НИР "Цифровой проект организации строительства"

Строительная отрасль, как российская, так и зарубежная, не обеспечивает соразмерного другим отраслям уровня и роста производительности труда. Более того, год от года наблюдается её снижение.

Устоявшееся формальное отношение к разработке Проекта организации строительства, укрупненное планирование работ без учета ресурсов и ограничений (технологических, пространственных, логистических, климатических, ресурсных), игнорирование анализа проектных решений на строительную технологичность приводят к:

• ошибочным результатам планирования;
• рассинхронизации деятельности участников проекта;
• сбоям в материально-техническом и инженерном обеспечении;
• простоям машин, механизмов и рабочей силы, их низкой выработке;
• задержкам ввода объекта в эксплуатацию;
• дополнительным непроизводственным издержкам;
• упущенной выгоде;
• и, в конечном итоге, к росту риска нереализации проекта и снижению рентабельности инвестиционно-строительной деятельности.

Статистически сложившаяся и выше обоснованная заниженная рентабельность строительной деятельности (по сравнению со многими другими отраслями / видами деятельности) подталкивает к использованию низкоквалифицированной рабочей силы, что вкупе с плохо проработанными проектными и организационно-технологическими решениями приводит к чрезмерной неоптимальности, к валообразно растущим материальным и временным затратам, и неэффективности конечной реализации инвестиционно-строительных проектов, а достаточно часто попросту ставит на проектах неутешительную точку провала.

Результирующая статистика неумолимо констатирует, что совершаемые усилия и попытки повлиять на сложившуюся ситуацию с инвестиционно-строительной деятельностью не приводят к кардинальным, ожидаемым, улучшениям, что в очередной раз говорит об устоявшейся парадигме "Бессилия перед неопределенностью в строительстве".

Для слома данной парадигмы командой ICE unity в НИР «Цифровой проект организации строительства» в кооперации с Национальной Ассоциацией инженеров консультантов в строительстве (НАИКС) по заказу ФАУ ФЦС Минстроя РФ в 2020 году были разработаны научно-обоснованные требования к разработке Проектов организации строительства (ПОС) с использованием технологий информационного моделирования.

Эти требования позволяют осуществить при подготовке строительного производства переходы:

• от устаревшего документоцентричного подхода (основанного на укрупнённых и зачастую субъективных экспертных оценках с последующим принятием на их базе неточных, неоптимальных или ошибочных организационно-технологических решений) к датацентричному подходу (основанному на детальных расчётах, ставших возможными за счёт применения технологий информационного и имитационного моделирования)
• от разрозненного представления организационно-технологических решений в отдельных документах к целостному вариативному моделированию, полно, целостно, математически точно, технологически обоснованно раскрывающему и достигающему высокий уровень рациональности организационно-технологической надёжности строительного производства.

НИР:

• вобрал в себя большую часть наработок и реализаций ICE unity, опыта и знаний её сотрудников и родоначальников,
• заложил в основу Системотехнику строительства (школа доктора технических наук Гусакова Александра Антоновича и его последователей),
• использовал лучшие советские наработки в области поточного и узлового методов индустриализации строительства,
• учёл дополнительные запросы информации от Заказчика,
• включил в себя результаты тематического опроса большого числа строительных и проектных организаций и ассоциаций (buildingSMART RUS, АСКАО, НОПРИЗ, НОСТРОЙ, ИНТИ), мнения ряда ведущих экспертов НАИКС и членов (в т.ч. руководства) Project Management Institute (Северо-западный регион РФ), Евразийского сообщества практиков прогрессивного пакетирования работ (EURASIAN AWP COP),
• а также учёл мнения, замечания и пожелания привлечённого Научно-Технического Совета Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
  

В НИР сформулирована целесообразность и заложена основа для создания и развития новой, всеобъемлющей и целостной методики / системы формализованных практик Цифрового управления строительством (DCM), целью которой является кардинальное повышение управляемости строительным производством, необходимое для существенного повышения рентабельности, надёжности и устойчивости инвестиционно-строительной деятельности.


