ТИМ — консолидатор строительного сообщества
Технологии информационного моделирования — это новая философия строительной отрасли. Однако внедрение ТИМ требует комплексного подхода: законодательного, пересмотра бизнес-процессов и обучение персонала. Как безболезненно для бизнеса решить эти проблемы обсуждали на всероссийской конференции «Российский строительный комплекс», который проходил в рамках Форума «Устойчивое развитие».
Несмотря на все сложности, переход на технологии информационного моделирования (ТИМ) неизбежно, так как это является ключом к созданию качественных, экономичных и умных зданий. И начинать этот процесс важно с проектировщиков.
Цифровая неизбежность
В современной архитектуре и строительстве аббревиатура технологии информационного моделирования (ТИМ) уже перестала быть просто модным словом, это новый стандарт работы. С таким тезисом согласились все участники конференции. ТИМ — это не просто трехмерная модель, это цифровой двойник, дающий новые возможности на всех этапах строительства объекта, и особенно во время эксплуатации здания.
Как говорят специалисты, если раньше проектировщик был «узким специалистом», работавшим исключительно с чертежами, то внедрение ТИМ трансформировала его роль в нечто большее. Теперь вместо линий, знаков и штриховки создаются двух- и трехмерные объекты: стены, окна, балки, трубы. И делается это, чтобы любой специалист всегда без труда и в любое время смог определить, из чего сделан и какими свойствами обладает каждый элемент, как он связан с другими.
Внедрение ТИМ позволяет архитекторам, конструкторам и инженерам работать в единой модели и уже на этапе проектирования находить и устранять коллизии — конфликты между коммуникациями и конструкциями, а не на стройплощадке. Помимо прочего, ТИМ — это еще и автоматизация рутины, так как технология позволяет автоматически генерировать чертежи и различные спецификации, что сокращает время на бумажную работу и минимизирует человеческие ошибки.
Однако главное — уже с самого начала работы проектировщик обязан думать не только о том, как непосредственно построить здание, но и как его будут эксплуатировать, ремонтировать в будущем. Если раньше процессы строительства и эксплуатации входили в зону ответственности разных специалистов: первые проектировали, вторые думали, как минимизировать расходы на ремонт и поддержание здания в надлежащем виде. ТИМ объединил два процесса в один. Теперь переданная заказчику информационная модель становится основой для управления и эксплуатации здания.
Цифровой двойник содержит информацию о каждом элементе: дата установки, производитель, модель, гарантийные обязательства, инструкции по ремонту. Теперь, зная точные параметры оборудования — мощность, освещенность, расход воды, — можно точно планировать энергопотребление, оптимизировать затраты и выстраивать стратегию энергоэффективности. Использование ТИМ позволяет планировать капитальный и текущий ремонт, виртуально «примерять» новое оборудование и заранее просчитывать его влияние на другие системы здания. В случае чрезвычайных ситуаций — пожар, выход из строя коммуникаций — можно мгновенно выявить аварийный участок, блокировать проблемные зоны или выстроить пути эвакуации людей.
Однако при всех очевидных плюсах ТИМ ситуация с информационным моделированием оставляет желать лучшего. Как рассказал заместитель генерального директора по науке компании «СиСофт Девелопмент» (входит в ГК «СиСофт») Михаил Бочаров, часть проблем специалисты пытаются решить сообща и комплексно в рамках Национального объединения изыскателей и проектировщиков НОПРИЗ.
«Количество проблем, которые мы пытаемся сейчас заниматься в НОПРИЗ, — это очень большой круг вопросов. Надеюсь, что поэтапное движение в сторону формализации и классификации ТИМ позволит и разработчикам отечественного ПО, а также проектировщикам и строителям быстрее найти общий язык и обеспечить выработку взаимоприемлемых решений», — заявил Михаил Бочаров.
