CC BY
129
УДК 004.9:69 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1191-1200
Перспективы моделирования жизненного цикла объекта капитального строительства информационными потоками
Е.А. Гусакова, А.Н. Овчинников
Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия
АННОТАЦИЯ
Введение. Анализ развития и применения BIM-технологий в российском строительстве показал отсутствие системного подхода и единых концепций отраслевых технологий информационного моделирования. В сложившихся условиях актуальна стратегическая цель — цифровая трансформация отрасли на единой федеральной информационной платформе, а также новые задачи разработки долгосрочных моделей организации и управления полным жизненным циклом объектов капитального строительства.
Материалы и методы. В статье рассмотрен функционал и возможности цифровых технологий, в том числе облачных технологий и больших данных, промышленного интернета вещей и блокчейна с позиций прикладных перспектив и информационной специфики задач организации подсистем, участников и стадий проекта в строительстве. Результаты. Структура информационной модели организации и управления жизненным циклом объекта капитального строительства представлена как совокупность взаимосвязанных информационных потоков последовательных стадий, подсистем и участников проекта. Показано, что традиционные принципы организации и управления сдерживают накопленный мощный потенциал цифровой трансформации, поэтому разработка архитектуры единой отраслевой платформы BIM требует новых производственных концепций организации и управления информационными потоками проекта. Предложено воплощение концепции и модели управления — виртуальное проектное предприятие, которое позволяет организовать взаимодействие участников проекта капитального строительства и управление его жизненным циклом на новых информационно-коммуникативных принципах.
Выводы. Виртуальное проектное предприятие интегрирует функционал цифровых комплексных производственных ^ ®
концепций — отраслевой платформы BIM, производственной цепочки на платформе и производственной виртуаль- (Я о
ной корпорации, которые отвечают особенностям трансформаций последовательных стадий и состава участников з i
жизненного цикла объекта. Дальнейшая разработка и внедрение концепции виртуального проектного предприятия X к
л
могут составить организационную, технологическую и структурную основу управления полным жизненным циклом проекта и новой организации труда и взаимодействия участников проекта.
КлючЕВыЕ слОВА: жизненный цикл объекта капитального строительства, В1М-технологии, цифровая производственная концепция, модель управления, информационный поток, виртуальное проектное предприятие
О M
t N
ДлЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Гусакова Е.А., Овчинников А.Н. Перспективы моделирования жизненного цикла объек- l z та капитального строительства информационными потоками // Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 8. С. 1191-1200. J 9
DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1191-1200 ° 7
o ^
Prospects for the life cycle modeling of a capital construction facility using 0
information flows
о
CO co
Elena A. Gusakova, Aleksey N. Ovchinnikov § 3
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); n g
Moscow, Russian Federation § 6
r CD
--c 0
ABSTRACT ff'ô
t n
Introduction. The analysis of development and application of BIM technologies in the Russian construction industry has r n
proven the absence of the system approach and uniform concepts of industry-specific information modelling technologies. § )
Against this background, relevant issues include the strategic objective, or the digital transformation of the industry with the ^ •
help of a uniform federal information platform, as well as development of long-term models designated for the organization O 0
and management of the whole life cycle of capital construction facilities. Ç 2
Materials and methods. The article covers features and opportunities provided by digital technologies, including cloud g 1
computing and big data, the industrial Internet of things and the blockchain, in terms of practical prospects and information j
01
characteristics of the tasks that include organization of subsystems, participants and construction project stages. . m
Results. The structure of an information model designated for the organization and management of a capital construction s §
facility's life cycle is presented as a set of interrelated information flows for consecutive stages, subsystems and project s y
participants. It's been proven that traditional principles of organization and management restrain the accumulated pow- e §
erful potential of digital transformation; therefore, the development of the architecture of a unified BIM platform requires » »
M 2
new production concepts for the organization and management of project information flows. The co-authors propose an implementation pattern for interaction between partici communication principles.
implementation pattern for the management concept and model: it represents a virtual design company, which organizes O O interaction between participants of a capital construction project and manages its life cycle according to new information and o o
© Е.А. Гусакова, А.Н. Овчинников, 2020
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
Conclusions. A virtual project company integrates the functions of digital integrated production concepts, including the BIM platform, the platform-based production chain and the virtual production corporation, which correspond to the features of transformations of successive stages and the composition of participants contributing to the facility's life cycle. Any further development and introduction of the concept of a virtual design company can serve as the organizational, technological and structural management base for the whole life cycle of a project and a new pattern of the work process organization and interaction between project developers.
KEYwoRDs: life cycle of a capital construction facility, BIM technologies, digital production concept, management model, information flow, virtual design company
For CITATIoN: Gusakova E.A., Ovchinnikov A.N. Prospects for the life cycle modeling of a capital construction facility using information flows. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(8):1191-1200. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.8.1191-1200 (rus.).
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в принципиально новых условиях постоянного роста количества и влияния факторов нестабильности глобальной экономики методы реализации строительных проектов, ориентированные на быструю максимизацию прибыли, не приносят результата. Устойчивость развития строительной отрасли в Российской Федерации в современных реалиях может сохраняться на базе долгосрочных экономических моделей проектов капитального строительства [1]. о 0 Рассмотрим направления и возможности прак-
о о тической интерпретации актуальных бизнес-моде-04 (У
_ _ лей применительно к условиям реализации проек-00 00
^ ш тов капитального строительства и отрасли в целом.
