BIM. Испытание на прочность

С 2021 года использование BIM станет обязательным в России при проектировании и строительстве любых объектов с бюджетным финансированием. Эта мера была запланирована уже давно, и ее реализация несколько раз откладывалась. Естественно, введение такой нормы будет способствовать существенному росту практического интереса к технологиям моделирования в строительстве, где процессы цифровизации шли существенно медленнее, чем в других отраслях.

Известно, что полностью успешны, а именно укладываются в заявленный бюджет и сроки, лишь чуть более 30% проектов. Оставшиеся реализуются с превышением сметы и (или) сроков, а иногда и вовсе не реализуются. Один из полушуточных эмпирических законов гласит, что на реализацию проекта в среднем уходит в π раз больше времени и материальных ресурсов, чем планировалось, но реальная практика показывает, что данную оценку следует считать излишне оптимистичной. Есть немало примеров того, когда затраты на реализацию проекта даже не в разы, а на порядок превышали изначально запланированные.

Использование разного рода ИТ-инструментов существенно ускоряет процесс подготовки проектной документации и повышает прозрачность хода исполнения самого проекта. Особенно если речь идет не просто о наборе чертежей, пусть и подготовленных в CAD-приложении, а о единой цифровой модели готового изделия, где реализованы все этапы его жизненного цикла, от концепции до вывода из эксплуатации. Применительно к строительству, данную задачу решает технология информационного моделирования зданий, известная в виде английской аббревиатуры BIM.

Термин BIM появился в широком обороте в 1992 году. Однако сама концепция моделирования в строительстве появилась и начала применяться на два десятилетия раньше. Пионером выступила Британия, и к настоящему времени там достигнут самый высокий уровень проникновения BIM технологий в мире — 70%. Ненамного уступает Сингапур, где использование технологий BIM обязательно при строительстве любых зданий и сооружений площадью более 5000 кв. м. Для сравнения, в России уровень проникновения технологий BIM составляет, по данным аудиторской компании Pricewaterhouse Coopers (PwC), лишь порядка 5–7%. Именно столько строительных компаний применяет данные технологии. Около 80% объектов в России строится без использования BIM, а в оставшихся 20% все ограничивается применением модели лишь на стадии проектирования. Тем не менее, по мнению директора, руководителя практики стратегического консультирования в секторе недвижимости PwC Анны Данченок, BIM являются наиболее распространенной в России цифровой технологией, применяемой в строительстве.

Но ситуация в строительной отрасли России все же меняется. "План поэтапного внедрения технологий информационного моделирования" Минстрой принял еще в декабре 2014 года. И там внедрению BIM уделялось очень большое внимание. Также широкое применение моделирования является один из приоритетов в национальном проекте "Жилье и городская среда" и важная составляющая федерального проекта "Цифровое строительство", который, в свою очередь, является частью нацпроекта "Цифровая экономика".

Однако реализация мероприятий планов 2014 года шла с некоторым опозданием. Так, только в прошлом 2019 году само понятие "информационное моделирование" было закреплено в Градостроительном кодексе. Но летом 2020 года процесс вновь ускорился. Катализатором тут стала пандемия и инициированный ею массовый переход на удаленный режим работы, что, в отличие от традиционной модели проектирования, не является препятствием для работы при использовании технологий моделирования. "Мы планируем в ближайшее время завершить формирование нормативной базы для использования технологий информационного моделирования, чтобы не позднее 2021 года приступить к обязательному использованию цифровых моделей объектов в сфере госзаказа", — заявил вице-премьер правительства России Марат Хуснуллин в июне 2020 года.

В чем выигрыш

Модель, выполненная по технологии BIM, включает в себя не только несущие линии и текстуру материалов, но и другие данные: технологические, экономические и прочие, которые имеют отношение к зданию. При этом учитываются физические характеристики объекта, варианты размещения в пространстве, стоимость каждого кирпича, блока, плиты, плафона, кабеля, трубы, лифтовых механизмов и прочих элементов, из которых строится как отдельное здание, так и весь объект. При этом, что важно, отслеживаются не только объекты сами по себе, но и их взаимосвязи. Кроме того, часто уже на стадии визуализации становится видно, реализуем проект на практике или нет.