По мнению эксперта, разработчики софта могут написать различные программы, но важно, чтобы задачи формулировали сами проектировщики, причем понимая, что его продукция — информационная модель должна быть нужна и строителю, и эксплуатирующей организации. Это касается как объектов недвижимости, так и вопросов системы управления процессами.
Из выступления экспертов следовало, что ТИМ — это не просто новый комплект технологий, это «новая философия» строительства, которая требует комплексного подхода: изменения законодательства, переобучения кадров и пересмотра бизнес-процессов. Несмотря на все сложности, переход на ТИМ неизбежен, так как это является ключом к созданию более качественных, экономичных и умных зданий, а значит, и к повышению конкурентоспособности российских компаний на мировом рынке.
Человеческий фактор
Президент Ассоциации СРО «Содружество проектных организаций» Лариса Еремина согласна, что ТИМ — это необходимо, есть хорошие перспективы для отрасли. Однако она обратила внимание на высокую стоимость внедрения. По ее словам, когда речь заходит о крупных проектных бюро, иногда суммы могут доходить до шестизначных цифр.
«Приобретение дорогостоящего программного обеспечения, мощных компьютеров, необходимость переучивать сотрудников — это серьезный барьер для многих небольших проектных организаций», — говорит Лариса Еремина.
Остается и консерватизм, точнее — нежелание профессионалов старой школы менять привычные методы работы на новые, более сложные процессы. Хотя бы потому, что зарплата проектировщиков напрямую зависит от выработки. Поэтому многим проще использовать старые методы работы. Остается и проблема совместимости ПО при обмене моделями с подрядчиками и заказчиками, которые могут работать в другой программной среде или не иметь достаточной квалификации.
Ощущается острая нехватка как ТИМ-менеджеров, способных координировать процесс, так и грамотных специалистов-проектировщиков, владеющих работой в соответствующих программных комплексах. Помимо прочего, не все хорошо и с нормативно-правовой базой. Например, процесс согласования проектов до сих пор часто требует традиционных бумажных копий, что сводит на нет преимущества цифровизации.
Государственный локомотив
Федеральные власти давно осознали стратегическую важность ТИМ-технологий. На законодательном уровне работа ведется системно, хотя и не без сложностей. Государственный подход можно разделить на несколько ключевых направлений: нормативное регулирование, создание стандартов, образовательные инициативы и прямое администрирование через госзаказ. Наиболее важный — это сделать использование ТИМ обязательным требованием для госконтрактов.
Постановление правительства № 331 (2019 год) предписывает обязательное применение информационного моделирования при проектировании и строительстве объектов, финансируемых из федерального бюджета. Это помогло сформировать рынок для ТИМ-услуг и заставило крупные проектные и строительные организации перестраиваться.
Чтобы унифицировать процессы, государство инициировало создание нормативно-технической базы. Был разработан и продолжает развиваться пакет ГОСТов, регламентирующих различные аспекты информационного моделирования. Сейчас Минстрой является главным органом, отвечающим за формирование и внедрение стандартов, а также за методологическую поддержку.
Как рассказала замдиректора Ассоциации СРО «ОсноваПроект» Полина Федючек, активно происходит обновление образовательных стандартов. В программы ведущих строительных и архитектурных вузов, таких как МГСУ, СПбГАСУ и другие, внедряются курсы и целые направления, связанные с информационными технологиями. Кроме того, реализуются программы переподготовки действующих специалистов, часто при участии государственных институтов развития и отраслевых объединений НОПРИЗ и НОСТРОЙ.
Впрочем, не обошлось и без проблем. Например, внедрение новых технологий на федеральном уровне проходит быстрее, чем в регионах. В итоге создается «цифровой разрыв» между крупными столичными компаниями и региональными. Некоторые компании, особенно работающие по госзаказу, переходят на ТИМ формально, «для галочки», чтобы выполнить требования контракта, не меняя глубинных процессов. Это снижает эффективность технологии. Сложности возникают во время взаимодействия между разным ПО и обеспечения долгосрочного хранения и чтения данных.