£ ^ Самым непосредственным образом на критерии,
Ц — принципы и подходы к разработке проектов стро-
(0 ю ительства влияют современные экономические
(и концепции круговой экономики и экономики циф-
2 | рового контроля. Концепция круговой, или цирку-
|2 ляционной, экономики, ориентированная на возоб-
Д . новляемость и продление жизненного цикла (ЖЦ)
<и <и „
.Е |5 продукта, ставит перед строительной наукой задачи
О ф стратегического планирования, управления полным о жизненным циклом объекта строительства и по-<§ < иска соответствующих критериев эффективности § с и моделей организации жизненного цикла проек-од £= тов. Одновременно с этим в процессе цифровой ^ -с трансформации экономического уклада вырабаты-^ .ъ ваются подходы и инструменты, которые предлага-с § ют решение задач цифрового контроля путем создаст ^ ния системы алгоритмов информационных потоков
й ° и организационных взаимоотношений участников сп <5
о Е проекта и рынка недвижимости в интегрированной
сВ ° информационной среде [2, 3]. ^ ^ Цифровизация и распространение цифровых
от "£= технологий организации и управления производ-
~ 2 ством происходит интенсивно во всех отраслях
^ Э и странах. Изначально эти процессы шли эволюци-
^ ц онно и дискретно, автоматизируя отдельные процес-
^ Ш сы и производственные циклы. Сейчас выработка
| £ стратегий цифровой трансформации бизнес-про-
¡3 "К цессов стала приоритетной задачей большинства
ш Ф
Ю ¡> крупных организаций вне зависимости от отрасли, особенностей производства или законодательной
специфики. Более того, внедрение информационных технологий управления производством во многих странах реализуется на уровне государственных программ цифровой трансформации экономики. Это, например, такие программы, как американская Advanced Manufacturing Technology, немецкая Industrie, стратегическая концепция развития производства в Китае, английская программа Innovate UK, австралийская National Digital Economy. Работы по формированию подобных прикладных платформ ведутся и в Российской Федерации [4-6].
В инвестиционно-строительном комплексе России с формированием новых условий и цифровых возможностей не только на уровне крупных корпораций, но и на отраслевом уровне, также сформировалась острая необходимость переосмысления целей информационного моделирования и выработки подходов с ориентацией на долгосрочные информационные модели объекта капитального строительства, организации и управления его жизненным циклом.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Для решения задач информационного моделирования объектов строительства на сегодняшний день наиболее широко используются BIM-технологии (англ. Building Information Model или Modeling), которые распространились во всем мире с начала 2000-х годов. При этом до настоящего времени большинство пользователей внедряют BIM в основном для работы с графическими 3D моделями. Практически потенциал и возможности BIM-технологий, обеспечивающие функции обмена информацией BIM-моделей и другие преимущества для строительных организаций и государства в целом, применяются редко [7, 8].
В российской строительной отрасли внедрение информационного моделирования является одной из задач национального проекта «Жилье и городская среда». Отраслевое развитие планируется обеспечить формированием системы управления жизненным циклом объекта капитального строительства, которая основывается на технологиях информационного моделирования, и плановым переходом к ее использованию. К 2023 г. должны быть обоснованы основные нормативы системы [9].
Следует отметить, что единая концепция перехода к этой системе до настоящего времени не сформировалась. За прошедшие годы в российской строительной практике сложилось несколько целевых установок и разных подходов к применению В1М-технологий и их инструментария в строительстве. На сегодняшний день в сфере информационного моделирования в строительстве нормативные документы, стандарты и своды правил разрабатываются разрозненно, применительно к различным уровням зрелости и интеграции В1М, часто содержат несогласованные требования [10, 11].
Так, например, концепция, разработанная в Федеральном центре нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве (ФАУ ФЦС), ориентирована на формирование на платформе В1М единой среды сбора и анализа данных об объектах строительства на территории Российской Федерации. Концепция предполагает возможность на всех этапах жизненного цикла взаимодействовать с информационной моделью объекта капитального строительства. В сфере анализа цен строительных ресурсов разработана Федеральная государственная информационная система ценообразования в строительстве (ФГИС ЦС), ориентированная на отслеживание цен строительных ресурсов и расчет агрегированных сметных цен. В области структуризации данных в строительстве проводится разработка классификатора строительной информации (КСИ) с целевой установкой его обязательного применения. В управлении с применением технологий информационного моделирования (ТИМ) ведутся разработки В1М-платформы для целей управления жизненным циклом строительных объектов, которая должна взаимодействовать с другими информационными системами, такими как ФАУ ФЦС, ФГИС ЦС и Информационная система обеспечения градостроительной деятельности (ИСОГД).
Действующие в настоящее время стандарты и своды правил получили значительное число негативных замечаний и отзывов от экспертов профессионального сообщества, Росстандарта и В1М Ассоциации. На практике проявилось большое количество недоработок нормативных документов. Правила информационного моделирования, разработанные ранее в рамках государственного бюджета, в значительной части транслировали общедоступные американские методики и наработки. Часть данных правил и стандартов базировалась на уже отмененных международных стандартах, часть была не гармонизирована с национальными стандартами, сформированными идентично международным стандартам ИСО [12].
Согласно этим правилам, модель объекта строительства формировалась как совокупность архивов слабо структурированной информации — так называемых информационных контейнеров. Это
отражает сложившуюся структуру данных объектов капитального строительства, содержащихся в основном в справочниках и каталогах зданий, их отдельных частей и конструкций [13]. Такой подход к моделированию содержит значимые риски, связанные с тем, что информационный контейнер функционирует на основе внутренних закрытых проприетарных форматов данных. Это — патентованное программное обеспечение, которое работает с собственными форматами. Как следствие, информационное моделирование возведения и эксплуатации зданий и сооружений на такой основе усиливает импортозависимость капитального строительства.
