ИИ на стройке
Искусственный интеллект все плотнее входит в жизнь строительного сектора. В Москве чиновники уже доверяют машинным алгоритмам проверку проектной и рабочей документации, создание квартирографии для домов по программе реновации и надзор за строящимися объектами. Впрочем, на подходе и новые сервисы.
Пять лет назад в России была утверждена Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года. Согласно документу, Россия должна активно внедрять новые технологии. Так, доля органов государственной власти, крупных и средних компаний, использующих ИИ, к 2030 году должна вырасти до 20%.
«Россия должна стать мировым лидером не только по созданию, но и по масштабам применения, проникновению искусственного интеллекта во все сферы нашей жизни, — заявил президент России Владимир Путин во время выступления на конференции «Путешествие в мир ИИ» в декабре 2024 года. — Процессы, на которые сейчас нужны годы, будут осуществляться (а в некоторых областях уже идут) не за дни, а за часы, минуты и даже секунды».
Одной из отраслей, где машинные алгоритмы допущены к работе, является строительный сектор. Напомним, в дорожной карте федерального проекта «Искусственный интеллект» говорится, что отрасль при помощи нейротехнологий должна улучшить качество строительного процесса за счет обнаружения ошибок, моделировать и анализировать потенциальные опасности (пожарные риски и риски разрушения здания), а также повышать качество архитектурного планирования за счет анализа изображений окрестностей.
Роботы проектирования
В начале 2024 года в столице начал работу Центр искусственного интеллекта в градостроительстве, созданный на базе ГБУ «Мосстройинформ» при Департаменте градостроительной политики. Именно здесь, по словам мэра Москвы Сергея Собянина, происходит разработка и внедрение инновационных решений для решения различных задач строительной сферы.
Работа новой структуры началась с детального изучения процессов, проходящих на стадиях предпроектной подготовки, проектирования и строительства объектов. Более того, сотрудники центра определили ключевые этапы, на которых возможно использование ИИ, и опросили участников строительной отрасли о том, какое программное обеспечение они используют на указанных этапах и какие из задач могли бы отдать машине. В результате появился список перспективных сервисов, способных сократить временные затраты на прохождение отдельных стадий жизненного цикла объектов капитального строительства. Отметим, что каждый из них направлен на оптимизацию деятельности участников инвестиционно-строительной деятельности.
В числе перспективных направлений для применения искусственного интеллекта в строительстве оказались подбор строительной площадки и принятие финансовых решений при предпроектной подготовке, проверка проектной документации, поиск коллизий в информационных моделях зданий на стадии проектирования; а во время работ по возведению объекта — строительные роботы, мониторинг строительной площадки, в том числе в части мониторинга качества и сроков строительства, умные гаджеты, например для оценки качества бетона, прочности фундамента, оценки состояния персонала, предсказательная аналитика в части стройматериалов и техники.
За полгода работы Центра ИИ в градостроительстве столичные чиновники запустили в работу четыре сервиса. В частности, с помощью программы «Аналитика градостроительного плана земельного участка» искусственный интеллект извлекает и структурирует данные для анализа и прогнозирования. Через «Цифровой нормоконтроль» машинные алгоритмы проверяют оформление проектной и рабочей документации. «Калькулятор процедур в сфере строительства» дает возможность планировать жизненный цикл проекта в режиме онлайн, где ИИ помогает свериться с актуальной нормативно-правовой базой. Сервис «Квартирография» занимается разработкой планировочных решений по программе реновации в автоматическом режиме. Кроме того, в стадии создания — и другие инновационные программные решения: «Мониторинг хода строительства», «Поиск коллизий в BIM-моделях», «Планирование застройки и развитие городских территорий на базе эволюционных вычислений».
Как поясняют в Центре искусственного интеллекта в градостроительстве, востребованность сервисов подтверждается результатами опроса участников рынка — застройщиками, генеральными подрядчиками, проектировщиками, участвующими в строительстве объектов столицы.
Квартирография — в руках ИИ
Идея доверить искусственному интеллекту работу над квартирографией для программы реновации уже доказала свою эффективность. К слову, в момент первоначального исследования Центра ИИ в градостроительстве «за» привлечение алгоритмов в процесс формирования проектной квартирографии типовых (в том числе строящихся по программе реновации) многоквартирных домов высказались девять респондентов из числа участников стройсектора Москвы. И это вывело позицию в лидеры.
