РАЗВИТИЕ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ЖИЛИЩНЫХ ИНВЕСТИЦИОННО-СТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОЕКТОВ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ТЕХНология и ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / RESEARCH PAPER УДК 338.51

DOI: 10.22227/1997-0935.2023.2.270-282

Развитие внедрения технологий информационного моделирования при реализации жилищных инвестиционно-

строительных проектов

Аркадий Николаевич Ларионов, Антон Викторович Приходько

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

(НИУ МГСУ); г. Москва, Россия

АННОТАЦИЯ

Введение. Показано, что для оптимизации и последующего развития жилищного строительства необходимо создание единой цифровой платформы, базирующейся на среде общих данных, введении электронного документооборота между всеми участниками инвестиционно-строительного проекта (ИСП). Продемонстрировано, что внедрение этих процессов в проект позволит осуществлять наблюдение и контроль над экономическими составляющими строительного проекта, а также создаст единое информационное пространство, используемое для хранения документов, с разделенными правами доступа к информации, что обеспечит единообразие, истинность информации, связанной с проектом.

W W Материалы и методы. В процессе поиска рациональных вариантов технико-экономических решений при реализации

О о ИСП жилищного профиля использованы методы оптимизации, возможность применения которых обеспечивается

многовариантностью решений при внедрении цифровых технологий BIM, используемых для оптимизации проектов.

N N

N N Результаты. Основной результат представленных исследований заключается в формировании с опорой на функцию

g ® потерь по Г. Тагути модели оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля, в которой

> in учтены суммарные потери экономической эффективности при реализации различных вариантов технологий ИСП

Е — жилищного профиля.

ВО со Выводы. Полученные результаты обеспечивают возможность определения с помощью предложенной модели оцен-

^ ки экономической эффективности: вариантов ИСП жилищного профиля области допустимых вариантов технологий

т- £ реализации проекта, целесообразных с экономической точки зрения, а также областей недопустимых вариантов

S § технологий реализации проекта «слишком плохо для потребителя» и «слишком дорого для производителя»; наи-

О 75 лучшего варианта проекта; совершенствования обобщенного алгоритма применения технологии BIM в практике жилищного строительства.

"аТ <u

j= КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: развитие, использование потенциала, цифровые технологии проектирования BIM, реализа-

q ция, инвестиционно-строительные проекты, жилищный профиль

—■

о

о ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Ларионов А.Н., Приходько А.В. Развитие внедрения технологий информационного модели-

со рования при реализации жилищных инвестиционно-строительных проектов // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. Вып. 2.

Зс С. 270-282. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.2.270-282

8 « см с

z о Автор, ответственный за переписку: Антон Викторович Приходько, prihodkoanvik@yandex.ru.

ОТ Ц

от ЕЕ — ■

с с

£ <3 Further introduction of information modelling technologies in the course of й ^ implementation of investment projects in the field of housing construction

о EE

^ о -

§> ^ Arkady N. Larionov, Anton V. Prikhodko

z £ Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU);

от ° Moscow, Russian Federation

О Э ABSTRACT ¡1

g U Introduction. Modern housing construction requires (1) a single digital platform that has a common data environment, (2)

* ® workflow digitization, involving all stakeholders of an investment and construction project. The authors demonstrate that the implementation of this approach will ensure not only the monitoring and control of financial values of construction, including

. — disbursement schedules and a single consolidated database for all documents on each construction project showing access

Ф Ф rights to information, but it will also ensure the integrity and reliability of information required for the implementation of day-

Й ^ to-day urban planning activities, as well as quick and flexible integration with state information systems.

s

J "iE

© А.Н. Ларионов, А.В. Приходько, 2023 Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)

Materials and methods. Optimization methods were used to find rational engineering and economic solutions for investment and residential housing construction projects. Multivariance was employed to substantiate the applicability of solutions in the process of introducing digital BIM technologies aimed at identifying the most effective project options. Results. The main result of the presented research is the application of the G. Taguchi loss function to devise a model for assessing the economic efficiency of options of an investment and construction project, that take into account the total loss of economic efficiency in the course of implementing various technologies of an investment and housing construction project. Conclusions. The results enable the co-authors to use the proposed model to evaluate the economic efficiency and to identify (1) options of an investment and housing construction project, (2) the range of acceptable options of project implementation that are economically feasible, as well as (3) ranges of unacceptable project implementation options that are "too bad for the consumer" and "too expensive for the producer"; (4) the best project option; (5) the way to improve the generalized algorithm of BIM technology application in practical housing construction.

KEYWORDS: development, use of potential, digital technologies, BIM design, implementation, investment and construction projects, housing construction

FOR CITATION: Larionov A.N., Prikhodko A.V. Further introduction of information modelling technologies in the course of implementation of investment projects in the field of housing construction. Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2023; 18(2):270-282. DOI: 10.22227/1997-0935.2023.2.270-282 (rus.).

Corresponding author: Anton V. Prikhodko, prihodkoanvik@yandex.ru.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проводимых в настоящее время исследований по изучению и последующему практическому использованию возможностей цифровых технологий при реализации инвестиционно-строительных проектов (ИСП) жилищного профиля обусловлена значительным потенциалом этого перспективного инструментария.

В ряде работ [1] авторами данной статьи выявлено и обосновано, что в современном жилищном строительстве необходима реализация единого информационного пространства для оптимизации взаимодействия между участниками проекта1. Создание такой системы не только позволит улучшить контроль над экономическими составляющими проекта, упорядочить документооборот, но и обеспечит единообразие, истинность информации, связанной с проектом [1].

