Впервые статья была опубликована на портале probim и, по просьбе автора, стремящегося к широкому читательскому охвату и активному обсуждению, размещается на isicad.ru в варианте, подготовленном нашей редакцией.
«Если вы говорите о серьезном BIM, значит, вы говорите о ТНК»
1. Введение
В процессе своего развития промышленное предприятие проходит через цепь последовательных эволюционных изменений, имеющих объективную природу. Укрупненно можно выделить три уровня развития промпредприятия:- «отверточная» сборка;
- региональный производитель;
- транснациональная компания (ТНК).
Те компании, которые успешно преодолели «барьер», стали мировыми брендами.
Те, которые не смогли, были поглощены или разорились. И мы больше ничего не знаем о них.
Данная статья посвящена проблемам перехода с уровня регионального производителя на уровень ТНК для крупного машиностроительного предприятия, выпускающего сложную наукоемкую продукцию массового спроса. Рассматривая указанный переход, я обосновываю свой тезис о том, что переход «регионал»-ТНК характеризуется обязательным внедрением BIM-технологий.
2. Транснациональная компания через призму информационного моделирования
Развитие информационных технологий изменяет сам принцип управления современным промышленным предприятием. Не так давно понятие «information support» (информационная поддержка) подразумевало локальную автоматизацию отдельных частей основных бизнес-процессов. Сегодня это понятие практически не используется. Ему на смену пришло понятие «information modeling» (информационное моделирование). С помощью информационных технологий подробно и комплексно моделируются бизнес-процессы, производится их компьютерная оптимизация, после чего исполнительным подразделениям передаются подробные инструкции для неукоснительной реализации результатов компьютерного моделирования. Образно говоря, директиву «Виртуальность должна отражать Реальность» сменила новая директива: «Реальность должна соответствовать Виртуальности».
Здесь важно отметить, что информационные технологии из набора второстепенных, подчиненных процессов, обслуживающих основные бизнес-процессы предприятия, превратились в основной бизнес-процесс, интегрально включающий в себя все остальные и управляющий ими. «Оцифровка» позволяет достигнуть невозможной ранее степени «научной» оптимизации бизнес-процессов и через неё – повысить их эффективность и сократить издержки. Прибыль предприятия начинает напрямую зависеть от эффективности применения ИТ-технологий.
Таким образом, управление реальным производственным предприятием должно осуществляться через и с помощью виртуальной модели предприятия. Как она устроена? Для этого нужно понять внутреннюю экономику ТНК.
3. Особенности экономики транснациональной компании. Государство в государстве
Любое крупное предприятие, по мере своего развития, начинает приобретать признаки государственного устройства. Анализ доступной информации позволяет сделать вывод, что в лице транснациональной компании (ТНК), как оргструктуры, мы имеем особую, новую форму государства, основанную, в отличие от национальных государств, не на нации, а на бизнесе.Отсюда следует, что для перехода с уровня регионального производителя на уровень ТНК применима формула развития, предложенная для современной России ведущим представителем неоиндустриальной экономической школы профессором С.С.Губановым: «Неоиндустриализация плюс вертикальная интеграция».
С.С.Губанов
Успешная вертикальная интеграция зависит от правильно выбранной формы собственности, поскольку отвечает на важнейший вопрос: где остается прибыль? Организационно-правовые формы бизнес-единиц внутри ТНК, их взаимоотношения с "центром", должны быть выстроены таким образом, чтобы максимально увеличить добавленную стоимость конечного продукта. При этом прибыль в промежуточных звеньях производственной цепочки возникать не должна, поскольку она увеличивает стоимость конечного продукта и делает его менее конкурентоспособным. Другими словами, все промежуточные звенья должны работать по себестоимости и стремиться к ее максимальному снижению.
Проблема заключается в том, что необходимое единство технологической цепочки может быть разорвано отношениями собственности, т.е., принадлежностью отдельных звеньев разным юридическим лицам. Это случается, поскольку у разных лиц возникают разные экономические интересы, связанные с максимизацией личной прибыли. Разрыв технологической цепочки влечет отсутствие связи между промежуточными результатами и конечными. Отсутствие связи означает, что звенья не работают на увеличение добавленной стоимости по цепочке. Нет работы на увеличение - нет прибыли от конечного продукта.
