Новые условия. Готовы ли строительные проекты перейти к технологиям информационного моделирования и импортозамещению?

С 2022 года российская строительная отрасль работает в новых условиях. После нескольких лет дискуссий и пилотных проектов, правительство РФ определило, для каких объектов капитального строительства использование технологий информационного моделирования (ТИМ) стало обязательным. Фактически в эту группу попадают все объекты при проектировании, строительстве и эксплуатации которых используются бюджетные деньги.

Казалось бы, можно засучить рукава и идти работать. Однако ситуация не так однозначна: стандарты ТИМ пока что противоречивы, отраслевые классификаторы разработаны не полностью, критически не хватает квалифицированных специалистов, а еще непонятен механизм возврата инвестиций во внедрение ТИМ. К тому же, из-за последних событий резко повысилась актуальность импортозамещения компьютерного железа и софта.

Несколько лет назад я основал компанию Bimeister, которая создает платформу для информационного моделирования. В этой статье я расскажу о своем видении проблем и их решения.

Вкратце расскажу, что такое ТИМ. В международной практике этот вид технологий уже больше 20 лет развивается под названием BIM (Building Information Modelling). Россия относительно недавно начала внедрять международные стандарты и инструменты с учетом особенностей наших строительных процессов и норм. Есть отдельные российские организации, уже работающие на международном уровне, но большая часть из них только приступают к внедрению.

Основа применения BIM в проекте — среда общих данных (СОД, англ. CDE – Common Data Environment). В СОД определены правила работы с информационной моделью, требования к данным на разных этапах проекта, там же реализованы бизнес-процессы взаимодействия участников.

Сегодня в ТИМ самая серьезная проблема — терминология. Разные комитеты и рабочие группы, занимающиеся стандартизацией и внедрением, пока не смогли договориться о единой трактовке заимствованных из BIM терминов и согласовать российские. Без единой терминологии ТИМ трудно налаживать взаимодействие в проектах, а там, где много участников, это и вообще невозможно. Так что наша компания, несмотря на загрузку производственными вопросами, вынуждена участвовать в этой методологической работе.

Приведу один пример: закрепленное в Градостроительном кодексе РФ определение информационной модели носит очень общий характер. Поэтому под информационной моделью может пониматься как цифровая 3D-модель объекта, так и совокупность обычных документов и чертежей, представленных в электронном формате. Эта двойственность перекочевала в ГОСТы и Своды правил, на основе которых заказчики формируют контрактные требования, а госэкспертиза принимает решение о выдаче заключения о соответствии. При этом в международной практике BIM наличие цифровых 3D-моделей является обязательным.

При переносе международной практики на нашу почву также возникают сложности при интерпретации BIM как модели и BIM как процесса моделирования, имеющего разные уровни развития в организациях (уровни зрелости). С «BIM как моделью» связано понятие «цифровой двойник» объекта, а с «BIM как процессом» — понятие «цифровизация стройки». И то и другое невозможно осуществить без развернутого информационного моделирования.

С точки зрения экономики возникает сложная проблема обеспечения компании техникой и программами, соответствующими требованиям ТИМ. Переход на ТИМ потребует замены парка компьютеров, ориентированных на офисные и бухгалтерские программы, на более мощные и дорогие компьютеры для 3D-графики и сложных инженерных расчетов. Организация групповой работы над моделями потребует покупки мощных серверов и сетевого оборудования.

Программы для информационного моделирования иностранного производства очень дороги, к тому же цена их покупки и сопровождения зависит от постоянно меняющегося курса валют. Российские разработчики, хоть и развиваются высокими темпами, пытаясь за 3-4 года пройти путь, который иностранцы шли больше 20 лет, но пока не могут составить им конкуренцию по большинству позиций.

Из-за всех этих проблем внедрение ТИМ в России развивается поэтапно и довольно медленно. При этом есть и положительный момент — государство в лице Минстроя России активно: формирует стандарты и методики, помогает импортозамещению. Буквально только что, под эгидой Минстроя, создан специализированный технический комитет по стандартизации ТК 505 «Информационное моделирование».

Чтобы оценить разницу и понять, почему в текущей российской версии ТИМ (1 этап внедрения) теряется основное преимущество международных BIM-технологий, разберемся в отличиях.

1 этап (текущий). ТИМ оцифровывает подачу проектной документации для прохождения государственной экспертизы.

На этом этапе все проектировщики переходят на одинаковые форматы передачи данных в госэкспертизу в виде архива проектной документации, скомпонованного в соответствии с утвержденной Минстроем XML-схемой.

Недостаток подхода в том, что здесь не меняется процесс проектирования, доставшийся нам еще с времен СССР. Соответственно не достигается основная цель внедрения ТИМ — повышение качества проекта. К тому же такая автоматизация не решает основную проблему — проектировщики продолжают работать обособленно и не видят, как их работа влияет на стройку в целом.

