Цифровизация строительства в России: что нужно о ней знать

Цифровизация строительной отрасли — это внедрение информационных технологий в проектирование, строительство и управление объектами недвижимости. Главной ее целью является повышение эффективности строительного процесса: снижение ошибок в проектировании и издержек, улучшение контроля за выполнением строительных работ, повышение безопасности труда, автоматизация документооборота.

Немного истории

Цифровизация строительства в мире началась в последней четверти прошлого века, когда компьютеры начали все больше и больше использовать для создания чертежей и моделей домов жилищного комплекса, мостов, зданий производственных предприятий и других объектов недвижимости.

Концепция BIM существует с 1970-х годов. Первые программные инструменты для моделирования зданий появились в конце 1970-х и начале 1980-х годов и включали продукты для рабочих станций, такие как система описания зданий Чарльза Истмана, GLIDE, RUCAPS, Sonata, Reflex и серия 4D Gable. Ранние приложения и оборудование, необходимое для их работы, были дорогими, что серьезно ограничивало их распространение.

Термин «модель здания» (в смысле BIM, как используется сегодня) впервые был использован в статьях в середине 1980-х годов: в статье Саймона Раффла, опубликованной в 1986 году, и позже в статье Роберта Эйша в том же году. Термин «информационная модель здания» впервые появился в статье Г.А. ван Недервеена и Ф.П. Толмана 1992 года.

В России одним из первых шагов по цифровизации строительства стало внедрение BIM-технологий в госпроектах, начиная с середины 2010-х годов. Была запущена программа "Цифровая экономика", направленная на цифровую трансформацию очень многих секторов экономики, в том числе строительства.

В 2018 году создана национальная платформа "Цифровое строительство". Ее цель – объединение участников строительного рынка и создание единого информационного пространства. С 2023 года началось внедрение системы по информационному управлению проектами ИСУП ОКС совместно с ФАУ «РосКапСтрой».

Тренды цифровизации России

Импортозамещение. К началу 2025 госкомпании обязаны перейти на отечественное программное обеспечение. Это касается, в первую очередь, операционных систем, офисного ПО и систем виртуализации и работы с базами данных. Вероятно, тренд может распространиться и на другие виды ПО. Чтобы подобрать оптимальное решение, необходимо сформулировать спектр задач, и осуществлять подбор исходя из них. Для отбора решений можно воспользоваться, в том числе, каталогом DigitalDeveloper, или консультацией профессиональных специалистов в отрасли.

Прозрачность данных. Их открытость при передаче между девелоперами, проектировщиками и подрядчиками дает возможность лучше и быстрее понять внутреннюю механику проекта и усовершенствовать ее.

В последнее время предпринимаются различные шаги для повышения прозрачности данных в строительной отрасли:

1. Внедрение Государственной информационной системы градостроительной деятельности России (ГИСОГД РФ), которая представляет собой централизованную платформу, аккумулирующую информацию о строительной деятельности по всей стране. К маю 2024 года система охватывает сведения о более чем 236 миллионах объектов.
2. Создание технического комитета при Министерстве строительства России, который занимается стандартизацией технологий информационного моделирования. Этот комитет призван обеспечить согласованность политики Министерства в области разработки нормативно-технической документации и других инструментов, способствующих внедрению ТИМ в строительстве.
3. Формирование экспертной группы по искусственному интеллекту при Министерстве строительства. К июню 2024 года в ее работе участвуют свыше 50 компаний, государственных органов и образовательных учреждений, которые содействуют развитию и распространению технологий AI в строительной сфере.
4. Улучшение рабочих процессов в компаниях Nemetschek и Autodesk для облегчения обмена данными между различными облачными платформами и настольными приложениями.

Увеличение использования облачных платформ. Они позволяют одновременно работать над проектом всем заинтересованным его участникам, что очень серьезно сокращает сроки внедрения и снижает его стоимость. Например, такие задачи берет на себя облачная платформа от разработчика Тангл. Она предоставляет участникам распределенных и смешанных команд единую площадку работы над проектом и дает возможность доступа к данным с самых разных электронных устройств (телефонов, планшетов, ноутбуков).

