качества работ, контроля их выполнения и безопасности на строительной площадке, например, системы оповещения о возможных нештатных случаях, навигационные модули, позволяющие следить за перемещением техники и уровнем занятости рабочих.
– Каков ваш прогноз развития ИТ в строительной отрасли? Какой будет индустрия через пять-десять лет?
– Стройка, как принято говорить среди специалистов, – это сфера, которая двумя ногами стоит на земле. Технологических прорывов можно ожидать в других отраслях. Тем не менее строительная индустрия – один из локомотивов экономики. Качественные изменения в строительном комплексе будут связаны с переходом от управления проектами к проектному управлению, от планирования территории к территориальному планированию. Будут пересматриваться подходы к ответственности за весь жизненный цикл объекта строительства. Пока каждый на своем участке отвечает за жизненный цикл, что не позволяет координировать усилия разных исполнителей и добиваться общей оптимизации.
Для решения этой проблемы предстоит вкладываться на стадии проектирования чуть больше, чтобы на этапе строительства сделать лучше, чем получается сейчас. Сегодня мало кому интересно, как строили, куда больший интерес связан со стадией эксплуатации объекта. Но чтобы получить качественный объект на стадии эксплуатации, нужно больше делать на первых двух стадиях. И это возможно только при комплексном подходе к использованию технологий и при четком разделении ролей участников процесса. Драйвером такого процесса являются госзаказы, когда государство диктует правила игры и формирует условия, которые постепенно меняют ситуацию к лучшему.