Если исключить на этом этапе обязательную разработку 3D-моделей, то проектировщики не смогут использовать большую часть преимуществ ТИМ, за счет которых окупается внедрение. Одно из таких преимуществ — выявление коллизий, среди которых:

• пересечение разных видов коммуникаций (трубопроводов, металлоконструкций, кабелей);
• монтаж оборудования с нарушением правил технической эксплуатации (узкие проходы и т.п.);
• неверное размещение строительных машин и механизмов (длины стрелы крана недостаточно для монтажа оборудования).

Если коллизии своевременно не выявить и не исправить, это приведет к переделкам в условиях площадки и, как следствие, сдвигу сроков и удорожанию проекта.

2 этап. ТИМ показывает всем участникам стройки проблемы и как их решить.

На этом этапе разрабатывается цифровая информационная модель, в которой отображаются все строительные элементы: от фундамента до кровли и инженерных коммуникаций.

Кроме того, появляются дополнительные возможности:

• поиск и устранение коллизий;
• расчет объемов на основе характеристик элементов информационной модели с автоматическим формированием ведомостей объемов работ и спецификаций, позволяющий автоматизировать сметные расчеты;
• автоматические проверки на соответствие нормам ГОСТов и СП, позволяющий сократить количество замечаний при госэкспертизе;
• оценка вариантов проектных решений на основе сценарного анализа, позволяющая выбрать и обосновать для заказчика наиболее эффективные технически и экономически решения.

Для разработки и совместного использования информационных моделей необходимо организовать работу участников проекта в среде общих данных (СОД/ CDE). Разнообразие способов организации СОД/CDE велико — от файлового хранилища проектного института до размещения моделей и документации на внешних по отношению к компании серверах. Практика показывает, что быстрее и дешевле всего использовать облачные технологии, когда заказчик, инвестор, проектировщик и строитель получают доступ к единому источнику актуальных данных по проекту. При этом облачное приложение берет на себя перенос данных из исходного формата частной модели в формат, используемый СОД/CDE, после чего формируется сводная цифровая информационная модель. Она дает общую картину стройки для подрядчиков и подсвечивает, каких характеристик не хватает для отдельных объектов модели (материал, вес и т.п.).

Среда общих данных позволяет наполнить объекты характеристиками и найти все коллизии на стадии проектирования, но не показывает сам ход стройки. Поэтому следующий этап развития ТИМ — объединение информационной модели и графика строительства.

3 этап. ТИМ с графиком строительства: помогает не срывать сроки и управлять ресурсами.

Когда ТИМ станет стандартом для проектировщиков, технологию смогут использовать участники проекта во время строительства — каждый для своих целей. Основная цель на этом этапе - планирование работ и контроль их выполнения. Для этого необходимо установить взаимосвязи между строительными элементами и видами работ, учитывающие технологические и организационные ограничения. Ситуация может выглядеть так:

• пока геодезисты не проверят параметры фундамента, строителям не дадут разрешения на сооружение стен;
• пока бетон перекрытия не набрал необходимую прочность, не начнется монтаж оборудования;
• пока не обеспечена монтажная готовность оборудования, не начнутся пуско-наладочные работы.

Взаимосвязи между элементами 3D-модели и видами работ устанавливаются при помощи специального ПО, работающего в СОД/CDE. В результате появляется интерактивная временная шкала, объединяющая выполняемые разными участниками процессы проектирования, поставок, строительства, монтажа, пуско-наладки, приемки в эксплуатацию. Интерактивная шкала содержит теги, отмечающие ключевые события проекта и позволяющие связывать процессы.

Кроме того, на этом этапе появляется возможность размещения в СОД/CDE и привязки к 3D-модели и интерактивной шкале исполнительной документации, а также фото-видеоматериалов, отражающих фактическое состояние строительных элементов в определенные моменты времени.

У технологий информационного моделирования действительно много преимуществ, которые помогут сэкономить время и деньги всех участников стройки. Однако внедрить их мешают барьеры, связанные с деньгами, консерватизмом, нехваткой специалистов и софта.

На рынке не хватает ТИМ-специалистов. Наблюдается сильная нехватка квалифицированных преподавателей, знающих современные инструменты информационного моделирования и имеющих практические навыки их применения.

Ситуация сложная, возможностей ВУЗов и других обучающих организаций недостаточно, поэтому к обучению специалистов подключаются компании — разработчики программного обеспечения. Наша компания также запустила программу обучения для будущих ТИМ-специалистов.