Сложной проблемой остается и структурирование строительной информации. До настоящего времени не сложилось единого подхода к принципам построения классификатора строительной информации. Относительно существующих версий профессиональное сообщество, отраслевые организации и объединения высказывают много замечаний [14]. Наиболее значимые недостатки связаны с отсутствием в классификаторах и справочниках базовых библиотечных элементов учета жизненного цикла элементов, неполным ресурсным составом процессов и расценок, что не позволяет автомати-зированно рассчитывать стоимость строительных ресурсов и проводить экспертизу стоимости строительства.
Другая группа рисков модели информационного контейнера — проблемы открытой передачи данных как между разными информационными системами участников проекта, так и между последовательными стадиями его жизненного цикла. Проблемы связаны со специфически большим и изменчивым числом участников строительного проекта и его специфически длительным полным жизненным циклом. Все это привносит особое требование к информационной модели объекта капитального строительства — необходимость адекватного отражения данных в процессе многократных трансформаций и в течение длительного времени [15].
Соответственно, государство, устанавливая задачу развития информационного моделирования в строительстве и стратегическую цель — разработку единой федеральной системы управления объектами капитального строительства на основе технологий информационного моделирования, должно получить ее концептуальное решение именно в открытом формате, который не зависит от конкретного разработчика. Одновременно с этим создаваемая концепция отраслевой цифровой платформы должна обеспечивать возможность добавления и трансформации данных разных форматов на протяжении всего стратегически обоснованного жизненного цикла строительного объекта.
Сейчас основным стандартом для совершенствования и оптимизации технологий информационного моделирования в российской строитель-
< п
кК
о Г И 3
о со
§ СО
У 1
о СО
и ¡з
^ I
§ °
о 2
=! (
О §
Е м § 2
о) 0 26 А Го > 6
ф ) н
Ф (Л
(Л В ■ г
(Л п (Я у с о Ф я ®ов
О О 2 2 О О
о о
N N
о о
сч сч
со со К (V U 3 > (Л С И
to in
Ц
ф Ф
О ё
---' "t^
о
о У
8 « ™ . I
ОТ 13 от Е
Е о ^ с
ю о
S3 ц
о Е
СП ^ т- ^
от от
£ w
iE 3S
О tn
ной отрасли считается ГОСТ Р 10.0.02-2019/Ис0 16739-1:2018'. Он является международным открытым информационным форматом данных об объектах строительства и включает в себя определения и характеристики зданий и сооружений. Стандарт предназначен для коллективного применения и обмена данными в программных ресурсах, используемых участниками проекта на различных стадиях его жизненного цикла, в том числе в ходе строительства и эксплуатации объектов капитального строительства [16].
Импульс для дальнейшей оптимизации внедрения В1М-технологий в российской строительной отрасли дало слияние технических комитетов по стандартизации в единый центр компетенций на базе В1М-Ассоциации — подкомитет 5 ТК 465 (созданный на основании приказа Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарта) от 12 июля 2019 г. № 1660 «О внесении изменений в приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 июня 2017 г. № 1382 "Об организации деятельности технического комитета по стандартизации «Строительство»"». Цель создания интегрированной структуры состоит в консолидации наработанного опыта и профессиональных компетенций для оптимизации и роста эффективности внедрения В1М-технологий в строительстве. Функции и полномочия законодательного регулятора в сфере информационного моделирования осуществляет Минстрой России.
Анализ ситуации в целом говорит о том, что в профессиональной среде сформирован актуальный запрос и существует острая необходимость в едином системном подходе к отраслевым технологиям информационного моделирования и в разработке соответствующей комплексной концепции и стандартов. Разработка технической и нормативной документации в сфере информационного моделирования объектов капитального строительства до настоящего времени проводилась бессистемно и разрозненно [17]. Не сформировалась единая концепция стандартизации данных, единые направления и этапы решения практических задач информатизации строительной отрасли России, нет специализированных комплексных решений. Дальнейшая цифровая трансформация отрасли требует:
1) сформулировать единую стратегическую целевую установку информационного моделирования в сфере строительства;
2) определить структуру и логику отраслевых стандартов информационного моделирования в рамках национальных и иных стандартов;
1 ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИШ 16739-1: 2018. Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (ШС) для обмена и управления данными об объектах строительства.
3) разработать направления организации единой системы информационного моделирования зданий и сооружений;
4) обосновать практические подходы и порядок создания данной системы.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Информация, характеризующая объект капитального строительства, появляется, пополняется и трансформируется в течение всех стадий его жизненного цикла — проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации объекта. По сути, это — информационный поток, поэтому структурно информационная модель организации и управления жизненным циклом объекта строительства может быть представлена как совокупность взаимосвязанных информационных потоков подсистем проекта. Функционал цифровой трансформации организации и управления строительством определяется, с одной стороны, нарастающими возможностями и инструментарием информационно-коммуникационных технологий, с другой — спецификой информационных потоков в строительстве [18].
Информационно-коммуникационные технологии сейчас включают в себя огромное множество разработок — от отдельных алгоритмов до методологий, от микродатчиков состояния конструкций до общих концепций, определяющих организацию бизнес-процессов и отношений между участниками проекта, построение соответствующей архитектуры программного обеспечения и области ее наилучшего применения. Консолидация множества алгоритмов, инструментов и подходов IT-технологий приводит к образованию абсолютно новых условий и возможностей организации и управления процессами в отрасли, определяет суть и стратегию изменений соответствующих информационных потоков и формирует их новую инфраструктуру.
Рассуждая о перспективах цифровой трансформации организации и управления жизненным циклом объектов капитального строительства, выделим информационно-коммуникационные технологии, наиболее близкие к отраслевым задачам информационного моделирования.