Впрочем, как следовало из выступления Михаила Бочарова, успех начатого будет зависеть от «синхронности усилий» всех участников рынка. «Только в этом случае государственные инициативы приведут к качественному изменению всей отрасли, а не останутся лишь формальным требованием», — подытожил эксперт.
Теперь Россия сама может проводить ускоренные испытания конструкций дорожных одежд, проектных решений и материалов, применяемых при возведении автомобильных магистралей. В этом году полигон со специальным комплексом «Циклос» начал работу в подмосковном Голицыне.
Практика ускоренных испытаний дорожной одежды позволяет в относительно короткие сроки понять, какое из решений является наиболее эффективным, а какое требует корректировок. Другими словами, теперь российские ученые имеют возможность за один-три месяца опытным путем определить, в каком состоянии будет только что построенная дорога через пять-десять лет: останется в нормативном состоянии или потребует капитального ремонта досрочно.
Речь идет о методе контролируемого приложения циклической нагрузки колесом к поверхности исследуемой дорожной одежды для определения параметров деформативности. Подобное направление требует опыта, который страна может наработать самостоятельно либо взять за основу работу других государств.
До недавнего времени собственные полигоны для ускоренных испытаний были только в странах Европейского союза, Южной Африки, Австралии, Индонезии, США и Бразилии. Согласно научным публикациям, ученые чаще всего исследовали проблемы колееобразования (устойчивости к пластическим деформациям) и усталостного трещинообразования, а в качестве причин детально изучали варианты морозного пучения, замораживания и оттаивания, остаточных деформаций и многое другое. Кроме того, зарубежные дорожники особое внимание уделяли влиянию модификаторов на свойства асфальтобетона в слоях покрытия и основания, изучали горизонтальные и вертикальные напряжения в конструктиве, нелинейность свойств грунтов, полужесткие и жесткие дорожные одежды, созданные с использованием различных материалов, эффективность применения асфальтогранулятов и полимербетонов, а также новые технологии ремонта и содержания автомобильных дорог, в том числе с использованием индукционных систем.
Собственный «ЦИКЛОС»
Первые испытания прошли во время строительства новой скоростной магистрали М-12 «Восток». В отдалении от основного хода на пикете 2620 специалисты устроили два отрезка (первый в соответствии с проектным решением конструкции дорожной одежды, а второй — с экспериментальным) и смонтировали «ЦИКЛОС». В течение некоторого времени установка имитировала однонаправленный грузовой трафик путем циклического перемещения четырех тележек, тогда как специальные датчики в различных слоях дорожной одежды посылали непрерывный поток информации о влажности, температуре и вертикальном давлении.
В 2024 году специально для СКН «ЦИКЛОС» был построен особый дорожно-испытательный полигон в Голицыне.
Анализ зарубежного опыта показал, что различные типы установок по ускоренным испытаниям требуют определенной инфраструктуры для обеспечения достоверного сбора информации, анализа и дальнейшего внедрения в нормативно-технические стандарты, — пояснил заместитель директора департамента научно-технического развития и стандартизации ФАУ "РОСДОРНИИ" Александр Конорев во время выступления на одном из крупнейших мероприятий дорожно-строительной отрасли. — Симулятор колесной нагрузки "ЦИКЛОС" мы дополнили системой линейных перемещений, которая позволяет создавать нагрузку с точки зрения нормального распределения на участке автомобильной дороги».
Полигон предназначен для единого методологического обеспечения проводимых испытаний и исследований, учитывающего комплексный подход для получения качественного результата. К настоящему времени здесь созданы условия для круглогодичной работы симулятора колесной нагрузки, а оснащение позволяет контролировать заданные параметры условий испытаний и производить техническое обслуживание «ЦИКЛОСа». В частности, специалисты соорудили три полномасштабные испытательные секции для устройства дорожных одежд и одну неглубокую — для испытаний, например, свойств асфальтобетона в дорожной конструкции. В непосредственной близости от них расположилась лабораторная база с административно-производственным блоком.
