CC BY
40
МЕНЕДЖМЕНТ,, ГОСУДАРСТВЕННОЕ И МУНИЦИПАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
Пирогова О.Е., Голубев В.С.
ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ПЛАТФОРМ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ
Аннотация. В статье представлены результаты рассмотрения цифровых платформ и сервисов в экспертизе проектной документации, выделены экономические эффекты и проблемы внедрения данных инструментов и сервиса Личный кабинет заявителя, проведен анализ особенностей цифровизации института государственной и негосударственной экспертизы проектной документации и сервиса Единый государственный реестр заключений (ГИС ЕГРЗ). Рассмотрены перспективы, эффекты и проблемы экспертизы BIM-проектов, представлено обоснование возможности применения технологии нейросетей при проектировании и экспертизе проектов капитального строительства.
Ключевые слова. Цифровизация, нейронные сети, виртуальная объектная модель.
Pirogova O.E., Golubev V.S.
PROBLEMATIC ISSUES OF THE DIGITAL PLATFORMS USING IN THE ACTIVITIES OF CONSTRUCTION ORGANIZATIONS
Abstract. The article presents the results of consideration of digital platforms and services in the examination of project documentation, highlights the economic effects and problems of implementing these tools and the applicant's Personal Account service, analyzes the features of digitalization of the Institute of state and non-state expertise of project documentation and the Unified State Register of Conclusions (GIS EGRZ). Prospects, effects and problems of BIM project expertise are considered, justification of the possibility of using neural network technology in the design and examination of capital construction projects is presented.
Keywords. Digitalization, neural networks, virtual object model.
В настоящее время бизнес в России сталкивается с огромными изменениями, вызванными цифровыми технологиями [1], которые меняют деятельность всех участников - в частности - строительного процесса, в том числе экспертов строительной документации. На строительную отрасль приходится 5,1% ВВП России, добавленная стоимость составляет 4806,4 млрд рублей (см.: https://rosstat.gov.ru/statistics/accounts). Именно поэтому строительным, проектным и экспертным
ГРНТИ 06.71.05
© Пирогова O.E., Голубев В.С., 2023
Оксана Евгеньевна Пирогова - доктор экономических наук, доцент, профессор Высшей школы сервиса и торговли Института промышленного менеджмента, экономики и торговли Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого.
Валерий Сергеевич Голубев - аспирант Международного банковского института имени Анатолия Собчака (г. Санкт-Петербург).
Контактные данные для связи с авторами (Пирогова О.Е.): 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29 (Russia, St. Petersburg, Politehnicheskaia str., 29). E-mail: pirogova_oe@spbstu.ru.
организациям этой отрасли важно быть в авангарде трансформации, в том числе в использовании новых цифровых платформ, технологий и инструментов.
Несмотря на свое значение [2], строительная отрасль страдает от низкого уровня развития координации и неэффективной коммуникации при разработке, экспертизе и внедрении проектной документации, что приводит к задержкам реализации проекта, внесению изменений в техническое задание заказчиками и конфликтам между всеми сторонами инвестиционного процесса. Эти проблемы еще больше усугубляются высокой фрагментированностью сектора, уникальностью каждого проекта и неструктурированными условиями работы.
Таким образом, повышение качества взаимодействия имеет важнейшее значение для успешной реализации проектов, но остается трудным в данной отрасли, несмотря на многочисленные и разнообразные исследовательские и практические усилия. Поэтому определение четких процессов сотрудничества, основанных на использовании цифровых сервисов и платформ, крайне важно в этом секторе. В этой связи, в статье рассмотрены такие цифровые сервисы как Личный кабинет заявителя (в том числе ЕЦПЭ Главгосэкспертизы), ГИС ЕГРЗ и BIM.
Строительные проекты характеризуются следующими характеристиками: сложностью, уникальностью, длительностью, высокой ресурсоемкостью, особенно по сравнению с проектами в других отраслях экономики. Это предъявляет высокие требования к организации всех элементов и процессов проекта таким образом, чтобы от первоначального замысла до его реализации, эксплуатации и последующей ликвидации максимально эффективно использовались все соответствующие ресурсы, чтобы проект был реализован правильно.
