Russian Federation
In order to maintain the positive dynamics of the construction industry, the government is stimulating the development of the digital economy. In the interests of strengthening themselves and reducing the negative impact of the dynamic environment, construction companies are vectoring towards changing their business management mechanisms, seeking to be the first to benefit from changing circumstances. The study of best practices of digitalization in construction allows us to say that modern digital technologies can be successfully used at various stages of the life cycle of a capital construction project. By focusing on the qualifications of the engaged employees, keeping abreast of the technologies present in the industry, used by other construction participants and developing them and the corporate culture of the company, carrying out the transformation of the company's business processes, including digital, aligning it with its strategy, companies implement their activities taking into account today's realities. They become the most flexible, able to overcome unexpected obstacles without becoming dependent on changing conditions of existence.
experience of digitalization, management mechanism of construction companies, digital technologies, digital economy
Введение
Государство, заинтересованное в ускоренном развитии строительной отрасли, являющейся системообразующей для экономики, выступает инициатором в законодательной сфере в части цифровой трансформации строительства [1-8]. В целях повышения объема ввода жилья Минстрой РФ разработал Стратегию развития строительной отрасли и ЖКХ до 2030 года с прогнозом до 2035 года [2]. Итогом реализации мероприятий стратегии является сохранение положительной динамики развития строительной отрасли, в том числе за счет сокращение финансовых затрат на создание объектов капитального строительства и сроков их возведения [9, 10].
Сегодня основным вектором в области развития механизмов управления бизнесом у строительных компаний РФ является цифровизация. Для многих из них важной целью становится своевременный перевод своих бизнес-процессов в электронный формат, чтобы эффективно взаимодействовать с органами власти в рамках цифровых инициатив [11].
Активно распространяющиеся цифровые технологии, такие как информационное моделирование зданий и сооружений, 3D-сканирование и печать, технологии дополненной реальности, беспилотные дроны уже применяются в деятельности ряда российских строительных организаций. Согласно аналитическому отчету Центра компетенций по технологиям информационного моделирования и цифровизации в жилищном строительстве на данный момент уже «19% российских застройщиков применяют или пилотируют технологии информационного моделирования при строительстве объектов жилого назначения» [12].
Национальное объединение изыскателей и проектировщиков ведет активную работу по изучению и сохранения опыта применения цифровых технологий в проектно-изыскательской деятельности, выявлению программных продуктов для информационного моделирования и их разработчиков, а также по систематизации этого опыта в электронных справочниках, размещаемых на своем сайте [13].
Опыт участников строительства и уровень готовности региона к цифровизации строительства различается в зависимости от региона РФ [9, 12, 14].
Объекты и методы исследования
«Ядром» цифровой трансформации отрасли являются технологии информационного моделирования, или BIM-технологии. Помимо информации о «3D-геометрии» объекта, BIM интегрирует множество слоев информации в разрезе элементов объекта, в том числе об используемых материалах, спецификациях, стоимости, плане-графике строительных работ, функциональных и эксплуатационных характеристиках и даже условиях окружающей среды [15]. Применяемые на практике российскими проектировщиками BIM-технологии позволяют передавать виртуальную информационную модель от команды разработчиков генеральному подрядчику и субподрядчикам, а затем владельцам или операторам здания [16].
На рынке присутствуют варианты интеграция модели с платформенными ERP решениями, что позволяет на стадии ТЭО и инвестиционного планирования проводить оценку сроков и объемов инвестиций в проект на основе данных по объемам работ, осуществимости проекта в целом. Для расчета стоимости в ERP системе на основе сметных свойств элементов BIM модели и информации об атрибутах реализована возможность создания локальных смет автоматизированным способом, а так же внесение не моделируемых объемов в документ путем подбора позиций документа из государственных сметно-нормативных баз данных, собственных калькуляций и классификаторов ресурсов [17].
Разработаны объединенные решения сквозной цифровизации строительного холдинга, позволяющие на основе 3D-визуализации проекта строительства анализировать сроки работ, объемы и степень загрузки оборудования, техники и машин. Одной из ключевых возможностей решения является проведение расчета итогового план-фактного анализа строительства в разрезе элементов модели, включая стадию эксплуатации объекта [18].