НИР "Цифровой проект организации строительства" – 941 страниц, 5 книг, 311 рисунков, 121 таблица, 205 источников информации, 9 приложений

В ходе выполнения НИР:

• проведён анализ состояния дел с реализацией инвестиционно-строительных проектов в России и за рубежом, определены коренные причины отклонения проектов от целевых показателей и снижения уровня управляемости ими;
• проведён анализ наиболее прогрессивных российских и зарубежных подходов, методов и технологий, направленных на повышение точности оценок строительных проектов и их управляемости.

Были получены следующие научные и практические результаты:

• сформирована схема разработки организационно-технологических решений с применением технологий информационного моделирования (Цифровой ПОС), позволяющая с достаточной точностью осуществлять многовариантное моделирование строительного производства и выбирать из них наиболее рациональные варианты строительства;
• на её базе сформировано «Руководство по применению ТИМ для моделирования строительства и подготовки ПОС».

Содержание НИР:

1. Введение. Основные показатели строительной отрасли. Анализ факторов и причин. Цифровизация и цифровые стратегии (и рекомендации). Цифровой ПОС – связующее звено между сводной проектной цифровой информационной моделью и воплощением цифрового строительного производства

2. Задачи, решаемые с применением технологий информационного моделирования в области подготовки строительства на разных стадиях и этапах реализации проекта, а также способы решений каждой из них

3. Перечень лучших международных практик, научных разработок и методик использования технологий информационного моделирования для подготовки строительства

4. Российский опыт календарно-сетевого планирования

5. Общий подход к цифровизации управления строительством
   

6. Перечень требований к содержанию ПОС, установленных действующими нормативными документами
   

7. Структура цифрового ПОС на стадии проектирования
   

8. Рекомендации по формированию строительных и технологических узлов, правилам членения объектов строительства на строительные захватки с иллюстрацией примеров
   

9. Рекомендации по организации вариативной проработки на базе комплексной информационной модели строительства принципиальных организационно-технологических решений, стройгенплана
   

10. Рекомендации по оптимизации организационно-технологических решений
    

11. Рекомендации по перечню разделов ПОС и их содержанию как документу, формируемому из комплексной информационной модели строительства
    

12. Общий порядок разработки цифрового ПОС с использованием технологий моделирования в нотации BPMN, EPC, DFD или IDEF
    

13. Схемы принятия организационно-технологических решений с учётом итерационности и вариативности моделирования строительства
    

14. Рекомендуемое содержание ПОС сгруппированное по видам информационных моделей строительства и итерациям принятия организационно-технологических решений
    

15. Общие требования к цифровым информационным моделям
    

16. Требования к уровню проработки информационной модели объектов строительства (поэлементные), необходимые для информационного моделирования строительства и формирования ПОС
    

17. Варианты формирования строительной информационной модели и получения из неё спецификации оборудования, изделий и материалов в зависимости от схемы информационного взаимодействия участников проекта
    

18. Способы верификации входных (проектных) информационных моделей на соответствие выдвинутым требованиям
    

19. Рекомендации по использованию классификатора работ
    

20. Принципы формирования ведомости объёмов работ, обеспечивающих связь элементов информационной модели с элементными нормами расхода ресурсов и материалов
    

21. Требования к автоматизированному формированию ведомости объёмов работ

22. Рекомендации по формированию иерархической структуры декомпозиции работ календарно-сетевого графика (с учётом технологии строительного производства)
    

23. Рекомендации по ресурсному наполнению работ календарно-сетевых графиков

24. Требования к ресурсно-технологической модели строительства (РТМ)

25. Рекомендации по возможности учёта различных видов ограничений строительного производства

26. Рекомендации по построению и детализации 4d-моделей для использования на различных уровнях принятия организационно-технологических решений

27. Перечень прочих организационно-технологических моделей строительства (отм), с описанием принципов их формирования, и требований к ним

28. Рекомендации по применению технологий информационного моделирования для укрупнённого моделирования проектов организации строительства на этапе обоснования инвестиций (ОБИН)

29. Общие рекомендации по использованию цифрового проекта организации строительства в последующих стадиях до ввода объекта в эксплуатацию
    

30. Предложения по снятию правовых и нормативно-технических барьеров, препятствующих внедрению информационного моделирования на стадии подготовки строительства
    

31. Предложения по актуализации СП 48.13330.2019 «организация строительства»
    

