РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ СТРОИТЕЛЬСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 691

Лукиянов М.Е.

студент (магистратуры) кафедры строительных технологий,

геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

(Россия, г. Чебоксары)

Терехова О.П.

кандидат педагогических наук, доцент кафедры

строительных технологий, геотехники и экономики строительства Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

(Россия, г. Чебоксары)

РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ СТРОИТЕЛЬСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Аннотация: статья рассматривает внедрение современных цифровых технологий в строительстве, что позволяет повысить эффективность работы строительных компаний, улучшить качество проектов и снизить затраты на производство. В статье предложены различные методы автоматизации процесса строительства и управления предприятием с целью уменьшить возможность ошибок и задержек в проекте. Применение современных цифровых технологий в организации строительства и управлении предприятием является важным шагом на пути к повышению эффективности и качества строительства, делая строительство более быстрым, надежным и экономичным.

Ключевые слова: BIM, строительство, цифровое управление, облачная платформа, цифровые технологии.

В настоящее время внедрение цифровых технологий становится все более популярным в строительной отрасли и является неотъемлемой частью стратегии

многих компаний. Эта тенденция связана с технологическими изменениями, которые происходят в нашем мире, и которые приводят к автоматизации процессов управления проектами в строительстве.

Внедрение современных цифровых технологий является необходимостью, так как строительные компании различного уровня сталкиваются с рядом проблем:

— низкая производительность труда;

— сложность взаимодействия между участниками строительства;

— отсутствие проактивного управления;

— нерациональное использование ресурсов;

— потребность в точных и оперативно обновляемых данных.

Цифровое управление в строительстве позволяет компаниям улучшить

эффективность работы, повысить качество проектов и снизить затраты на производство. Оно также помогает улучшить коммуникацию между участниками проекта и уменьшить возможность ошибок и задержек в проекте.

Одним из наиболее популярных инструментов цифрового управления в строительстве является Building Information Modeling (BIM), который позволяет создавать цифровые модели зданий и сооружений. BIM позволяет упростить проектирование — сократить время на создание чертежей, строительство и эксплуатацию зданий, а также облегчить работу с большим объемом данных, которые связаны со строительным проектом. BIM-технологии позволяют сократить время на строительство объекта и снизить затраты на оплату труда инженеров и проектировщиков.

Еще одним примером цифровых технологий, применяемых в строительстве, является использование дронов. Дроны могут использоваться для проведения инспекций на высоте, контроля за процессом строительства, а также для создания точных карт объектов. Это позволяет сократить количество ошибок и повысить качество выполненных работ.

Также в строительстве применяются различные программы для управления проектами и снижения затрат. Например, Project Management Software, позволяющая управлять проектами и контролировать выполнение задач.

Существуют облачные платформы для заказчиков, подрядчиков и строительного контроля, они позволяют существенно упростить и ускорить процесс взаимодействия между всеми участниками проекта.

Одним из главных преимуществ использования облачных платформ в строительстве является возможность удаленного доступа к всей необходимой документации и информации о проекте. Это позволяет быстро и эффективно обмениваться информацией, а также повышает прозрачность и контроль за ходом работ. Для заказчиков облачные платформы позволяют получать доступ к информации о состоянии проекта в режиме реального времени, следить за выполнением работ и контролировать расходы. Для подрядчиков облачные платформы предоставляют возможность управлять проектом, координировать работу бригад и своевременно реагировать на изменения в планах. А для строительного контроля облачные платформы позволяют вести документацию и контролировать соответствие работ требованиям проекта. Одним из примеров облачной платформы для строительства является BIM 360 от компании Autodesk. Эта платформа объединяет в себе возможности для управления проектом, обмена информацией и координации работ. Она позволяет создавать 3D-модели зданий и сооружений, проводить анализы и оптимизировать процессы строительства.

Несмотря на все преимущества применения различных видов цифровых технологий, внедрение таких систем требует значительных затрат на обучение персонала и приобретение соответствующего оборудования и программного обеспечения. В этой связи, компании, которые планируют внедрять цифровые технологии в свою работу, должны проанализировать свои потребности и определить, какие инструменты могут быть наиболее полезны для их проектов.

В целом, применение современных цифровых технологий в организации строительства и управлении предприятием является важным шагом на пути к повышению эффективности и качества строительства. Это делает строительство более быстрым, надежным и экономичным. В связи с этим, все большее количество компаний и организаций переходят на использование цифровых технологий в своей работе.

