Проектирование заводов устремилось в информационные технологии
Информационное моделирование в строительстве пока слабо развито на российском рынке. Однако при проектировании и строительстве промышленных предприятий BIM использует или вот-вот начнет использовать не менее половины компаний, хотя подготовленных кадров для работы с информационными моделями в стране не хватает.
Весной 2021 года СМИ публиковали данные опроса, проведенного «Деловой Россией»: всего для 12% девелоперов BIM стал стандартом проектирования, 4% применяют предиктивное обслуживание инфраструктуры, а 8% мониторят работы на стройплощадке.
Как заявляет Артем Евланов, генеральный директор ООО «ИНТЭК-Строй», только 5-7% российских девелоперов, архитекторов и проектировщиков используют BIM.
Однако в ходе онлайн-конференции «Инновационный инжиниринг: технологии для реконструкции и строительства металлургических предприятий» (организована Autodesk и CSD) проводился опрос, и 63% его участников заявили, что их компании применяют BIM-технологии. При этом 40% опрошенных имеют самостоятельные отделы, 15% формируют таковые.
По некоторым оценкам, до 85% крупных промышленных предприятий уже строят новые мощности, применяя BIM.
Аналогичные процессы происходят в сегменте строительства складов. «Последние годы даже спекулятивные склады строятся с использованием технологии информационного моделирования, т.к. она позволяет сократить время реализации любого проекта в два раза и оптимизировать бюджет почти на треть. Сейчас, когда строительные материалы растут в цене практически каждый день, это особенно актуально», - отмечает Захар Вальков, исполнительный директор Radius Group.
Производственная необходимость
Участники конференции отметили ряд причин, которые заставляют предприятия внедрять информационное моделирование: потребность повысить производительность труда инженеров, конструкторов и геодезистов; потребность в улучшении качества бюджетного и календарного планирования; потребность в улучшении качества выпускаемой документации; необходимость снизить коллизии в проектной документации; получить возможности автоматического предоставления спецификаций.
Проектирование промышленных предприятий имеет специфику, которую приходится учитывать. Это и конструктивные особенности, и большой объем инженерных сетей, и шумы, вибрация, электромагнитные излучения и т.д.
«Специфика в промышленном проектировании, конечно же, есть. Ведущая специализация технологии и все остальное подчиняется функциональности и назначению производства. Архитектура в промышленном проектировании весьма утилитарна. Это, конечно, сказывается и на применяемых конструкциях и объемно-планировочных решениях», - отмечает Максим Нечипоренко, заместитель директора Renga Software.
«Все завязано на технологии. Химия, газ, нефть – все обустраивается вокруг печей, бункеров. Технологическая цепочка задает тон объекту», - вторит Елена Францева, руководитель проектного отдела компании STEP.
По ее словам, еще одна специфическая особенность – большая насыщенность инженерией. «Поэтому BIM в промышленном строительстве важнее, чем в строительстве жилья. Особенно в химической отрасли, где по трубам поступают разные газы, которые потом смешиваются», - подчеркивает Францева.
Информационное моделирование используется для визуализации, упрощения монтажа на стройплощадке. Поэтому очень важно, чтобы проектировщик представлял весь технологический цикл конкретного предприятия, добавила Францева.
Т.е., проектировщики, скорее всего, имеют узкую специализацию.
Поспешай медленно
Несмотря на востребованность, темпы внедрения информационного моделирования не впечатляют. Татьяна Ларина, руководитель направления «технологическое проектирование» CSD, отметила отсутствие комплексного подхода к внедрению BIM, очень медленное внедрение платформенных технологий. «Решения внедряются фрагментарно, могут быть не связаны, не используются возможности на все сто процентов. Но при частичном внедрении вся цепочка не заработает, отдельные звенья будут проседать», - уточнила она.
Аналогичного мнения придерживается Антон Тимошенко, заместитель начальника управления по развитию АО «Уралэлектромедь»: «Внедрение происходит фрагментарно, в разных системах, которые надо связать, чтобы организовать производство. Нужна интеграция».
Он также отметил: нередко упускается факт, что BIM - база для остальных систем. Если нет интеграции, системы не могут взаимодействовать.
Новые технологии продвигаются медленно по нескольким причинам. В частности, в стране не хватает специалистов. Только для проектирования и изыскательских работ на объектах госзаказа, по данным Минстрой РФ, не хватает 30 тыс. специалистов. По данным «Аскон», еще почти 20 тыс. специалистов нужны организациям, выступающих заказчиками по госконтрактам.