Здесь важным выводом для нашей темы является то, что BIM-технология является технической реализацией экономического принципа вертикальной интеграции. Далее, это утверждение будет раскрыто более подробно. Сейчас же следует сказать, что основным локомотивом экономики развитых капиталистических стран являются крупные транснациональные корпорации, основанные не на частно-капиталистической, а на государственно-корпоративной форме собственности, которые в тех или иных формах реализуют принцип вертикальной интеграции собственности и технологических цепочек получения прибыли. Таким образом, становится понятно, кто на самом деле является основным потребителем и заказчиком развития BIM-технологий за рубежом.
4. Эффективное развитие BIM-технологий возможно только в рамках крупной корпорации или государственно-корпоративных отношений
Когда проектная фирма выбирается с помощью тендера, когда затем так же выбирается подрядчик для выполнения проекта, когда эксплуатацией здания занимается служба заказчика объекта строительства, либо инвестора, которая, в свою очередь, не имеет никакой постоянной обратной связи с теми, кто проектировал и строил, тогда единая технологическая цепочка разрывается отношениями собственности: у каждого свои интересы. В этом случае проектировщик, например, не заинтересован инвестировать в конкретную BIM-технологию: зачем тратить деньги, если завтра у него будет другой заказчик и подрядчик, который также не известен до проведения тендера? Т.е. непонятно, как и кому передавать модель, и сможет ли смежник ею воспользоваться. Ситуация усугубляется тем, что BIM-технологии развиваются, а единого стандарта и методологии работы с ним нет. Следовательно, участники свободного строительного рынка, основанного на «идеальном» тендере, никогда не договорятся между собой.На мой взгляд, приведенное выше рассуждение означает, что развитие BIM-технологий, их комплексное, эффективное применение возможно (1) в рамках крупной корпорации, где отношения собственности подчинены единой цели – выпуску конечного продукта, где существует жесткий диктат внутрикорпоративных стандартов, накладываемых единой производственной цепочкой, или (2) в рамках государственно-корпоративных отношений.
Сторонники «свободного» рынка обычно критикуют построение единства технологической цепочки внутри крупных компаний, называя их «монополизированными отношениями» между производителями продуктов промежуточных переделов. Они говорят: монополист в производственной цепочке не заинтересован в сокращении издержек, следовательно, он работает медленно, затратно и некачественно. Это верно, но только при отсутствии единого, научно обоснованного, стратегического планирования компанией сокращения издержек в производственной цепочке, начиная от проектирования продукта и заканчивая его передачей в торгово-сбытовую сеть.
Например, в отношении проектных подразделений компании следует сказать, что важнейшим индикатором эффективности является не рост прибыли подразделения (в случае вертикальной интеграции это невозможно) или снижение издержек за счет сокращения высококвалифицированного персонала, а снижение количества проектных ошибок, выявленных на стройплощадке, а также стоимости их исправления. Отсюда вывод: всё зависит от эффективности управления инвестициями, базирующейся на корпоративной технической культуре (о чем было сказано выше).
Другой вывод, более интересный: компания, развивающаяся до ТНК, постепенно уходит со «свободного» рынка, формируя вокруг себя рынок «управляемый». Выглядит это так, что компания формирует идеологический концепт (этим занимаются «ключевые компетенции» компании), на который, как диски на стержень, «нанизаны» слои сетевых структур соответствующих компетенций. Удаленность субъектов этих структур от «центра» определяется всего лишь разной степенью интегрированности.
В дополнение следует сказать, что «ключевыми компетенциями» ТНК являются ее подразделения, формирующие этот самый «концепт». Особенностью «ключевых компетенций» и их отличием от прочих «компетенций» является то, что их невозможно купить на свободном рынке. Поскольку именно они создают конкурентное преимущество ТНК. Все проектно-конструкторские подразделения ТНК являются ключевыми компетенциями. Например, компания Mercedes может продать завод производства двигателей в Турции в случае сокращения объемов продаж. Но научно-технический центр Mercedes будет выставлен на продажу только в случае полного банкротства компании, и то, скорее всего, по «закрытому» тендеру.