Современные цифровые технологии, с точки зрения К. Шваба [2], составившие технологическое ядро четвертой промышленной революции, все глубже проникают в производственные и социальные сферы деятельности человека. При этом, если еще пять лет назад (в 2017 г.), по оценкам McKinsey Global Institute, строительная отрасль характеризовалась низким уровнем цифровизации, опережая по этому показателю только сельскохозяйственную отрасль (рис. 1), то в последние годы уровень цифровизации строительства существенно возрос.

О темпах роста цифровизации строительной сферы можно судить, например, по мировой динамике объема (емкости) центров (хранения) обработки данных (ЦОД), увеличившейся за последние 5 лет в 8 раз (рис. 2).

Сейчас в рамках ИСП, в том числе относящихся к жилищной сфере, участники проектов все чаще внедряют в цикл реализации BIM (ТИМ) технологии, объединяющие целый комплекс базовых сквозных цифровых технологий (рис. 3).

Следует отметить, что развитие процессов реализации в строительной сфере BIM-технологий также стимулируется принимаемыми законодательными и распорядительными документами, в частности Постановлением Правительства РФ от 05.03.2021 № 3312, в котором установлены случаи, когда ведение информационной модели (ИМ) объекта капитального строительства (ОКС) становится обязательным.

При всей очевидности преимуществ, обеспечиваемых использованием BIM-технологий в строительстве3, 4, в таких конструктивно и технологически сложных отраслях материального производства всегда возникает вопрос о том, в какой мере можно допустить замену части материальных процессов на этапе проектирования зданий и сооружений (и не только) надежной информаций, предоставляемой ТИМ. То есть существует проблема определения области ограничения возможностей использования BIM-технологий. Это, с одной стороны.

1 Ларионов А.Н., Уварова С.С., Канхва В.С. и др. Отчет «Цифровизация строительной отрасли на всех этапах жизненного цикла объекта капитального строительства». М. : НИУ МГСУ, 2022. 135 с.

2 Об установлении случая, при котором застройщиком, техническим заказчиком, лицом, обеспечивающим или осуществляющим подготовку обоснования инвестиций, и (или) лицом, ответственным за эксплуатацию объекта капитального строительства, обеспечиваются формирование и ведение информационной модели объекта капитального строительства : Постановление Правительства Российской Федерации от 05.03.2021 N° 331. URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/ View/0001202103100026

3 14 основных преимуществ BIM перед CAD. URL: https://www.bimtechnology.pro/preimushhestva-bim/

4 Трехмерные преимущества. Строительство. URL: https://wwwkommersant.ru/doc/4613764#:~:text=0сновными%20 преимуществами%20использования%20В1М-технологий%20в,любой%20сложности%2С%20из%20любого%20 материала

< П i н

'M

G Г

S 2

0 со § СО

1 » y 1

J со

u -

^ I

n ° o »

=s (

oi

о §

§ 2

n g

»6 r 6

» )

[i

[.

00 В

■ T s □

s у с о <D *

ION

M 2 О О 10 10 u w

го го N «ч о о

N «Ч N N К О U 3

> (Л

с <л 2

Ш 00 . г

со Щ

il

С<0

I ^ is

Ф is

со >

Рис. 1. Сравнение отраслей экономики по индексу цифровизации, выполненное McKinsey Global Institute5 Fig. 1. Comparison of industries according to the digitalization index, made by McKinsey Global Institute5

С другой стороны, имеется проблема поиска путей наращивания возможностей использования потенциала BIM-технологий, а также внедрения этих технологий на всех этапах реализации проекта. В качестве одной из таких задач стоит рассматривать поиск рациональных вариантов технико-экономических решений при реализации ИСП жилищного профиля, обеспечиваемых многовариантностью решений при применении BIM-технологий. Решение указанной оптимизационной задачи и предопределило актуальность темы данного исследования.

Цель исследования — разработка подхода к определению с использованием цифровых технологий проектирования BIM рациональных вариантов технико-экономических решений при реализации ИСП жилищного профиля, обеспечивающих их эффективность.

Рис. 2. Динамика емкости ЦОД в мире в период с 2016 по 2021 гг. (в эксабайтах) [3]

Fig. 2. Global behaviour of data centres in 2016 to 2021 (in exabytes) [3]

5 AR Solutions for Construction on the Rise — 2017 Industry Report Overview, January 9, 2018. URL: https://www.intellectsoft. net/blog/ar-solutions-for-construction/

Рис. 3. Состав базовых сквозных цифровых технологий современной экономики [4] Fig. 3. Breakdown of basic end-to-end digital technologies in the modern economy [4]

< П

Ц8

i H

'S

G Г

S 2

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Использованы материалы известных научных трудов, а также информационно-аналитические материалы, посвященные методам применения цифровых технологий проектирования BIM для эффективной реализации ИСП, таких авторов, как Р.Г. Абакумов, А.Е. Наумов, А.Г. Зобова [5]; Е.Г. Анисимов [6]; С.С. Бачурина [7]; К.К. Бородулин [8]; В.Н. Владыкин [9]; Т.С. Голосо-ва [10]; А.М. Горшков, С.А. Железнов, Р.А. Лемешко,

С.В. Пойда [11]; В.П. Грахов [12]; С.А. Губарев [13]; К.И. Кожевников, А.Д. Нуждин [14]; З.У. Кужако-ва, А.Х. Байбурин [15]; В.С. Рашев, Н.С. Астафьева, Л.С. Рогожкин, В.Ю. Григорьев [16]; О.Г. Скрып-ник [17]; С.С. Уварова, А.А. Паненков, Я.Л. Сонин [18]; В.В. Черняев [19]; Н.П. Четверик [20] и др.

