Цифровизация строительного производства

№127-1,

Технические науки

Данная обзорная статья посвящена анализу достижений в области цифровизации за последние несколько лет. В статье раскрывается понятие «цифровизация», приведены примеры использующихся технологий и принципов цифровизации в мире. Отдельно рассматриваются технологии и научные наработки, которые применяются в строительной отрасли.

Похожие материалы

Понятие «цифровизация» в последнее время встречается все чаще, в посланиях президента РФ, в публикуемых планах и стратегиях развития государственных корпораций, и в отчетных документах акционерных обществ [1-7].

В первую очередь нужно дать максимально полное, но в то же время лаконичное определение данного термина. В широком смысле: Цифровизация — это повсеместное внедрение цифровых технологий в различные сферы жизни общества: государственное управление, экономику, промышленность, культуру, образование, сервисы и т.п. [8].

Однако, очень важно понимать, что технологии, безусловно, являются ключевой движущей силой на пути к автоматизации процессов и повышению производительности труда. Но говоря о цифровизации речь идет прежде всего о стратегическом решении, которое должно принять высшее корпоративное руководство. В частности, руководители должны оценить, в какой степени компанию затрагивают происходящие перемены, и решить на сколько актуальны предлагаемые изменения для конкретной организации и выполняемых ею задач. В конечном итоге руководители должны решить, каким образом следует скорректировать бизнес-модель компании, начиная с организационной модели и корпоративной культуры и заканчивая развитием персонала и навыков. Как показывает практика, тем игрокам, которые выборочно автоматизируют процессы и быстро сокращают затраты за счет роботизации, на пути к интеллектуальной автоматизации приходится все эти процессы пересматривать. В связи с этим до сих пор не теряют актуальности выводы, сделанные в ходе реструктуризации бизнес-процессов еще в 1990-е гг. Основная цель заключается не в том, чтобы просто автоматизировать все процессы в максимальной степени, а в том, чтобы модернизировать бизнес-систему в целом [9].

Принимая во внимание вышеуказанную особенность цифровизации, мы можем дать гораздо более полное и подходящее определение, итак цифровая трансформация или цифровизация — изменение формы бизнеса в условиях цифровой реальности на основе данных. Цифровая трансформация — прежде всего, означает изменение бизнес-процессов, пересмотр организационных структур, локальных нормативных актов организаций, новые ролевые модели.

Цифровая трансформация не ограничивается применением технологий, таких как Big Data, интернет вещей, дополненная реальность и блокчейн. Возможно предположить, что названные инструменты предназначаются только для IT сектора, но это не так, существуют компании, которые используют цифовизацию в повседневной деятельности, производящей материальные продукты.

На сегодняшний день существует много научных наработок и готовых технологий, способных цифровизировать производство, в том числе и строительное. Так как строительство по определению является проектной деятельностью, очень важна роль такой группы процессов, как управление ресурсами организации и сквозного процесса контроля исполнения, это обусловлено большим количеством изменений.

Вот несколько решений использующихся в строительстве и имеющих огромный потенциал при широком распространении внутри отрасли:

BIM — технологии ((Building Information Modeling или информационная моделирование зданий) достаточно активно используются в проектировании и строительстве, что позволяет значительно сократить потенциальные ошибки на стадии создания проекта и повысить эффективность возведения объектов, с меньшей долей ошибок выполнять учет трудовых и материальных ресурсов при реализации проектов. Кроме того, на сегодняшний день в Российской федерации федеральным законом от 27.06.2019 № 151-ФЗ в Градостроительном кодексе закрепляется понятие информационной модели объекта капитального строительства. Созданы, утверждены и введены в действие (или будут введены в ближайшее время) ряд сводов правил касающихся информационного моделирования, определяющих правила создания, внесения изменений и состав формируемых информационных моделей (ИМ), правила организации работ производственно-техническими отделами, правила обмена данными между ИМ, контроль качества производства строительных работ [10-15]. Важным шагом к расширению практики использования BIM-технологий является размещение для общественного обсуждения проекта Постановления Правительства «Об утверждении перечня случаев, при которых формирование и ведение информационной модели являются обязательными», находящемуся на стадии «Подготовка заключения об ОРВ (Оценке регулирующего воздействия)» [16]. Но использование только BIM не сможет оказывать влияния на систематические проблемы строительства — реализация графиков и бюджетов строительства в полном соответствии с планом. При синхронизации BIM-технологий и систем календарно-сетевого планирования (КСП) достигается синергетический эффект. При выполнении части/этапов работ сотрудники организации отмечают это в информационной модели объекта в 3D конструкторе, что позволяет регистрировать факт совершения события и сравнивать с планируемыми задачами. Специализированное решение Lement Pro Building для строительной отрасли с модулем 3D Survey позволяет демонстрировать данные СМР с помощью цветовой визуализации отображающей ход строительства (опережения и отставания в соответствии с графиками строительства) [17]. Строительный подрядчик получит ряд преимуществ, реализация проектов станет дешевле, и работа над ними пойдет быстрее, при полномасштабном использовании BIM во всей отрасли. Очень важной является такая особенность BIM, которая позволяет очень быстро исправлять ошибки или использовать другие конструктивные решения и производить перерасчеты. Кроме того, BIM упрощает поиск данных: получить их может каждый сотрудник, который работает над проектом. Информация доступна на всех стадиях, и отражает текущие утвержденные решения в проекте. Также одним из важных направлений работы является создание полноценного электронного документооборота, без использования бумажных носителей. Хранение данных в онлайн-формате более надежно, позволяет повысить производительность труда, создав единое рабочее пространство для всех участников процесса реализации проекта [18].