Основные технологии цифровизации

BIM

С помощью этой технологии создаются информационные модели строительных сооружений, ведется разработка проекта, контролируется их строительство, а также их дальнейшая эксплуатация и демонтаж. Главные преимущества информационного моделирования — максимальная наглядность и практически моментальная доступность для всех участников проекта. Это упрощает переработку и систематизацию информации об объекте, уменьшает сроки поиска рациональных решений и время внесения необходимых изменений.

Дроны

Их использование тоже можно отнести к технологиям цифровизации. Благодаря дронам значительно упростился визуальный осмотр строительных сооружений и инспекция труднодоступных мест: нахождение с помощью камер высокого разрешения на летательных аппаратах трещин, деформаций, невидимых на первый взгляд мест повреждений от воды. Установленная на дронах соответствующая аппаратура также может легко выявлять места утечек тепла и целый ряд других дефектов. Также, с помощью дронов возможно выполнение ряда рутинных или опасных процессов, например, точечные ремонтные работы в труднодоступных местах, например, сварочные работы.

3D-печать

Она также является перспективной технологией. С помощью 3D-печати можно создавать декоративные элементы зданий, модульные конструкции, отдельные компоненты, макеты и прототипы зданий. Одно из главных преимуществ строительной 3D-печати – возможность создания элементов конструкций очень сложной формы. Важным достоинством строительной 3D-печати является сокращение числа нужных для возведения дома работников. Для управления оборудованием достаточно всего нескольких операторов. Плюсом технологии также является сокращение отходов и мусора. Все элементы изготавливаются точно в таком объеме, в котором это необходимо для конкретного проекта. Неиспользованные компоненты легко перерабатываются в новый филамент.

IoT или интернет вещей

Технология взаимодействующих между собой различных приборов и устройств: камер, электронных браслетов, датчиков. Система может использоваться как при самом строительстве, так и при эксплуатации уже построенного здания, в том числе в структуре ЖКХ. Видеонаблюдение позволяет вести контроль за строительными работами и обеспечивает безопасность объекта. С помощью специальных браслетов можно отслеживать состояние здоровья строителей, предотвращать несчастные случаи. Вмонтированные в здание датчики выявляют повреждения, трещины и другие дефекты на самых ранних стадиях их возникновения.

Большие данные

Технология сбора, анализа и использования больших объемов информации позволяет принимать более обоснованные решения при оценке связанных с различными аспектами строительства объекта рисков: климатическими факторами, экологическими факторами, состоянием грунта. При прогнозировании затрат на строительство Big Data дают возможность спрогнозировать ситуацию на рынке недвижимости, предугадать увеличение или уменьшение трат при изменении логистики транспортных потоков. Очень большую роль аналитика данных играет и для контроля качества на этапе строительства, начиная от выбора участка для него и заканчивая вводом сооружения в эксплуатацию.

AI

Применение искусственного интеллекта также, безусловно, один их самых актуальных трендов в строительной индустрии. По сути, его применение переплетается с большинством обозначенных трендов. Наибольшую эффективность применение ИИ может обеспечивать в прогнозировании. Например, внедрив алгоритмы машинного обучения в инструменты работы с BIM-данными, можно научить программу подбирать оптимальные варианты прохождения коммуникаций без образования коллизий. Или осуществлять подбор альтернативных вариантов при их наличии. Быстро прогнозировать расходы и их превышение от изначальных планов по объекту, на базе уже имеющейся big data по выполненным объектам в сопоставлении с ключевыми характеристиками нового здания (этажность, материалы, геопозиция и т.д.). Анализировать данные с камер видеонаблюдения и мониторинговых приборов для выявления потенциально опасных процессов — в целях повышения безопасности объекта. Предсказывать техническое обслуживание и энергоэффективность, на базе анализа о состоянии оборудования и значимой инфраструктуры.

Преимущества цифровизации строительной отрасли

К наиболее важным можно отнести:

• Увеличение эффективности и сокращение сроков строительства. Достигается за счет автоматизации рутинных задач, ускоренного обмена информацией, использования информационного моделирования, своевременного выявления и предотвращения рисков;
• Улучшение качества строительных работ и снижение ошибок. Обусловлено использованием цифровых систем мониторинга и анализа данных в реальном времени, автоматизацией процессов контроля и проверки, предотвращением нештатных ситуаций с помощью анализа больших данных, интеграцией цифровых технологий в системы безопасности и охраны труда;
• Оптимизацию затрат и ресурсов. Является прямым следствием принятия оптимальных решений с помощью моделирования и симуляции различных сценариев проектирования, постоянного контроля за ведением стройки и расхода материалов;
• Большую безопасность на стройплощадках. Объясняется контролем стороны ИИ за состоянием здоровья работников, своевременным выявлением потенциальных угроз и их предотвращением, автоматизацией подавляющего большинства опасных строительных операций.