Методическую базу исследований составили руководящие документы по вопросам применения цифровых технологий проектирования BIM в стро-

ительстве

1, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11

6 BIM-Стандарт инфраструктура. Руководство по информационному моделированию инфраструктурных объектов и формированию стандарта проектной организации с применением решений компании Autodesk. Версия 2.0. М., 2017. URL: https://infrabim.csd.ru/upload/news/bim-standart-infrastruktury.pdf

7 BIM-Эксперт. Информационный ресурс о BIM-моделировании. URL: 11йр8://1-Ыт.ш/нормативная-документация-по-Ыт/

8 О типовых вопросах, в части применения положений Постановления Правительства РФ от 05.03.2021 № 331 : письмо Минстроя России от 07.04.2022 № 14710-КМ/16.

9 Руководство по информационному моделированию (BIM) для заказчиков на примере промышленных объектов. Рекомендации по применению технологии информационного моделирования службами заказчика при организации, планировании и управлении инвестиционно-строительными проектами. Методические материалы по разработке технического задания на проектирование. Версия 1.0. М. : ООО «КОНКУРАТОР», 2019. 100 с.

10 СП 333.1325800.2017. Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла : утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 18.09.2017 № 1227/пр и введен в действие с 19.03.2018.

11 Требования к информационным моделям объектов капитального строительства. Часть 1. Общие требования к цифровым моделям зданий для прохождения экспертизы при использовании технологии информационного моделирования. Редакция 4.0. М. : Государственное автономное учреждение города Москвы «Московская государственная экспертиза», 2019. URL: https://www.npmaap.ru/images/docs/bim/01.pdf

0 С/з § с/з

1 ф

У 1

J со

u -

^ I

n °

0 ф

=s (

01

о §

E w § 2

n 0

r 6

ф )

[1

00 В

■ T

s у с о <D * MIO

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Проведенный анализ известных литературных источников позволил сформировать следующий обобщенный алгоритм применения технологии BIM в практике жилищного строительства, представленный на рис. 4.

Алгоритм применения BIM-технологий в практике жилищного строительства (рис. 4) подразумевает использование:

• новых производственных технологий (рис. 3) при разработке 3D-модели (блок 1 алгоритма на рис. 4);

• нейронных технологий и технологий искусственного интеллекта (рис. 3) при анализе результатов моделирования в процессе проектирования (блок 2 на рис. 4);

• технологий систем распределенного реестра (рис. 3) при организации взаимодействия участников проекта в рамках единого информационного пространства (блок 3 на рис. 4);

• технологий больших данных (рис. 3) при разработке справочников, содержащих характеристики элементов и рабочих процессов, используемых в проекте (блок 4 на рис. 4);

• технологий промышленного интернета вещей (рис. 3) при создании исполнительной модели (цифрового двойника) (рис. 5) возведенных в рамках ИСП конструкций здания и сравнение ее с проектной 3D-моделью (блок 5 на рис. 4);

• технологий виртуальной и дополненной реальности (рис. 3) при формировании облака точек конструкции зданий (блок 6 на рис. 4).

Область использования зависит от детализации проработки BIM, которую условно делят на три уровня (рис. 5).

Конечно, алгоритм применения BIM-технологий в практике жилищного строительства, представленный на рис. 4, включает и другие базовые сквозные цифровые технологии современной экономики (рис. 3).

(О (О

N N

О О

СЧ СЧ

ci СЧ К (V U 3 > (Л

с и

m оо

00

о H

<u <u

О S

<л " от Е

Е о

• с LO О

8«

о ЕЕ £ °

СП ^ т- ^

<л ю

Блок 1. Разработка 3D-модели Block 1. Development of a 3D model Отражает архитектуру, инженерные сети, территорию строительства Conveys architecture, utilities, construction area

Блок 2. Анализ результатов моделирования в процессе проектирования Block 2. Analysis of simulation results in the design process Поиск коллизий для дальнейшей экономии ресурсов Search for collisions to save resources

Блок 3. Организация единого информационного пространства для всех участников ИСП Block 3. Establishment of a unified information space for all participants in an investment and construction project В рамках единого информационного пространства происходит обмен информацией между всеми участниками ИСП Information exchange between all project participants takes place within a single information space

Блок 4. Разработка справочников, содержащих характеристики элементов и рабочие процессы, используемые в проекте Block 4. Development of reference books containing characteristics of elements and work processes used in the project Справочники составляются для автоматизации формирования спецификаций и смет Reference books are compiled to automate the formation of specifications and budgets

Блок 5. Создание исполнительной (фактической) модели Block 5. Creation of an executive (actual) model Для создания фактической модели используется лазерное сканирование Laser scanning is used to create the actual model

Блок 6. Формирование облака точек фасада Block 6. Development of the point cloud of the facade Для формирования используется БПЛА с установленными 3D-сканерами A UAV (drone), having 3D scanners, is used for shaping

Блок 7. Формирование документации в автоматическом режиме Block 7. Document generation in the automated mode

Рис. 4. Результаты формирования обобщенного алгоритма применения технологий BIM в практике жилищного строительства на основе анализа известных литературных источников

Fig. 4. Development of a generalized algorithm for the application of a BIM technology in the practice of housing construction based on the analysis of available literary sources

Рис. 5. Уровни детализации процесса создания цифрового двойника в рамках технологии BIM12 Fig. 5. Levels of detail of the process of creating a digital twin within the framework of the BIM technology12

Проектирование Design Конструктивное бюро Design bureau

Привлечение инвестиций Fundraising Инвестиционные группы, фондовые рынки и другие инвесторы Investment groups, stock markets and other investors

Согласование Approval Федеральные и региональные органы исполнительной власти, органы местного самоуправления Federal and regional executive authorities, local authorities

Строительство Construction Подрядчики,субподрядчики Contractors, subcontractors

Сдача объекта Facility commissioning Государственный орган строительного контроля, пожарного надзора State building control, fire supervision authorities