«Сервис разработали специально для программы реновации. Он позволяет не только эффективнее планировать здание, но и на 35 процентов оптимальнее использовать жилые площади. В итоге в новостройках появляются удобные холлы, пространство для перемещения жителей с велосипедами и детскими колясками, маломобильных групп населения, грамотно организуется размещение квартир», — рассказывает руководитель Департамента градостроительной политики Москвы Владислав Овчинский.
Отметим, что «Квартирография» генерирует архитектурно-планировочные решения для многоквартирных домов по заданным параметрам. Для работы сервису нужны характеристики земельного участка, пользовательские и нормативные ограничения, а также требования к зданию: максимальная этажность, количество и вариативность планировок, площадь квартир, показатели инсоляции помещений. Сервис, основанный на эволюционных вычислениях и генеративных моделях, был разработан Санкт-Петербургским национальным исследовательским университетом информационных технологий, механики и оптики совместно с Центром искусственного интеллекта в градостроительстве.
Нейросеть на стройплощадке
Постепенно искусственный интеллект приходит и на строительную площадку. О деталях эксперты рассказали на IX Межрегиональной конференции органов государственного строительного надзора субъектов Российской Федерации.
«Коллеги с помощью искусственного интеллекта занимаются риск-ориентированным подходом. Они выявляют те рисковые направления, где искусственный интеллект должен подсказывать, в каком направлении дальше инспекторам двигаться. Но это только первый этап, то, что мы с вами видим через программное обеспечение», — говорит заместитель министра строительства и ЖКХ России Сергей Музыченко.
Например, сейчас в целях профилактики Москва намерена охватить все строящиеся объекты в городе камерами, датчиками, дронами, что позволит сразу видеть проблемы, вызывающие негатив у жителей города: шумы, грязь от стройки, ненадлежащее складирование строительных материалов.
«На сегодняшний день в городе проводится пилотный проект по оснащению всех строительных площадок камерами, которые позволяли бы выявлять все части потенциальных нарушений. Это установка камер на саму стройку, индикаторы шума, потому что жители часто жалуются, что застройщики торопятся сдать объекты и создают избыточное шумовое давление. В рамках этих “пилотов” с использованием технических средств мы можем своевременно доводить до застройщиков проблемы, которые нужно решать», — подчеркивает председатель Комитета государственного строительного надзора города Москвы Антон Слободчиков. Из 1700 объектов в стадии строительства порядка 600 уже оснащены камерами, сигнал с которых поступает в цифровое хранилище данных. По оставшимся строительным площадкам с застройщиками подписаны дорожные карты по дооснащению объектов, во втором квартале 2025 года эта работа будет завершена. Кроме того, органы надзора намерены получать информацию с камер, установленных на соседних со стройкой домах.
На следующем этапе федеральный Минстрой видит непосредственное внедрение искусственного интеллекта при выполнении строительно-монтажных работ. Новый подход не заменит инспекторов строительного надзора, но поможет оценить и обеспечить соответствие проекту — особенно тому, что запроектирован при использовании технологий информационного моделирования. «Эти проекты с точки зрения геометрии, конструкций во многих случаях завязаны с программным обеспечением, которое присутствует на строительной площадке, поэтому привязать эту конструкцию через геодезическую съемку, обеспечить геометрические параметры путей эвакуации, толщины конструкций, поперечного сечения конструкций сейчас можно. Москва и Московская область этим активно занимаются, внедряют», — отмечает Сергей Музыченко, добавляя, что в перспективе оценка соответствия геометрических параметров конструкций уйдет в область автоматической оценки с помощью приборов инструментального контроля с применением искусственного интеллекта.
«Искусственный интеллект для Московской области — это основа основ, — обращает внимание министр правительства Московской области по государственному надзору в строительстве Артур Гарибян. — Мы берем на себя функцию госаутсорсинга, чтобы хлопоты были наши, а идея — застройщика. Да, это достаточно сложная задача, потому что проадминистрировать 5500 проектов, а именно столько находится на сопровождении в Центре содействия строительству, невозможно человеку. Конечно, нам нужен помощник — искусственный интеллект. Дальше мы идем по логике этого же развития и хотим, чтобы искусственный интеллект сопровождал возможность обращения за услугой за сотрудника органов власти. Ну, и высший пилотаж — сделать так, чтобы искусственный интеллект полностью отвечал на заявку, то есть оказывал услугу не человек, а искусственный интеллект, который автоматически сформирует этот импульс и отправит в личный кабинет застройщика готовую услугу».