По мнению авторов исследования [19], в этой связи актуальными становятся облачные цифровые решения для совместной работы в режиме реального времени и управления строительными проектами, доступные через мобильные приложения или со специальных планшетов. Они создают единую среду взаимодействия всех участников процесса создания строительного объекта (архитекторов и проектировщиков, инженеров, прорабов, мастеров, поставщиков и подрядчиков) [20]. Такая среда позволяет реализовать распределение задач на стройплощадке, мониторинг их исполнения, обмен документацией, размещение отчетности о ходе работ (включая фотографии), совместное редактирование документов, формирование планов-графиков и др.
Цифровизация не обошла стороной работы на стройплощадке. Российские строительные компании начинают активно роботизировать рутинные или физически тяжелые операции: сварка арматуры, подъем и перемещение грузов, отделочные работы. Строительные фирмы применяют дроны, оснащенные камерами высокой четкости, инфракрасными сканерами и тепловыми датчиками для сбора геодезической информации о территории, для контроля строительно-монтажных работ, для охраны строительной площадки. Есть опыт использования дронов для окраски поверхностей на высоте и других труднодоступных местах, для доставки определенных грузов. Совместное использование дронов и 3D-сканеров позволяет получать трехмерное изображение местности на предпроектной стадии строительства и строительных объектов при его реализации. Находит своё применение 3D-печать как метод возведения малоэтажных зданий и сооружений или способ изготовления нестандартных бетонных или полимерных конструкций непосредственно на строительной площадке [21].
Не остались в стороне от внедрения цифровых технологий предприятия строительной индустрии. Роботизация основных производственных процессов, операций упаковки и погрузки готовой продукции – это уже реальность в работе заводов по производству железобетонных конструкций (ЖБК), заводов по производству кирпича, предприятий выпускающих изделия из газобетона [22]. 3D-печать позволяет заводам ЖБК производить продукцию по индивидуальным проектам заказчика. По словам директора одного из таких предприятий «выпускаемая продукция позволит уйти от серийности, переключившись на строительство домов по индивидуальным проектам индустриальным способом, что значительно сократит сроки и стоимость возводимого жилья. Подобные технологии позволяют производить современный, востребованный рынком продукт» [23].
Трансформируется индустриальное, или модульное, домостроение. Все более широко применяется принцип DIMC (designing for industrialized methods of construction) — дизайн для индустриального производства, в рамках которого в проект изначально закладываются возможности использования элементов (модулей), изготовленных на цифровых фабриках непосредственно по информационной модели здания.
Методика разработки комплексной информационной модели на основе типовых модульных элементов максимальной готовности, аккумулирующая в себе фундаментальные аспекты модульного метода строительства и технологий информационного моделирования, особенности этой методики, эффективность и рациональность ее применения рассматривается научным сообществом [24].
Для ускорения внедрения передовых технологий в строительстве Технопарк Инновационного центра «Сколково» уже пять лет подряд проводит акселерационные программы в сфере девелопмента, строительства, продаж и эксплуатации объектов недвижимости «Build UP». В итоге были поддержаны цифровые решения: IoT платформа для контроля бетонных работ, серийное производство строительных 3D принтеров (для стадии возведения); несколько технологий «умного дома» (набор решений для стадии эксплуатации): энергосбережение и автоматизация здания, микроклиматика (децентрализованная система вентиляции), автоматизированный контроль технологических параметров оборудования и инженерных систем и создание единой системы диспетчеризации, автоматизация контрольно-пропускного режима автомобилей как при эксплуатации, так и при строительстве домом (отслеживание времени нахождения строительной техники на строительной площадке), система эксплуатации здания и др. Среди решений, отобранных в рамках программы и прошедших пилотное внедрение на реальных объектах, была группа программных продуктов для стадий планирования и проектирования: платформа для совместной работы с GIS; платформа для реализации и оценки городского планирования на базе искусственного интеллекта и генеративного дизайна; SaaS-сервис для ускоренного формирования сметы ресурсным методом, с автоматическим подбором аналогов; сервис по мониторингу цен на строительные материалы и формированию книг конъюнктурного анализа; система анализа и контроля закупочных цен на материалы; экосистема сервисов для обеспечения инструментами эффективного принятия решений (контроль спецификаций и автопроверка требований) [25]. Организации, внедряющие решения участников в рамках программы, такие как ГК «Галс-Девелопмент», ГК «Основа», ГК ФСК, Gaskar Group и ООО «Монотек Строй» отмечали важность перехода на современные цифровые технологии, так как некоторые из них позволяют сократить сроки и стоимость строительства, а другие повысить эффективность эксплуатации строительных объектов.