Жизненный цикл строительного проекта состоит не только из его реализации, он включает следующие фазы: подготовительную, реализацию, операционную, ликвидационную. Все эти этапы должны управляться надлежащим образом. Кроме того, проектная документация, лежащая в основе реализации строительного проекта, должна проходить специализированную экспертизу. Порядок прохождения такой экспертизы закреплён в статье 49 Градостроительного кодекса РФ.
Экспертиза проектно-сметной документации - это услуга по рассмотрению проектной документации, разработанной в соответствии с требованиями технических регламентов, санитарно-эпидемиологическими требованиями, требованиями в области охраны окружающей среды, требованиями государственной охраны объектов культурного наследия и т.д. Экспертиза выполняется в целях определения и устранения несоответствий требованиям, влияющих на надежность и безопасность зданий и сооружений, а также для формирования наиболее эффективных и безопасных, с точки зрения строительства, эксплуатации и стоимости, проектных решений.
Проекты, направляемые на экспертизу, содержат данные об архитектурных, конструктивных, технологических и инженерных решениях объекта капитального строительства. Проектные решения оформлены в виде текстовых и графических материалов в электронном формате и объединены в тома проектной документации. Прохождение экспертизы проектной документации состоит из ряда процессов, включающих в себя проверку представленных проектных решений, направление заказчику замечаний к проекту и выдачу или отрицательного заключения.
Основной задачей строительной экспертизы является определение состояния проектной документации, поэтому необходимо проводить анализ проектной и исполнительной документации, имеющейся на объект недвижимости, а также события, которые происходят во время строительства или эксплуатации здания [3]. Проблема управления процессом экспертизы проекта строительства усугубляется по мере того, как развивается область проектирования и строительства, а строительные проекты становятся все более и более сложными. Причем проблема координации остро стоит не только перед экспертной организацией, но и перед заказчиком экспертизы.
Для решения этой задачи большинство экспертных организаций внедряют электронный сервис «Личный кабинет». Часть этих эти сервисов интегрирована в платформу Федеральной государственной информационной системы «Единая система идентификации и аутентификации в инфраструктуре, обеспечивающая информационно-технологическое взаимодействие информационных систем, используемых для предоставления государственных и муниципальных услуг в электронной форме» (ЕСИА).
Одним из успешных примеров внедрения подобного электронного сервиса является Единая цифровая платформа экспертизы (ЕЦПЭ). Единая цифровая платформа экспертизы была разрабо-
тана ФАУ «Главгосэкспертиза России» на основе технологии облачных решений для цифровиза-ции всех основных этапов и процедур проведения экспертизы [4]. Данный сервис разработан с целью автоматизации этапов проведения экспертизы проектной документации. Платформа обеспечивает возможность подачи документации на экспертизу, анализ комплектности проекта, взаимодействие с экспертами, хранение документации. В базе платформы заложены функции контроля процесса заключения договора и контроль оплаты, выставление замечаний, формирование заключений, подписание разделов проекта и информационно удостоверяющих листов усиленной квалифицированной цифровой подписью.
Также есть возможность осуществлять юридически значимую коммуникацию по предмету экспертизы и, что немаловажно, передачу сформированного заключения и проекта в ГИС ЕГРЗ. Единая цифровая платформа интегрирована с такими цифровыми платформами, как Единая система идентификации и аутентификации (ЕСИА), Федеральная информационная адресная система (ФИАС) и Единый государственный реестр юридических лиц (ЕГРЮЛ).
Решения, заложенные в структуру данной цифровой платформы, обеспечивают интеграцию на сервисном уровне и создают благоприятную среду для заказчиков, экспертов и других участников проекта строительства объекта. В данной платформе для каждого участника прописаны роли и полномочия, настроена работа с информационными моделями, базами данных, классификаторами, реестрами с признаками интеллектуализации, цифровыми ассистентами эксперта и прочими цифровыми инструментами.