Техническим воплощением совокупности ключевых компетенций ТНК является Виртуальная модель предприятия.
5. Виртуальная модель предприятия
Указанная в формуле С.С.Губанова «неоиндустриализация» основывается на т.н. «технотронной триаде»: человек - компьютер - компьютеризованное средство производства. Следовательно, между совокупностью бизнес-решений и выпуском продукции должна возникнуть Виртуальная модель. Какова ее структура?
Структура подчиняется «корпоративной пирамиде» в основании которой лежит производство, в вершине - экономика предприятия. С точки зрения ИТ-моделирования «пирамида» выглядит как совокупность информационных моделей связанных между собой информационными потоками. Эффективность управления инвестициями определяется в экономической модели предприятия.
Существуют две экономические модели предприятия:
- модель эксплуатации достигнутого уровня;
- модель развития предприятия до следующего уровня.
Заметим, что выпуск продукции в ассортименте и с характеристиками уровня ТНК предусматривает в обязательном порядке модернизацию технической культуры всех подсистем предприятия в направлении общей цели – революционного развития системы в целом. В этом случае важнейшим проектом для предприятия является проект его внутреннего переустройства, а не проекты выпуска отдельных видов продукции. Таким образом, неправильно говорить, что «Тойота выпускает 20 моделей, поэтому она ТНК», а правильно говорить «Тойота – ТНК, поэтому она выпускает 20 моделей». Попытки выпускать модели продукции по количеству, качеству и ассортименту уровня ТНК, оставаясь при этом с бизнес-процессами уровня регионального производителя, обречены на провал.
В этом смысле следует сказать о двух досадных заблуждениях менеджмента российских промышленных предприятий:
- ERP-система – это всего лишь проекция экономической модели предприятия на его ресурсы. Попытка внедрить любой ценой ERP-систему как панацею решения экономических проблем предприятия является попыткой поставить телегу впереди лошади,
- Фокус места получения прибыли – на производство. Распространенное заблуждение «фокус на службу продаж» является абсолютно ошибочным и соответствует колониальному типу экономики.
На современном машиностроительном предприятии существуют три ключевых интеллектуальных технических компетенции, связанные между собой :
- генеральный конструктор;
- генеральный технолог;
- генеральный проектировщик.
- конструкторскую (оптимальный коммерческий продукт);
- технологическую (оптимальное изготовление продукта);
- инженерно-строительную (оптимальная подготовка производства продукта).
Важнейшим требованием к информационным потокам между моделями является оптимизация управления изменениями. Важнейшим требованием к самим моделям является выбор базисной технологии, на которой осуществляется построение модели. Это связано с тем, что процент брака заложен в самой технологии изготовления продукции. Вы меняете технологию – получаете другой уровень издержек. Это одинаково применимо как к технологическим комплексам в цехах предприятия, так и к системам САПР в проектно-конструкторских подразделениях. То же самое касается и системы управления бизнес-процессами. Система планирования и управления стройпроектированием и производством строительно-монтажных и пуско-наладочных работ базируется на существующей технологии САПР 2D или 3D. Поэтому, в зависимости от технологии САПРа, менеджмент получает те или иные, меньшие или большие возможности управления и соответствующий уровень эффективности и издержек (который, кстати, нормируется экономической моделью).
Рассмотрим более подробно, что представляет собой инженерно-строительная модель предприятия.
6. Инженерно-строительная модель: почему BIM?
Себестоимость продукции определяется в цехе. Конструктор сейчас может нарисовать все что угодно, вопрос: каковы затраты на изготовление? Затраты распадаются на два направления: технологические линии и капитальное строительство. Таким образом:
- темпы и объемы модернизации и реконструкции в капитальном строительстве промышленного предприятия определяются скоростью смены технологического оборудования,
- скорость смены технологического оборудования определяется скоростью обновления ассортимента продукции,
- скорость обновления ассортимента продукции определяется "накалом" рыночной конкуренции.