Отдельное внимание уделено современной системе сбора данных. Для выполнения ускоренных испытаний при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд осуществляется монтаж комплекта средств мониторинга, включающий датчики температуры, влажности, вертикального давления, горизонтальных напряжений, ускорений и перемещений, а также остаточных деформаций, с помощью которых получают новые научные данные о напряженно-деформированном состоянии дорожных одежд. Данные с датчиков мониторинга собираются с помощью многоканальной системы сбора и обработки данных через программное обеспечение Dewesoft X, предназначенное для одновременного измерения сигналов, поступающих от различных источников, отображения данных и их сохранения. Все это дает возможность детально изучить процессы, происходящие внутри конструкции дорожной одежды, и понять причины преждевременных разрушений и деформаций. Ожидается, что на основании полученных данных будут уточняться параметры расчетных моделей дорожных одежд для создания прогнозных моделей изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог, а также выполняться разработка эмпирических зависимостей для совершенствования методов проектирования и расчета дорожных одежд.
В качестве первого опыта строительства дорожных одежд в испытательных секциях специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» попросили подрядчиков возвести две дорожные конструкции. Первая представляет собой аналог участка автомобильной дороги, который находится на трассе М-5 «Урал», а вторая — аналог классической дорожной конструкции на основном ходу магистрали М-12 «Восток».
Одновременно с этим идет работа по созданию нормативной базы. Внедрение и развитие метода ускоренных испытаний требует методологического и нормативно-правового обеспечения для того, чтобы испытания были легитимны и могли проводиться единообразно. На данный момент специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» запатентовали установку и разработали стандарт организации по методам ускоренных испытаний, а сейчас работают над созданием СТО «Ускоренные испытания дорожных одежд. Обработка и систематизация данных», «Ускоренные испытания дорожных одежд. Организация и производство работ по строительству дорожных одежд в испытательных секциях» и «Ускоренные испытания дорожных одежд. Монтаж датчиков мониторинга в испытательных секциях. Общие положения».
Программа исследований
Симулятор колесной нагрузки позволяет оценивать различные параметры, и в настоящее время исследования проводятся по характеру воздействия на дорожную конструкцию и по конструкционно-материальным решениям.
Для анализа долговечности специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» планируют изучать величину нагрузки в 10, 11,5 и 13 тонн. Кроме того, есть возможность детально исследовать влияние различных типов шин на долговечность, а также давление внутри них: 0,6 МПа применялись в ОДМ, а 0,8 МПа указаны в ПНСТ, но сейчас некоторые участники дорожной отрасли предлагают увеличить допустимый показатель в связи с ростом транспортного потока. При изучении конструктивно-материальных решений полигон дает возможность измерить тепловлажностный режим в конструктивных слоях дорожной одежды, а также оценить эффективность применяемых проектных решений, модификаторов, отходов промышленности или инновационных технологий в конструировании. Результаты проведенных исследований позволят уточнять параметры расчетных моделей дорожных одежд, а также эмпирических зависимостей, исследовать причины преждевременного разрушения, искать пути повышения устойчивости к колееобразованию и усталостному трещинообразованию, анализировать и прогнозировать транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог и в конечном итоге совершенствовать методы проектирования и расчета дорожных одежд.
Тем для исследований — большое количество. На данный момент разработан проект целевой программы исследований до 2030 года, а программа на первые три года вынесена на совет при Федеральном дорожном агентстве. Одно из предложений — подвергнуть изучению шесть вариантов материала в одном из слоев основания с точки зрения оценки изменения их характеристик в процессе эксплуатации. Если идея будет одобрена, то в течение 2025 и 2026 годов специалисты сравнят работу ЩПС из горных пород, щебня из горных пород М400 и М1000, ЩПС из активных и неактивных шлаков, а также щебеня из шлаков М400/1000 при прочих равных условиях и толщинах слоев в основании.