Отметим, что Московская область имеет большой опыт взаимодействия с искусственным интеллектом. Более 65 тыс. камер системы «Безопасный регион» с внедренным ИИ следят за порядком в более чем семи тысячах дворах Подмосковья. В рамках проекта «Чистая территория» нейросеть не только находит нарушения на улицах, но и автоматически ставит задачи на их устранение, а затем проверяет выполнение. Кроме того, на некоторых автобусных остановках с 2024 года алгоритмы помогают следить за чистотой. Нейросеть анализирует видеопоток и, если фиксирует переполненные урны или мусор на остановках, то ответственные сотрудники получают сигнал для устранения проблемы.
Экспериментируют с искусственным интеллектом и производители строительных материалов, внедряя алгоритмы для динамичного ценообразования. В частности, система самостоятельно меняет цену и анализирует, как это влияет на спрос, после чего находит оптимальный баланс цены, при которой выручка и маржа максимизируются. В результате эксперимента одному из ведущих игроков рынка удалось увеличить валовую прибыль на 23%.
Столичные власти намерены ускорить строительство новых домов по программе реновации в два раза. Таким образом, в год предстоит возводить по сотне объектов общей площадью 1,5 млн кв. м. Для достижения заданной цели в ход идет усовершенствованный механизм поиска земельных участков, модульное строительство и цифровизация.
Впервые программу реновации представили в 2017 году. Тогда мэр Москвы Сергей Собянин заявил о решении снести 5176 советских пятиэтажек, а миллион жителей столичных «хрущевок» переселить в новое комфортное жилье. Год ушел на разработку градостроительной документации, и за следующие шесть лет в столице возвели 311 жилых домов, суммарная площадь которых оценивается в 4,4 млн кв. м. По словам Рафика Загрутдинова, главы Департамента строительства Москвы, этого объема достаточно для того, чтобы расселить порядка тысячи старых пятиэтажек. Тем не менее глава города поставил задачу ускориться и до конца 2024 года сдать порядка 100 домов общей площадью 1,5 млн кв. м, чтобы к концу периода объем жилья, построенного по программе, превысил 6 млн «квадратов».
За первое полугодие строители ввели в эксплуатацию семь новых домов по программе реновации. При этом в работе находятся еще около 9 млн кв. м, из которых 4,2 млн кв. м — в стадии строительства. Речь идет о 230 высотках.
«Одно дело — строительство жилых домов в чистом поле и совсем другое — работа в условиях плотно застроенной территории, когда приходится сталкиваться с переустройством инженерных сетей, когда нужно переселить каждого участника программы, чтобы освободить жилой дом, — говорит Рафик Загрутдинов. — Все жилые дома вплетены в городскую инженерную инфраструктуру. Как правило, по подвалам каждого проходит огромное количество транзитных инженерных сетей, которые, в том числе, питают соседние дома, а также и те, что не задействованы в программе реновации. Поэтому глубину задач, которые мы ежедневно решаем на уровне города и мэра, знают только те, кто непосредственно занимаются реализацией».
Значительно ускориться не позволяет и нехватка специалистов в части внутренней отделки помещений. В начале года чиновники говорили о дефиците строителей на уровне 15–20 тысяч человек. Отметим, что, в отличие от коммерческих проектов, дома по реновации не сдаются в черновых вариантах.
LEGO на службе реновации
Новые скорости может предоставить унификация процессов. Каждый дом реновации собирается из тысячи элементов, а единый подход в проектировании и строительстве дает возможность создавать типовые узлы решений — и речь не про одноликие панельки или пятиэтажки, популярные в советское время. Подрядчики программы реновации жилого фонда закладывают типовые узлы решений в цифровом виде в процессе информационного моделирования. А сегодня идут переговоры с производителями, чтобы укрупненные модули в виде собранных сантехузлов, кабин, стояков со смонтированной инфраструктурой или навесные панели поступали на строительную площадку уже в готовом виде.
По словам Рафика Загрутдинова, возможности укрупненной сборки уже начали тестировать. Так, в столице возвели здание детского сада из готовых модулей, а сейчас идет работа над школой. До конца этого года подрядчики соберут из модулей первый жилой дом. На данный момент чиновники определили «пилотную» площадку в микрорайоне Северный и приступили к подготовительным работам. После сдачи в эксплуатацию собранный дом будет передан Департаменту городского имущества Москвы.
«Я думаю, это сократит сроки строительства», — подчеркнул руководитель Департамента строительства столицы, добавляя, что данная технология позволяет заключить в одном модуле целую квартиру площадью порядка 100 «квадратов», которая будет учитывать и квартирографию, и стандарты, необходимые для программы реновации.