Во-первых, это — облачные технологии (англ. Cloud Computing), которые дают возможность работать с проектной информацией с разных устройств многочисленным участникам проекта с минимальными усилиями по управлению их взаимодействием. На облачных сервисах, таких как Iaas, PaaS, SaaS, и подобных им, в настоящее время базируются технологии коллективного использования ресурсов в бизнес-процессах. Во-вторых, это — технологии больших данных (англ. Big Data), использующие программные инструменты горизонтального масштабирования для анализа и синтеза очень значительных объемов многообразных
данных из разных источников. Важно, что для задач организации и управления жизненным циклом строительного проекта характерна именно разнообразная и неструктурированная исходная информация. Стандартные методы и инструменты работы с данными не позволяют решать задачи управления такого уровня, а инструменты и методы больших данных применительно к управлению жизненным циклом проекта отвечают специфике информационных потоков объекта капитального строительства. Программные продукты и методы Big Data дают возможность работать с разными, независимыми и часто неструктурированными массивами прямой и косвенной информации, имеющей отношение к проекту, а также анализировать значительные объемы данных разных подсистем проекта, информация которых прирастает, сохраняется и обновляется с разной периодичностью и скоростью. К настоящему времени ведущими разработчиками создано много программных решений по обработке больших данных. Существуют программы от Microsoft, Oracle, IBM, Hewlett-Packard, EMC, Apache Software Foundation (HADOOP) и др. [19, 20].
Еще одна цифровая концепция, очень интересная с точки зрения информационных потоков жизненного цикла проекта, — промышленный интернет вещей (англ. IIoT — Industrial Internet of Things) [20]. Суть концепции — объединение инженерных наработок по оснащению датчиками и онлайн подключению конструкций и устройств. Их интеграция инструментально обеспечивает мониторинг, организацию и управление процессами производства в реальном времени, в удаленном и автоматическом режиме. Применительно к инженерным и бизнес-процессам объекта капитального строительства IIoT помогает автоматизировать организацию его строительства и эксплуатации, базируясь на потоках показаний датчиков. Они могут составить инженерно-информационную структуру обоснования решений и управления строительными мощностями и ресурсами проекта, контроля состояния конструкций инженерных подсистем здания, построения экономических прогнозов. Цифровая концепция IIoT промышленного интернета вещей уже сейчас формирует инфраструктурную основу информационных потоков организации и управления жизненного цикла проекта.
В контексте открытости и безопасности формата управления жизненным циклом строительного объекта целесообразно также рассмотреть прикладные перспективы цифровой технологии блокчейн (англ. Blockchain). Изначально блокчейн технологически разрабатывалась для виртуальной платежной системы Биткоина (от англ. Bitcoin, от bit — бит и coin — монета) и нигде больше не применялась [21]. В последнее время эта технология стремительно расширяет сферы различных
применений. Функционал блокчейна разработан таким образом, что:
• информация существует в распределенной сети, построенной и поддерживаемой сетевыми пользователями;
• данные множественно скопированы, благодаря чему обеспечивается максимальная устойчивость и безопасность хранения данных;
• вся информация имеет открытую предысторию, что позволяет проконтролировать подлинность и происхождение данных.
Учитывая специфику информационных потоков жизненного цикла проекта в строительстве, реализация этих функций необходима и крайне востребована в информационной модели управления.
В целом BIM в строительстве наполняется новыми возможностями поддержки решений. Они все сильнее влияют на принципы организации взаимодействия, обоснования решений и производственные процессы. Традиционно сложившиеся принципы организации и управления сдерживают потенциал применения BIM. Поэтому разработка архитектуры единой отраслевой платформы BIM предполагает реинжиниринг организации и управления информационными потоками и выработку новой производственной концепции.
Цифровые технологии в любой отрасли приводят к экономической целесообразности перехода от количества автоматизированных бизнес-процессов к качественно новой их информационно-коммуникативной организации и изменению системы организации производства. В последние годы на основе сетевых инструментов общения формируются комплексные цифровые производственные концепции, которые позволяют организовать взаимодействия участников производства на новых принципах.
Определяющая концепция отраслевой циф-ровизации в целом и строительной отрасли в том числе — отраслевая цифровая платформа [22]. Платформа консолидирует все необходимые для решения отраслевых задач информационные и коммуникационные программные инструменты, предоставляет специалистам и другим участникам доступ к информации и профессиональным сервисам по аналитике, планированию, организации, управлению и др. Без платформы нельзя отследить полный жизненный цикл проекта и корректно отразить его информационными потоками. Системообразующее свойство цифровой платформы — ее функционал или упорядоченное множество алгоритмов взаимодействий участников проекта и производства в едином информационном пространстве. Доступные функции взаимодействия участников проекта и соответствующие алгоритмы определяют достоинства, недостатки, эффективность и уровень зрелости цифровой платформы. Платформы классифицируют в зависимости от доступного функционала.
< п
8 8 i H
kK
G Г
S 2
0 С/з § С/3
1 2 y 1
J со
u -
^ I
n °
»s o »
3 (
oi
о §
E w § 2
o) g
00 66
A CD
Г 6
СП
0 )
fi
01 В
■ г
s □
s у с о <D X , СО
M 2 О О 10 10 О О
Отраслевой цифровой платформе капитального строительства необходимо обладать комплексным функционалом, позволяющим решать информационные задачи (доступ и работа с данными по проекту и рынку недвижимости), инфраструктурные задачи (доступ к цифровым ресурсам), технологические задачи (доступ к специализированным инструментам и технологиям) и корпоративные задачи (оптимизация процессов управления).