Практическая конференция «Технологии информационного моделирования и инжиниринга» вызвала огромный интерес у представителей бизнеса. Было много специалистов из строительной отрасли. В определенной степени мероприятие можно назвать знаковым, так как оно проходило почти сразу после введения очередного пакета санкций США, предписывающих иностранным компаниям не оказывать услуги в сфере ИТ и облачных сервисов в России.
Организаторами конференции выступили «СиСофт Девелопмент», разработчик программного комплекса Model Studio CS и «РОМБИТ», партнер-эксперт отечественного разработчика.
Среди прочих на конференцию пришли девелоперы, проектировщики, архитекторы, представители органов власти. И это неслучайно. Можно сказать, одномоментно строительная отрасль лишилась всего программного обеспечения, которое использовала многие годы.
С 12 сентября 2024 года американским технологическим компаниям запрещено оказывать консультационные и проектные услуги в России. Запрет распространяется на всех юридических и физических лиц России. Более того, оказывать ИТ-услуги для России не могут лица, находящиеся на территории США, а также американские граждане и организации, которые живут за пределами Америки. Санкции распространяются и на иностранцев, живущих и работающих в нашей стране. Можно сказать, с этого момента любой зарубежный софт, используемый на территории страны, частично или полностью прекратит свою работу.
Самым распространенным программным обеспечением в строительной отрасли долгие годы была система автоматизированного проектирования AutoCAD. Разработчик — американская компания Autodesk. У представителя заокеанского бизнеса есть еще один продукт для информационного моделирования зданий (BIM технологии). Это Revit. На рынке активно используется и более узкое ПО: Sketchup, Civil 3D, Tekla Structures, Sap2000, Procore и другие программы. Однако это все зарубежные продукты, подпадающие под санкции. Поэтому для представителей российской архитектурно-строительной сферы огромный интерес вызвало обсуждение отечественной системы 3D-проектирования Model Studio CS. Особенно это касалось уже накопленного опыта при проектировании тепловых пунктов, кабельных хозяйств и других гражданских объектов.
«Мы рады, что на ТИМИ-2024 к диалогу присоединились не только промышленные предприятия, но и крупные застройщики. Прошедшая конференция — это очередная ступень нашей работы на пути расширения использования российского инженерного программного обеспечения на предприятиях реального сектора экономики и, как следствие, импортонезависимости от иностранных решений», — сказал генеральный директор компании «РОМБИТ» Игорь Титаренко.
3D российской действительности
Участники конференции с интересом знакомились с отечественными разработками. А если говорить о строительной отрасли, здесь интерес вызвала система 3D-проектирования Model Studio CS. Это информационная среда, в которой аккумулируются все необходимые данные в режиме реального времени. Специалисты назвали важным аспектом работы системы возможность настройки атрибутивной информации элементов. После чего дерево проекта позволяет быстро находить все нужные элементы. Помимо создания 3D и 2D-элементов, система позволяет настраивать уровень детализации и создавать немоделируемые элементы, которые не отображаются графически, но содержат информацию, выводимую в спецификациях.
Сейчас Model Studio CS уже используется при реализации крупных проектов строительства — от прокладки метрополитена до строительства жилых домов — и помогает управлять на всех этапах работ. Не менее важным оказался и тот факт, что система учитывает все требования отечественного законодательства.
Ведущий инженер отдела проектирования ГУП «ТЭК СПб» Надежда Евстигнеева рассказала: «При внедрении системы Model Studio CS в компании рассчитывали добиться сразу нескольких результатов. Во-первых, оптимизации бизнес-процессов и выявления ошибок на ранних стадиях проектирования. Это давало снижение затрат на строительство и последующую эксплуатацию. Этого удалось добиться за счет визуализации проекта, эффективного планирования и минимизации непредвиденных работ». Эксперт также отметила сокращение сроков проектирования за счет параллельной работы специалистов и сокращения времени взаимодействия.