Напомним, стандарты реновации сформировались в первые годы реализации программы. Как вспомнил экс-руководитель Департамента градостроительной политики Москвы Сергей Левкин во время своей последней пресс-конференции весной 2024 года, в процессе проектирования новых домов представители различных департаментов детально изучали архитектурно-планировочное решение каждого дома на заседаниях рабочей группы. «Были видны каждый этаж и каждая квартира: площадь, туалет раздельный или совмещенный, кухня в виде пенала шесть на три метра или три на три, комната не могла иметь длинную и вытянутую форму. В процессе сформировался пул проектировщиков, которые начали понимать и жить в новой парадигме», — указал чиновник.
Первый ЖК из крупногабаритных модулей появился на территории Новой Москвы (в деревне Яковлево поселения Десеновское) недалеко от завода по производству готовых квартир. На площадке выпускают крупные блоки с чистовой отделкой и коммуникациями, из которых можно собирать как жилые дома, так и нежилые объекты общественного назначения. Каждый модуль имеет размеры 15 х 6 метров, что сопоставимо размеру трехкомнатной квартиры. Речь идет о полностью отделанном помещении свободной планировки площадью около 100 кв. м со всеми инженерными коммуникациями. При желании блок можно оснастить системой «умный дом» в заводских условиях с применением современных материалов и соблюдением всех технологических процессов.
«Я проповедовал, что это кирпичная кладка. Дом собирается из кирпичей, и мы в кирпич попробуем закинуть квартиру, — указал Сергей Амбарцумян, генеральный директор “Концерн Монарх”, во время выступления на площадке выставки-форума “Россия” на ВДНХ. — Сегодня у нас есть заказ на школу, детский сад и жилой дом высотой в 23 этажа и площадью 90 тысяч кв. м». Параллельно с этим компания работает над разработкой компьютерной программы, которая станет самостоятельно готовить проектно-сметную документацию для будущих жилых комплексов и даст возможность собирать модули в беспилотном варианте.
Чиновники не исключают, что долгосрочность программы и ясность будущих планов сподвигнут инвесторов на вложения в развитие производств. Согласно документам, реновация продлится в течение 15 лет, при этом в открытом доступе публикуется план работ на следующую пятилетку со стабильным финансированием. Таким образом, все участники понимают объемы работы и загрузки. Например, производители лифтов точно знают, сколько тысяч единиц оборудования необходимо произвести для программы реновации.
Ускоренный подбор площадок для строительства
Сдерживающим фактором становится нехватка земельных участков под строительство новых домов по реновации. В целом для реализации программы власти уже подобрали места, на которых можно возвести порядка 12 млн кв. м жилья. Однако этого недостаточно. Как пояснил Сергей Левкин, в конце первого квартала для ускорения процесса было принято решение, что 44 площадки, отведенные ранее под комплексное развитие территорий, отданы под реновацию. Не исключено, что список дополнят еще 24 земельных участка, дискуссия о предназначении которых идет с комплексом экономической политики. По словам Сергея Ивановича, такой подход позволит 80 тысячам москвичей переехать в новые дома намного раньше — уже на втором этапе реализации с 2025 по 2028 год.
Без бумаги и личного присутствия
Помогает ускоряться и цифровизация. Уже внедрен сервис, позволяющий наладить прямую связь между жителями дома, которым предстоит переселяться, и государственными структурами. И теперь можно в электронном виде получить уведомление о переселении, подать заявление с просьбой оказать помощь при переезде (что заложено в программу) и направить все необходимые документы, заверенные электронной цифровой подписью. В дальнейшем все, что связано с взаимодействием между чиновниками, городом, жителями и домом, планируется перевести в электронный формат — вживую москвичи будут только получать ключи от квартиры и принимать отделочные работы во внутренних помещениях.
«Но самое главное, что в Департаменте строительства продолжается большая работа по описанию и оцифровке бизнес-процессов. В стройке очень важна скорость принятия решения, поэтому важно сократить, свести до минимума бюрократию, — говорит Рафик Равилович. — Как вы знаете, в любых отраслях очень много бумажной работы. Надо правильно запроектировать и согласно проекту построить объект, а для доказательства того, что продукт соответствует проекту, нужно подготовить огромное количество исполнительной документации и чертежей. Теперь мы принимаем ее только в цифровом виде. Следующим шагом станет использование элементов искусственного интеллекта. Нам поставлена задача подойти к универсальным процессам с сокращением бумажной волокиты до минимума, к стандартным типовым решениям и унификации всех проектных решений. Благодаря этому нам удается сокращать сроки строительства при увеличении объемов ввода».