"В проектировании участвовали самые разные специалисты, при этом все они работали в едином информационном пространстве, а значит, имели возможность согласовывать свои действия. Так, проектировщик вентиляции отмечал на модели необходимое отверстие, а проектировщик железобетонных конструкций решал, каким образом его создать. Более того, в ходе строительства всегда возникает необходимость внести изменения в проект, и BIM позволяет делать это максимально удобно и избежать ситуации, когда, например, при монтаже подвесных потолков выясняется, что они упираются в торчащий из стены воздуховод", — рассказал инженер Renaissance Construction Рустам Дощанов на примере своей работы над проектом Лахта-Центра. Надо сказать, что Лахта-Центр является далеко не единственным крупным значимым проектом, где применялось проектирование с применением BIM. Такой же поход использовался при строительстве стадиона Фишт в Сочи, как минимум трех объектов для чемпионата FIFA-2018.

BIM технологии позволяют работать над проектом в удаленном режиме. В итоге в период локдауна работа над проектами не прекращалась. "Компании могут не только перевести продажи и обслуживание клиентов в онлайн, но и благодаря BIM-технологиям минимизировать нахождение команды проектировщиков и менеджеров на строительной площадке, а также имеют ценный опыт управления удаленными командами", — отметил партнер, руководитель практики оказания консалтинговых услуг компаниям сектора недвижимости PwC Олег Малышев.

Директор по работе с проектными организациями Schneider Electric Дмитрий Бибик: "Максимальный эффект от внедрения современных технологий достигается при создании качественной информационной модели и оптимального управления недвижимостью с помощью автоматизированных систем управления зданием (BMS) и интернета вещей"Как показал опрос ComNews, как минимум 4 российские компании — IBCON, "ИНСИСТЕМС", "Аскон" и "Айбим" — в 2019 году нарастили объемы продаж по направлению BIM по сравнению с годом раннее. При этом у "ИНСИСТЕМС" рост составил 50%, что намного опережало общие темы роста на рынке САПР. У "Аскон" и IBCON прирост составил 22,5 и 22% соответственно. При этом у многих компаний за последние два года существенно выросло число проектов, рассчитанных на как минимум 2–3 года. Среди их заказчиков отметились не только крупнейшие девелоперы, но и компании из других секторов, среди которых, например, "Металлоинвест", Банк ВТБ, НПО "Энергомашина", ГК "Росатом".

Также многие компании, далекие от сферы строительства, начали выпускать собственные инструменты, упрощающие проектирование отдельных подсистем. Например, Schneider Electric уже давно предлагает инструментарий, облегчающий проектирование систем энергоснабжения, что особенно актуально для зданий, где уже на стадии проектирования необходимо предусмотреть помещения, предназначенные для размещения ИТ-оборудования. "BIM Electrical Design обеспечивает автоматизацию расчетов параметров электрических цепей, освобождая проектировщика от одной из самых рутинных операций в работе. Результаты работы плагина выводятся в виде, удобном для использования непосредственно в проектной документации в соответствии с национальными стандартами", — делится подробностями директор по работе с проектными организациями Schneider Electric Дмитрий Бибик.

Надо сказать, что инструменты BIM в России, пожалуй, одними из первых начали применять как раз операторы центров обработки данных. Иначе невозможно в разумные сроки разработать проект создания или переоборудования помещения для размещения оборудования, к которому предъявляются довольно жесткие требования. Например, рядом с машинными залами не должны проходить инженерные коммуникации, выдерживаться определенные показатели работы систем вентиляции и тому подобное.

Руководитель направления инноваций ГК "А101" Илья Горулев: "Мы повышаем качество проектирования, на самом раннем этапе выявляя критические ошибки. Если бы они были обнаружены позже, то это повлекло бы значительные финансовые потери. Мы также получили возможность полной цифровой интеграции в бизнес-процессы компании, что позволяет создавать структурированный массив данных для нужд компании"Также в зданиях, спроектированных с применением BIM, реже отмечается так называемый "офисный синдром": острое ухудшение здоровья после нескольких часов, проведенных в помещении. При этом медицинские исследования не выявляют никаких серьезных отклонений. Эксперты связывают это с тем, что в зданиях, спроектированных с применением BIM, лучше используется естественное освещение, а также обеспечивается приток воздуха за счет оптимально устроенной вентиляции.