На сегодняшний момент в строительной отрасли осуществляется процесс изменений, связанный с инновационными методами реализации проектов, вместо традиционных методов строительства с привычной многим передачей информации в бумажном виде. Низкую эффективность строительной отрасли в целом можно объяснить растущей сложностью строительных проектов, отсутствием необходимой информации для принятия решения своевременно в условиях традиционных методов их реализации. В связи с этим, переход на BIM-технологии и стал ответом на необходимость сбора, учета и обработки в процессе проектирования, строительства и эксплуатации объектов капитального строительства значительных объемов информации, последующую корректировку данных в процессе реализации проекта.

Благодаря интенсивному развитию информационных технологий и появлению специальных программных продуктов, разработанных с целью создания цифровой информационной модели объекта строительства, в которой содержатся все необходимые сведения о строительном объекте, возможен полноценный переход на BIM-технологии. При наличии данной модели объекта строительного производства имеется возможность не просто использовать автоматизированные средства для различных проверок и анализов, выпуска проектной и рабочей документации, оценки сметной стоимости, визуализации проектов и оптимизации строительного процесса, а также, есть возможность обеспечения регламентируемого доступа ко всем данным строительного объекта в единой информационной среде для всех заинтересованных участников реализации проекта.

В1М-технологии в России не развиты в той степени как на Западе, в связи с чем четкого определения данного понятия нет. Существует несколько определений понятия BIM, если обобщить, то смысл заключается в том, что BIM это информационное моделирование зданий и сооружений, является процессом создания и управления информацией на всех стадиях жизненного цикла объекта строительства. BIM выделяют как процесс коллективного создания и использования информации о здании или сооружении, формирующий основу для всех решений на протяжении всего его жизненного цикла (от планирования до выпуска проектной, рабочей документации, строительства, эксплуатации и сноса). [4]

В основе данной технологии лежит процесс, организовавший создание и общий доступ для использования всеми участниками проекта информационной модели, которая представляет собой всю информации по проекту, презентованную структурированно и взаимоувязано. Выполнение таких функций, как сбор, накопление и комплексная обработка архитектурной, конструкторской, инженерной, технологической, экономической и какой-либо иной информации как в процессе проектирования, так и в процессе строительства и последующей эксплуатации, в едином информационном пространстве, предполагает BIM-процесс. Для осуществления планирования, организации, координации и контроля закупки всех необходимых материалов, осуществления проектных и строительно-монтажных работ, логистики, передачи в эксплуатацию, необходима вся информация по проекту. При наличии необходимой информации об объекте строительного производства, есть возможность оперативно принимать продуманные управленческие решения на всех этапах реализации проекта, тем самым повышать общую эффективность деятельности организации, выражающуюся в улучшении ее финансово-экономических показателей.

Модель объекта строительного производства, разработанная с использованием BIM-технологий, подвластна изменениям, это является особым

достоинством инструментов BIM-технологии. Ведь при редактировании одного аспекта в проекте, автоматически изменения произойдут по всему проекту. Например, при внесении изменений в проектную документацию или данные информационной модели обеспечивается одновременное автоматизированное обновление всех взаимосвязанных видов, данных, параметров и документов.

Помимо вышесказанного, данная технология позволяет всем участникам реализации строительного проекта (заказчику, проектировщику, строителю, подрядным организациям, поставщикам и эксплуатирующей организации) быть вовлеченными в скоординированный процесс создания объекта, согласовывать свои действия, отслеживать изменения, что также повышает эффективность работы над проектом.

Также, хочется отметить, что использование данной технологии моделирования позволяет существенно повысить качество проектирования, с помощью перевода проекта на иной уровень в плане детализации, визуализации, проработки и анализа, а также снижения количества ошибок и неточностей. Несмотря на то, что стоимость проектирования в сравнении к общей стоимости проекта занимает незначительную долю, все-таки допущенные ошибки и неправильно принятые решения на этом этапе, могут привести к существенным расходам, не входящим в финансовый план, а также к простоям на этапах строительства. Одним из достаточно частых недочетов на этапе проектирования являются коллизии между конструкциями здания и его инженерными сетями, они вызвали недостаточно плотным и эффективным взаимодействием между проектировщиками, занимающимися разными разделами проектной документации по проекту, и только в программах, входящих в состав BIM этот недочет будет обнаружен автоматически.