Заказчики строительства предприятий сегодня иной раз даже требуют, чтобы проектировщики владели BIM - запрашивают компетенции, перечень программ, рассказывает Андрей Дементьев, зам. главного инженера по автоматизации ОАО «УРАЛМЕХАНОБР». В то же время сложно найти подрядную компанию, которая строит в соответствии с BIM. Такие компании, по словам Дементьева, очень востребованы.
Время и деньги
Еще одним «тормозом» выступает стоимость информационного моделирования, которая проистекает в том числе из-за нехватки специалистов. Как отметил Андрей Дементьев, проектировщики BIM продают свой труд минимум на 30% дороже, иногда – в два раза. «За BIM надо платить», - говорит он.
По данным компании STEP, затраты проектировщика по себестоимости выше на 30-50%. Плюс зарплата соответствующих специалистов, поскольку их мало, также на 30-50% больше.
«Краснодаркрайгосэкспертиза» в своем отзыве на проект постановления об обязательном использовании BIM в бюджетных проектах утверждает: затраты на оборудование, специализированное программное обеспечение и обучение одного сотрудника обходятся примерно в 2 млн рублей. И это при условии использования отечественного софта, полный перевод на который планируется завершить к 2023 году.
Еще один фактор, который влияет на стоимость – время. «Цифровые решения позволяют оптимизировать сроки реализации проекта. Но многое зависит от объемов работы. В частности, на полную реализацию небольшого проекта на 7-10 тыс. кв. м обычно уходит не менее двух лет, один из которых – только на проектирование и согласование. Сложные проекты могут длиться по пять лет и более», - говорит Наталья Моисеева, руководитель проектов в международной консалтинговой и инжиниринговой компании Bilfinger Tebodin.
Алексей Балышев, технический эксперт Autodesk по промышленному проектированию, также отмечает потери времени и, соответственно, денег, если долго идет монтаж оборудования (иногда монтаж сопоставим по срокам со строительством), если плохо налажены связи между подрядчиками и заказчиками. По его мнению, потери времени и денег можно избежать, используя «правильные» программные продукты.
После проектирования необходимо пройти экспертизу. В зависимости от вредности будущего производства и объема выпуска продукции требуется государственная экспертиза, иногда ее разрешено выполнить только в Главгосэкспертизе. Экспертиза в частных компаниях проводится иногда. «Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности, химической – только через Главгосэкспертизу. В пищевой промышленности – в зависимости от объема производства. Такие правила есть для каждой отрасли», - уточнила Елена Францева.
По словам Моисеевой, проблемы со сроками возникают обычно на этапе согласований, и связано это с законодательными сложностями. «К нам часто приходят клиенты, которые сталкиваются с неправильно определенными классами экологической и промышленной опасности. В результате приходится заново готовить и подавать документы на согласование в совершенно другой государственный орган. В процессе могут возникнуть дополнительные сложности. Если повышается класс ответственности предприятия, необходимо менять инженерные решения, а при дополнительной экологической ответственности – снова проходить публичные слушания», - рассказала она.
Елена Францева также говорит о длительной процедуре. «Иногда проектирование идет дольше, потому что сложнее. Впрочем, есть и коммерческие объекты, напичканные множеством функций, с большим количеством инженерных сетей. Это не менее сложные проекты», - рассуждает она.
BIM-потенциал
Перспективы перехода на BIM-стандарты в проектировании промышленных объектов все же видны. Например, Алексей Балышев рассказал о создании Клуба BIM-лидеров, которые уже подготовили BIM-стандарт по промышленным объектам. Компания STEP пробует проектирование в 4D, привязывая модель к графику работ. Но пока, отметила Елена Францева, это больше относится к маркетингу. При этом, по ее словам, есть уже много литературы, работают курсы по 4D-моделированию. Мало того, всем уже известно о моделировании в 5D, но рынок, полагает Францева, пока не готов привязать проект к бюджету: приложенные усилия не дадут нужного эффекта. Однако, полагает она, 5D проектировщики будут использовать уже через год-два.
«Перспективы развития достаточно интересные. С одной стороны, коммерческие заказчики (девелоперы) осознают ценность технологии и осваивают ее не только в части проектирования, но и в части управления стройкой», - оценивает ситуацию Максим Нечипоренко.
С другой стороны, по его словам, государство занимается стандартизацией этой технологии для введения ее в обязательное применение. Для начала это будут объекты капитального строительства, выполняющиеся за счет федерального бюджета, но декларируются намерения о более массовом обязательном применении.
«Пока процент применения можно назвать небольшим, но за лидерами тянутся и остальные. Предположительно в ближайшие три года будет бурный рост спроса на подобные решения. Тем более, что в России есть отечественные разработки, которые могут решать задачи и 3D, и 4D, и 5D и даже 6D», - резюмировал Нечипоренко.