В итоге сокращение затрат по оценке PwC, полученной на базе российской практики, составляет 2%. Срок подготовки проектной документации уменьшаются на 10%, при этом количество ошибок проектирования снижается на 10%. Если же не ограничиваться применением BIM только фазой проектирования, как это обычно происходит в российских условиях, то выигрыш будет еще более впечатляющим. Так, по данным Минстроя России, сокращение времени на проектирование может снижаться и на 50%, количество ошибок и погрешностей в документации на 40%, а затраты на строительство и эксплуатацию на 30%. Власти Великобритании рассчитывают к 2025 году та треть сократить стоимость на стадиях капитальных затрат и эксплуатации, сроки возведения объектов снизить на 50% и на столько же сократить вредные выбросы. И эти данные были получены в ходе реализации реальных пилотных проектов.

Важно отметить, что ошибки выявляются на ранней стадии, а не на стадии возведения объекта, как это обычно бывает, что позволяет заметно снизить затраты на реализацию проекта. "Мы повышаем качество проектирования, на самом раннем этапе выявляя критические ошибки. Если бы они были обнаружены позже, то это повлекло бы значительные финансовые потери. Мы также получили возможность полной цифровой интеграции в бизнес-процессы компании, что позволяет создавать структурированный массив данных для нужд компании", — отмечает руководитель направления инноваций ГК "А101" Илья Горулев. По оценке Анна Данченок, особенно важно данное преимущество тогда, когда объект масштабный и при этом нетиповой.

Директор Дивизиона инженерных моделей ГК "НЕОЛАНТ" Денис Мариненков: "Сегодня использование иностранного ПО при реализации крупных российских инвестиционных проектов (особенно в критически важных отраслях промышленности) несет серьезные геополитические риски — финансовые, технологические, организационные"И, в итоге, значительные затраты на внедрение технологий моделирования окупаются уже за счет существенного сокращения простоев. "Затраты на применение технологий моделирования на стадии строительной площадки существенно ниже, чем ущерб от простоя подрядчиков в случае возникновения коллизий и принятия неверных технических решений, основанных на некорректной информации", — продолжает директор Дивизиона инженерных моделей ГК "НЕОЛАНТ" Денис Мариненков.

Заместитель министра строительства ЖКХ России Александр Козлов: "Задача цифровизации строительной отрасли стоит куда шире внедрения и поддержки технологии BIM в строительстве. Надо перевести все взаимодействие участников строительного процесса в цифровой формат, внедрить в отрасли процессы управления данными, обеспечить бесшовную интеграцию всех процессов, связанных со строительством"Хотя многое зависит и от специфики объекта. "Максимальный экономический эффект от внедрения BIM достигается при применении для управления сложными технологическими объектами, такими как промышленные и энергетические предприятия. В том или ином виде BIM применяется и для социальных объектов, однако экономический эффект тут меньше", — подчеркнул заместитель министра строительства ЖКХ России Александр Козлов.

Применение технологий BIM позволяет обеспечивать экономию ресурсов. "Энергосберегающие технологии в новом офисе используются повсеместно. Для экономии воды построена автоматизированная "Зеленая станция", которая собирает дождевую воду и использует ее в канализации и для летнего полива территории. Для экономии электроэнергии используется интеллектуальная система рекуперации, которая позволяет экономить тепло и зимой, и летом, подогревая или охлаждая наружный воздух. Таким образом, даже при отключении городского тепла в межсезонье воздух все равно сохраняет комфортную температуру, при этом экономия энергоресурсов может составлять от 40 до 60%. Центральная система кондиционирования обеспечивает комфортную температуру в помещениях, тем не менее, сотрудники также могут регулировать микроклимат в своих кабинетах индивидуально, с помощью встроенных пультов", — таких результатов достигли в новом офисе интегратора КРОК, где BIM технологии применялись на всех стадиях проектирования и строительства и используются до сих пор уже при эксплуатации.

Менеджер по развитию ЮИТ Алексей Крылов: "В мире программистов не так давно было популярно понятие low-code технологий: платформ, в которых пользователи могут создавать программные продукты, не обладая навыками программирования. Использование таких технологий позволит самим пользователям создавать уникальные бизнес-процессы, заточенные под решения конкретных задач"По мнению менеджера по развитию ЮИТ Алексея Крылова, одним из основных преимуществ технологий моделирования является тотальная прозрачность всех процессов, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией объекта. Впрочем, данное обстоятельство можно рассматривать и в качестве недостатка.