При этом, чем чаще в производственном корпусе производилась смена технологического оборудования, полностью или частично, сопутствующие изменения в инженерных сетях, оборудовании и конструкциях, тем больше по данному производственному корпусу комплектов проектной документации. И в этом случае совершенно неважно – бумажный архив ПСД или электронный – количество чертежей, описывающих изменения на одном и том же участке проектирования, непрерывно растет. Т.е. реальная ситуация на участке совсем не обязательно усложняется, она может просто изменяться, но количество документации по участку только увеличивается. Причина в том, что существующие строительные конструкции и инженерные системы цеха далеко не всегда заменяются целиком при смене оборудования, следовательно, старые комплекты чертежей полностью аннулировать не удается. Доработка старых комплектов с учетом новых элементов инженерно-строительной «обвязки» нового оборудования, новых требований к размещению персонала, пожарной и промбезопасности и т.п. плодят новые комплекты документации. Ситуацию усугубляет неполная реализация проектов в производстве, что тоже случается по объективным причинам.
Таким образом, сложность получения достоверной информации об участке повторного проектирования с помощью архива ПСД растет с каждым годом, т.е. требуется всё больше времени, чтобы во всём разобраться, а срок на проектирование отводится всё меньший. В итоге, о реальной ситуации на участке проектирования знают отдельные проектировщики с большим опытом работы, всю трудовую жизнь работавшие с этими цехами. Говоря образно, «ситуацию знают люди, а не архив».
В предельном случае предприятие становится заложником узкой группы специалистов, их личных планов и их здоровья. Становится заложником ротации кадров, когда увольняющиеся сотрудники уносят с собой важные знания.
Критически важной, неразрешимой проблемой 2D-технологии проектирования является не проектирование в «чистом поле», а повторное проектирование многократно модернизировавшегося цеха. Таким образом традиционная 2D-технология проектирования, использующая в качестве инфомодели архив чертежей, при определенном уровне развития предприятия упирается в «потолок возможностей», за которым: рост проектных ошибок, неоптимальность принимаемых решений и как следствие – незапланированное удорожание реализации проекта и рост срока окупаемости.
Выход становится очевидным: необходима принципиальная смена информационной модели. Когда, получив задание на участок проектирования, проектировщик вводит координаты и ему открывается текущая ситуация на участке (проектное подпространство, исполнительное подпространство). А это означает смену инструментов проектирования : переход от САПРа «электронного кульмана» с передачей результатов в архив ПСД, к САПРу 3D-BIM и 3D-ГИС, работающих непосредственно с ИС-моделью предприятия.
Таким образом можно сделать следующие выводы:
- Необходимость в ИС-модели растет с каждым циклом модернизации промпредприятия.
- Первичным, основным навыком для проектировщиков становится работа с ИС-моделью, в подпространствах 3D с помощью BIM-САПр. Оформление 2D-документации является вторичным, производным навыком. Попытки выполнять проекты в 2D, с последующим «подъемом в 3D» – неэффективны и бессмысленны.
- Имеются объективные причины, усиливающиеся развитием научно-технического прогресса, которые ведут к постепенному снижению роли чертежа, как главного источника строительно-инженерной информации по участку. Чертеж начинает занимать то место, для которого он был создан – инструкции для подрядчика, а также создаются предпосылки к переходу с 2D-инструкций на 3D-инструкции, как более наглядные и информативные. Что влечет за собой полный отказ от чертежей.
С другой стороны, опыт показывает, что длительное премирование не приводит к интенсивному развитию подразделений, скорее, наоборот: в результате длительной «форсажной» перегрузки происходит снижение выработки вследствие хронической усталости исполнителей. Иногда возникает особое сочетание усталости и алчности, которое ведет к мошенничеству при манипулировании между плановыми работами, выполняемыми за оклад, и премиальными работами (здесь следует добавить, что перевод крупных проектных подразделений исключительно на сдельную форму оплаты труда, в силу сложных внутрипроизводственных цепочек, неэффективен).