Важным экономическим эффектом подключения сторонних экспертных организаций к ЕЦПЭ является возможность сократить затраты на разработку собственных программных продуктов и получить существенное улучшение уровня клиентского сервиса. В рамках реализации проекта заказчик определяет различные цели, такие как оптимизация процессов реализации проекта, снижение рисков, связанных с объектом строительства, поддержание требуемого качества и т.д. Данные процессы ранее усложнялись от раздробленности в сфере строительства и отсутствия надлежащего использования информации на последующих этапах жизненного цикла строительства.
В то же время, в сфере информационного обмена отсутствовали базовые стандарты, то есть правила и процедуры, обеспечивающие переход от фрагментации общего процесса к сотрудничеству, неотъемлемой частью которого является забота о данных, сопровождающих обмен информацией. Решением является определение основных требований и правил, больший упор на информирование и обучение всех потенциальных участников строительных проектов, особенно тех, кто может наилучшим образом использовать полученные данные при строительстве новых объектами и управлении существующими [5].
Для решения указанных целей Минстроем России была разработана и сейчас активно внедряется цифровой сервис Единый государственный реестр заключений (ГИС ЕГРЗ). ГИС ЕГРЗ можно использовать в качестве инструмента для заключения государственных и негосударственных контрактов с большей прозрачностью и эффективностью, принимая во внимание затраты на весь жизненный цикл строительства. Именно поэтому был создан данный проект, основная цель которого -создание единой методологической среды. Цифровая среда поддерживает передачу полной информации об общественных зданиях (на основе информационного моделирования зданий) и, таким образом, эффективное использование финансовых ресурсов, оптимизацию заданных процессов и процедур, в том числе обеспечение способа упрощения управления в этой области.
Единый государственный реестр заключений экспертизы проектной документации объектов капитального строительства (ЕГРЗ) представляет собой информационный ресурс, содержащий: сведения о выданных заключениях экспертизы проектной документации и (или) результатов инженерных изысканий; сведения о направленных на экспертизу материалах проектной документации и (или) результатах инженерных изысканий; сведения о проектной документации повторного использования, в том числе об экономически эффективной проектной документации повторного использования; заключения экспертизы проектной документации и (или) результатов инженерных изысканий и представленные для проведения такой экспертизы документы.
В настоящее время ведется работа по использованию информационных сервисов «Единая цифровая платформа экспертизы» (ЕЦПЭ) и Цифровая платформа ГИС ЕГРЗ для интеграции проектов, разработанных на основе технологии В1М. Создание информационной модели здания означает во-
влечение всех участников процесса строительства и управления в создание, передачу и использование данных и информации о здании. Заметим, что процедуры создания строительной документации имеют определенные правила, вытекающие из правовых норм и стандартов, и регулируются обычаями [6, 7].
DIM-подход к информационному моделированию зданий радикально меняет способ проведения экспертизы в архитектуре, проектировании и строительстве. Это прорывной подход, который меняет способ проектирования, управления и строительства. Этот подход использует SD-модель строящегося здания, чтобы улучшить и задокументировать его дизайн, предлагая возможность моделирования различных аспектов его строительства или эксплуатации. Предоставляя трехмерную модель в качестве центрального элемента предмета экспертизы строительных проектов, подход BIM дает экспертизе в строительной отрасли инструменты, необходимые для лучшего управления коллизиями.
Виртуальная объектная модель позволяет уменьшить или даже исключить типичные ошибки проектирования, возникающие при традиционном проектировании на стыке различных производств, такие как коллизии установки с конструктивными элементами, которые иногда трудно обнаружить на традиционных чертежах. Возможность устранения ошибок уже на этапе документирования положительно сказывается на сокращении времени осуществления проектов за счет устранения дополнительных затрат времени и средств, которые были бы потрачены на внесение изменений. Глядя на общий способ создания документации, с точки зрения трудоемкости и затратности по сравнению со стандартными решениями, можно сделать вывод, что изменилось распределение ресурсов, основные затраты переместились на стадию концепции и разработки.
