11 - 2010

Что влияет на внедрение BIM в России

Владимир Талапов

Объективная потребность в BIM для проектно­строительного процесса

Внутренние экономические факторы

Человеческий фактор

Внешние экономические факторы

Факты, заставляющие задуматься

В мировой практике хорошо известны примеры (Концертный зал имени Уолта Диснея в Лос­Анджелесе, небоскреб One Island East в Гонконге, олимпийские объекты в Пекине и др.), когда комплексное или даже частичное использование технологии информационного моделирования зданий приводило к сокращению сроков проектирования и строительства и уменьшению расходов на возведение объектов.

Владимир ТалаповОкончил матфак НГУ в 1979 году, кандидат физ. мат. наук (диссертацию защищал по алгебрам Ли). Почти 20 лет занимается обучением студентов AutoCAD и компьютерному проектированию, заведует кафедрой архитектурного проектирования зданий и сооружений Новосибирского государственного архитектурно­строительного университета — НГАСУ(Сибстрин). Член редакционного совета международного электронного журнала «AMIT — Архитектура и современные информационные технологии» (http://www.marhi.ru/AMIT/).

Поскольку никто и никогда не отказывался от сокращения сроков выполнения работы, повышения ее качества, уменьшения производственных расходов и увеличения прибыли, то, казалось бы, преимущества технологии BIM очевидны и она должна повсеместно и быстрыми темпами внедряться в проектно­строительную практику по всему миру.

Опросы, проведенные американской компанией McGraw­Hill Construction в 2009 году в сфере строительной индустрии Северной Америки, показали, что:

  • почти половина организаций (48%) уже использует в своей деятельности технологию BIM. Для сравнения: в докризисном 2007 году таких компаний было 28%;
  • все пользователи BIM планируют в ближайшее время значительное увеличение доли применения этой технологии в своей деятельности;
  • подавляющее большинство опрошенных напрямую связывает свои деловые успехи с внедрением технологии BIM.

С одной стороны, эти факты говорят о том, что BIM в США и Канаде успешно осваивается. С другой стороны, специалисты этих стран считают, что темпы внедрения данной технологии могли бы быть гораздо выше. А для сохранения за Америкой роли мирового лидера в строительной индустрии они просто обязаны быть выше.

Аналогичная ситуация наблюдается и в европейских странах. Причем повсеместно в этих регионах постоянно предпринимаются весьма рациональные действия по дальнейшему внедрению технологии BIM.

В России о массовом внедрении BIM пока говорить не приходится. Освоение информационного моделирования зданий, конечно, происходит, но очень медленно и кое­где, носит в основном очаговый характер и никак не стимулируется сверху.

Иногда даже складывается впечатление, что западные производители BIM­программ — это именно те немногие, кто действительно болеет за наш строительный комплекс и желает ему скорейшего перехода на более высокий технологический уровень.

Более того, как это часто бывает при внедрении чего­то нового, периодически появляются различные слухи и домыслы о бесполезности и даже вредности BIM, основанные, как правило, на незнании, непонимании и собственном неумении.

Но у некоторых проектировщиков всё же может возникнуть законный вопрос: действительно ли технология BIM так уж выгодна и нужна? Может, это чисто западная выдумка, без которой мы жили и еще проживем?

Попробуем во всем этом разобраться.

Объективная потребность в BIM для проектно­строительного процесса

Хорошо известно, что чем дальше ушел процесс проектирования, тем труднее специалистам вносить в него коррективы. А уж когда проект завершен и дело дошло до строительства, то безболезненные изменения практически невозможны. Но если все­таки что­то поменять придется, то стоимость этих изменений по мере завершения проектирования и возведения здания резко возрастет.

Эти понятные каждому проектировщику и строителю истины схематически показаны на рис. 1. Кривая 3 показывает предпочтительный процесс проектирования, когда затраты на внесение изменений минимальны, а результат их наиболее значим.

Рис. 1. Эффективность усилий по проектированию здания

Рис. 1. Эффективность усилий по проектированию здания в зависимости от стадии работы

Так вот, первопричиной появления BIM и стало стремление создать технологию, при которой процесс проектирования максимально приближался бы к предпочтительному графику 3. Поэтому внедрение BIM — это стратегический вопрос, имеющий принципиальное значение для дальнейшего развития целой отрасли, а его своевременное решение — объективная необходимость.

Теперь посмотрим, существуют ли в настоящее время экономические условия для такого внедрения.