Заселение Accommodation Агентства недвижимости, государственные органы Real estate agencies, government authorities

Эксплуатация Operation Управляющие компании Management companies

Техническое обслуживание Maintenance Обслуживающие компании Service companies

Ремонт Repair Обслуживающие компании, девелоперы Service companies, developers

Снос Demolition Специальные организации Special organizations

12 New Manchester base to meet growing demand for Building Information Modelling (BIM) solutions, MagiCAD and MagiCloud. URL: https://www.magicad.com/en/blog/2016/05/progman-opens-uk-office/

< П

ф e

u> t

i

3 О M

с

o

n CO

I z y i

J со

u -

^ I

n ° o »

=¡ ( n

CO CO

z 2

CO

о

Г 6

cn

CD CD

l с

3

ID

Рис. 6. Этапы жизненного цикла объекта жилищного строительства и экономических субъектов хозяйствования, участвующих в реализации инвестиционно-строительного проекта жилищного профиля на каждом этапе его реализации

Fig. 6. Stages of the life cycle of a housing construction facility and entities involved in the implementation of an investment project in the field of housing construction at each stage of its implementation

Ю DO

■ T

s S

s у с о <D *

NN

(О (О N N

о о

сч сч

сч сч К (V U 3

> (Л

с и

2 ""„

U 00 . г

e (U j

ф ф

о ё

---' "t^

о

О U

о со ГМ

Общепризнано, что применение BIM-технологий в практике жилищного строительства позволяет экономить все виды ресурсов (временные, людские, материальные, финансовые) как на этапах проектирования, так и на этапе непосредственного строительства.

Многие специалисты отмечают, что существующие подходы к реализации BIM-технологий достаточно проблематично использовать для оценки даже стоимости ИСП жилищного профиля, несмотря на наличие в создаваемых базах данных справочников (блок 4 на рис. 4) спецификаций на материалы, элементы строительных конструкций и т.д., использующихся для формирования смет расходов, не говоря уже об оценке эффективной реализации ИСП жилищного профиля.

С одной стороны, сложность внедрения в технологии BIM методов оценки эффективной реализации ИСП жилищного профиля заключается в том, что каждый объект жилищного профиля в определенной степени уникален и в его реализации на каждом этапе жизненного цикла (ЖЦ) (рис. 6) задействовано значительное количество экономических субъектов хозяйствования.

С другой стороны, в реализуемых алгоритмах использования цифровых технологий проектирования BIM (рис. 4) экономическая оценка эффективности реализации ИСП жилищного профиля не заложена в принципе.

В результате возникает ситуация, при которой при применении цифровых технологий проектирования BIM, как правило, не решается задача выбора рационального с экономической точки зрения варианта ИСП жилищного профиля, при том, что сама технология проектирования BIM на основе цифрового моделирования позволяет анализировать различные варианты реализации проекта.

В связи с этим целесообразно обратиться к методам надежного планирования по Г. Тагути [21].

Графическая модель экономических оценок эффективности реализации различных вариантов создания продукции по Г. Тагути, приведенная на рис. 7, наглядно свидетельствует о том, что любое отклонение в выборе варианта модели продукции от оптимума (в отличие от традиционного подхода, также представленного на рис. 7) несет в себе дополнительные издержки для производителя, а следовательно, и потери экономической эффективности (в нашем случае ИСП жилищного профиля).

Потери, L Losses Потери Losses Потери Losses

® Отсутствие потерь No losses

Потери, L Losses

Нижняя граница Верхняя граница допуска допуска

Bottom tolerance limit Top tolerance limit

со " со E — -b^

^ W

E §

CL° ^ с

ю о

s «

сэ EE a> ^

T- ^

CO CO

■s

r

E3s

О (0

T-S Цель, Г T+S Характеристики Target, T качества, x

Quality characteristics, x

Рис. 7. Графическая модель экономических оценок эффективности реализации различных вариантов создания продукции по Г. Тагути

Fig. 7. Graphical model showing evaluations of efficiency of implementation of various product generation options according to G. Taguchi

Таким образом, методы надежного планирования по Г. Тагути предполагают выбор наилучшего варианта решения в условиях их возможной многовариантности (см. точку зрения Г. Тагути на потери

(рис. 7)) в отличие от подхода, при котором лица, принимающие решения, ограничиваются оценкой попадания результата в заданные границы допуска (см. традиционную точку зрения на потери (рис. 7)),

при реализации жилищных инвестиционно-строительных проектов

не фиксируя изменения эффективности вариантов решений в пределах между нижней и верхней границами допуска (т.е. считают все решения, попадающие в пределы указанных границ, равноценными, поскольку оценка их эффективности просто не проводится).

За основу для формирования модели оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля может быть принята функция потерь по Г. Тагути:

Ь = к(т - т0)2, (1)

где Ь — суммарные потери для общества (включая производителя и потребителей) при производстве и реализации рассматриваемой продукции; к — постоянная функции потерь; т — фактическое значение характеристик продукции, определяющих ее потребительную стоимость; т0 — целевое значение характеристик продукции, соответствующее минимуму функции потерь (рис. 7).