В отличие от вышеописанного, правильно организованные инвестиции в технологии дают фиксированный прирост производительности труда проектировщиков, который сохраняется на новом, более высоком уровне, после завершения финансирования.
Таким образом, с точки зрения кадровой политики, собственнику компании выгоднее не максимально повышать зарплату сотрудников, а поддерживать на среднем уровне по региону для данной квалификации. А остальные деньги направлять на развитие современных технологий проектирования, добиваясь максимальной отдачи от их внедрения.
7. Инженерно-строительная модель: проблемы и решения
а. Проблема жизненного цикла
Как было показано ранее, работа с ИС-моделью осуществляется в цикле «проектирование-строительство-эксплуатация». Обращает на себя внимание, что это именно цикл, т.е. существует обратная связь и после «эксплуатации» можно поставить «повторное проектирование (модернизация)». Это объективные требования бизнеса, и модель должна им соответствовать.Здесь в полный рост встает проблема форматов хранения данных. Современный САПР имеет намного более короткий срок жизни, чем производственный корпус или ТЭЦ. Возникает закономерный вопрос: как должна выглядеть ИС-модель крупного промышленного предприятия с которой проектировщики должны работать, например, в течении 30 и более лет ? Ведь большинство спроектированных и построенных корпусов будут продолжать работать и модернизироваться.
Очевидно, что хранение такой ИС-модели в рабочих форматах сегодняшних систем САПР не подходит: это закрытые форматы данных, которые фирмы-разработчики меняют по своему усмотрению, не гарантируя корректность чтения моделей, созданных во всех ранее выпущенных версиях. Даже, если фирма-разработчик САПР гарантирует корректность чтения данных из форматов, например, последних трех лет, совершенно невозможно вручную открыть и пересохранить в базе данных, в новом формате, тысячи ранее созданных конструкций. Также возникают проблемы работы смежных подразделений/субподрядчиков в продуктах разных производителей и, следовательно, разных рабочих форматах данных.
Остаются открытые форматы обмена данными, например формат IFC, который поддерживают многие разработчики САПР. Открытость формата позволяет, при выходе новой версии формата, производить переконвертацию объектов базы в пакетном режиме. Это снимает проблему актуализации формата данных в течении всего срока службы объекта капитального строительства. Вместе с тем, что открытый формат проигрывает рабочему формату в информативности и скорости чтения/записи, поэтому предлагается разделить все информационные модели на:
- модели краткосрочного хранения и
- модели длительного хранения.
б. Проблема больших объектов
Попытки работать с целым производственным корпусом, разместив его в одном файле, могут закончиться катастрофой, не говоря уже о длительности загрузки данных. Но в этом совсем нет необходимости: обычно проектировщик работает с участком проектирования, поэтому достаточно так организовать хранение моделей в базе, чтобы при вводе координат участка проектирования загружались только объекты, расположенные на участке и в непосредственной близости от него.Следовательно, принцип «BIM – единая модель» для ИС-модели предприятия реализуется как «единая интеллектуальная база данных моделей», где основной единицей хранения становится инвентарный объект учета основных фондов предприятия.
в. Проблема существующих конструкций
Если ИС-модель строится на существующем предприятии, то возникает проблема: что делать с существующими конструкциями и оборудованием, которое не проектировалось с помощью 3D-моделей? Воссоздание по архивным чертежам трудозатратно и неточно. Ответ очевиден : необходимо использовать лазерное 3D-сканирование.3D-сканы существующих конструкций и оборудования, совмещенные с 3D-моделями, созданными с помощью САПр, дают проектировщику полную информацию об участке проектирования. Следовательно, исключаются пересечения с существующими конструкциями на этапе строительства, что очень важно для снижения издержек от ошибок проектирования.
Нужно ли переводить 3D-скан в 3D-модель? Несмотря на трудозатраты, преимущества очевидны:
- появляется возможность реконструкции моделей существующих конструкций;
- появляется возможность полностью «оцифрованного» инвентарного учета и управления основными фондами на основе ИС-модели.