В начало В начало

Внутренние экономические факторы

Сначала проанализируем, что происходит, когда проектная организация, использовавшая CAD­технологии проектирования, переходит на BIM.

Если не менять компьютерную технику (будем считать, что компьютеры в организации хорошие и моральный срок их службы еще не истек), то необходимо осуществить следующие действия:

  • купить новые компьютерные BIM­программы;
  • обучить персонал работе с новыми программами;
  • создать свои шаблоны оформления проектов и документации для новых программ, а также библиотечную базу, перевести в новый формат что­то из старых наработок и предпринять другие действия для перевода процесса проектирования на новую технологию.

При этом следует понимать, что полный эффект от внедрения BIM будет достигнут только в случае, если на новую технологию перейдут все специалисты организации.

Вполне естественно, что при таком переходе производительность труда сотрудников сначала резко снижается (процесс освоения, обучения, наработки навыков, просто привыкания к новому), а затем постепенно возрастает, в итоге достигая более высокого уровня. По взятым из различных источников экспертным оценкам, период последующего плавного восстановления производительности труда составляет примерно три­шесть месяцев, а рост производительности труда (в случае перехода от CAD к BIM) — в среднем 30­50% (в отдельных случаях достигает 100%) — рис. 2.

Рис. 2. Качественный характер изменения производительности труда проектировщиков при переходе

Рис. 2. Качественный характер изменения производительности труда проектировщиков при переходе на новое программное обеспечение

Российский исследователь Игорь Козлов в своей работе «Оценка экономической эффективности внедрения информационного моделирования зданий» (http://www.marhi.ru/AMIT/2010/1kvart10/Kozlov/Article.php) проанализировал экономический эффект от внедрения BIM на примере типичной проектной организации средних размеров, работающей в Сибирском регионе (это определяет стоимость работ, величину зарплаты и т.п.).

Мы не будем пересказывать содержание указанной работы, отослав читателей к первоисточнику, но повторим основные выводы: примерно через 15­16 месяцев после перехода на технологию BIM проектная организация может выйти на тот же объем выполненной работы и продолжит работать с большей производительностью, увеличив уровень заработной платы и общую прибыль. При этом процесс изменения уровня производительности труда при внедрении BIM выглядит так, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Результаты расчетов изменения уровня производительности труда и объема выполненной работы (за 100% принимается годовая выработка).

Рис. 3. Результаты расчетов изменения уровня производительности труда и объема выполненной работы (за 100% принимается годовая выработка).

Конечно, исследования были проведены для Сибирского региона, а не для всей страны. Но поскольку в Сибири отсутствуют какие­либо экономические факторы, дающие ей приоритет перед другими регионами, то думается, что в других местах России принципиальный вывод будет аналогичным: внедрение технологии BIM экономически выгодно и при правильной работе проектной организации окупается уже на ранней стадии.

Другими словами, в России есть объективные экономические условия для внедрения BIM в проектную отрасль.

В начало В начало

Человеческий фактор

Итак, всё хорошо, но хорошо лишь теоретически. Есть еще человеческий фактор, который может внести в любой результат существенные коррективы.

Было бы правильно рассматривать человеческий фактор на двух уровнях: непосредственных исполнителей на рабочих местах и руководителей их подразделений — с одной стороны, и топ­менеджеров проектной организации — с другой.

Конечно, рядовые сотрудники могут противиться внедрению чего­то нового, поскольку это требует от них усилий по освоению и определенных изменений привычного ритма работы (обычно в той или иной мере это имеет место). В такой ситуации возможно скрытое или явное сопротивление нововведениям, однако всё это решается правильной мотивацией. Если сотрудник действительно заинтересован в успехе своей фирмы, он будет делать всё, что требуется.

Автору известны случаи, когда в период кризиса проектировщики, оставшись без работы и зарплаты (фирме просто нечем было платить — заказов не было), потратили время вынужденного простоя на повышение своего профессионального мастерства, освоение BIM­программ и подготовку условий для будущей работы на новом уровне. То есть они добровольно, бесплатно и сознательно, по своей инициативе (одобренной начальством) осуществляли часть программы по внедрению BIM в период вынужденного простоя («раз уж сидим без работы, давайте перейдем на новую технологию»), создавая задел для будущего (своего и организации) рывка вперед. Это объясняется тем, что они прочно связывают свою дальнейшую деятельность со своим нынешним местом работы.