Опираясь на функцию потерь по Г. Тагути (1), сформируем модель оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля в виде:

ЬЕЩ)) = АМР^,)) + АСР^)) + СО, (2)

где — суммарные потери экономической

эффективности при реализации 1-го варианта технологий (^) ИСП жилищного профиля; — себестоимость реализации 1-го варианта технологий ИСП жилищного профиля; АМР^(^)) — потери экономической эффективности при реализации /-го варианта технологий (^) ИСП жилищного профиля, выражаемые в потере части рыночной стоимости при реализации проекта, достигающей существенных значений при использовании слишком дешевых технологий (экономия средств, затрачиваемых на технологии); АСР^(^)) — потери экономической эффективности при реализации /-го варианта технологий (^) ИСП жилищного профиля, выражаемые в потере

Область недопустимых вариантов технологий (/,) реализации проекта — слишком плохо для

потребителя Range of unacceptable technology options (/,) of the project implementation: too bad for the consumer

Область допустимых вариантов технологий (t,) реализации проекта Range of acceptable technology alternatives (f,) of the project implementation

Область недопустимых вариантов технологий (г,) реализации проекта — слишком дорого для

производителя Range of unacceptable technology options (t,) of the project implementation: too expensive for the producer

Рис. 8. Графическое представление модели оценки экономической эффективности вариантов tt ИСП жилищного профиля

Fig. 8. Graphical representation of a model for assessing the economic efficiency of options t t of an investment project in the field of housing construction

< П

iH

GM

G Г

S 2

0 CO § CO

1 z У 1

J to

u -

^ I

n ° o »

=s (

oi

о §

E w § 2

n 0

r 6

Ф ) [[

[ 0

00 В

■ T s □

s у с о <D X ION

части прибыли по проекту в результате опережающего роста используемых технологий над ростом цены реализации проекта, достигающей существенных значений при использовании слишком дорогих технологий (т.е. в результате неоправданного роста себестоимости проекта), не имеющих адекватной оценки ценности потребительских свойств (ситуация недооценки потребителем «избыточного качества»); СО — издержки осуществления ИСП жилищного профиля, не зависящие от варианта технологий его реализации.

В данном рассмотрении под вариантом технологии ИСП жилищного профиля ti понимается использование в рамках проекта различных вариантов строительных материалов, комплектующих, строительных конструкций, существенно влияющих на себестоимость реализации проекта S(t

Поскольку в основе модели оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля (2) лежит оценка суммарных потерь экономической эффективности при реализации /-го варианта технологий ^ ИСП жилищного профиля

(О (О

N N

О О

СЧ СЧ

СЧ СЧ

К (V

U 3

> (Л

с и

(0 00

00

о н

ф ф

о ё

ОТ "

от ЕЕ

Е о ^ с

ю о

8«

о ЕЕ £ °

о ^

т- ^

от от

Блок 1. Разработка ЗО-модели

Block 1. Developing а 3D model

Блок 2. Анализ результатов моделирования в процессе проектирования

Block 2. Analyzing the results of modelling in the process of design

Блок 3. Организация взаимодействия участников инвестиционно-строительного проекта в рамках единого информационного пространства

Block 3. Arrangement of interaction between participants in an investment and construction project in the single information space

Блок 4. Разработка справочников, содержащих характеристики элементов и рабочих процессов, используемых в проекте

Block 4. Development of reference books having characteristics of elements and work processes used in the project

Блок 5. Определение рационального варианта инвестиционно-строительного проекта жилищного профиля по предложенной модели оценки экономической эффективности

Block 5. Determining a rational option of an investment and housing construction project according to the proposed cost efficiency evaluation model

Блок 6. Создание исполнительной (фактической) модели возведенных в рамках инвестиционно-строительного проекта конструкций здания и сравнение ее с проектной ЗО-моделью

Block 6. Creating an executive (actual) model of building structures erected within the framework of an investment and construction project and comparing it with the 3D design model

Блок 7. Формирование облака точек фасадов

Block 7. Creating a point cloud of facades

Блок 8. Формирование документации в автоматическом режиме

Рис. 9. Модифицированный вариант обобщенного алгоритма применения технологии BIM в практике жилищного строительства, учитывающий возможности оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля по предложенной модели

Fig. 9. A modified version of the generalized algorithm for applying BIM technology in practical housing construction, taking into account the evaluability of the economic efficiency of options of an investment and housing construction project according to the proposed model

то очевидно, что для поиска наилучшего варианта проекта L^°Pt(S(t)) необходимо найти минимум рассматриваемой функции:

L^t(S(t)) = [AMP(S(t,)) + ACP(S(t)) + СО] ^ min. (3)

Графическое представление модели оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля (2) представлено на рис. 8.

В отличие от функции потерь по Г. Тагути (1) модель оценки экономической эффективности вариантов t ИСП жилищного профиля (2) описывается дискретными вариантами технологий, набор которых в рамках проекта всегда ограничен. Но это не мешает разработчикам ИСП жилищного профиля определить область допустимых вариантов технологий t реализации проекта (рис. 8), целесообразных с экономической точки зрения.

При этом область недопустимых вариантов технологий ti реализации проекта «слишком плохо для потребителя» (рис. 8) может быть установлена с учетом как запросов потребителей, так и требований нормативной документации по обеспечению качества строительства, осуществляемого в рамках проектов жилищного профиля.

Область недопустимых вариантов технологий t i реализации проекта «слишком дорого для производителя» (рис. 8) может быть определена с учетом требований по прибыльности и рентабельности ИСП жилищного профиля.

Предложенный модифицированный вариант обобщенного алгоритма применения технологии BIM в практике жилищного строительства (рис. 4), учитывающий возможности оценки экономической эффективности вариантов ti ИСП жилищного профиля по предложенной модели, показан на рис. 9.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ

В данном исследовании в рамках проблемы поиска путей наращивания возможностей использования потенциала BIM-технологий решалась задача поиска рациональных вариантов технико-экономических решений при реализации ИСП жилищного профиля, обеспечиваемых многовариантностью при применении BIM-технологий и направленных на поиск наиболее эффективных вариантов проектов.