Преимущества BIM-технологий в строительной отрасли видно невооруженным взглядом. Совсем недавно, при изучении данной темы все опирались на зарубежные показатели эффективности перехода строительной отрасли на BIM-технологии. Среди лидеров в этой области Великобритания,

Норвегия, Финляндия, Швеция и Сингапур. Но сейчас данные по оценке эффективности применения В1М-технологий появились и в российском строительном комплексе, в освоении В1М-технологий самый большой опыт накопился у проектировщиков. Внедрение В1М идёт полным ходом в российских компаниях, но все же по естественным причинам наблюдается отставание от развитых стран, где практика использования данных технологий уже распространена и позволяет делать множество выводов по проектам, в том числе о качестве строительства в сочетании с повышением экономической эффективности. Уже на сегодня выявлено, что использование В1М помогло сократить количество возможных ошибок на 30 %, на 100 % выявило все пространственные коллизии в конструкциях и в последствии, устранило данные погрешности, ускорило процесс проектирования на 20-30 %, помогло в три раза сократить время, необходимое на подготовку рабочей документации. Также, все эксперты и команды проектов, в которых уже были внедрены В1М, без исключения отмечают более высокое качество проекта, сокращение времени на внесение изменений, а также лучшее взаимодействие с заказчиком.

По результатам видно, что с помощью В1М-технологий значительно повышается производительность труда при проектировании и возведение строительного объекта, возникает возможность получить конкретный экономический эффект от внедрения. Следовательно, можно утверждать, что их использование при наличии условий для этого является очень привлекательным.

Но, останавливаясь на преимуществах технологии, стоит обратить внимание и на недостатки. При использовании В1М-технологий возникают определенные сложности, например, далеко не всегда можно корректно математически описать конкретное сооружение.

Данную проблему можно решить несколькими путями:

- анализ существующего программного обеспечения, которыми располагают проектировщики сейчас;

- анкетирование строительных организаций с целью получения информации об использовании BIM в них;

- выявление проблем, которые связаны с самим явлением BIM.

Многие специалисты придерживаются мнения, что BIM-технологии

можно применить только для получения информационной модели конкретного здания. Их мнение частично правильное, но в то же время BIM-технология — это гораздо более широкое понятие. Оно включает в себя несколько направлений и позволяет нам получить гораздо более широкий и глубокий результат.

На сегодняшний момент BIM-технологии не развиты на высоком уровне, поэтому во многих проектных организациях с помощью BIM-технологий осуществляется разработка только отдельных частей проектов. Для примера, с помощью этих технологий проектируются отдельные узлы, отдельные части зданий и сооружений, разрабатываются определенные документы, но не более того. Частично это объясняется отсутствием данных программ в программе обучения студентов строительных специальностей, отчасти — отсутствием средств на закупку лицензионных программных пакетов, отчасти это происходит из-за того, что руководитель строительной организации в ряде случаев не может полностью оценить результаты внедрение BIM-технологий.

Большинство знают, что основным критерием эффективности реализации проекта является удовлетворение заказчика. Существует такое понятие, как Request for information (RFI), означает оно ситуацию, когда один из участников задает много уточняющих вопросов. Данное явление не всегда приводит к лучшему пониманию вопроса, но часто увеличивает сроки выполнения задачи. Информационная модель проекта должна быть максимально «детализированной» и готовой для использования, естественно, когда она точная, у участников меньше вопросов друг к другу.

Разработанная с помощью BIM-технологий модель позволяет всем участникам процесса лучше понять друг друга на раннем этапе. Это приводит к

снижению RFI, участники проекта начинают принимать более взвешенные решения, потому что им для этого хватает информации.

Лучше всего эффективность BIM-технологий демонстрирует график Патрика Маклими [рис. 1]. Данный график наглядно показывает сравнительный момент стандартного метода работы над строительным проектом и работу с применением BIM. Стоит обратить внимание, что на графике отражены различные стадии проекта, от проектирования до эксплуатации. Основные решения в основном принимаются на стадии строительства, что естественно влечет за собой большие затраты, в связи с чем вносятся изменения в план и влечет за собой дополнительное финансирование. Как уже говорилось ранее, этап проектирования менее затратный и поэтому считается, что внесение изменений на ранних стадиях проекта является наиболее эффективным и менее затратным.

Рис. 1. График Патрика Маклими

Основные изменения должны вноситься в проект на этапе его детального моделирования. Это подразумевает внедрение новых технологий, использование программного обеспечения достойного уровня, позволяющего эту информацию производить.

