CC BY
31Модернизация методов решения прикладных задач в строительстве с применением В1М-технологий
Плешко Михаил Степанович
доктор технических наук, профессор кафедры строительства подземных сооружений и горных предприятий, ФГАОУ «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», mixail-stepan@mail.ru
Пошев Азраиль Умар-Бекович
магистрант, кафедра автоматизированного проектирования и дизайна, ФГАОУ «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», azrail.poshev@mail.ru
В статье рассмотрен процесс становления и развития технологии информационного моделирования с момента внедрения нормативных документов в этой области. Сделан анализ преимуществ по сравнению с 2D проектированием на основе зарубежного и отечественного опытов. Авторами отмечена возможность применения информационной модели на всех этапах жизненного цикла объекта, а также его функционал для снижения себестоимости строительства, с целью экономии государственных и частных средств. Суть данной работы отражает возможность внедрения практики повышения прозрачности всего строительного процесса, путем формирования базы данных из информационной модели городов и заложения в ней характеристик, для контроля их отслеживания. Внедрение данной платформы позволит повысить антикоррупционную политику и процветание экономики Российской Федерации. Ключевые слова: BIM технологии, строительство, проектирование зданий, информационная модель, антикоррупционная политика, цифровые двойники.
Тенденция прогресса строительной отрасли способствовала расширению научных и прикладных исследований в области разработки и внедрения новых форм, методов и систем с целью повышения конкурентоспособности и высокоэффективности.
Процедура перерастания от традиционных методов проектирования к BIM технологиям обусловлен прежде всего быстрым развитием информационных технологий и появлением на рынке специализированного программного обеспечения, с помощью которого появляется возможность создания цифровой информационной модели здания. При наличии данной модели появляется возможность использовать широкий спектр продуктов автоматизированного управления для анализа и проверок; выпуска рабочей и проектной документации; совершенствования процесса строительства, визуального управления, оценки и анализа сметной стоимости и. т. д., а также получать доступ к информации об объекте всем задействованным участникам проекта.
BIM (Building Information Modeling) - информационное моделирование зданий. В действительности - это новый подход к проектированию и созданию документации. Аббревиатуру термина можно разъяснить следующим образом:
Building (здание) - учитывается полный жизненный цикл здания: проектирование, строительство, эксплуатация;
Information (информация) - в модель включена вся информация о здании на протяжении его жизненного цикла;
Modeling (моделирование) - моделирование здания и связанных с ним процессов с использованием интегрированных инструментов.
В1М-технологии в строительном комплексе: анализ отечественного опыта
Россия за истекшие годы проделала весьма большой путь по внедрению В1М-технологий в строительный комплекс, в том числе и благодаря активному содействию государственной власти, в лице Правительства и Президента Российской Федерации.
Становление В1М-технологий в России положено Приказом Минстроя России № 926/пр от 29 декабря 2014 года.
Далее на сайте Комитета по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия Российского союза промышленников и предпринимателей было обнародовано поручение Президента Российской Федерации Владимира Путина Пр-1235 от 19 июля 2018 года премьер-министру Дмитрию Медведеву, где говорится, что необходимо за год обеспечить переход строительной отрасли на технологии информационного моделирования.
Текст поручения выглядит следующим образом:
«В целях модернизации строительной отрасли и повышения качества строительства обеспечьте:
X X
о го А с.
X
го m
о
ю
2 О M
es
0 es
in
01
О Ш
m
X
3
<
m О X X
1) переход к системе управления жизненным циклом объектов капитального строительства (далее - система управления) путем внедрения технологий информационного моделирования;
2) применение типовых моделей системы управления (проектной, строительной, эксплуатационной и утилизационной), в первоочередном порядке в социальной сфере;
3) утверждение показателей эффективности системы управления;
4) принятие стандартов информационного моделирования, а также гармонизацию ранее принятых нормативно-технических документов с международным и российским законодательством;
5) формирование библиотек типовой проектной документации для информационного моделирования;
6) подготовку специалистов в сфере информационного моделирования в строительстве;
7) стимулирование разработки и использования отечественного программного обеспечения для информационного моделирования
Срок - 1 июля 2019 г.».
Заключительным документом в данной области стало постановление премьер-министра Михаила Ми-шустина от 15 сентября 2020 года №1431 о внедрении нового градостроительного подхода с использованием информационной модели - Building Information Model (BIM).
Подписанным постановлением Председателя Правительства Михаила Мишустина, закрепляются правила формирования и ведения информационной модели, а также состав включаемых в неё сведений.
Программа поэтапного внедрения BIM-технологий в области промышленного и гражданского строительства разработана совместно с Экспертным советом при Правительстве Российской Федерации, Росстандартом и другими институтами по модернизации экономики и инновационному развитию.