Итак, с большой долей уверенности можно утверждать, что в проектной организации с правильной мотивацией труда рядовой персонал освоение новой технологии BIM воспримет нормально.

На уровне руководства организации дело обстоит несколько иначе. Увеличение прибыли всем на пользу, так что вроде бы все «за». Но опыт показывает, что это «за» бывает с оговорками, а именно: многие руководители (как правило, акционеры) не приемлют логику графика, приведенного на рис. 2. Они хотят перейти на новую технологию, получать более высокую прибыль, но чтобы падения производительности труда (пусть даже временного) при этом не было.

На практике это обычно означает, что по решению руководства сотрудники переходят на новую технологию «без отрыва от производства», то есть до обеда осваивают BIM, а после обеда возвращаются за CAD, и всё это без снижения требований по объему выполняемой работы (за полдня надо выполнять дневную норму). Либо предусматривается снижение объема работы с одновременным сокращением зарплаты... Другими словами, все тяготы и лишения, связанные с переходом на новую технологию, перекладываются на плечи трудящихся.

В таком случае и трудящиеся особо стараться не будут — для них важнее сохранить свой уровень доходов. А в технологии BIM они даже могут увидеть врага, мешающего их спокойной жизни. Вот тогда и возможно противодействие внедрению новой технологии на уровне исполнителей со всеми вытекающими отсюда последствиями.

В истории такое уже было, причем даже в крайних проявлениях, например можно вспомнить движение луддитов в Англии в конце XVIII — начале XIX века, когда врагами людей стали машины (рис. 4).

Рис. 4. В начале ХХ века в России извозчики повсеместно выступали против только что появившихся, но быстро получивших широкое распространение трамваев

Рис. 4. В начале ХХ века в России извозчики повсеместно выступали против только что появившихся, но быстро получивших широкое распространение трамваев

Личные наблюдения автора показывают, что в таких случаях у проектных организаций ничего хорошего с внедрением любой новой технологии (необязательно BIM) не получается, хотя и бьются над этим годами.

Способы, как смягчить падение кривой на рис. 2, есть. Один из них заключается в том, что переходить на BIM надо не всей организацией сразу, а по частям и при условии, что есть возможность выделить автономное подразделение или группу сотрудников, которая обеспечивает полный технологический цикл выпуска проекта.

Падение производительности труда у такой группы людей меньше скажется на всей организации, да и остальным сотрудникам переходить на BIM потом будет легче — опора в коллективе уже есть. Но это в случае, если проектная фирма хотя бы средних размеров. В маленькой компании лучше переходить на новую технологию сразу всем. Хотя опыт показывает, что у маленьких фирм проблем с внедрением как раз не бывает.

Другой совет — пригласить на работу одного или нескольких сотрудников, имеющих хоть какое­то представление о технологии BIM. Например, студентов или выпускников вузов, знакомых с программами информационного моделирования зданий. При этом не столь важно, что у них нет опыта практического проектирования. В коллективе они станут тем катализатором, который ускорит все процессы перехода на BIM — уже проверено.

Еще один совет — привлекать на переходный период в помощь своему коллективу специалистов консультационно­внедренческих компаний, так называемых BIM­консультантов. В области проектно­строительных технологий в нашей стране таких компаний еще мало, но они существуют.

Рассмотренные ранее примеры использования BIM показывают, что во всех случаях успешный переход на новую технологию проектирования достигался благодаря правильному сочетанию каких­то (оптимально — сразу всех) из перечисленных факторов.

Итак, экономические предпосылки успешного внедрения BIM в проектную деятельность компании всегда имеются, но ключом к успеху является правильное понимание руководством и основным персоналом объективных закономерностей этого внедрения. Иначе всё может получиться с точностью до наоборот.

В начало В начало

Внешние экономические факторы

Если заказчик получает от проектировщиков документацию в обычном (бумажном) виде и передает ее строителям для исполнения, то ему абсолютно всё равно, в какой технологии (CAD, или BIM, или вообще с циркулем и линейкой) работает проектировщик.

Заинтересованность появляется только в случае, если проектировщики и строители связаны еще и организационно­технологически, то есть когда реализованы определенные схемы и формы совместной деятельности над общим объектом.

В мире сейчас наиболее развитым и организованным проектно­строительным рынком является американский. Там негативные экономические ситуации и опасения потерять свою долю (весьма немалую) мирового рынка давно уже вынудили участников процесса «заказчик — проектировщик — подрядчик» искать наиболее оперативные и эффективные способы выполнения работы, позволяющие не выходить за рамки плановых сроков и бюджета.