По словам ведущего инженера тепломеханического отдела проектирования компании «НордЭнергоИнжиниринг» Анастасии Кожаровой, для выбора программного обеспечения были заданы несколько параметров. Софт должен быть отечественным, иметь интуитивно понятный интерфейс и предоставлять комплексное решение. Не менее значимо было требование для быстрого обучения персонала.
«На данный момент 75% рабочей и проектной документации в компании выпускается на основании 3D-модели, выполненной в Model Studio CS», — констатировала Анастасия Кожарова.
Внедрение комплекса проходило в несколько этапов. Сначала были проведены аудит и обучение. Процесс внедрения системы начался с пилотного проекта. После чего были прописаны стандарты и регламенты. И уже тогда начался переход на работу Model Studio CS.
Со своей стороны, руководитель отдела внедрения инженерного ПО компании «РОМБИТ» Сергей Устинов добавил, что протокол перехода на Model Studio CS предполагает и подбор программного обеспечения, исходя из потребностей предприятий, а также возможность технического сопровождения работы системы.
Своими силами
Стоит сказать, что у участников конференции очередной пакет введенных санкций не вызвал особого пессимизма. Скорее, даже наоборот. Все с огромным воодушевлением слушали доклады о возможностях российского программного обеспечения и переходе на отечественный софт. Тем более что за последние годы российская ИТ-индустрия совершила огромный рывок вперед. По словам руководителя проектов по внедрению компании «СиСофт Девелопмент» Александра Корыстылева, на отечественном рынке программного обеспечения отечественные разработки уже занимают более 50% рынка. И доля продолжает увеличиваться.
Из выступлений участников конференции можно было сделать вывод: наиболее активными пользователями отечественного софта оказались экономические гиганты и предприятия — лидеры из разных отраслей. Объясняется это просто. Во-первых, таким образом компании минимизируют судебные риски, так как обязаны пользоваться исключительно лицензионными продуктами. Во-вторых, защищают себя от других непредвиденных ситуаций, которые могут случиться в будущем. Однако главным был другой посыл: отечественный софт позволяет подстраивать программное обеспечение под потребности любого бизнеса и конкретно взятого предприятия.
«Мероприятие стало отличной площадкой для обмена опытом и знаниями о современных технологиях информационного моделирования. Наша цель — помочь специалистам в их профессиональном развитии и предоставить им возможность познакомиться с новыми подходами и инструментами», — сказал заместитель директора департамента внедрения «СиСофт Девелопмент» Александр Белкин.
С поддержкой
Использование технологий информационного моделирования давно стало обязательным для гражданского строительства. Если говорить о Санкт-Петербурге, в нашем городе инновационный подход задолго стал визитной карточкой строителей и проектировщиков. Современное программное обеспечение помогает архитекторам, инженерам и строителям создавать точные и эффективные проекты, управлять ресурсами и координировать работу больших команд.
Однако, как выясняется, многие до последнего оттягивали переход на отечественное программное обеспечение. Хотя о необходимости такого шага все говорят давно. Например, весной этого года председатель правительства России Михаил Мишустин на конференции «Цифровая индустрия промышленной России-2024» говорил, что к 2030 году 80% российских предприятий должны перейти на отечественный софт. Для этого федеральные власти разрабатывают меры поддержки, так как переход на отечественное ПО может потребовать значительных затрат. Особенно для крупных проектов. Поэтому правительство намерено компенсировать бизнесу до половины затрат на внедрение отечественного инженерного и промышленного программного обеспечения. Кроме этого, рассматривается возможность предоставления дополнительных преференций организациям, которые отдают предпочтение отечественным разработкам. Среди прочего речь идет о выдаче кредитов по льготной ставке на модернизацию программного обеспечения.