Разработаны первые стандарты, в которых указаны требования, предъявляемые к информационной модели сооружения, к форматам передачи данных, к распределению функций между участниками и т. д. Также в соответствии с приказом № 926/пр от 29.12.2014 г. утверждён «план поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства», в котором разработчики постарались охватить все области, относящиеся к строительному комплексу и связанные с ним отрасли (в том числе строительные компании, органы государственной экспертизы, профильные учебные заведения), также поддерживается доступность информационных ресурсов и активная разработка отечественного программного обеспечения.
Несомненно, стандарты, разработанные в России, нуждаются в дальнейшей доработке, совершенствовании и развитии. Но на основании существующих Норм информационного моделирования уже построены и эксплуатируются следующие объекты: храм Сретенского монастыря в г. Москва в 2017 году, Дворец гимнастики в Лужниках Ирины Виннер-Усмановой в 2019 году, Политехнический музей в г. Москва.
Особенностями информационного моделирования в России является, в том числе и неравномерность процесса внедрения уже разработанных Нормативных документов. Приказом № 30-ст от 05 февраля 2020 года
были отменены ГОСТ Р 58439.1-2019 «Организация информации об объектах капитального строительства.
Информационный менеджмент в строительстве с использованием технологии информационного моделирования. Часть 1. Понятия и принципы» (был введён 01 сентября 2019 года) и ГОСТ Р 58439.2-2019 «Организация информации об объектах капитального строительства. Информационный менеджмент в строительстве с использованием технологии информационного моделирования.
Часть 2. Стадия капитального строительства» (был введён 01 сентября 2019 года). Эти ГОСТы входили в основной состав уже разработанных BIM-стандартов РФ по созданию и использованию информационных моделей в России. Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии было принято решение о доработке отменённых BIM-стандартов.
Достоинства BIM-подхода
Том Хьюз, консультант по BIM-технологиям консалтинговой компании Mott MacDonald, представил следующие показатели: применение BIM при строительстве стадиона Casement Park в Белфасте, Великобритания сделало возможным сократить стоимость проектно-кон-структорских работ на 52%, в результате стоимость стадиона из расчета на одно зрительское место уменьшилось на 38%.
Несколько примеров можно привести также из Российской практики. Например, практика проектного института «КБ ВиПС» при проектировании «Зенит Арены» в Санкт-Петербурге продемонстрировала, что использование BIM-технологий в проектировании объектов более высокой сложности позволяет сберечь до 15% затрат на строительство объекта в целом. А у мастерской «Артпорт» в свою очередь, получилось увеличить эффективность работы бюро в 1,5 раза с первого применения BIM-технологии. Для этих целей выделили специальную проектную группу, которым была поставлена задача - полностью разработать проект в программе «Revit».
Основываясь на результатах, извлеченных из исследований, можно сделать вывод, что при применении BIM-технологий инвесторы более уверенны в строительных проектах в связи с прозрачностью процесса. Autodesk представил следующие результаты: незамедлительно выявляются коллизии, за счет этого стоимость сокращается на 10 процентов; сроки реализации проектов сокращаются на 7-15%; а также возрастает подлинность сметных расчетов на 3%; преимуществом является и то, что до 80% можно сократить разработку строительных смет. При этом происходит кардинальное повышение прозрачности, появляется возможность более точной оценки эффективности и целевого расходования бюджетных средств.
Министерство строительства РФ приводит результаты собственных исследований: внедрение BIM улучшает ряд показателей эффективности: до 30% способствует снижению затрат на проектирование, строительство и эксплуатацию; до 40% уменьшает погрешности и погрешностей в проектной документации; до 50% снижает сроки реализации проекта; в 6 раз сокращает время на проверку модели; в 4 раза снижает планирование погрешностей бюджета; до 90% сокращает сроки координации и согласования; на 10% сокращает сроки строительства; на 20-50% сокращает сроки проектирования.
Знаменательным также является и то, что В1М-мо-дель содержит в себе информацию о здании на всех этапах его жизненного цикла (рис. 1). Таким образом, создается единая иерархия всех данных, универсальная для каждого специалиста и учитывающая специфику всех разделов проектирования и каждого этапа жизненного цикла объекта. Результатом этого является структурированное хранение данных, отсутствие несогласованности и дублирования информации.
рийвчм докумантл
Рисунок 4. Жизненный цикл объекта строительства
Формирование государственной базы данных информационной модели города
Одной из наиболее важных задач, при внедрении В1М в проектирование и строительство, является снижение себестоимости строительства с целью экономии государственных и частных средств. В связи с тем, что В1М-моделирование дает возможность на ранних стадиях рассчитать стоимость, сроки выполнения работ, корректное количество необходимых материалов и т.д.