Основным типом контракта в американской и международной строительной индустрии долгое время считался Design/Bid/Build (или Competitive tendering), что переводится как «Разработал/Предложил/Построил» и означает независимый подбор на конкурсной основе всех участников проекта.

Такой подход имел несомненные плюсы, которые в первую очередь заключались в состязательности между фирмами, желающими работать по проекту. Но постепенно стал просматриваться и явный минус — отсутствие нужной координации между проектными и строительными компаниями, которые до участия в проекте могли вообще не иметь деловых отношений друг с другом.

Для решения этой проблемы в конце 1990­х годов в США стали в опытном порядке практиковать выполнение проекта по схеме Design/Build, что означает «Разработал/Построил», то есть разрабатывать и осуществлять весь проект силами объединенной проектно­строительной компании.

Для этого был даже создан специальный институт Design — Build, представляющий собой ассоциацию заинтересованных организаций, которая разрабатывает всю необходимую техническую и согласовывает законодательную базу такого способа реализации строительства (подобные сцепки требуют соответствия антимонопольному законодательству).

Результат проделанной работы уже проявился: в опубликованном в июне 2008 года списке ста основных американских компаний, практикующих схему Design/Build, числятся все крупнейшие подрядные организации США.

Неудовлетворенность общим состоянием дел в строительстве вынуждает американские компании искать альтернативные способы выполнения работ, в том числе с привлечением специальных РМ­ или CM­фирм, разрабатывающих и контролирующих выполнение как отдельных программ, так и всего хода строительства. Задачей подобных фирм является эффективный контроль графика выполнения работ и соблюдения сметы расходов.

По мнению некоторых экспертов, привлечение к работе подобных организаций или отдельных специалистов обеспечивает заказчику заметную экономию времени и средств (от 5 до 20% от стоимости проекта).

Нетрудно заметить, что оба новых подхода самым непосредственным образом зависят от комплексной проектно­строительной деятельности на основе технологии информационного моделирования зданий. Так что можно с уверенностью говорить о том, что американская строительная индустрия уже с конца 1990­х годов стратегически настроена на BIM.

Доходы большинства ведущих американских строительных компаний примерно на 75% формируются за счет международных контрактов (данные за 2007 год). Учитывая это обстоятельство, а также высокий авторитет американских компаний на мировом рынке, можно утверждать, что и другие страны мира в массовом порядке займутся внедрением BIM.

В России комплексные проектно­строительные компании тоже развиваются. И есть надежда, что эта форма организации строительного бизнеса и в нашей стране будет способствовать внедрению технологии информационного моделирования зданий.

В начало В начало

Стандартизация BIM

Сегодня во всем мире растет как число компьютерных программ, реализующих BIM, так и количество пользователей этих систем. Но массовое внедрение технологии информационного моделирования зданий требует создания условий для применения различных BIM­программ в едином комплексе либо для перехода пользователя с одной программы на другую. Всё это предполагает существование единого стандарта для проектов (моделей), выполняемых по технологии BIM.

В 1995 году такое понимание привело к появлению в США так называемого Международного альянса по интероперабельности (IAI), объединившего в своих рядах специалистов строительства и разработчиков программ из 17 стран.

Альянс занялся разработкой стандартов по созданию среды, позволяющей пользователям беспрепятственно переносить свои проектные данные или объекты из одной независимой программы в другую в течение всего срока жизни проекта, что позволяет, в частности, архитекторам, проектировщикам и строителям сводить воедино свои концепции возведения зданий. Такая совместимость (в современной терминологии — интероперабельность) очень важна для стран с тесно кооперированной строительной или другими отраслями промышленности, поскольку существенно повышает экономическую эффективность этих отраслей.

Аналогичные работы ведутся и в некоторых других странах. Например, в Сингапуре создана проверочная система трехмерных объектов для автоматизированного контроля выполненных проектов на соответствие их требованиям региональных норм проектирования. Причем выполненный проект или его часть могут быть однажды или многократно транслированы для соответствующей автоматической проверки и перепроверки через Интернет.

Руководители Департамента строительства Сингапура уверены, что внедрение информационных технологий для проверки принимаемых проектных решений будет способствовать повышению качества и надежности возводимых объектов, а также повышению производительности труда специалистов.