32. Предложения по переводу общего и специальных журналов выполнения работ в электронный вид
    

33. Требования к организации строительства с применением технологий информационного моделирования в рамках взаимодействия с государственными системами (ГИС ОГД и ТОР-КНД)
    

34. Анализ применимости алгоритмов искусственного интеллекта для решения различных оптимизационных задач управления строительством как частью градостроительной деятельности
    

35. Классы задач, выполнение которых возможно с применением алгоритмов искусственного интеллекта с целью выбора наиболее рационального организационно-технологического решения
    

36. Приложение А Содержание ПОС в соответствии с текущими требованиям

37. Приложение Б Содержание требований заказчика к информационному моделированию
    

38. Приложение В Содержание плана реализации проекта с использованием информационного моделирования
    

39. Приложение Г Детальная схема моделирования с учётом принятия организационно-технологических решений путём разработки цифрового проекта организации строительства
    

40. Приложение Д Методология easybim и её применение в решении «платформа строительных сервисов»
    

41. Приложение Е Руководство по применению технологии информационного моделирования для моделирования строительства и подготовки проектов организации строительства

42. Приложение Ж Демонстрационные материалы примеров реализации в целом или отдельных частей цифрового проекта организации строительства (ПОС) с использованием технологий информационного моделирования
    

43. Приложение З Пример чек-листа анализа ограничений пакета работ в управлении строительством
    

44. Приложение И Техническое задание на выполнение научно-исследовательской работы по апробации «руководства по применению технологии им для моделирования строительства и подготовки ПОС
    

Потенциалы внедрения и практического применения полученных результатов определяются:

• существенным повышением точности оценки начальной стоимости строительных проектов за счёт многовариативного моделирования строительного производства с выбором наиболее рационального варианта;
• обеспечением лучшей согласованности между заинтересованными сторонами проекта от планирования до завершения строительства;
• повышением производительности труда в строительстве за счёт обеспечения ритмичного строительного производства, снижения непроизводственных потерь времени и стоимости за счёт обеспечения согласованной ритмичной работы участников проекта;
• улучшением общей предсказуемости проекта по стоимости и срокам выполнения работ в течение всего хода строительства, а также повышением способности удерживать реализацию проектов в границах целевых показателей;
• уменьшением фактических сроков строительства;
• повышением конкурентоспособности российских компаний на международном рынке за счёт предоставления услуг строительного инжиниринга выше среднего уровня зрелости у международных компаний;
• снижением количества и процента объектов незавершённого строительства;
• повышением инвестиционной привлекательности проектов и, как следствие, повышением вовлечения внебюджетных источников;
• способствованием реализации масштабных целей национальных программ, требующих высоко успешной и эффективной реализации инвестиционно-строительных проектов.



Дальнейшее развитие

Научно-исследовательская работа в данном направлении является первичной и подлежит апробации. В частности, рекомендуется:
• проведение дальнейших исследований и изысканий в части формализации и развития предложенной системы практик «Цифровое управление строительства» с апробацией наработок, реализованных в данном НИР (в частности, схемы принятия ОТР и атрибутивного состава Строительной ЦИМ);
• разработка методологии перевода документов технической регламентации и системы ценообразования в машиночитаемый / машинообрабатываемый вид на основе построения единого глоссария и онтологических моделей, для реализации в дальнейшем системы автоматических проверок проектных решений, формирования ОТР, автоматического формирования смет;
• формирование типовых узловых схем для различных видов промышленных и инфраструктурных объектов;
• изучение и адаптация наработок в области зарубежного метода оценки технологичности строительства (Constructability);
• изучение и адаптация наработок в области зарубежного метода прогрессивного пакетирования работ (Advanced Work Packaging);
• изучение и адаптация современных зарубежных и отечественных наработок в области материалов, типов конструкций и решений, расширяющих возможности применения индустриальных методов строительства в части Modular Construction, Prefabrication Construction, Off-Site Construction и т.п.;
• изучение и адаптация наработок в области зарубежного опыта управления рисками (Construction Risk Management).

Объект исследования в течение ближайших лет рекомендуется развить до уровня полной проработки и стандартизации всех информационных сущностей, которые задействуются в строительном производстве.