Для перехода на ТИМ придется закупить «софт» и «железо». Программы для информационного моделирования стоят на порядок дороже чем офисное или бухгалтерское ПО и очень требовательны к производительности оборудования. Имеющиеся у проектировщиков, строителей и заказчиков компьютеры, ориентированные на стандартные задачи (Word, Excel, 1C), не смогут справляться с большинством задач ТИМ и им придется закупать новую технику. Для создания СОД/CDE компаниям придется развивать у себя сетевые технологии, покупая производительные серверы и сетевое оборудование, а также нанимая на работу системных администраторов. Чтобы адаптировать иностранное ПО для своих задач, придется своими силами разрабатывать различные конвертеры и дополнительные модули. Все это вызовет существенный рост затрат. Снизить затраты можно за счет использования облачных технологий, при которых множество ресурсоемких задач передается в облако, поддерживаемое специализированной ИТ-компанией. Наша компания готова предложить своим клиентам комплексное облачное решение, позволяющее разгрузить их оборудование, сэкономить ресурсы и сократить затраты на использование ТИМ.

Строителям удобнее работать по старинке. Допустим, у строителей есть деньги и на закупку софта, и на курсы подготовки ТИМ-специалистов. Но зачем им тратить на это дополнительные деньги, когда они привыкли работать так, как раньше? Если предложить прорабу, занятому решением повседневных задач строительной площадки, потратить время и силы на переход к управлению по интерактивным 3D-моделям, то скорее всего он проигнорирует это предложение. Людям трудно доверять новым технологиям: когда появились калькуляторы, бухгалтеры считали на них, а затем проверяли все на деревянных счетах. Понадобилось время и определенные усилия, прежде чем удалось компьютеризировать бухгалтерию.

Не добавляет мотивации и тот факт, что нормативные акты по применению ТИМ противоречивы и постоянно меняются, по ним отсутствуют разъяснения, шаблоны, классификаторы, библиотеки. Сегодня проектная или строительная организация фактически остается один на один с проблемой обязательного применения ТИМ.

Не хватает качественного ТИМ-софта от российских разработчиков. До последнего времени, в качестве систем автоматизированного проектирования (САПР) у нас в стране применялось в основном иностранное программное обеспечение. С переходом к ТИМ/BIM появились новые виды ПО, аналоги которых разрабатывают и в России. Например, наша разработка Bimeister активно развивается уже более трех лет. Однако, не обладая возможностями крупных зарубежных софтверных корпораций как Bentley, Hexagon, Schneider Electric (за спиной которых по 20 лет развития и огромные бюджеты), российские разработчики не могут быстро составить им конкуренцию. Поэтому отечественному ТИМ-софту пока просто не хватает функциональности. На это также накладываются ограничения, связанные со спецификой некоторых российских проектов, где запрещено использовать иностранный софт, а также риски санкций и колебания курсов валют.

В целом программное обеспечение для цифрового строительства можно разделить на несколько типов. Каждый из них отвечает за определенную функцию.

• 3D-моделирование. Лидерами в России являются программы от компании Autodesk: Revit, Civil 3D. Российские аналоги: КОМПАС-3D, Renga, nanoCAD и Model Studio CS;
• Сводные модели и поиск коллизий. Autodesk NavisWorks, Solibri. Прямых российских аналогов нет, но ряд решений СОД имеют аналогичные функции.
• Календарно-сетевое планирование. Oracle Primavera, Microsoft Project, Smartsheet. Российские аналоги: Spider Project, Advanta, Plan-R.
• Среда общих данных. В России не так много компаний, которые разрабатывают СОД: кроме нашей платформы Bimeister, на отечественном рынке развиваются «Неосинтез»,Cadlib, PilotBIM.

Кроме указанных программ, есть еще разнообразные приложения для сметного планирования, управления ресурсами (ERP), строительного контроля, управления качеством. Часть из них включено в национальную ТИМ-платформу:

Российских программ для реализации среды общих данных (СОД/CDE) не так много, но они уже показывают свою эффективность. На своем опыте мы выяснили, что подобные платформы позволяют получать инженерные данные в два раза быстрее, а расходы на сбор этой информации сокращаются на 15%.

О преимуществах платформ знают и в правительстве, поэтому они готовы поддержать разработчиков деньгами. Например, Российский фонд развития информационных технологий (РФРИТ) выделит гранты от 10 млн до 300 млн рублей компаниям, которые создают софт для приоритетных направлений: в том числе и инженерное ПО, включая софт для создания и ведения СОД/CDE.

По своему опыту мы знаем, что получить такие гранты непросто — нам пришлось нанять отдельного человека, который занимается оформлением отчетности и прочей документации. Поэтому разработчикам не стоит расслабляться и развивать платформы своими силами. Такой софт действительно помогает ускорить и и экономически обосновать проект— поэтому и спрос на СОД/CDE постоянно растет.

В конце хочется сказать, что текущая ситуация и трудности совершенно ожидаемы и нормальны. Внедрение BIM-технологий — это переход на новый качественный уровень проектирования и строительства для всей России. Главное, чтобы текущие темпы внедрения технологий только росли, программные продукты развивались, а экспертные сообщества и рынок пополнялся молодыми и амбициозными людьми.