Проблемы и препятствия

Несмотря на все преимущества, технологии информационного моделирования, в том числе и BIM, пробивают себе дорогу с довольно большим трудом. И данное утверждение относится далеко не только к России. К примеру, в Финляндии, где внедрение BIM началось уже очень давно, данные технологии до сих применяют не более 30% предприятий строительной отрасли, а среди заказчиков в ходе эксплуатации применяет их не более 20%. В Британии также долгое время сталкивались с сопротивлением, которое было преодолено только с использованием довольно жестких мер регулирования.

И именно устаревшее регулирование долгое время оставалось проблемой в России. Так, моделирование было окончательно узаконено лишь год назад. При этом все равно, как отметил руководитель Института строительной отрасли Кирилл Холопик на круглом столе "Готовность рынка к BIM-проектированию", компаниям приходится дублировать информацию на бумаге: "Даже если компания перевела в цифровой формат полный цикл — от производства стройматериалов до стройки, — ей всё равно приходится параллельно вести документацию в бумажном виде".

"Основной трудностью считается недостаток технического регулирования со стороны государства и надзорных органов. Последнее, надо признаться, в настоящий момент перестает быть препятствием, государство делает очень большие шаги в части стандартизации. При этом осознание и применение новых стандартов ведения строительной информации растянется ещё на несколько лет, ввиду отсутствия наработанных практик ведения ИМ участниками строительства на всех жизненных циклах реализации проектов", — предупреждает Алексей Крылов.

Очень серьезным препятствием является высокий уровень затрат. "Затраты на начальном этапе достаточно существенные. Стоит ли внедрять технологию, если ее польза все еще не всегда сопоставима с инвестициями?", — такой вопрос, по оценке Анны Данченок, постоянно приходится слышать от представителей отрасли.

ПО для моделирования является крайне дорогостоящим. К примеру, стоимость лицензирования самого популярного комплексного продукта Autodesk Revit, который, по данным опроса ComNews, применяется практически во всех проектах 2018–2019 годов за очень редкими исключениями, составляет порядка 120 тысяч рублей в расчете на год. Часто стоимость оказывается еще больше, поскольку приходится приобретать дополнительные модули, которые также стоят немало. В итоге только ПО может обойтись в 400 тыс. руб. Использование отечественных продуктов обойдется дешевле и при этом условия лицензирования более щадящие, но и тут стоимость одного рабочего места измеряется десятками тысяч рублей. Впрочем, как отмечает Илья Горулев, есть способы существенно снизить эти затраты: "Стоимость организации одного рабочего места для проектировщика составляет около 300 тыс. руб., это полный комплекс необходимого ПО для реального проектирования, если девелопер нанимает на проектирование внешних подрядчиков, то для работы потребуется 130 тыс. руб., а в некоторых случаях и вовсе без затрат".

При этом использование зарубежного ПО связано с целым комплексом рисков, как предупреждает Денис Мариненков: "Сегодня использование иностранного ПО при реализации крупных российских инвестиционных проектов (особенно в критически важных отраслях промышленности) несет серьезные геополитические риски — финансовые, технологические, организационные". Всем участникам рынка, по его мнению, необходимо осознание факта необходимости широкого применения именно российских инструментов ИМ и их популяризации.

Однако выбор строительных САПР от российских разработчиков остается весьма ограниченным, а на появление качественных продуктов нужны время и значительные материальные затраты. Профильное министерство видит одной из главных задач формирование рынка отечественных систем. "Не только развитие технологий способствует цифровой трансформации, но также и государственная политика в этой области, которая должна стимулировать рынок", — подчеркнул Александр Козлов.

Многие специалисты сетуют на то, что не существует комплексных систем, которые охватывали бы все направления в проектировании, включая архитектуру, конструкции, инженерные системы. И в целом функциональность ПО вызывает нарекания у участников рынка. "Эти решения не отражают действительных потребностей участников строительства. Это также добавляет скептицизма в профессиональном сообществе при внедрении информационного моделирования", — отметил Алексей Крылов.

В итоге не редки различного рода казусы. "К нам приходит множество проектировщиков, которые хотят устроится на работу. Мы заметили, что нередко за знанием проектировщиком Revit и других современных программ скрывается его техническая некомпетентность. Поэтому чертежи в 3D выглядят у этих проектировщиков очень эффектно, но совершенно безграмотно с технической точки зрения", — делится своим опытом руководитель мастерской ООО "Траст Инжиниринг" Александр Иванов. При этом, по его оценке, многие признанные специалисты не имеют стимула переходит на использование новых сложных продуктов, поскольку их работа востребована и так, что консервирует данную ситуацию.