Залогом успеха строительного проекта является сплоченная команда, которая тесно взаимодействует между собой для получения лучшего результата, эта мысль закладывается в основу внедрения В1М. При идеальном раскладе реализации проекта, считается, что все участники реализации проекта (начиная от разработчика концепции, заканчивая подрядчиками и поставщиками, а иногда и эксплуатирующей организацией), включаются в процесс разработки проекта на этапе начала проекта. При таком раскладе, каждый следующий этап жизненного цикла здания формирует требования к информации, которая подготавливается на предыдущем этапе, и влияет на решения, которые впоследствии будут иметь определяющее значение для стоимости и сроков строительства. Информации в проекте накапливается на каждом этапе его жизненного цикла, если, начиная с концепции, разработка ведется с использованием моделей.

К большому сожалению, в реальной практике на сегодня результат выглядит немного иначе. В большинстве случаях разработчики концепции, проектной документации и рабочей документации являются совершенно разными организациями и людьми, которые в процессе работы над проектом между собой не общаются. Подрядчик выбирается на тендере в тот момент, когда начинается строительство, и он не может влиять на принятые проектные решения. Та же ситуация и с разработчиками рабочей документации, которые часто получают готовые проектные решения, принятые другими людьми, и не могут их менять.

Важно, чтобы участники проекта могли договориться и максимально детализировать все подробности на этапе разработки. В данном вопросе, можно брать пример с Запада, где люди умеют договариваться, ищут разработчика изделий заранее, что позволяет более эффективно выстраивать процесс для всех участников — заводу делать более качественные изделия, проектировщику — ускорять работу на всех этапах, застройщику — делать все быстрее и эффективнее.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Как искусственный интеллект меняет строительную отрасль. — Текст: электронный // PlanRadar: [сайт]. — URL: https://www.planradar.com/ru/kak-iskusstvennyj-intellekt-menyaet-stroitelnuyu-otrasl/ (дата обращения: 28.04.2023)

2. Стратегия цифровой трансформации обрабатывающих отраслей промышленности в целях достижения их «цифровой зрелости» до 2024 года и на период до 2030 года. — Текст: электронный // ГАРАНТ.РУ: [сайт]. — URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/401415210/#review (дата обращения: 29.04.2023)

3. Зайцева, П. А. Контроль времени и стоимости строительства с помощью 5D-технологий информационного моделирования / П. А. Зайцева. — Текст: непосредственный // «Современные проблемы менеджмента в строительстве»: материалы Всероссийской научно-практической конференции. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 2022. — С. 170-177

4. BIM handbook: a guide to building information modeling for owners, managers, designers, engineers and contractors / C. Eastman, P. Teicholz, R. Sacks, K. Liston. — 2-е изд. — Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2011. — 650 c. — Текст: непосредственный

5. Project, M. I. A Guide to the Project Management Body of Knowledge (PMBOK® Guide) / M. I. Project. — 6-е изд. — Newtown Square, Pennsylvania: Project Management Institute, Inc., 2017. — 573 c. — Текст: непосредственный

6. Autodesk BIM 360. — Текст: электронный // Autodesk BIM 360: [сайт]. — URL: https://www.autodesk.com/products/bim-360/overview (дата обращения: 02.05.2023).

7. Балашов А. И. Управление проектами: учебник для бакалавров / А. И. Балашов, Е. М. Рогова, М. В. Тихонова, Е. А. Ткаченко; под ред. Е. М. Роговой.-М.: Издательство Юрай, 2013. — 383 с.

Lukiyanov M.E.

Student of the Department of Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economics I.N. Ulyanov Chuvash State University (Cheboksary, Russia)

Terekhova O.P.

Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor of the Department of Construction Technologies, Geotechnics and Construction Economics of the I.N.Ulyanov Chuvash State University (Cheboksary, Russia)

IMPLEMENTATION OF AN INFORMATION MODEL OF CONSTRUCTION QUALITY MANAGEMENT USING MODERN COMPUTER TECHNOLOGIES

Abstract: the article considers the introduction of modern digital technologies in construction, which makes it possible to increase the efficiency of construction companies, improve the quality of projects and reduce production costs. The article suggests various methods of automating the construction process and enterprise management in order to reduce the possibility of errors and delays in the project. The use of modern digital technologies in the organization of construction and enterprise management is an important step towards improving the efficiency and quality of construction, making construction faster, more reliable and more economical.

Keywords: BIM, construction, digital management, cloud platform, digital technologies.