Перспективной цифровой концепцией, подходы которой применимы к управлению ЖЦ проекта капитального строительства, является также производственная цепочка на платформе, описанной в работе [23]. Последовательность стадий жизненного цикла может быть рассмотрена как организационно-технологическая цепочка и множество соответствующих информационных потоков: проектировщик ^ производители строительных материалов, конструкций и инженерных подсистем здания ^ строитель ^ управляющая компания-пользователи-собственники. Сейчас эта цепочка организована так, что каждый участник проекта закладывает свои риски в цену работы или промежуточного результата. Участник следующей стадии ЖЦ приобретает о о предшествующие риски проекта и прибавляет свои.
о о Традиционное взаимодействие участников последо-N N
- - вательных стадий проекта приводит к постоянной СО со
¡^ ф аккумуляции рисков и, соответственно, цены проек-
> !л та. Это делает цепочку инновационно невосприим-
Ц — чивой. Каждый выстраивает свои бизнес-процессы,
ш не беспокоясь о проекте в целом.
Для исправления сложившейся системы произ-
5 § водственная цепочка в целом моделируется в еди-
|2 £ ной информационной среде цифровой платформы.
Л • Это делает более прозрачным и объективным вклад
Е |5 каждого участника производственной цепочки в се-
О ф бестоимость проекта или конечного продукта. Це-
о левая установка данной концепции — не максимум
§ < быстрой прибыли, а создание долгосрочного конку-
§ с рентного преимущества проекта.
од £= Концепция производственной цепочки, безус-
^ -с ловно, требует существенной адаптации под осо-
— -Ъ бенности капитального строительства и специфи-
Е о чески длительный жизненный цикл проекта. Тем
с не менее даже частичное внедрение этой концепции
Ш о
— приводит к качественным изменениям в мышлении сп <5
о Е участников и условиях контрактов в следующих на-I4- 5
сп ° правлениях:
• коллективное понимание общей цели проекта;
от е • осознание своего места в системе его ЖЦ; от °
"7 ^ • развитие «умных контрактов» кооперативно-
^ Э го взаимодействия, позволяющих пропорционально
^ ц разделять успехи и ошибки проекта.
^ Ё Еще одна цифровая производственная кон-
| ~ цепция, хорошо соответствующая специфике ЖЦ
¡3 строительного проекта, — производственная вир-
Ш ¡¡> туальная корпорация [24]. Основной принцип работы виртуальной корпорации — изменение соста-
ва участников и организационно-управленческой структуры (или постоянная трансформация виртуального субъекта) в ответ на изменчивость внутренних и внешних факторов. В производственной виртуальной корпорации для быстрой трансформации и обеспечения гибкости организационной структуры применяют стандартизированные алгоритмы:
• мониторинга потребности в ресурсе;
• онлайн-анализа множества доступных ресурсов и их характеристик;
• привлечения ресурса и отказа от его использования.
Для управления жизненным циклом объекта капитального строительства по аналогии с производственной виртуальной корпорацией предлагается управленческая модель с гибкой организационной структурой, отвечающая особенностям трансформаций последовательных стадий и состава участников жизненного цикла объекта капитального строительства, — виртуальное проектное предприятие (рис. 1).
В течение жизненного цикла объекта под проект интегрируется множество ресурсов — финансовых, производственных, материальных, интеллектуальных, информационных, коммуникационных и пр. Мобилизация необходимых ресурсов под потребности последовательных стадий проекта может базироваться на отраслевой цифровой платформе BIM в рамках инфраструктуры и функциональных сервисов виртуального проектного предприятия. Отраслевая цифровая платформа и ее инструментарий позволяют оперативно организовать привлечение ресурсов и постоянно контролировать проект. Платформа дает возможность пользоваться ресурсом в необходимом объеме в требуемый период времени и снизить потери от простоя или поиска ресурса. А виртуальное проектное предприятие как управленческая модель наряду с организационной гибкостью сводит использование собственных ресурсов к необходимому и достаточному минимуму. Практически собственный актив в большинстве случаев обходится дороже, чем привлекаемый ресурс, поскольку его надо поддерживать в эксплуатационном состоянии, даже когда он не обслуживается. В виртуальном проектном предприятии в качестве собственных активов используются только те ресурсы, которые требуются в течение длительного периода жизненного цикла проекта. Это становится еще одним фактором повышения эффективности проекта и его жизненного цикла.
Виртуальное проектное предприятие функционирует в реальном и цифровом формате в течение полного жизненного цикла объекта. Информационные потоки последовательных стадий жизненного цикла выстраиваются концептуально как производственная цепочка на единой отраслевой цифровой платформе. Все организационные и ресурсные изменения фиксируются в цифровом двойнике про-
ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛ ОБЪЕКТА КАПИТАЛЬНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА LIFE CYCLE OF A CAPITAL CONSTRUCTION FACILITY
ПРОЕКТ PROJECT
СТРОИТЕЛЬСТВО CONSTRUCTION
ЭКСПЛУАТАЦИЯ OPERATION
ЛИКВИДАЦИЯ LIQUIDATION
ВИРТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ VIRTUAL DESIGN COMPANY
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТОКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОМ ЦЕПОЧКИ INFORMATION FLOWS OF A PRODUCTION CHAIN
\ ПРОЕКТ I PROJECT
СТРОИТЕЛЬСТВО CONSTRUCTION
ЭКСПЛУАТАЦИЯ OPERATION
ЛИКВИДАЦИЯ у LIQUIDATION /
ОТРАСЛЕВАЯ ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА INDUSTRY-SPECIFIC DIGITAL PLATFORM
BIM — Building Inforamation Modeling
Р — ресурс (запрос -м- мобилизация ресурса) / R - resource (request -м- resource mobilization) У — управление (обоснование решения — управляющее воздествие) / M - management (rationale — controlling action)
Рис. 1. Виртуальное проектное предприятие — модель управления жизненным циклом объекта капитального строи- к *
Fig. 1. A virtual design company: the life cycle management model of a capital construction facility
О M
екта в режиме реального времени с помощью облачных технологий, больших данных, интернета вещей и коммуникационных технологий передачи больших объемов информации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
Таким образом, в целом в строительной отрасли Российской Федерации сложились различные точки зрения на задачи развития, цели и результаты внедрения технологий информационного моделирования. При этом профессиональным сообществом осознана актуальная необходимость переосмысления целей В1М-технологий в направлении долгосрочных экономических моделей и управления жизненным циклом объектов капитального строительства. С этих позиций перспективна производственная концепция — виртуальное проектное
предприятие на единой отраслевой платформе В1М, объединяющее цифровой инструментарий, соответствующий специфике информационных потоков полного жизненного цикла проекта в строительстве.