Использование датчиков — отдельная область знаний в прикладной метрологии, которая важна для качественного и безопасного строительства. Добавив различные датчики (например тензодатчики для измерения напряженно-деформированных состояний в конструкциях, GPS-датчики для измерения отклонений от вертикали высотных сооружений, датчики влажности и температуры для регистрации параметров процесса гидратации цемента) и метки системам контроля, можно производить замеры необходимые для выполнения работ, их освидетельствования зданий и сооружений, увеличивать длительность эксплуатации, выявлять дефекты и разрушения зданий и сооружений [19-21]. Кстати компания Hilti уже сейчас предлагает устанавливать специальные RFID-метки для маркировки и навигации на инструменты, что позволяет вести назначение и регистрацию ответственных лиц за материалы и оборудование, значительно снизить потери и кражи на разных объектах и складах, предупредить поломки и контролировать степень износа инструментов [22].

Успешно используются видеокамеры на объектах строительства [23]. С помощью IP-камер застройщики демонстрируют темпы строительства, в области городской застройки, своим потенциальным и имеющимся покупателям. Совмещение данной технологии с системой управления проектами дает отличную возможность для контроля за ходом строительства. Для этого ключевые этапы строительства установлены по видимым на камерах изменениям. Понимание того, что достижение каждого этапа невозможно без выполнения полного комплекса работ (в том числе освидетельствование скрытых работ сотрудниками строительного контроля) будет гарантом исполнения проекта в полной мере.

Таким образом, цифровизация — всеобъемлющий процесс и он уже наступил, строительство не исключение. Этот процесс очень динамичный и сложно предсказуемый, поэтому нужно постоянно изучать достижения активно развивающихся отраслей в этом направлении. Уже сейчас есть достаточное количество научных наработок и технологий, позволяющих цифровизировать компании строительной отрасли, это касается производства материалов, проектирования, логистики, организации процесса строительства на объекте, процессов взаимодействия строительной площадки и головного офиса.

Как известно, производительность труда зависит от четырех основных факторов: знания сотрудников, их квалификация, мотивация и эффективная система контроля [24]. Обеспечив данные составляющие в должном объеме и качестве производительность труда будет расти, а цифровизация станет инструментом достижения новых целей и выполнения сложных задач.

Необходимо своевременно предоставлять конструктивную обратную связь от всех участников строительного процесса, ведь только благодаря диалогу с профессионалами можно сделать качественный переход к цифровому строительству.