В1М-модель, при правильной её организации, служит базой данных по проекту и фактически является основой для формирования цифрового двойника. В случае возникновения интереса у государства или частной компании управлять своими активами, применяя цифровые двойники зданий и сооружений, это, несомненно, позволит организовать более эффективные процессы управления.
В одной из главных целей стандартизации применения В1М-технологий отмечается переход к управлению активами через цифровые двойники с использованием определенной платформы, с помощью которой появится возможность осуществлять работу с В1М-моде-лями.
Аналогом такой платформы - являются информационные модели городов.
Информационные модели городов
В России направление «Умный город» включено в программу «Цифровая экономика Российской Федерации», утвержденную распоряжением Председателя Правительства РФ №1632р от 28 июля 2017 года. Развитие данного вектора подразумевает и широкое использование технологии информационного моделирования.
Информационные модели городов можно будет использовать для планирования, вариативного проектирования, градостроительного анализа, общественного об-
суждения новейших проектов и многих других целей. Заинтересованность в создании подобных моделей может быть в преимущественной степени у государства и, более того, сейчас к застройщикам предъявляются требования по формированию специальных файлов для дальнейшего их использования в общегородской модели.
В России такие модели уже создаются, в частности, в Нижнем Новгороде, где на данный момент реализовы-вается крупнейший в мире проект, в ходе которого свыше 900 специалистов в области В1М моделирования России разрабатывают информационную модель данного города.
Антикоррупционная политика
Это, по моему мнению, самое очевидное применение данной технологии с точки зрения внедрения этой технологии со стороны государства. В1М модель, будучи базой данных по объекту строительства, может заключать в себе данные по работам, которые необходимо осуществить в ходе реализации проекта и эксплуатации здания, а также по объёмам материалов, которые необходимо закупить. Беспочвенные отклонения от этих данных будет поводом для соответствующих антикоррупционных расследований. Первоначально, это касается эксплуатации инфраструктурных объектов: городские инженерные сети, парки, дороги и т.д.
Данные из В1М модели каждого объекта смогут выгружаться на открытый государственный портал, существующий в виде той же информационной модели города. После чего сотрудник определенного ведомства или любой гражданин, наблюдая у себя во дворе работы по замене тех же бордюров, детских площадок и т.д., сможет проверить на этом портале, действительно ли эксплуатационные характеристики бордюра или площадки соответствуют необходимым, и действительно ли подошёл срок его замены.
Целью создания «умного города» является повышение качества жизни людей. Соответственно, выстраиваемая система управления должна позволять городской власти напрямую взаимодействовать с сообществом жителей, городской инфраструктурой, быть в курсе имеющихся проблем и оперативно их решать, а также прогнозировать новые проблемы и заранее предпринимать действия по их недопущению или решению.
На мой взгляд, это является одним из очевидных применений технологии В1М, и именно это послужит прорывом в строительной инновации.
Дефицит квалифицированных специалистов в сфере информационного моделирования
В данное время внедрение В1М в России сталкивается с определенными трудностями.А именно,нехватка квалифицированных специалистов в данной отрасли. Процесс обучения уже работающих сотрудников обходится компании довольно дорого и без отрыва от рабочего времени сделать это как правило, достаточно проблематично.
В связи с этим процесс внедрения новых стандартов В1М-моделирования должен захватить и сферу образования. С новыми стандартами должны работать специалисты, имеющие подготовку в области информационного проектирования, потребность в которых, как было описано выше, растёт с каждым днём.
Эта и является одной из обозначенных задач в поручении Президента Российской Федерации (пр-1235 от
X X
о
го А с.
X
го т
о
ю
2 О
м
сч
0 сч
ю
01
о ш m
X
19 июля 2018 года) премьер-министру Дмитрию Медведеву:
«В целях модернизации строительной отрасли и повышения качества строительства обеспечьте:
6) подготовку специалистов в сфере информационного моделирования в строительстве».
На сегодняшний день лишь малое количество вузов РФ постепенно вводят в свои образовательные программы специальности и дисциплины, связанные с информационным моделированием. Одним из первых стал и Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», где на базе кафедры «СПСиГП» преподавательский состав и студенты активно занимаются совершенствованием данной отрасли. В данное время студенты принимают активное участие в крупнейшем в мире образовательном проекте, в ходе которого создается информационная модель Нижнего Новгорода к его 800-летию.