Максим Нечипоренко, заместитель директора Renga Software: - Преимущества работы с BIM, промышленные проектировщики оценили и стали применять намного раньше гражданских. Но маркетинг победил, и все считают, что BIM есть только в гражданском строительстве. В промышленном проектировании раньше никто и называл «бимом» то, чем они занимаются. А именно там очевидно, что модель создает больше возможностей для сокращения ошибок проектирования и ускорения монтажа.
Ну и цена ошибки проектирования в случае работы со сложным технологическим оборудованием намного выше, чем в строительстве жилья.
Наталья Моисеева, руководитель проектов в международной консалтинговой и инжиниринговой компании Bilfinger Tebodin:
- Сегодня все больше цифровых технологий внедряется в промышленном строительстве, что, безусловно, позитивно влияет на эффективность выполнения проектов. Улучшается коммуникация между участниками, совершенствуется контроль отслеживания и устранения дефектов. Многие программы помогают в расчетах, постановке задач и их реализации. Дистанционное управление проектом во многом стало возможным, в частности, благодаря мобильным технологиям и облачным решениям.
Через 20 лет российская энергетика сохранит сложившуюся схему, но в более гибкой модификации, адаптируется к давно ожидаемому технологическому прорыву и будет функционировать при «диктатуре потребителя». Такой концепт будущего отрасли описали на Российском международном энергетическом форуме участники пленарного заседания по вопросам цифровизации энергетики.
Этапы большого пути
За последние два десятка лет российская энергетика пережила ключевые изменения, которые, по общему мнению ведущих представителей отрасли, казались абсолютно нереальными на старте.
«Начавшийся у нас 19 лет назад период структурных преобразований в энергетике – разделение сфер деятельности, функций – имел место и в других странах. Последние годы были потрачены на то, чтобы структурно преобразовывать управление и устройство энергосистемы. Процесс не везде закончен: в мире еще происходит «догоняющая волна». И наша задача сейчас – найти свой ответ на вызовы, которые нам ставят появившиеся технологии: это и возобновляемая энергетика, и цифровизация, и большие распределенные источники производства, и т. д.», – заявил заместитель председателя правления АО «СО ЕЭС» Фёдор Опадчий.
Со своей стороны, председатель наблюдательного совета Ассоциации «Совет производителей энергии» Александра Панина отметила, что происходящие изменения все-таки имеют эволюционный, а не революционный характер.
Сходную позицию обозначила директор департамента развития ЖКХ Минстроя РФ Светлана Никонова. «Осталось ощущение, что единая энергосистема – грандиозное завоевание нашей страны. И, безусловно, с учетом развития ВИЭ-генерации, распределенных источников, эта надежная система, надеюсь, будет сохранена и всем в ней будет комфортно: и потребителям, и производителям, и сфере ЖКХ», – отметила она.
Президент холдинга АО «РЭП Холдинг» Тагир Нигматулин акцентировал внимание на утрате ряда позиций российского машиностроения. «Если ранее отечественного оборудования было 90%, то сегодня мы «упали» до 33-34%. Сейчас есть программа импортозамещения, и меня это вдохновляет и радует. Но для меня энергетика – не только машиностроение. Все-таки базис идет от науки, от идеи. В последнее время наука у нас, я бы сказал, "загнана"», – сказал он, добавив, что очень важно, чтобы «деньги, которые будут платиться за оборудование, остались в стране».
Кроме того, эксперт напомнил о невозможности обеспечения абсолютной кибербезопасности – вследствие применения на объектах энергетики импортного оборудования. «По моим наблюдениям, у нас нет элементной базы, которая полностью позволяла бы обеспечить электроэнергетику, в том числе объекты генерации. С моей точки зрения, это несет большой риск. Есть прецеденты: определенные элементные базы закладываются для контроля над нашей страной. Не случайно ключевым требованием «Газпрома» является применение только отечественной элементной базы на основных процессорах», – подчеркнул Тагир Нигматулин.
Важность владения технологиями отметила и заместитель директора департамента оперативного контроля и управления в электроэнергетике Министерства энергетики РФ Елена Медведева. Она также признала, что в период реформирования РАО акцент был сделан на развитии экономических взаимоотношений, а технологии – оставлены «на откуп поставщикам, которые, к сожалению, были в основном иностранными».
Первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг» Павел Шацкий в качестве наиболее существенных перемен, произошедших в энергетической системе РФ с начала века, назвал разделение монопольных компаний и программы ДПМ (договоров о предоставлении мощности) и выразил надежду, что вместе с коллегами они и впредь будут «указывать правильное направление для развития отрасли».