Результаты
Для большинства строительных компаний цифровизация строительства – это процесс перевода всех строительных процессов в цифровой формат, а также использование современных технологий для сокращения сроков и повышения качества строительства.
Для значительной части участников строительного рынка переход на цифровые технологии в строительстве ещё только начинается. Особенно это касается компаний, занимающихся возведением зданий и сооружений и осуществляющих ремонтно-строительные работы на существующих объектах. В связи с этим изучение передового опыты цифровизации в сфере строительства и выработка рекомендаций по его успешному применению представляется весьма важным и востребованным.
Опыт участников акселерационных программ показывает, что цифровая трансформация затрагивает не только существующие в отрасли компании, но и сопровождается появлением новых стартапов, так как иногда проще разработать и внедрить программный продукт в рамках одного специализированного процесса, показав и доказав его актуальность и эффективность, в дальнейшем масштабировав его для отрасли в целом.
Обсуждение и выводы
Знание наиболее распространенных направлений цифровизации является необходимым, но не достаточным условием для успеха. Важно знать и понимать, что на этом пути существует целый ряд препятствий. Эти препятствия часто связаны с размерами и мощностью компании. Например, главными препятствиями на пути к цифровизации среднего и малого бизнеса в России являются настороженность руководителей компаний относительно перехода на цифровой формат и нехватка средств на внедрение цифровых технологий.
Дальнейшее развитие практики применения, государственного регулирования, а также структуризация и взаимопроникновение технологий информационного моделирования и других цифровых технологий должно привести к преодолению проблем финансовой доступности и уровня квалификации сотрудников.
Как известно, практически все строительные компании сталкиваются с нехваткой квалифицированных кадров, способных обоснованно выбирать ту или иную цифровую технологию и/или её реализовывать в конкретных условиях. Повышение цифровой грамотности населения и тренд на упрощение работы с программными продуктами могут ускорить преодоление проблемы с квалификацией кадров. Человек – главный фактор развития ТИМ. А один из вариантов преодоления финансовой доступности технологий для микро и малых организаций является возможность удаленной работы с программными продуктами заказчика, девелопера или управляющей компании.
1. Development Programme for the Digital Economy in the Russian Federation until 2035
2. Order of the Government of the Russian Federation dated 31 October 2022 No. 3268-r. Strategy for the development of the construction industry and housing and communal services of the Russian Federation for the period up to 2030 with a forecast up to 2035.
3. Order of the Government of the Russian Federation No. 3883-r dated 27.12.2021. Main directions of development of the digital life cycle management system in the construction industry until 2030.
4. Order of the Government of the Russian Federation No. 3719-r dated 20.12.2021. Roadmap for implementation of BIM in design and construction
5. Resolution of the Government of the Russian Federation of 05.03.2021 No. 331. Cases when it is obligatory to maintain an information model of the object.
6. Order of the Ministry of Construction of the Russian Federation from 06.08.2020 № 430/pr. Structure and composition of the construction information classifier.
7. Order of the Ministry of Construction of the Russian Federation from 16.05.2023 №344/pr. Maintenance of executive documentation in electronic form.
8. Order of the Ministry of Construction of the Russian Federation from 12.05.2017 №783/pr. Requirements for the format of electronic documents submitted for state expert review.