Виртуальное проектное предприятие как управленческая модель оптимизирует и сокращает издержки сложившихся систем управления. При дальнейшей разработке и внедрении данная управленческая модель на отраслевой платформе В1М может составить информационно-технологическую основу новой организации труда и взаимодействия участников проекта — сотрудников и компаний. Одновременно с этим виртуальное проектное предприятие предлагается как производственная концепция и организационная основа перехода к В1М полного цикла, к управлению полным жизненным циклом проекта и реинжиниринга соответствующих информационных потоков.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шевченко А.Е. Монологи о бизнесе. 2-е изд. М. : Изд-во Перо, 2017. 189 с.
2. Figueiredo K., Hammad A.W., Haddad A. Sustainable construction achieved through life cy-
cle assessment: methodology, limitations and the way forward // Encyclopedia of Renewable and Sustainable Materials. 2020. Vol. 4. Pp. 576-583. DOI: 10.1016/B978-0-12-803581-8.11360-8
О n
l o
y i
J CD
E -n
o3
o o
=¡ (
n
E С/3 &N
§ 2 О) О
o£
A CD
r 6 СО
o )
iï
« (Л
(Л в
■ т s S
W у с о (D X О0О0 ОО
о о 10 10 о о
3. Hopkinson P., De Angelis R., Zils M. Systemic building blocks for creating and capturing value from circular economy // Resources, Conservation and Recycling. 2020. Vol. 155. P. 104672. DOI: 10.1016/j.resconrec.2019.104672
4. Goel A., Ganesh L.S., Kaur A. Sustainability integration in the management of construction projects: A morphological analysis of over two decades' research literature // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 236. P. 117676. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117676
5. Birasnav M., Bienstock J. Supply chain integration, advanced manufacturing technology, and strategic leadership: An empirical study // Computers & Industrial Engineering. 2019. Vol. 130. Pp. 142-157. DOI: 10.1016/j.cie.2019.01.021
6. Antonopoulou K., Begkos C. Strategizing for digital innovations: Value propositions for transcending market boundaries // Technological Forecasting and Social Change. 2020. Vol. 156. P. 120042. DOI: 10.1016/j.techfore.2020.120042
7. Oraee M., Hosseini M.R., Edwards D.J., Li H., Papadonikolaki E., Cao D. Collaboration barriers in BIM-based construction networks: A conceptual model // International Journal of Project Man°° agement. 2019. Vol. 37. Issue 6. Pp. 839-854.
3 3 DOI: 10.1016/j.ijproman.2019.05.004
со со 8. Куракова О.А., Макеева X. Использование
о § BIM-технологий на стадии эксплуатации объектов с ¡п недвижимости // Недвижимость: экономика, управ-¿§ ^ ление. 2018. № 2. С. 55-59. URL: http://n-eu.ru/ru/ ^ ^ article/download/620
9. Ефимов К.В., Беляков С.И. Исследование о -Ц актуальной проблематики национального проекта . S* «Жилье и городская среда» // Экономика и предпри-f i нимательство. 2019. № 9 (110). С. 458-461. g 10. Волков А.А., Воложенин А.С. Выбор эф-
^ — фективной системы управления базами данных для § ^ проектов автоматизированных систем обработки
4 "g информации и управления в строительных органи-ро ™ зациях // Научное обозрение. 2016. № 7. С. 240-246. ~z. -.g 11. Хрипко Т.В. Эффективность управления от 2 жизненным циклом объектов с использованием ин-^ | формационного моделирования // Промышленное □l ° и гражданское строительство. 2019. № 9. С. 24-29. ю ° DOI: 10.33622/0869-7019.2019.09.24-29
о е 12. Гинзбург А.В. Информационная модель
EJ о жизненного цикла строительного объекта // Про-т- >> мышленное и гражданское строительство. 2016. от f № 9. С. 61-65. URL: http://www.pgs1923.ru/ru/index. 7 1 php?m=4&y=2016&v=09&p=00&r=10 Sj -j 13. Волков А.А., СвиридовИ.А. Поэтапная клас-
i- сификация алгоритмов реализации инвестиционно® S строительных проектов // Системотехника строи-| £ тельства. Киберфизические строительные системы : ¡3 "Ц сб. мат. сем., проводимого в рамках VI Междунар. bq ;> науч. конф. Москва, 14-16 ноября 2018 г. Москва, 2018. С. 25-28.
