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%.
Без внедрения в регионы уже действующих эффективных практик обращения с мусором решить задачу повышения объемов переработки строительных отходов сложно, считают представители ГК «Арасар». Также необходимы меры экономической поддержки участников рынка утилизации и переработки строительных отходов.
По данным Российского экологического оператора (РЭО), объем утилизации и обработки строительных отходов в стране вырос за последние три года в четыре раза. Тем не менее вопрос эффективного обращения с данными ресурсами и вторичное вовлечение их в строительство остается актуальным. Объемы строительного мусора на лицензированных полигонах остаются высокими, также растет количество нелегальных свалок.
В 2021 году на обработку, утилизацию и обезвреживание, отмечают в РЭО, было направлено 15,191 млн тонн строительных отходов, из которых было произведено 8,414 млн тонн продукции. В 2022 году показатели увеличились до 35,783 млн тонн отходов, из которых произвели 35,674 млн тонн продукции. В 2023 году — 63,349 млн тонн отходов, из которых было произведено 817,9 тыс. тонн продукции, в том числе на размещение и захоронение было направлено 4,01 млн тонн. В рамках отраслевой программы, подчеркивает оператор, важно обеспечить к 2030 году инфраструктуру, которая позволит увеличить долю вторичных ресурсов, используемых в строительстве, до 40%.
В последние годы на законодательном уровне для решения задачи по переработке строительного мусора сделано очень многое, комментирует последние данные от РЭО Александр Штарёв, основатель ГК «Арасар» — одной из крупнейших компаний на рынке промышленного демонтажа. «В первую очередь приняты нормы по переходу предприятий на принципы наилучших доступных технологий и технологическое нормирование. Стоит отметить, что основными текущими задачами в сфере обращения с отходами являются переработка отходов различных отраслей и переход на экономику замкнутого цикла. Активно развивается институт расширенной ответственности производителей (РОП) и экологического сбора в отношении тары и упаковки, однако в отношении утилизации отходов, образуемых от разборки и сноса строений, подобные нормативные акты пока не приняты», — отмечает Александр Штарёв.
Стоит добавить, что по оценке РЭО, наибольший объем утилизированных отходов демонстрируют (на основе инвентаризации) на начало 2024 года Московская и Волгоградская области, ДНР. Наиболее полная информация об учете полученной продукции при утилизации отходов представлена Волгоградской, Воронежской, Калужской, Ленинградской и Липецкой областями. В ряде других субъектов федерации ситуация несколько хуже.
О неоднородности проблемы со строительным мусором в зависимости от региона говорит и Александр Штарёв. К сожалению, отмечает он, существует четкое разделение между Москвой, Московской областью и всей остальной Россией. И если в Московском регионе ситуация стремится к лучшим мировым стандартам, то в большинстве остальных регионов дела обстоят куда плачевнее. Также наблюдается четкое разделение между специализированными демонтажными компаниями, большинство которых стремится максимально перерабатывать строительный мусор, и всеми остальными, которые в лучшем случае просто утилизируют отходы демонтажа, в худшем — скидывают их в ближайшем овраге.
По мнению основателя ГК «Арасар», необходимо заставить бизнес более ответственно подходить к вопросу организации вывоза и переработки строительного мусора. Должна существовать система наказаний и поощрений, «кнут» и «пряник». Кроме того, хотелось бы упрощения порядка лицензирования утилизации отходов сноса и разборки строений IV класса опасности; внедрения особого порядка прохождения государственной экологической экспертизы проектов технической документации на технологии (технологические процессы, оборудование, технические способы, методы) утилизации отходов. Также важны меры экономического стимулирования в виде субсидий, например, льготных кредитов на приобретение специализированного оборудования для переработки, которые должным образом не закреплены текущим нормативным регулированием.