9. Dynamics of the main indicators in the construction industry of the Far Eastern Federal District // Eastern Centre for State Planning. Moscow, 2023 [Electronic resource]. - Access mode: https://vostokgosplan.ru/wp-content/uploads/prilozhenie-k-02-05_335_stroitelstvo_i_polugodie_2023.pdf
10. Ostapkovich G.V., Lola I.S. Business climate in construction in the III quarter of 2023 // Centre for Conjectural Research of the Institute of Statistical Research and Knowledge Economy.- Moscow: National Research University Higher School of Economics, 2023. - p.9
11. Vishnivetskaya A.I., Ablyazov T.H. Digital strategy as the basis of digital transformation of construction organizations // Economics: yesterday, today, tomorrow. 2019. Vol. 9. No. 3A. P. 11-20. DOI:https://doi.org/10.34670/AR.2019.89.3.001
12. Level of BIM application at the stages of the life cycle of the capital construction object. Digital academy DOM.RF [Electronic resource]. - Access mode: https://xn--80az8a.xn--d1aqf.xn--p1ai/%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8-%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F (date of access - 21.10.2023)
13. Handbooks BIM // National Association of Surveyors and Designers [Electronic resource]. - Access mode: https://www.nopriz.ru/nreesters/tim/?fbclid=IwAR1Nh2NjkldJ3vg3iQ5_btq8zHARJ2v1y2l54C21cDZwk9FuvOvo16UM1e4
14. Tereshko, E.; Romanovich, M.; Rudskaya, I. Readiness of Regions for Digitalization of the Construction Complex. J. Open Innov. Technol. Mark. Complex. 2021, 7, 2. https://doi.org/10.3390/joitmc7010002
15. Ignatova, E. V., Matyukhin M. A., Smorzhenkov N. S. Sustainable development based on digital technologies in construction // Construction and Architecture. - 2022. - V. 10, № 2. - P. 56-60. - DOIhttps://doi.org/10.29039/2308-0191-2022-10-2-56-60
16. Abdrakhmanova G. I., Bykhovsky K. B., Veselitskaya N. N., Vishnevsky K. O., Gokhberg L. M. et al. Digital Transformation of Industries: Starting Conditions and Priorities: Reports to the XXII Apr. International Scientific Conference on Problems of Development of Economy and Society. - Moscow: Publishing House of the Higher School of Economics, 2021. - 239.
17. Postnov, K. V. An approach to the creation management information system of a project company with integration of end-to-end digital technologies // Science and business: ways of development. - 2023. - № 1(139). - P. 56-61
18. Sysoeva N. Innovations change the construction industry // Invest-Forsythe, 2021 [Electronic resource]. - Access mode: https://www.if24.ru/innovatsii-menyayut-strojindustriyu/
19. Construction in "digital" // Complex of urban planning policy and construction of Moscow, 2020 https://stroi.mos.ru/interviews/stroika-v-tsifrie.
20. Puchenkov, I.S.; Evtushenko, S.I. Creating a building information model in a shared data environment // Construction and Architecture. - 2021. - V. 9, Issue. 1 (30). - P. 46-50. doi:https://doi.org/10.29039/2308-0191-2021-9-1-46-50
21. In Russia there is a breakthrough in the construction of 3-D houses [Electronic resource]. - Mode of access: https://mgsu.ru/news/Universitet/VRossiiproiskhoditryvokvstroitelstve3Ddomov/ (date of address: 29.10.2023)
22. Rostokinsky Reinforced Concrete Plant "First DSK" received a certificate on passing the first stage of modernization [Electronic resource]. - Mode of access: https://fsk.ru/rezhiser/news/966 (date of address: 29.10.2023)
23. ABB Robotics and Porsche Consulting collaborate to automate the construction industry [Elektronnyy resurs]. - Rezhim dostupa: https://www.automate.org/news/abb-robotics-and-porsche-consulting-collaborate-to-automate-the-construction-industry (data obrascheniya: 31.10.2023)
24. Rybakova A.O. Analiz osobennostey proektirovaniya na osnove primeneniya modul'nyh elementov maksimal'noy gotovnosti // Stroitel'stvo: nauka i obrazovanie. 2021 T. 11. Vyp. 2. St. 5. URL: http://nsojournal.ru DOI:https://doi.org/10.22227/2305-5502.2021.2.5
25. Akselerator tehnologicheskih startapov ot liderov v stroitel'stve i developmente [Elektronnyy resurs]. - Rezhim dostupa: https://buildup.sk.ru/ (data obrascheniya: 18.11.2023)