С конца 2003 года начался подобный процесс и в США. Там наиболее крупная организация — заказчик и владелец федеральной собственности Администрация общих служб США (GSA) уже выдвигает в качестве одного из условий получения федерального заказа на проектирование объектов представление этих объектов в законченном виде в форме трехмерной компьютерной модели, выполненной по стандарту National 3D­4D­BIM Program, курируемому GSA.

Другими словами, создаются уже и законодательные стимулы по внедрению информационного моделирования зданий: «Хочешь федеральных денег — работай в BIM!»

Параллельно появился и стандарт NBIMS, разрабатываемый альянсом компании buildingSmart и американского Национального института строительных наук (NIBS) как структурная база, на основе которой с 2005 года ими же развивается его практическая реализация в виде стандарта IFC.

Сегодня IFC — это нейтральный, открытый и объектно­ориентированный формат файлов для обеспечения интероперабельности в проектно­строительной индустрии, зарегистрированный Международной организацией стандартов как ISO/PAS 16739. Он имеет несколько разновидностей (IFC 2x3, ifcXML и др.), также получивших кодировку ISO.

Сейчас формат IFC используется практически всеми ведущими BIM­программами и стал наиболее популярным в информационном моделировании зданий. Крупные проектно­строительные компании, в том числе государственные, нескольких стран (например, Дании и Финляндии) уже сделали IFC обязательным стандартом для всех своих проектов.

Чуть позже остальных в создание стандартов BIM активно включились американские архитекторы, так как поняли, что распространение технологии информационного моделирования зданий может привести к утрате ими лидирующей роли в реализации строительных проектов.

К архитекторам пришло понимание, что собственник, владеющий BIM, может брать на себя роль главного координатора строительства. Поэтому AIA, чтобы не отставать, уже принял и утвердил две стандартные формы передачи электронных данных между участниками проекта, которые устраняют сомнения проектировщика в возможности неверного толкования передаваемых данных и оберегают автора от несанкционированного использования или даже воровства его интеллектуальной собственности.

Таким образом, стало очевидно, что интероперабельность — это обязательное условие успешного внедрения технологии BIM в мировой проектно­строительной практике.

В России, где информационное моделирование зданий пока проходит начальную стадию внедрения, а отечественных программ, работающих по этой технологии, почти не существует, процессы выработки стандартов для BIM еще и не начинались.

И всё же фирмы, внедрившие технологию BIM, у нас уже есть, как есть и созданные и реализованные ими проекты. Так что нарабатываемый мировой опыт пригодится и нам, а затягивать с разработкой российских правил для информационного моделирования зданий не стоит. Пока же их нет, вполне естественно пользоваться общемировыми.

В начало В начало

Факты, заставляющие задуматься

Наличие объективных факторов — обязательное условие, но вовсе не гарантия перехода проектно­строительной отрасли на технологию BIM. Большое значение имеют также качество и сроки поклевывания «жареным петухом» представителей этой самой отрасли. Причем эта проблема носит интернациональный характер.

Приведем несколько примеров, в свое время ставших откровением для американских специалистов и послуживших дополнительным толчком к активному внедрению технологии информационного моделирования зданий.

Пример первый. Одно из очевидных преимуществ применения BIM — уменьшение сроков и расходов, требующихся для составления смет. В США стоимость полного компьютерного оснащения одного рабочего места сметчика сопоставима с двумя его месячными зарплатами. Еще одну зарплату можно потратить (причем с огромной переплатой) на обучение работе в технологии BIM.

Так вот, по данным на 2007 год, в строительной индустрии США работало 115 тыс. сметчиков.

Пример второй. Компьютерное проектирование и передача файлов другим участникам проекта позволяют существенно экономить на времени обмена данными и стоимости этого обмена.

Несмотря на это, по данным на тот же 2007 год, только американские строительные компании потратили порядка 600 млн долл. на пересылку рабочей документации в бумажном виде скоростной почтой FedEx.

Пример третий. До сих пор в проектно­строительной индустрии ведущих стран мира примерно 70% (по разным странам эти данные колеблются) проектных фирм не используют трехмерные возможности даже CAD­программ.

Сегодняшняя строительная индустрия России находится, мягко говоря, несколько ниже уровня развития строительной индустрии США в 2007 году. Так что для нашей страны эти проблемы еще более актуальны. Но радует то обстоятельство, что нам есть куда расти.

В начало В начало

САПР и графика 11`2010