И в целом кадровая проблема стоит весьма остро. "Мы проводили опрос среди более 1 200 проектных организаций и выяснили, что только 20% проектировщиков прошли обучение BIM-технологиям, и из них только половина имеет реальный опыт с такими задачами. Получается, лишь 10% проектировщиков имеют хотя бы один заказ, связанный с BIM", — отметил Кирилл Холопик в своем выступлении на круглом столе "Готовность рынка к BIM-проектированию". Как следствие, при проведении тендеров с запросом на BIM-модель застройщик получает слишком узкий выбор исполнителей, поскольку лишь немногие проектировщики могут выполнить такой проект. В итоге на рынке оказывается ограниченное количество игроков, что дает им возможность манипулировать рынком. И даже в этих компаниях, как правило, умеют работать с BIM-инструментарием лишь очень небольшое количество специалистов, и потеря любого из них может фатальным образом сказаться на результатах работы всего коллектива.

Надо отметить, что затраты на внедрение BIM не ограничиваются одним только ПО. К примеру, ООО "АйБиКон" (IBCON) получило в текущем году от продажи лицензий на ПО BIM 50 млн руб, а выручка от услуг по внедрению и сопровождению проектов была в пять раз больше. По данным компании Айбим продажи ПО составили 10 млн руб., а поступления от сопутствующих услуг были почти вдесятеро больше. Не стоит забывать и о высоких аппаратных требованиях ПО САПР. Новая рабочая станция, предназначенная для работы с такими приложениями, стоит от 100 тысяч рублей.

Что дальше?

Внедрение BIM — лишь один из первых шагов на пути к цифровизации строительной отрасли. Александр Козлов видит перечень первоочередных целей своего ведомства следующим образом: "Задача цифровизации строительной отрасли стоит куда шире внедрения и поддержки технологии BIM в строительстве, хотя это конечно играет существенную роль. Задача, которая стоит перед нами — перевести все взаимодействие участников строительного процесса в цифровой формат, внедрить в отрасли процессы управления данными, обеспечить бесшовную интеграцию всех процессов, связанных со строительством. Ее решение приведет к появлению частных цифровых сервисов и решений, ускорит перевод государственных услуг в электронный вид, широкому внедрению машиночитаемых и машинопонимаемых документов. Все это должно быть аккумулировано в едином цифровом пространстве строительной отрасли (ГИСОГД РФ)".

Этот путь открывает для строителей и девелоперов множество новых возможностей. "Цифровизация — это прежде всего технологически сложные объекты, которые максимально решают повседневные задачи человека в жилом домостроении и при возведении объектов бизнес-инфраструктуры. И здесь линейка "потребностей" сложна в своем многообразии: от энергоэффективности, использовании инновационных материалов с уникальными характеристиками и пр. до новой эстетики", — уверен Илья Горулев.

Сами потенциальные потребители ждут упрощения технологий, что позволит сократить порог входа. Вот, например, как видит данную задачу Алексей Крылов: "В мире программистов не так давно было популярно понятие low-code технологий: платформ, в которых пользователи могут создавать программные продукты, не обладая навыками программирования. Это технологии визуального программирования, сравнимые с Dynamo от Autodesk, но нацеленные на обработку простых файлов и документов, "информационных контейнеров". Введение КСИ в строительную документацию позволит с легкостью находить и обрабатывать искомую информацию, и использование low-code технологий позволит самим пользователям создавать уникальные бизнес-процессы, заточенные под решения конкретных задач, стоящих перед исполнителем".

И, наконец, BIM необходимо интегрировать с другими системами, что позволяет добиться нового качества управления недвижимостью, неважно, жилой, коммерческой или производственной. Дмитрий Бибик уверен, что эксплуатация объекта не сводится к применению только BIM технологий, это лишь одно из условий: "Максимальный эффект от внедрения современных технологий достигается при создании качественной информационной модели и оптимального управления недвижимостью с помощью автоматизированных систем управления зданием (BMS) и интернета вещей. Цифровой двойник объединяет эти технологии и является незаменимым решением для современного здания. По сути, это виртуальный прототип реального объекта и процессов, происходящих в нем на всем сроке его службы".