Установлено, что на текущий момент технологии информационного моделирования большинством участников строительного рынка применяются лишь на этапе проектирования. Связано это с тем, что с течением ЖЦ ИСП количество участников, вовлеченных в проект, увеличивается, из-за чего становится сложнее структурировать взаимодействие участников и информационной модели. На текущем этапе внедрения технологий информационного моделирования в строительные процессы не определены четкие рекомендации по их использованию как на этапе строительно-монтажных работ (СМР), так и на этапе эксплуатации. Соответственно, ориентиром в раз-

витии ТИМ является связь ИМ и исполнителей СМР, а также связь цифрового двойника с эксплуатационными службами объекта (после его сдачи). Особенно важно обучение персонала, чтобы при работе с информационной моделью все участники понимали, какие преимущества она дает.

Сформирован обобщенный алгоритм применения технологии BIM в практике жилищного строительства, включающий блоки: разработки 3D-модели; анализа результатов моделирования в процессе проектирования; организации взаимодействия участников ИСП в рамках единого информационного пространства; разработки справочников, содержащих характеристики элементов и рабочих процессов, используемых в проекте; создания исполнительной (фактической) модели возведенных в рамках ИСП конструкций здания и сравнения ее с проектной 3D-моделью; формирования облака точек фасадов; формирования документации проекта в автоматическом режиме.

Показано, что представленный алгоритм применения технологии BIM в практике жилищного строительства подразумевает использование комплекса базовых сквозных цифровых технологий современной экономики, включая: новые производственные технологии; нейронные технологии и технологии искусственного интеллекта; технологии систем распределенного реестра; технологии больших данных; технологии промышленного интернета вещей; технологии виртуальной и дополненной реальности и др.

Обосновано, что внедрение новых стандартов скорости обмена информации позволит любым исполнителям в кратчайшие сроки с минимальной задержкой получать обновленные данные с цифрового двойника, что так же сократит время и ресурсы, однако для этого нужно подготовить нормативную базу оперативного одобрения правок в ИМ, для чего нужно развивать системы электронного документооборота (чем уже занимаются ответственные государственные органы в Российской Федерации). Помимо взаимодействия исполнителей СМР и проектировщиков, отрасль стремится к автоматическому формированию сметных документов, основываясь на обновляемой информационной модели. В этой области также нет единых стандартов, так как для того, чтобы начать формировать сметные документы, необходимо создать классификатор элементов, внедрить его в программный комплекс, на котором проектируется цифровой двойник объекта. Осложняется внедрение этой технологии тем, что экономическая сторона вопроса слишком значительна, и очень малая доля застройщиков готова брать на себя риск внедрения новой, непроверенной технологии вместо способов, которые проверены десятилетиями.

Кроме того, внедрение технологий информационного моделирования в этап эксплуатации тоже связано с внедрением новых стандартов связи и развития таких технологий, как умный дом, а также

< п

Ц8

i Н

'S

G Г

0 со § СО

1 2

У 1

J со

u -

^ I

n °

o 2 =! ( oi

о §

E w § 2

n 0 26 r 6

ф )

f!

oo в

■ T

s □

s у с о <D * MIO

(О (О N N

о о

сч сч

сч сч К (V U 3

> (Л

с и

2 ""„

U 00 . г

e (U j

ф ф

о Ig

---' "t^

о

О U

8«

от 13 от iE

формированием стандартов, позволяющих на предшествующих этапах создавать цифрового двойника объекта такой детализации, которой будет достаточно для внедрения в ИМ эксплуатирующих параметров устройств объекта.

Несмотря на то что применение технологии BIM в практике жилищного строительства дает возможность экономить все виды ресурсов (временные, людские, материальные, финансовые) как на этапах проектирования, так и на этапе непосредственного строительства, существующие подходы к реализации технологии BIM достаточно проблематично использовать для оценки даже стоимости ИСП жилищного профиля, не говоря уже об оценке эффективной реализации ИСП жилищного профиля.

Установлено, что, с одной стороны, сложность внедрения в технологии BIM методов оценки эффективной реализации ИСП жилищного профиля заключается в том, что каждый объект жилищного профиля в определенной степени уникален и в его реализации на каждом этапе ЖЦ задействовано значительное количество экономических субъектов хозяйствования. С другой стороны, в реализуемых алгоритмах использования цифровых технологий проектирования BIM экономическая оценка эффективности реализации ИСП жилищного профиля не заложена в принципе.

В результате возникает ситуация, что при использовании цифровых технологий проектирования BIM, как правило, не решается задача выбора рационального с экономической точки зрения варианта ИСП жилищного профиля, притом что сама технология проектирования BIM на основе цифрового моделирования позволяет анализировать различные варианты реализации проекта.

С опорой на функцию потерь по Г. Тагути в работе сформирована модель оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля, в которой суммарные потери экономической эффективности при реализации г-го варианта технологий t ИСП жилищного профиля определяются суммой:

• потерь экономической эффективности при реализации г-го варианта технологий ti ИСП жилищ-

ного профиля, выражаемых в потере части рыночной стоимости при реализации проекта, достигающей существенных значений при использовании слишком дешевых технологий (экономия средств, затрачиваемых на технологии);

• потерь экономической эффективности при реализации г-го варианта технологий ti ИСП жилищного профиля, выражаемых в потере части прибыли по проекту в результате опережающего роста используемых технологий над ростом цены реализации проекта, достигающей существенных значений при использовании слишком дорогих технологий (т.е. в результате неоправданного роста себестоимости проекта), не имеющих адекватной оценки ценности потребительских свойств (ситуация недооценки потребителем «избыточного качества»);

• издержек осуществления ИСП жилищного профиля, не зависящих от варианта технологий его реализации.

Продемонстрировано, что поскольку в основе модели оценки экономической эффективности вариантов ИСП жилищного профиля лежит оценка суммарных потерь экономической эффективности при реализации г-го варианта технологий ti ИСП жилищного профиля, то для поиска наилучшего варианта проекта необходимо найти минимум рассматриваемой функции.