Список литературы

  1. Послание Президента Федеральному Собранию от 20 февраля 2019 года // Сайт Президента России URL: http://kremlin.ru/events/president/news/59863 (дата обращения: 02.03.2020).
  2. Акт министерств и ведомств "Основные направления бюджетной, налоговой и таможенно-тарифной политики на 2019 год и на плановый период 2020 и 2021 годов" от 02.10.2018 Официальный сайт Министерства финансов Российской Федерации.
  3. Минстрой России продолжает работу в области цифровой трансформации строительной отрасли // Официальный сайт Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации URL: https://www.minstroyrf.ru/press/minstroy-rossii-prodolzhaet-rabotu-v-oblasti-tsifrovoy-transformatsii-stroitelnoy-otrasli/?sphrase_id=914810 (дата обращения: 02.03.2020).
  4. Акт правительства Российской Федерации "Основные направления деятельности Правительства Российской Федерации на период до 2024 года" от 29.09.2018 Сайт Правительства России.
  5. Газпром» и BASF развивают технологическое сотрудничество // Официальный сайт ПАО «Газпром» URL: https://www.gazprom.ru/press/news/2019/october/article490511 (дата обращения: 03.03.2020).
  6. Публичный отчет Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». Итоги деятельности за 2018 год. Глава 6 Цифровая трансформация — 227 с.
  7. Отчет в области устойчивого развития Группы Компаний ПИК за 2018 год, Июль 2019. — 110 с.
  8. Цифровизация и ее место в современном мире // Журнал "Генеральный директор" URL: https://www.gd.ru/articles/10334-tsifrovizatsiya (дата обращения: 22.01.2020).
  9. Кулагин В., Сухаревски А., Мефферт Ю. DIGITAL@SCALE. Настольная книга по цифровизации бизнеса. — М.: Интеллектуальная Литература, 2019. — 293 с.
  10. СП 301.1325800.2017 Информационное моделирование в строительстве. Правила организации работ производственно-техническими отделами — Дата введения 02.03.2018 — М.: Стандартинформ, 2018. — 19 с.
  11. СП 328.1325800.2017 Информационное моделирование в строительстве. Правила описания компонентов информационной модели — Дата введения 16.06.2018 — М.: Минстрой, 2018. — 14 с
  12. СП 331.1325800.2017 Информационное моделирование в строительстве. Правила обмена между информационными моделями объектов и моделями, используемыми в программных комплексах — Дата введения 19.03.2018 — М.: Минстрой, 2018. — 23 с
  13. СП 333.1325800.2017 Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла — Дата введения 19.03.2018 — М.: Минстрой, 2018. — 23 с
  14. СП 404.1325800.2018 Информационное моделирование в строительстве. Правила разработки планов проектов, реализуемых с применением технологии информационного моделирования — Дата введения 18.06.2019 — М.: Стандартинформ, 2019. — 24 с.
  15. СП 471.1325800.2019 Информационное моделирование в строительстве. Контроль качества производства строительных работ — Дата введения 25.06.2020 — М.: Минстрой, 2019. — 57 с
  16. Проект "Об утверждении перечня случаев, при которых формирование и ведение информационной модели являются обязательными" // Официальный сайт для размещения информации о подготовке федеральными органами исполнительной власти проектов нормативных правовых актов и результатах их общественного обсуждения URL: https://regulation.gov.ru/projects#npa=97112 (дата обращения: 08.04.2020).
  17. LementPro Решение для сквозного управления информацией об объекте капитального строительства на всех стадиях жизненного цикла // «BIM cluster»: единый центр BIM-компетенций URL: https://bimcl.ru/apps/lementpro/ (дата обращения: 08.04.2020).
  18. Талапов В. В. Технология BIM: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий. — М.: ДМК Пресс, 2015. — 410 с.
  19. Клевеко В.И., Назукина Е.Н. Анализ возможности применения датчиков различного типа для исследования напряженно-деформированного состояния геосинтетических армирующих материалов в конструкциях автомобильных дорог // Техника и технология транспорта. 2019. № 11. С. 10. URL: http://transport-kgasu.ru/files/N11-10PTC19.pdf (дата обращения: 03.03.2020).
  20. Плотников А Н., Иванов М.Ю., Порфирьева Е.Н. Информативность систем мониторинга высотных зданий из принципа минимизации количества датчиков // Новое в архитектуре, проектировании строительных конструкций и реконструкции. Материалы IV Международной (X Всероссийской) конференции. Чебоксары: Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, 2018. С. 267-277.
  21. Сивак Т.А., Кваша П.Ю. Интеграция технологии датчиков отслеживания в информационное моделирование зданий и сооружений // Строительство: наука и образование. 2019. Т. 9. Вып. 4. Ст. 1.
  22. ON!TRACK. Революция в управлении активами [Электронный ресурс]: Сайт компании Hilti — Режим доступа: https://www.hilti.ru/content/hilti/EE/RU/ru/services/ontrack-and-fleet/on-track.html (дата обращения: 03.03.2020).
  23. Онлайн трансляции строящихся объектов [Электронный ресурс]: Сайт СЛЕДИЗАСТРОЙКОЙ.РФ — Режим доступа: http://xn--80ahcjeiahc9acuggp.xn--p1ai/?companies=0&houses=all&city=MSK (дата обращения: 03.03.2020).
  24. Cтароватов Г. Ф., Сарченко В. И.. Зарплата как источник развития: монография — Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2019. — 104 с