Хочется надеяться, что в дальнейшем постоянный мониторинг учебного процесса, отслеживание изменений, происходящих в строительной сфере, взаимодействие с международными коллегами и строительными организациями, активное сотрудничество с разработчиками программного обеспечения, регулярное внедрение новых информационных ресурсов позволит активно использовать В1М-технологии в учебном процессе, чтобы сформировать навыки и умения современного молодого инженера в области информационных технологий.
Вывод
Исходя из данных исследований, проводимых в России и за рубежом, очевидно, что внедрение технологии информационного моделирования повысит степень развития экономики страны, позволит контролировать объект проектирования на всех этапах его жизненного цикла, а также существенно повысит не только показатели отрасли проектирования, но и конкурентоспособность на мировом уровне. Технология информационного моделирования поспособствует достижению целей, поставленных в Стратегии инновационного развития строительной отрасли Российской Федерации до 2030 года, что, в свою очередь, улучшит качество строительной продукции и повысит эффективность отрасли.
Появление такой технологии должно было случиться рано или поздно, так как по мере ускорения развития компьютерных технологий и усложнения запросов социума к архитекторам менялся и инструментарий проектирования. И мы сейчас находимся на стадии внушительного скачка в развитии
Как мы знаем, потолка для совершенства не существует. В связи с этим, в дальнейшем требуется вносить все больше корректив для развития В|М технологий в Российской Федерации.
Ведь как сказано в великолепном романе «Алхимик» знаменитого писателя Пауло Коэльо:
«Если развивать что-то одно, то изменяется и всё, что находится вокруг».
Литература
1. Информационное моделирование объектов промышленного и гражданского строительства. Autodesk. [Электронный ресурс]. URL: https://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/ww w/campaigns/BTT-
RU/BIM%20for%20buildings_Autodesk.pdf.
2. Батишев В. // Sport build. - 2015. - № 7. - c. 20-27.
url:https://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/ www/campaigns/BTT-RU/Sportbuild.pdf.
3. Грахов В.П., Мохначев С.А., Иштряков А.Х. Развитие систем BIM проектирования как элемент конкурентоспособности // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1.; URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=17950 (дата обращения: 16.12.2020).
4. Абалтусов, Ю. А. BIM-технологии. Проблемы их внедрения и перспективы развития в строительстве и проектировании / Ю. А. Абалтусов, В. В. Чатуров. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 25 (263). — С. 151-153. — URL: https://moluch.ru/archive/263/60897/ (дата обращения: 16.12.2020).
5. Черных М. А., Якушев Н. М. BIM-технология и программные продукты на его основе в России // Вестник ИжГТУ. 2014. № 1(61). С. 119-121.
Modernization of methods for solving applied problems in construction
with the use of BIM technologies Pleshko M.S. Poshev A.U.-B.
National University of Science and Technology "MISIS" JEL classification: L61, L74, R53
The article considers the process of formation and development of information modeling technology since the introduction of regulatory documents in this area. The analysis of advantages in comparison with 2D design on the basis of foreign and domestic experiences is made. The authors noted the possibility of using the information model at all stages of the object's life cycle, as well as its functionality to reduce the cost of construction, in order to save public and private funds. The essence of this work reflects the possibility of introducing the practice of increasing the transparency of the entire construction process, by forming a database from the information model of cities and laying in it the characteristics to control their tracking. The implementation of this platform will increase the anti-corruption policy and the prosperity of the Russian economy.
Keywords: BIM technologies, construction, building design, information
model, anti-corruption policy, digital doubles. References
1. Information modeling of industrial and civil construction objects. Autodesk.
[Electronic resource]. URL:
https://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/campaigns /BTT-RU/BIM%20for%20buildings_Autodesk.pdf.
2. Batishev V. / / Sport build - - 2015. - No. 7. - p. 20-27. -
url:https://damassets.autodesk.net/content/dam/autodesk/www/campai gns/BTT-RU/Sportbuild.pdf.
3. Grakhov V. P., Mokhnachev S. A., Ishtryakov A. H. DEVELOPMENT OF
BIM DESIGN SYSTEMS AS AN ELEMENT OF COMPETITIVENESS / / Modern problems of science and education. - 2015. - № 1-1.; URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=17950 (accessed:
16.12.2020).
4. Abaltusov, Yu. A. BIM-technologies. Problems of their implementation and
prospects of development in construction and design / Yu. A. Abaltusov, V. V. Chaturov. - Text : direct / / Young scientist. — 2019. — № 25 (263). — PP. 151-153. - URL: https://moluch.ru/archive/263/60897 5. Chernykh M. A., Yakushev N. M. BIM-technology and software products based on it in Russia / / Vestnik IzhSTU. 2014. No. 1 (61). pp. 119-121.
3
<
m о x
X