Показана возможность определения с помощью предложенной модели оценки экономической эффективности вариантов t i ИСП жилищного профиля области допустимых вариантов технологий ti реализации проекта, целесообразных с экономической точки зрения, а также областей недопустимых вариантов технологий ti реализации проекта «слишком плохо для потребителя» и «слишком дорого для производителя».

Предложен модифицированный вариант обобщенного алгоритма применения технологии информационного моделирования в хозяйственной практике жилищного строительства, учитывающий возможности оценки экономической эффективности вариантов ti ИСП жилищного профиля по предложенной модели.

Е о

• с ю о

8«

сэ ЕЕ £ °

о ^

т- ^

от от

■S г

Es

О (0

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. ЛарионовА.Н., КарачеваА.А. Цифровизация как инновационный фактор снижения сроков и повышения качества жилищного строительства в Московской области // Журнал исследований по управлению. 2020. Т. 6. № 6. С. 30-57.

2. Шваб К. Четвертая промышленная революция. М. : Эксмо, 2016. 138 с.

3. ПаршковаД.С. Темпы цифровизации в мире строительства и увеличение потребности в мощностях ЦОД // Научный аспект. 2021. Т. 3. № 4. С. 475-479.

4. Тебекин А.В., ТебекинП.А., ЕгороваА.А. Анализ перспектив развития национальной экономики при внедрении сквозных цифровых технологий // Журнал экономических исследований. 2020. Т. 6. № 4. С. 3-18.

5. Абакумов Р.Г., Наумов А.Е., Зобова А.Г. Преимущества, инструменты и эффективность внедрения технологий информационного моделирования в строительстве // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2017. № 5. С. 171-181. DOI: 10.12737/ article 590878fb8be5f0.72456616

6. Тебекин А.В., Анисимов Е.Г., Тебекин П.А., Егорова А.А. Обеспечение качества жизни в городской среде с помощью технологий «Умный город» // Транспортное дело России. 2020. № 2. С. 11-17.

7. Бачурина С.С., Голосова Т.С. Инвестиционная составляющая в проектах внедрения BIM-технологий // Вестник МГСУ. 2016. № 2. С. 126-134. DOI: 10.22227/1997-0935.2016.2.126-134

8. Бородулин К.В. Внедрение технологий информационного моделирования в процесс эксплуатации зданий и сооружений // Молодой ученый. 2019. № 2 (240). С. 200-202.

9. Владыкин В.Н., Абакумов Р.Г. Применение технологии «Building Information Modelling» при развитии строительной индустрии в России // Инновационная наука. 2016. № 12-2. С. 33-36.

10. Голосова Т.С. Модель выбора стратегии перехода к BIM-технологиям // Градостроительство. 2016. № 5 (45). С. 25-27.

11. ГоршковА.М., Железнов С.А., ЛемешкоР.А., Пойда С.В. Внедрение BIM технологий в строительство // Alfabuild. 2019. № 4 (11). С. 70-81.

12. Грахов В.П., Мохначев С.А., Манохин П.Е., Иштряков А.Х. Совершенствование организации проектных работ путем внедрения технологий информационного моделирования зданий // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1.

13. Губарев С.А., Абакумов Р.Г. Аналитический обзор современных технологий строительства, строительных материалов, строительных конструкций, отвечающих современным требованиям инвесторов в строительстве // Инновационная наука. 2016. № 11-1. С. 48-51.

14. Кожевников К.И., Нуждин А.Д. Разработка системы управления инвестиционными проектами в строительстве с помощью внедрения технологий

Поступила в редакцию 26 сентября 2022 г. Принята в доработанном виде 23 ноября 2022 г. Одобрена для публикации 6 февраля 2023 г.

Об авторах: Аркадий Николаевич Ларионов — доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой экономики и управления в строительстве, член Экспертного совета Комитета Государственной Думы РФ по строительству и ЖКХ; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; РИНЦ ID: 655750, Scopus: 55817390000, ResearcherlD: I-2797-2013, ORCID: 0000-0001-9706-5131; larionovan@mgsu.ru;

Антон Викторович Приходько — аспирант кафедры экономики и управления в строительстве; Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ); 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26; prihodkoanvik@yandex.ru.

Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

REFERENCES

информационного моделирования // Научные труды вольного экономического общества России. 2020. Т. 222. № 2. С. 219-225. DOI: 10.38197/2072-20602020-222-2-219-225

15. КужаковаЗ.У., БайбуринА.Х. Обзор нормативной документации в области BIM-моделирования в Российской Федерации // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2020. Т. 20. № 3. С. 70-79. DOI: 10.14529/build200309

16. Рашев В.С., Астафьева Н.С., Рогож-кин Л.С., Григорьев В.Ю. Анализ внедрения технологии информационного моделирования в российских строительных компаниях по проектированию и строительству инженерных систем // Вестник Евразийской науки. 2020. Т. 12. № 3. URL: https://esj. today/PDF/49SAVN320.pdf

17. Скрыпник О.Г., Абакумов Р.Г. Обеспечение безопасности и эксплуатационной надежности зданий и сооружений // Инновационная наука. 2016. № 5-3 (17). С. 199-200.

18. Уварова С.С., Паненков А.А., Сонин Я.Л. Цифровизация строительства в проекции теории организационно-экономических изменений // Экономика строительства. 2020. № 1. С. 31-39.

19. Черняев В.В., Абакумов Р.Г. Проблемы внедрения инновационных технологий в строительство // Инновационная наука. 2017. № 2-1. С. 245-247.

20. Четверик Н.П. Поэтапное внедрение технологий информационного моделирования (BIM) в строительной сфере // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2014. № 12 (191). С. 44-47.