Настоящее: поиск ответов
На пленарном заседании прозвучали принципиально разные мнения по таким вопросам, как целесообразность сохранения более или менее централизованной энергетической системы, необходимость «настойчивого внедрения» цифровых технологий, суть самого понятия цифровизации, сосредоточение в ведении Минэнерго как регулятора таких же «денег и власти», какими располагает Минпромторг, и др. В частности, Александра Панина высказалась за постепенное, эволюционное внедрение цифровых практик в энергетике. А Тагир Нигматулин выразил убежденность в том, что «демонополизация должна быть консолидированной».
Информацию о деятельности Минэнерго в плане разработки и выпуска документов технологического характера, о внедряемых цифровых технологиях представила Елена Медведева. Она рассказала, в частности, о мероприятиях по технологическому обновлению основных фондов, уточнив, что и оборудование, и технологии, внедряемые сегодня, должны быть способны интегрироваться не только с уже существующими, но и со вновь появляющимися. Чиновница упомянула также о возможности создания производственных кластеров. «Они формируются на базе цифровых платформ под наиболее оптимальное решение для всех участников процесса. И это обеспечивается внедрением цифровых технологий и созданием добавленной стоимости», – рассказала она. Ключевой технологией при этом является «цифровой двойник» – виртуальная копия изделия, в которой фиксируются все данные о материалах и особенности конструкции. Однако «цифровой двойник» будет работать в комбинации с другими цифровыми технологиями, объявленными в «дорожной карте» Правительства РФ, – такими как роботизация, «цифровые тени» с элементами искусственного интеллекта, 3D-печать.
Со своей стороны, Фёдор Опадчий представил информацию о проектах модернизации, которые уже осуществляются в энергетике, при этом большая часть их подкреплена программными документами и имеет сквозной характер. В частности, он привел пример внедрения дистанционного управления оборудованием на энергообъектах. «Понятно, что это выглядит как автоматизация деловых процессов. Но переключение подстанции в ручном режиме производится два часа, а по программе с использованием дистанционного управления может быть осуществлено за три минуты», – подчеркнул спикер, указав, что колоссальный рост скорости переключений снимает необходимость специального режима на это время, а также существенно снижает вероятность ошибки и трудозатраты обслуживающего персонала.
Он также отметил важность добровольного участия потребителей (благодаря современным технологиям) в регулировании баланса энергосистемы.
Технологичное будущее
В завершение пленарного заседания спикеры представили свое видение развития энергетики РФ в 20-летней перспективе. По мнению заместителя председателя Комитета по энергетической политике и энергоэффективности Российского союза промышленников и предпринимателей Юрия Станкевича, энергетику ожидают децентрализация, «диктатура потребителя» и снижение стоимости энергии за счет межтопливной конкуренции.
Прогноз Александры Паниной – более гибкое функционирование системы, технологический прорыв в области накопителей электроэнергии и сохранение ведущей роли человеческого интеллекта в дальнейшем развитии отрасли. Светлана Никонова выразила надежду на то, что через 20 лет электроэнергетика для конечных потребителей – населения – будет комфортной, доступной и надежной.
Павел Шацкий сделал акцент на доступе к мировому рынку парогазовых технологий и «умных» возобновляемых источников энергии (ВИЭ), «которые будут располагаться не там, где хочется, а там, где надо, где есть ветровые нагрузки и хороший коэффициент инсоляции».
По мнению Тагира Нигматулина, основным топливом на ближайшие 20 лет (а может, и дольше) останется природный газ. Важным направлением для отрасли он обозначил также развитие распределенной энергетики внутри крупных генерирующих компаний. Кроме того, эксперт отметил важность выбора на «развилке»: продолжать ли деградацию в области машиностроения (и энергетики в том числе) – или же возвращаться в статус сильной державы с развитой энергетикой.
Мнение
Сергей Есяков, первый заместитель председателя Комитета Госдумы РФ по энергетике:
- У меня такое ощущение, что те 20 лет, которые я провел в энергетике, все-таки были разминкой. Достаточно насыщенная, достаточно активная, но все-таки разминка. И сегодня есть понимание: если мы хотим оставаться энергетической державой, то должны идти в русле мировых, в том числе «цифровых» тенденций.
На прошлой неделе федеральные власти реанимировали идею строительства высокоскоростной магистрали (ВСМ) «Москва – Санкт-Петербург». У проекта есть и сторонники, и противники. Последние, кстати, вообще не верят, что он будет реализован.