Вызовы и риски

На первом плане здесь проблемы, связанные с человеческим фактором, необходимость в постоянном обучении и переобучении персонала, кибербезопасность и защита данных.

Человеческий фактор

В первую очередь это проблема интеграции новых цифровых технологий в уже отлаженную, привычную всем ее участникам систему. Ей почти всегда препятствует нежелание некоторых руководителей нарушать кажущуюся стабильность проекта. По их мнению, если что-то и так неплохо работает, то смысла для введения изменений нет в принципе. Лучшее враг хорошего. Особенно ярко подобное проявляется, если инновации требуют значительных инвестиций, перемен в сложившемся укладе и методах работы.

Обучение персонала

Оно подразумевает не только приобретение сотрудниками новых знаний и навыков, но и изменение самого подхода к работе, формирование у работника стремления к развитию и самосовершенствованию. Знания и технологии быстро развиваются. Всегда нужно осваивать новое.

В России в изменение программного обеспечения для цифровизации строительства очень большой вклад вносит и необходимость в импортозамещении. Перед сотрудником ставится задача не просто научиться работать с новым ПО, а в максимально короткие сроки выжать из него максимум, затем не жалея потраченных усилий, опять начать обучаться чему-то новому, более совершенному, эффективному или целесообразному с санкционной точки зрения.

Кибербезопасность

Это защита конфиденциальности информации, предотвращение кибератак, контроль за соблюдением правил и норм в сфере защиты персональных данных. Компаниям, у которых кибербезопасность на должном уровне больше доверяют партнеры, клиенты, проверяющие государственные структуры. Организация хоть и вынуждена тратить на защиту данных порой очень немалые средства, в конечном итоге все равно выигрывает.

Будущее цифровизации в строительстве

В строительной отрасли РФ в данной сфере неизбежно практически полное замещение импортного ПО исключительно отечественными решениями. Во-первых, многие предлагающие подобные продукты зарубежные компании уже ушли с рынка услуг. Во-вторых, замену иностранных программ на отечественные активно поддерживает государство. В-третьих, как уже было сказано выше, хороших, качественных аналогов импортному ПО у нас уже достаточно. Комплексных решений и платформ меньше, но уже есть и такие.

Непременно следует ожидать полной оцифровки всех процессов строительства. Благодаря этому значительно проще станет доступ к документации, улучшится координация между участниками проекта. Государство получит больше возможностей для эффективного, не мешающего работе строительных компаний, контроля.

В чуть более отдаленной перспективе в проектировании и строительстве зданий серьезно расширится использование виртуальной, смешанной и дополненной реальности. Виртуальная реальность станет очень активно использоваться в дистанционном управлении строительством и обучении персонала. 3D-модели станут сверхреалистичными. Смешанная реальность будет незаменимым инструментом получения инженерами необходимой технической документации прямо по месту работы, поверх строительных конструкций. Например, через специальный шлем можно посмотреть на балку и сразу видишь из какого материала она сделана, какие размеры имеет, не создаются ли коллизии. Дополненная реальность позволит проецировать на реальные объекты еще не установленные элементы конструкции, поможет более ясному визуальному представлению будущих сооружений, упростит установку сложного оборудования и систем.

Заключение

Практически ни у кого не осталось сомнений, что цифровизация строительной отрасли неизбежна и при всех ее возможных трудностях в конечном итоге принесет только пользу. Это должен понимать каждый имеющий отношение к строительству. Хотите и дальше быть востребованным в этой сфере – осваивайте методы цифровизации. Уже сейчас их знание обязательный пункт в требованиях при приеме на работу на очень многие строительные специальности, дальше этот тренд будет только усиливаться.

Полезные ссылки

• Вернуться ко всему списку статей.
• Подписывайтесь на наш телеграм-канал, чтобы быть в курсе последних новостей про Tangl.
• Вебинары, внедрение ПО и функционал Tangl на нашем ютуб-канале.
• Подробнее про сервисы Tangl.