21. Тебекин А.В. Иерархическая структура технологий управления качеством // Журнал технических исследований. 2019. Т. 5. № 1. С. 15-25.

1. Larionov A.N., Karacheva A.A. Digitalization as an innovative factor of reducing the time and increasing the quality of housing construction in the Moscow region. Journal of Management Studies. 2020; 6(6):30-57. (rus.).

2. Schwab K. The fourth industrial revolution. Moscow, Eksmo, 2016; 138. (rus.).

3. Parshkova D.S. The pace of digitalization in the world of construction and the increase in demand for

< n

tt т i H

'M

G Г

S 2

o n

I » y i

J CD

u -

^ I n

o » =¡ ( n

u

n 2

n g

»6 r 6

cn

» )

[i

[ .

oo n

■ T s S

s у с о <D *

JON

M 2

о о 10 10 U W

(О (О

N N

о о

сч сч

сч сч

К (V

U 3

> (Л

с и

to во

. г

« (U

J

ф ф

о £

---' "t^

о

о <£

s с

8 «

от 13

от ЕЕ

Е о

• с

LO сэ

S g

сэ ЕЕ

fe °

СП ^

т- ^

от от

2 3

Г

О (О

data center capacities. Scientific Aspect. 2021; 3(4):475-479. (rus.).

4. Tebekin A.V., Tebekin P.A., Egorova A.A. Analysis of the prospects for the development of the national economy when introducing end-to-end digital technologies. Journal of Economic Research. 2020; 6(4):3-18. (rus.).

5. Abakumov R.G., Naumov A.E., Zobova A.G. Advantages, tools and efficiency of implementation of information modeling technologies in construction. Bulletin of BSTU Named After V.G. Shukhov. 2017; 5:171-181. DOI: 10.12737/article_590878fb8be5f0. 72456616 (rus.).

6. Tebekin A., Anisimov E., Tebekin P., Egorova A. Ensuring the quality of life in an urban environment using smart city technology. Transport business of Russia. 2020; 2:11-17. (rus.).

7. Bachurina S.S., Golosova T.S. Investment Component in BIM Implementation Projects. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2016; 2:126-134. DOI: 10.22227/19970935.2016.2.126-134 (rus.).

8. Borodulin K.V. Implementation of information modeling technologies in the operation of buildings and structures. Young Scientist. 2019; 2(240):200-202. (rus.).

9. Vladykin V.N. Application of "Building Information Modeling" technology in the development of the construction industry in Russia. Innovation Science. 2016; 12-2:33-36. (rus.).

10. Golosova T.S. Model of transition to BIM strategy selection. Urban Planning. 2016; 5(45):25-27. (rus.).

11. Gorshkov A.M., Zheleznov S.A., Lemesh-ko R.A., Poyda S.V. The introduction of BIM technologies in construction. Alfabuild. 2019; 4(11):70-81. (rus.).

12. Grakhov V.P., Mokhnachev S.A., Mano-khin P.E., Ishtryakov A.Kh. Improving the organization of design works by introducing building information modeling technologies. Modern Problems of Science and Education. 2015; 1-1. (rus.).

Received September 26, 2022.

Adopted in revised form on November 23, 2022.

Approved for publication on February 6, 2023.

BioNüTBs: Arkady N. Larionov — Doctor of Economic Sciences, Professor, Head of the Department of Economics and Management in Construction, Member of the Expert Council of the State Duma Committee on Construction and Housing; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; ID RSCI: 655750, Scopus: 55817390000, ResearcherID: I-2797-2013, ORCID: 0000-0001-9706-5131; larionovan@mgsu.ru;

Anton V. Prikhodko — postgraduate of the Department of Economics and Management in Construction; Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU); 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; prihodkoanvik@yandex.ru.

Contribution of the authors: all the authors contributed to this article equivalently. The authors declare no conflict of interest.

13. Gubarev S.A., Abakumov R.G. Analytical review of modern construction technologies, building materials, building structures that meet modern requirements of investors in construction. Innovative Science. 2016; 11-1:48-51. (rus.).

14. Kozhevnikov K.I., Nuzhdin A.D. Development of investment project management systemin construction through the introduction of information modeling technologies. Scientific Works of the Free Economic Society of Russia. 2020; 222(2):219-225. DOI: 10.38197/2072-2060-2020-222-2-219-225 (rus.).

15. Kuzhakova Z.U., Baiburin A.Kh. Review of the BIM regulatory documentation in the Russian Federation. Bulletin of the South Ural State University. Series: Construction and architecture. 2020; 20(3):70-79. DOI: 10.14529/build200309 (rus.).

16. Rashev V.S., Astafeva N.S., Rogozhkin L.S., Grigorev V.Iu. Analysis of the implementation of information modeling technology in Russian construction companies for the design and construction of engineering systems. The Eurasian Scientific Journal. 2020; 3(12). URL: https://esj.today/PDF/49SAVN320.pdf (rus.).

17. Skrypnik O.G., Abakumov R.G. Ensuring the safety and operational reliability of buildings and structures. Innovation Science. 2016; 53(17): 199-200. (rus.).

18. Uvarova S.S., Panenkov A.A., Sonin Ya.L. Di-gitalization of construction in the projection of the theory of organizational and economic changes. Economics of Сonstruction. 2020; 1:31-39. (rus.).

19. Chernyaev V.V., Abakumov R.G. Problems of introduction of innovative technologies in construction. Innovative Science. 2017; 2-1:245-247. (rus.).

20. Chetverik N.P. Phased introduction of technologies information modeling (BIM) in building industry. Building materials, equipment, technologies of the XXI century. 2014; 12(191):44-47. (rus.).

21. Tebekin A.V. Hierarchical structure of quality management technologies. Journal of Technical Research. 2019; 5(1):15-25. (rus.).