«Государственная поддержка, естественно, необходима. Мы частично об этом упоминали выше. Также необходимо стимулирование производства дробильно-сортировочного оборудования в России. Это стало бы отличным стимулом для инвестиций в развитие собственных технологий и оборудования, что непосредственно повлияло бы на текущий уровень импортозамещения», — резюмировал Александр Штарёв.
Современные гражданские и промышленные объекты становятся все сложнее. Первые — из-за архитектурного облика: большая высота, необычная геометрия, разный план этажей. Вторые — из-за масштаба. Стандартных элементов для бетонирования стен и перекрытий уже недостаточно: нужно не только другое оборудование, но и сопутствующие сервисы — словом, всесторонний взгляд на проект.
Почему так важен комплексный подход и как компания PERI (https://www.peri.ru/) решает эту задачу, рассказал Андрей Яров, руководитель отдела управления продуктами.
Количество проектов, требующих нестандартных решений, растет год ота года. Все чаще необходима специальная опалубка для строительства небоскребов или объектов из архитектурного бетона, специзделия для нетипичных конструкций и узлов, консольных вылетов плит перекрытия. И важную роль здесь играет факт наличия специализированного оборудования для выполнения подобных работ.
Однако держать такое в парке нерентабельно: придется тратиться на хранение, обслуживание и транспортировку, к тому же маловероятно, что оно пригодится в будущем. В этой ситуации лучшее решение — аренда. Имея большой парк опалубки и лесов, PERI предоставляет оборудование в пользование на любой срок. При этом наши клиенты всегда могут быть уверены в качестве материала, который они берут в эксплуатацию, потому что каждый элемент проходит строгий контроль.
Акцент на качестве сделан неслучайно. Каким бы избитым ни было это слово, все же прочность и надежность материала напрямую влияет на безопасность, и «экономия на спичках» может привести к серьезным проблемам — от внеплановых трат до травматизма и человеческих жертв. Чтобы избежать рисков, нужно внимательно подходить к выбору поставщика.
Впрочем, оборудование — это лишь полдела. Когда речь идет об индивидуальном решении, важно, чтобы проекты выполнялись в соответствии с требованиями действующих норм и на основании расчетов: например, нужно определить допустимую нагрузку на опалубку, несущую способность опорных лесов, распределение усилий в точках опирания и другие нюансы. В подобных случаях ключевую роль играет инжиниринг. Нашим техническим специалистам в таких проектах помогает более чем пятидесятилетний инженерный мировой опыт компании. Он позволяет не «изобретать велосипед», а сразу предлагать оптимальное решение с учетом особенностей объекта.
После того как оборудование выбрано, чертежи и расчеты сделаны, время приступать к реализации. Но и тут есть подводные камни — квалификация рабочих не всегда соответствует ожиданиям. Чтобы запроектированное решение в точности было воспроизведено на стройплощадке, важны соответствующие навыки и компетенции. Тогда на помощь приходят сопутствующие сервисы. Например, наша услуга супервайзинга, когда технические специалисты выезжают на площадку и помогают выстроить грамотный процесс работы с оборудованием, избежав типичных ошибок.
При этом компании, которые ориентированы на долгосрочную работу и рост, могут сделать еще один шаг — обучить монтажников или ИТР. Это позволит им, с одной стороны, повысить эффективность работы и продлить срок службы материала, а с другой — обеспечить прозрачность процессов и внедрить управление собственным парком опалубки. Для этого несколько лет назад был создан проект PERI Академия (https://academy.peri.ru/), который направлен на обучение и повышение квалификации в строительной и промышленной отраслях.
Сейчас мы наблюдаем, что застройщики и девелоперы перестали воспринимать опалубку просто как набор щитов, стоек и балок и все чаще задумываются о том, чтобы при разумных затратах добиваться максимальной производительности. В такой ситуации комплексное решение — ключ к эффективности строительного процесса: подходя к проекту системно и всесторонне, можно оптимизировать расходы, избежать непредвиденных трат, сократить время на переделку и ускорить темп строительства.