г. Проблема исполнения
Неоднократно приходится слышать: компьютерная модель никогда не будет соответствовать реальности, поскольку подрядчик будет строить с отклонениями от проекта. Это соответствует действительности только в одном случае: если отсутствует обратная связь в цикле «проектирование – строительство». Никто не отменял контроль за ходом строительства. Однако, новые технологии позволяют сделать этот контроль более эффективным:- Заказчик должен сформулировать технические требования к инструментальному обеспечению процессов строительно-монтажных работ у подрядчиков, допускаемых к тендеру. Поскольку фиксировать несоответствия при приемке работ, значит признавать неспособность предотвратить брак.
- Заказчик должен разработать систему допусков отклонений построенных конструкций и инженерных систем от ИС-модели. Превышение поля допуска без уважительной причины влечет перестроение модели за счет стройподрядчика.
Технически контроль выглядит как передача координат контрольных точек ИС-модели в геодезическое оборудование подрядчика и авторского надзора. Отсюда становится понятно, что совершенно необходима геодезическая привязка ИС-моделей. Проектировщики должны проектировать конструкции не в абстрактной декартовой, а в реальной геодезической системе координат. Геодезически привязанные данные, перенесенные из 3D-BIM и 3D-ГИС в геодезическое оборудование на стройплощадке, позволяют быстро и точно осуществлять производство и контроль строительных работ, что позволяет обеспечить все ужесточающиеся требования к компактности производства, размещению технологического оборудования и конвейерных линий. В частности, компактность дает экономию на логистике и микроклимате производственных зон.
Вышеизложенное подтверждает необходимость синхронизации управления технической культурой стройподрядчиков и, тем самым, объясняет требования к созданию «управляемого рынка» вокруг крупной корпорации, переход от краткосрочных к долгосрочным контрактам с централизованным планированием цен на работы и услуги.
д. Прочие вопросы
Расширенное применение электронной цифровой подписи (ЭЦП)
Применение ЭЦП не ограничивается созданием электронных подлинников проектно-сметной документации. С развитием BIM-технологий возникает закономерный вопрос : зачем проектировщик должен тратить время на оформление 2D-чертежей, если в ИС-модели уже имеется вся необходимая информация для того, чтобы начать изготовление/монтаж конструкций? Интегрированная подрядная организация может получать 3D-модель, подписанную ЭЦП.Сметы по модели
Поскольку в 3D-BIM и 3D-ГИС моделях в свойствах объектов заложена вся необходимая информация, строительная смета строится сразу по модели, минуя фазу разработки и оформления чертежей. Если смета связана с моделью проектировщика, то изменения в такой смете у сметчика происходят автоматически. Это дает большие возможности стройменеджеру для оперативного управления стоимостью проекта.Дополненная реальность (augmented reality)
Технология совмещения видеоизображения с геодезически привязанной ИС-моделью позволяет окончательно осуществить переход от 2D-инструкций к 3D-инструкциям на стройплощадке. Ожидается революционное развитие данной технологии в ближайшем будущем.
Подводя итог, можно сказать, что если цель IT-проекта по развитию капстроительства остается традиционной «Качественно. В срок. В пределах бюджета», то направление достижения цели требует инновационного подхода, а именно: «От безбумажной (1-й этап) - к безчертежной (2-й этап) технологии проектирования и строительства».
8. Заключение
За рамками статьи остались вопросы создания идеологического каркаса современной корпорации, принципы системы внутрикорпоративной подготовки и переподготовки кадров, почти не затронуты проблемы управления стройпроектами и прочие важные вопросы. Однако, представленные в статье структура и объем информации позволяют сделать вывод, что такой комплекс работ не могут осуществить участники строительного рынка в лице малых и средних фирм. Их под силу осуществить только крупным промышленным корпорациям, построенным по принципу вертикальной интеграции собственности.
Итак, если Вы говорите о серьезном BIM, значит Вы говорите о ТНК.
Широкое внедрение технологий BIM-моделирования является индикатором развития современной технотронной России. BIM является технологическим кирпичиком строительства новых российских транснациональных компаний, и по мере их становления спрос на BIM-системы начнет объективно увеличиваться.