Технология BIM предполагает минимизацию потерь данных между отдельными этапами строительства объекта, хотя при передаче и обработке информации между разными системами, к сожалению, полностью избежать некоторых потерь, вызванных несовместимостью, не удается. Дополнительным эффектом использования BIM, обусловленным стадией исполнения, является возможность оценки опасности для здоровья и безопасности труда. Здоровье и безопасность сотрудников так же важны, как и конечный результат, поэтому понимание запланированных работ позволяет подготовить процедуры для защиты, минимизации или даже устранения рисков [8].
Технология BIM (информационное моделирование зданий) заключается в формировании в цифровом виде точных виртуальных моделей здания, включая всю «инженерную начинку» здания. Работа с такой цифровой моделью оптимизирует процесс проектирования на всех этапах, обеспечивая более тщательные анализ и контроль принятых решений. Компьютерные модели содержат точную геометрию конструкции, имеют ссылки на расчетные материалы, что позволяет получить исходные данные для эффективной закупки стройматериалов, заказа и производства конструкций и планирования строительных работ.
Лишь незначительное число экспертных компаний имеют опыт проведения проверки проектной документации BIM. Да и выпускает такую документацию лишь несколько проектных организаций. Тем не менее, большинство компаний декларируют возможности выполнения разработки или проверки проекта, структурированного и наполненного атрибутами SD-моделирования. Основными преимуществами увязки BIM-моделей в проектировании и экспертизе являются:
1. Высокая точность предоставляемых данных.
2. Достоверность технико-экономических показателей проекта.
3. Высокая скорость определения ошибок и коллизий за счет рассмотрения проектных решений прямо в среде, в которой они были сделаны.
4. Высокое качество взаимодействия с участниками.
5. Удобство поиска проектных данных по BIM-модели.
6. Повышение уровня ответственности проектировщиков и экспертов, а также рост общей культуры проектирования.
Соответственно, применение BIM-технологий в экспертизе проектной документации, может явиться положительным фактором для строительной отрасли, в связи с тем, что временные затраты на экспертизу и переработку проекта будут существенно сокращены, что, в свою очередь, ведет к оптимизации других параметров проекта, например, уменьшению рискованности проекта, так как она, в свою очередь, зависит от длительности его реализации [9].
Использование В1М связано со многими преимуществами, но также и с проблемами, с которыми приходится сталкиваться. Каждый этап строительного процесса и весь жизненный цикл здания генерируют большой объем данных. Ключевым элементом, влияющим на экспертизу, является информация, которая должна своевременно доходить до каждого участника экспертного процесса и эффективно влиять на их работу. В1М состоит из ряда программ со схожими инструментами, методами работы и набором функций, но проблема возникает, когда данный объект создается в разных системах разных производителей.
Обмен информацией с использованием разных программ создает проблему совместимости рабочих файлов, а сохранение и открытие файла в другой программе способствует «потере» информации. Процесс обмена можно улучшить, используя общий стандарт обмена информацией, что приводит к минимизации потери информации между файлами из разных программ. Однако, введение стандарта не исключает всех проблем совместимости. К сожалению, использование стандарта по умолчанию для одной программы не всегда полностью конвертирует данные во время экспорта. В зависимости от типа передаваемой информации, ее точное представление может варьироваться, что напрямую приводит к частичной потере данных.
Изучение приемов эффективного использования программного обеспечения В1М - очень трудоемкий процесс, он требует адаптации навыков пользователя, в том числе изучения инструментов и частой смены «привычек», что выливается в дополнительные затраты, связанные с освоением программ и их эффективным использованием в экспертизе. Незнание программы препятствует реализации основной идеи использования В1М, которая направлена на улучшение сотрудничества проектировщик - подрядчик - инвестор - эксперт. Внедрение В1М в эксплуатацию требует использования современного оборудования, способного поддерживать инструменты, используемые программами. В связи с большей информативностью элементов и работой в пространственной модели объекта, необходимо оборудование с большей вычислительной мощностью, чем в случае стандартной документации.