Вице-премьер РФ Максим Акимов заявил, что проект обойдется примерно в 1,5 трлн рублей. По его словам, пока есть лишь предварительная оценка стоимости, нет ни финансовой модели, ни технико-экономического обоснования. Пока предполагается, что трасса может стоить примерно столько же, что и проект ВСМ «Москва – Казань», т. е. около 33 млн долларов за километр пути.
Со стоимостью проекта Минтранс РФ определится в августе, после чего начнется проектирование – эта функция передана ОАО «РЖД». «Представляется все это очень перспективно. Мы сейчас, например, прорабатываем такую интересную идею, чтобы трассировку сделать с заходом (там получается небольшая петля) через Великий Новгород», – сообщил также Максим Акимов.
Напомним, в декабре 2018 года Правительство РФ по поручению Президента Владимира Путина приступило к изучению вопроса: можно ли реанимировать проект ВСМ «Москва – Петербург», «притормозив» ВСМ «Москва – Казань»? Глава Минэкономразвития РФ Максим Орешкин называл петербургское направление более перспективным. Он отмечал, что казанский проект не был до конца просчитан – только сейчас производится его комплексный анализ. По словам министра, подобные проекты очень затратны – и если их нельзя окупить только за счет продажи билетов, должен быть высокий социально-экономический эффект.
В апреле нынешнего года Владимир Путин одобрил предложение вр. и. о. губернатора Петербурга Александра Беглова и главы «РЖД» Олега Белозёрова начать проектирование ВСМ «Москва – Петербург» и объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта в Петербургском транспортном узле.
По самым оптимистическим оценкам, трасса может быть введена в эксплуатацию не раньше 2026 года. Проект фигурировал в программе создания скоростных магистралей, которую правление «РЖД» утвердило в 2016 году. За реализацию отвечает дочерняя структура «РЖД» «Скоростные магистрали».
Между тем реанимация проекта выявила ряд вопросов, ответы на которые до сих пор не ясны. По словам экспертов, ясного расчета трассировки линии ВСМ по Петербургу не существует. Ни в Генплане, ни в ПЗЗ скоростная дорога не предусматривалась. Стоимость этого проекта невозможно вычислять даже приблизительно. Как полагают эксперты, нужно менять нормативные документы, при необходимости – выкупать земельные участки. Но в первую очередь нужно определиться с границами трассировки. Тогда станут очевидными прочие внутригородские проблемы, которые предстоит решить.
Также совершенно не проработан вопрос финансирования и окупаемости проекта. В бюджетных планах он не значится – то есть предстоит поиск серьезных инвесторов, готовых вложить крупные суммы. Скорее всего, для них придется разрабатывать отдельную финансовую схему.
Как ранее отмечал генеральный директор компании «Infoline-Аналитика» Михаил Бурмистров, окупаемость проекта в сжатые сроки сможет обеспечить только высокая цена на билет – в 2,5–3 раза выше, чем на скоростные поезда «Сапсан». Однако это может серьезно снизить спрос на билеты. В то же время грузоперевозки по ВСМ вряд ли будут пользоваться спросом: очевидно, что они будут дорогими, поскольку перевозчикам придется менять парк грузовых вагонов. Таким образом, экономическая эффективность проекта петербургской ВСМ столь же неочевидна, как и казанской.
Добавим также, что ВСМ призвана стать заменой «Сапсанов», количество рейсов которых ОАО «РЖД» было вынуждено увеличивать в связи с высоким спросом (в прошлом году они перевезли почти 5,5 млн человек). Но их скорость признана недостаточной. Для ускорения необходимо или модернизировать существующую железнодорожную инфраструктуру между столицами, или запускать скоростную ветку. При этом многие эксперты полагают, что модернизация существующих путей обойдется дешевле, а скорость в итоге можно получить искомую – 400 км в час. С другой стороны, помимо пассажирских, между Москвой и Петербургом курсируют грузовые и пригородные поезда, которым «Сапсаны» заметно мешают.
Ну и, наконец, неясной остается и судьба ВСМ «Москва – Казань». Максим Акимов заявил, что проект не закрыт – обсуждается, какой из проектов, петербургский или казанский, станет первым. По сочетанию факторов становится очевидно, что радость оптимистов, надеющихся в 2026 году «с ветерком» за два часа проехаться из Петербурга в Москву, может быть несколько преждевременной.
Кстати
По расчетам «РЖД», протяженность ВСМ «Москва – Санкт-Петербург» составит 659 км. Но пока не будет определена трассировка, вопрос остается открытым. Пассажиропоток может достигнуть 27 млн человек в год, из которых 12 млн – индуцированный спрос.