14. Koo Bonsang, La Sunmin, Cho Nam-Wook, Yu Youngsu. Using support vector machines to classify building elements for checking the semantic integrity of building information models // Automation in Construction. 2019. Vol. 98. Pp. 183-194. DOI: 10.1016/j.autcon.2018.11.015
15. Тополян М.Р. Жизненный цикл территории: горизонтальная, вертикальная и диагональная динамика развития // Теоретическая экономика. 2018. № 4 (46). С. 171-177. URL: https://elibrary.ru/item. asp?id=36544469
16. Федорин М.Д. BIM-технологии как организационно-управленческая инновация в строительной сфере // Актуальные вопросы современной экономики. 2019. № 6-2. С. 143-148. URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=41763450
17. Кропотухина Н.А., Сосницкая К.С., Си-ско А.С., Бибикова А.Ю. Анализ использования системы BIM // E-Scio. 2018. № 10 (25). С. 155-160. URL: http://e-scio.ru/?p=5322
18. Гусакова Е.А., Волков А.А., Овчинников А.Н. Развитие среды программирования информационных потоков жизненного цикла строительного объекта // Системотехника строительства. Киберфизические строительные системы — 2019 : сб. мат. Всеросс. науч. конф. Москва, 25 ноября 2019 г. М. : Изд-во МИСИ - МГСУ, 2019. C. 51-57.
19. Куприяновский В.П., Климов А.А., Воропаев Ю.Н., Покусаев О.Н. и др. Цифровые двойники на базе развития технологий BIM, связанные онтологиями, 5G, IoT и смешанной реальностью для использования в инфраструктурных проектах и IFRABIM // International Journal of Open Information Technologies. 2020. № 8 (3). С. 55-74. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=42543776
20. Bilal M., Oyedele L., Kusimo H., Owola-bi H., Akanbi L., Ajayi A. et al. Investigating profitability performance of construction projects using big data: A project analytics approach // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 26. P. 100850. DOI: 10.1016/j.jobe.2019.100850
21. Дорошенко А.В., Челышков П.Д. О применении технологии интернета вещей в умном городе // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании : сб. мат. VI Междунар. науч. конф. Москва, 14-16 ноября 2018 г. М. : МГСУ, 2018. С. 26-29. URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=36572904
22. Жевоченко У.В., Рахимова С.А. Цифрови-зация экономики. Блокчейн // Теория и практика развития предпринимательства: современные концепции, цифровые технологии и эффективная система : мат. VI Междунар. науч. конгр. / под науч. ред. А.В. Шарковой, О.Н. Васильевой, Б. Оторовой. Ч. 1. М. : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2018. С. 82-85. URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=35178399
23. Букунов А.С., Букунова О.В. Обмен информацией в единой системе при создании BIM // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры : материалы II Междунар. науч.-практ. конф. Санкт-Петербург, 15-17 мая 2019 г. СПб. : СПбГАСУ, 2019. С. 59-64. URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=38182539
24. Papetti A., Marconi M., Rossi M., Ger-mani M. Web-based platform for eco-sustainable supply chain management // Sustainable Production and Consumption. 2019. Vol. 17. Pp. 215-228. DOI: 10.1016/j.spc.2018.11.006
25. Бережное Г.В. Стратегическая модель предприятия будущего : монография. 2-е изд., доп. М. : Дашков и К, 2019. 338 с.
Поступила в редакцию 6 июня 2020 г. Принята в доработанном виде 29 июня 2020 г. Одобрена для публикации 31 июля 2020 г.
Об авторах: Елена Александровна Гусакова — доктор технических наук, доцент, профессор, профессор кафедры информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, r. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; SPIN-код: 8364-5935, Scopus: 57192369875, ResearcherlD: V-8343-2017, ORCID: 0000-0001-5441-2711; [email protected];
Алексей Николаевич Овчинников — аспирант кафедры информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г Москва, Ярославское шоссе, д. 26; SPIN-код: 4941-9582, Scopus: 57209306137, ORCID: 0000-0001-0948-9925; [email protected].
REFERENSES
1. Shevchenko A.E. Monologues about business. 2nd ed. Moscow, Perot Publishing House, 2017; 189. (rus.).
2. Figueiredo K., Hammad A.W., Haddad A. Sustainable construction achieved through life cycle assessment: methodology, limitations and the way forward. Encyclopedia of Renewable and Sustainable Materials. 2020; 4:576-583. DOI: 10.1016/B978-0-12-803581-8.11360-8
3. Hopkinson P., De Angelis R., Zils M. Systemic building blocks for creating and capturing value from circular economy. Resources, Conservation and Recycling. 2020; 155:104672. DOI: 10.1016/j.resconrec.2019.104672
4. Goel A., Ganesh L.S., Kaur A. Sustainability integration in the management of construction projects: A morphological analysis of over two decades' research literature. Journal of Cleaner Production. 2019; 236:117676. DOI: 10.1016/jjclepro.2019.117676
5. Birasnav M., Bienstock J. Supply chain integration, advanced manufacturing technology, and strategic leadership: An empirical study. Computers & Industrial Engineering. 2019; 130:142-157. DOI: 10.1016/j.cie.2019.01.021
6. Antonopoulou K., Begkos C. Strategizing for digital innovations: Value propositions for transcending market boundaries. Technological Forecasting and Social Change. 2020; 156:120042. DOI: 10.1016/j.techfore.2020.120042
7. OraeeM., Hosseini M.R., EdwardsD.J., Li H., Papadonikolaki E., Cao D. Collaboration barriers in
BIM-based construction networks: A conceptual model. International Journal of Project Management. 2019; 37(6):839-854. DOI: 10.1016/j.ijproman.2019.05.004
8. Kurakova O.A., Makeeva H. Using BIM-tech-nologies at the stage of operation of real estate objects. Real estate: economics, management. 2018; 2:55-59. URL: http://n-eu.ru/ru/article/download/620 (rus.).