Зарубежный опыт использования В1М-подхода, все чаще внедряемого основными архитектурными, инженерными и строительными фирмами, даже стало обязательным для нескольких правительств и правительственных учреждений по всему миру (США, Соединенное Королевство, Сингапур и т.д.), а директива ЕС (Директива 2014/24/ЕС) настоятельно рекомендует странам-членам двигаться в этом направлении. В Квебеке (Канада) недавно опубликована дорожная карта интеграции подхода В1М, а правительство Квебека запустило несколько инициатив по содействию цифровому переходу в строительстве.
Следует отметить, что несколько исследований продемонстрировали значительную добавленную стоимость, которую подход В1М может привнести в строительство. Но эти исследования также показывают, что это - технология, которая предполагает серьезные структурные изменения в организации и управлении проектами. Использование трехмерных моделей в качестве основной базы данных и вектора обмена в течение жизненного цикла здания значительно увеличивает потребность в интеграции при обмене информацией. Кроме того, новые технологии, связанные с В1М, делают возможным видение проекта, которое распространяется на весь его жизненный цикл, включая его эксплуатацию и демонтаж [10].
Столкнувшись с этими изменениями, традиционные навыки главных инженеров или руководителей проектов уже не достаточны для управления новой информационной системой управления строительными проектами. Появляется необходимость в новых навыках [11]. Изменения, вызванные внедрением технологических подходов, таких как В1М, являются не чисто техническими, а, прежде всего, организационными. Становится очевидной необходимость изменений в процессах управления. Действительно, подход В1М может стать катализатором для участников строительных проектов в реинжиниринге своих процессов, чтобы лучше интегрировать различные заинтересованные стороны, участвующие в современных строительных проектах.
Можно выделить три основных типа воздействия на управление строительными проектами:
(1) необходимость явного управления системами проектной информации и документации;
(2) потребность более явно представлять и управлять взаимозависимостями, вызванными высокой степенью интеграции между задачами проекта; (3) необходимость и возможность для проектной
группы использовать полные виртуальные прототипы вместе в качестве центральных элементов для проектирования и экспертизы проекта.
При формировании цифровой стратегии для цифрового строительства крайне эффективной может быть интеграция технологий BIM и ГИС (геоинформационные системы). К этой «неразрывной связи» добавляются в дальнейшем дополнительные технологии. Таким образом, можно объединить точечную технологию (управление информацией о здании) и территориальную технологию (географическую информационную систему). То есть, BIM используется «здесь и сейчас», в конкретной, узкой инвестиционной среде, а ГИС охватывает глобальную сферу, определяя окружение этих инвестиций и придавая им географический контекст.
Это подход, который в текущей экономической и политической ситуации становится особенно важным для российской экономики. Он реализует стратегию по внедрению платформы для управления интегрированной цифровой информацией. Таким образом, создается вся информационная среда, отображаемая в цифровой реальности на основе интегрированной платформы BIM и ГИС, что открывает путь к созданию цифрового двойника проекта. Его возможности также будут использоваться будущими потенциальными подрядчиками на этапе проектирования, а затем на этапе экспертизы проектной документации, которая будет предоставляться подрядчиками в форматах, подпитывающих среду BIM и обновляющих цифровой двойник.
Существенным преимуществом является связь BIM с реальным миром благодаря интеграции с ГИС. Комбинация указанных систем позволяет, например, для эффективного реагирования и устранения рисков, которые происходят в реальном мире, идентифицировать и отражать в цифровой среде, например, систему мониторинга строительства. Еще одним преимуществом является, конечно же, поддержка процессов принятия решений. Цифровой двойник, поддерживаемый технологией машинного обучения, а в перспективе и искусственным интеллектом и виртуальной реальностью (дополненной реальностью), значительно сократит период причинно-следственного анализа, стремясь снизить эксплуатационные расходы и устранить ошибки, в том числе с учетом безопасности и экологии.
Еще одним из направлений дальнейшей цифровизации строительной отрасли можно предложить использование нейронных сетей. Нейронные сети часто представляют собой базовые гибридные системы, в которых они сочетаются с генетическими алгоритмами или экспертными системами, что часто позволяет получить еще лучшие результаты. Способность к обучению дает нейронным сетям большую гибкость в захвате основной функции процесса, даже с атрибутами, которые могут быть неочевидными, такими как установка, возраст или другие неизмеримые параметры.
Цель использования моделей нейронных сетей при проектировании и экспертизе проектов капитального строительства заключается в их способности: моделировать линейный или нелинейный процесс; моделировать сложное для понимания взаимодействие процессов; моделировать процесс, который трудно смоделировать с помощью базовых уравнений; моделировать процессы на основе косвенных измерений; сокращать время разработки модели сложного процесса.
Использование моделей нейронных сетей при проектировании и экспертизе проектов капитального строительства может принести определенные преимущества: снизить время проведения экспертизы, повысить качество и дать возможности поиска максимального количества ошибок и неточностей, минимизировав человеческий фактор, устранить неэффективность при работе со строительной информацией и т.д.
Таким образом, цифровизация института государственной и негосударственной экспертизы проектной документации позволяет улучшить процесс принятия решений относительно приемки чертежной документации, моделей, карт материалов или других документов и данных, созданных в ходе реализации проекта. ГИС ЕГРЗ за счет прозрачной схемы принятия решений и электронного взаимодействия вовлеченных сторон позволяет контролировать поток информации как на этапе проектирования, так и на этапе реализации инвестиций.
Представленный в работе анализ особенностей цифровых платформ и сервисов в экспертизе проектной документации позволил выделить экономические эффекты и проблемы внедрения данных инструментов для всех групп заинтересованных сторон, определить перспективы, эффекты и проблемы экспертизы BIM-проектов. В качестве дальнейшего совершенствования цифровой
трансформации данных процессов предложено применение технологии нейросетей при проектировании и экспертизе проектов капитального строительства.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Пирогова О.Е., Плотников В.А. Трансформация ключевых компетенций торговых предприятий в условиях цифровизации // Ученые записки Международного банковского института. 2019. № 4 (30). С. 90-104.
2. Ли М., Плотников В.А. Совершенствование менеджмента в контексте обеспечения экономической безопасности (на материалах строительных организаций Китая) // Ученые записки Международного банковского института. 2022. № 4 (42). С. 123-135.
3. Золина Т.В., Купчикова Н.В., Джантазаева К.Е., Купчиков Е.Е. Цифровизация предпроектной и проектной стадий в реализации инвестиционно-строительного проекта многофункционального жилого комплекса // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2022. № 3 (41). С. 144-148.
4. Единая цифровая платформа экспертизы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://gge.ru/services/udpe (дата обращения 11.04.2023).
5. Купчикова Н.В., Золина Т.В., Джантазаева К.Е., Купчиков Е.Е. Цифровизация процессов стадии строительства в реализации инвестиционно-строительного проекта многофункционального жилого комплекса // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2022. № 4 (42). С. 71-80.
6. Пирогова О.Е., Громов Д.Н., Засенко В.Е. Цифровые технологии в недвижимости: теоретический аспект. // Наука и бизнес: пути развития. 2022. № 8 (134). С. 134-137.
7. Сулимова Е.А., Новицкая Д.А. Развитие цифровой экономики в сфере строительства // Экономика строительства. 2022. № 10. С. 89-95.
8. Кужакова З.У., Байбурин А.Х. Обзор нормативной документации в области В1М-моделирования в Российской Федерации // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020. Т. 20, № 3. С. 70-79.
9. Мелихов Н.С., Костюченко А.Ю., Ященко А.А., Нарежная Т.К. Преимущества В1М при проведении экспертизы проектной документации // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 5-3 (47). С. 143-145.
10. Викторов М.Ю. Цифровизация процессов реализации инвестиционно-строительных проектов // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2020. - Т. 10, № 4 (35). С. 516-523.
11. Пирогова О.Е., Халецкая Д.А., Худякова Е.В., Степанцевич М.Н. Цифровые сервисы в недвижимости // Международный научный журнал. 2022. № 4 (85). С. 55-61.