9. Efimov K.V., Belyakov S.I. Analysis of topical issues of the national project "Housing and urban environment". Journal of Economy and entrepreneur-ship. 2019; 9(110):458-461. (rus.).
10. Volkov A.A. Volozenin A.S. Choosing an effective database management system for projects of automated information processing and management systems in construction organizations. Science review. 2016; 7:240-246. (rus.).
11. Khripko T.V. Effectiveness of life cycle management of projects using information modeling. Industrial and civil engineering. 2019; 9:24-29. DOI: 10.33622/0869-7019.2019.09.24-29 (rus.).
12. Ginzburg A.V. Building life cycle information modelling. Industrial and civil engineering. 2016; 9:61-65. URL: http://www.pgs1923.ru/ru/index. php?m=4&y=2016&v=09&p=00&r=10 (rus.).
13. Volkov A.A., Sviridov I.A. Phased classification of algorithms for the implementation of investment and construction projects. System engineering of construction. Cyber-physical building systems : collection of materials of the seminar held in the framework of the VI International Scientific Conference. Moscow, November 14-16, 2018. Moscow, 2018; 25-28. (rus.)
< П
to i i
G Г M
О
° CO
I o
y 1
J со
E -
О °
o3
o o
=¡ (
oi? o °
E со &N
3 2 О О
o£
A CD
r 6 СО
o )
iï
« (
« в ■
(Л S
W у с о <D Ж О0О0 ОО
о о 10 10 о о
o o
N N
o o
cu N
oo eo * <u
u 3 > in E M
to in
i!
<D <u
14. Koo Bonsang, La Sunmin, Cho Nam-Wook, Yu Youngsu. Using support vector machines to classify building elements for checking the semantic integrity of building information models. Automation in Construction. 2019; 98:183-194. DOI: 10.1016/j.autcon.2018.11.015
15. Topolyan M.R. The life cycle of the territory: horizontal, vertical and diagonal dynamics of development. The theoretical economy. 2018; 4(46):171-177. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36544469 (rus.).
16. Fedorin M.D. BIM-technologies as organizational and managerial innovation in the construction sector. Actual issues of the modern economy. 2019; 6-2:143-148. URL: https://elibrary.ru/item. asp?id=41763450 (rus.).
17. Kropotukhina N.A., Sosnitskaya K.S., Sisko A.S., Bibikova A.Yu. Analysis of the use of the BIM system. E-Scio. 2018; 10(25):155-160. URL: http://e-scio.ru/?p=5322 (rus.).
18. Gusakova E.A., Volkov A.A., Ovchin-nikov A.N. Development of a programming environment for information flows of the life cycle of a building object. Construction system engineering. Cyberphysical Building Systems — 2019 : collection of materials of the All-Russian Scientific Conference. Moscow, Publishing house MISI - MGSU, 2019; 51-57. (rus.).
19. Kupriyanavsky V.P., Klimov A.A., Voropaev Yu.N., Pokusaev O.N. et al. Digital twins based on the development of BIM technologies related to ontologies, 5G, IoT and mixed reality for use in infrastructure projects and IFRABIM. International Journal of Open Information Technologies. 2020; 8(3):55-74. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=42543776 (rus.).
20. Bilal M., Oyedele L., Kusimo H., Owolabi H., Akanbi L., Ajayi A. et al. Investigating profitability per-
formance of construction projects using big data: A project analytics approach. Journal of Building Engineering. 2019; 26:100850. DOI: 10.1016/j.jobe.2019.100850
21. Doroshenko A.V., Chelyshkov P.D. On the application of the technology of the Internet of things in a smart city. Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education : collection of materials of the VI International Scientific Conference. Moscow, November 14-16, 2018. Moscow, MGSU, 2018; 26-29. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=36572904 (rus.).
22. Zhevochenko U.V., Rakhimova S.A. Digi-talization of the economy. Blockchain. Theory and practice of entrepreneurship development: modern concepts, digital technologies and an effective system : materials of the VI International scientific congress / under scientific. ed. A.V. Sharkova, O.N. Vasilieva, B. Otorova. Part 1. Moscow, Publishing and Trade Corporation "Dashkov and K 2018; 82-85. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=35178399 (rus.).
23. Bukunov A.S., Bukunova O.V. Information exchange in a single system when creating BIM. BIM-modeling in the problems of construction and architecture: materials of the II International Scientific and Practical Conference. St. Petersburg, May 15-17, 2019. St. Petersburg, SPbGASU, 2019: 59-64. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38182539 (rus.).
24. Papetti A., Marconi M., Rossi M., Germani M. Web-based platform for eco-sustainable supply chain management. Sustainable Production and Consumption. 2019; 17: 215-228. DOI:10.1016/j.spc.2018.11.006
25. Berezhnov G.V. Strategic model of the enterprise of the future. 2nd ed. aug. Moscow, Dashkov and K Publ., 2019; 338. (rus.).
O ë —' "t^ o
O y
s c 8 «
z ■ i w *
OT E
E o
CL° c
LT> O
S «
o E
CD ^
T- ^
Received June 6, 2020.
Adopted in a revised form on June 29, 2020.
Approved for publication July 31, 2020.
Bionotes: Elena A. Gusakova — Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor, Professor of the Department of information systems technology and automation in construction; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; SPIN-code: 8364-5935, Scopus: 57192369875, ResearcherID: V-8343-2017, ORCID: 0000-0001-5441-2711; [email protected];
Aleksey N. Ovchinnikov — graduate student of the Department of information systems technology and automation in construction; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; SPIN-code: 4941-9582, Scopus: 57209306137, ORCID: 0000-0001-0948-9925; [email protected].
i*
o iñ
