Программное обеспечение для сопровождения строительных проектов. Методика балльной оценки программного обеспечения для ТИМ на примере 7D Modeler

В статье обобщены результаты исследования компании «НИП-Информатика» в области программного обеспечения для сопровождения строительных проектов. Целью исследования является оценка важности для пользователя различных функций программного обеспечения. В рамках исследования проведено анкетирование сотрудников российских строительных компаний; в анкете им было предложено указать приоритет функций ПО для применения в повседневной работе. Данные, полученные в этом исследовании, помогают быстро оценить готовность ПО к применению в сферах 4D-проектирования, планирования и ресурсного управления. Приводится пример оценки 7D Modeler в рамках данной методики по соответствующим блокам, выявленным в ходе исследования.

Ключевые слова: ТИМ, управление строительством, управление строительными проектами, менеджмент строительных проектов, программное обеспечение для ТИМ, методика оценки программного обеспечения, 4D-проектирование, экономика строительных проектов.

Введение

В последние годы разрыв между теми, кто «строит на бумаге» (подготавливает чертежи для строительных проектов в архитектурных бюро и разного рода «проектных офисах»), и теми, кто реально строит «на земле», стал еще более заметным. Хотя доля бюджета проектировщиков от общих расходов на проект составляет всего 2,5-8,8% [1], их работа зачастую принципиально важна: от точности, обоснованности, продуманности и качества сопровождения строительства на этапе авторского надзора зависит результат и качество проекта в целом.

Именно проектировщики раньше и активнее других стали продвигать технологии трехмерного моделирования (далее 3D). Однако строители «в поле» относятся к новшествам гораздо прохладнее, у них на стройплощадках немало и других забот. Если проектировщики уже на этапе разработки проектной документации видят преимущества ТИМ-технологий для организации коллективной работы над проектом, то строителям это не очевидно (рис. 1).

Рис. 1. Производительность труда в строительной отрасли заметно сокращается в сравнении с ростом в других отраслях [2]

Состояние дел в отрасли вызывает озабоченность многих специалистов, в том числе заместителя Председателя Правительства Российской Федерации Марата Шакирзяновича Хуснуллина и министра строительства и жилищно коммунального хозяйства Российской Федерации Ирека Энваровича Файзуллина [3]. Отрасль в целом выполняет планы развития, однако необходимо значительно увеличить долю цифровых решений, чтобы на 20% сократить сроки строительства. Лишь немногие из застройщиков не задерживают срок сдачи объектов на несколько месяцев, добившись ответственного отношения к проекту от строительных подрядчиков.

Одна из наиболее действенных рекомендаций сформулирована в виде Пакетно-узлового метода (ПУМ), описанного еще в строительных учебниках в прошлом веке [4]: прораб выводит на строительную площадку рабочих, проверив и заполнив чек-лист «нужные материалы в наличии, инструменты есть» и т. д. Для подготовки таких чек-листов нужны современные компьютерные приложения. Без них обработать десятки и сотни тысяч деталей строительного проекта, десятки тысяч работ в ППР для множества исполнителей просто невозможно.

Даже простое визуальное отслеживание статусов строительства, которым в последнее время занялись множество ИТ-компаний для оперативного управления строительством и учета неизбежных «черных лебедей» [5], помогает быстрее передавать информацию руководству и принимать решения (рис. 2) [6].

Рис. 2. Скриншот из программы SYNCHRO 4D. Проект гостиницы в Санкт-Петербурге

Следует подчеркнуть, что без тесной связи со строительной моделью и учета заложенных в неё элементов (технологических карт, строительных ресурсов, в том числе кранов, бетононасосов, машин и механизмов, людских ресурсов и пространства на стройплощадке) ресурсный подход к строительству невозможен.

Широко применяемые индексные методы умножения стоимостей из нормативов ТЕР или ФЕР, величин из ГЭСН и ведомостей объемов работ в ПОС или ППР с той или иной степенью детализации слишком приблизительны, неточны. В лучшем случае они помогают сверстать инвестиционный план или передать пакет документов в Госэкспертизу до начала строительства [7].

Несколько лет назад в мире стали применять приложение SYNCHRO 4D корпорации Bentley Systems. Студентов СПбГАСУ до последнего времени обучали применению этого полезного приложения, но с уходом западных корпораций из России возникла задача импортозамещения [8].

Мы на практике поработали с программным обеспечением ведущих разработчиков в этой области: SYNCHRO 4D, 7D Modeler, S-INFO, IYNO, Tangl, InterBridge; сотрудничали со строителями-практиками в Санкт Петербурге, Москве, Казани и Екатеринбурге.

Многие из крупных строительных компаний, не дождавшись готовых решений от коллег в IT и лучше других понимая свои потребности, стали разрабатывать нечто свое. Именно поэтому сейчас на рынке существует так много решений для «цифровизации строительства», однако у строительных компаний возникает проблема выбора оптимального решения.

Поэтому наша цель — разработать способ универсальной быстрой оценки отечественных решений для «цифровизации строительства», который позволил бы максимально эффективно формировать представление о продукте за короткое время.

Методика балльной оценки ПО для ТИМ в области сопровождения и управления строительными проектами

Прежде всего, хотелось поблагодарить коллег из ПАО «Северсталь», АО «НЛМК-Инжиниринг», ООО «Брусника Проектирование», IBS, ООО «Системы Управления Северо-Запад» и СПбГАСУ, которые оказали значительную помощь в формировании запроса к ПО и основных критериев оценки функционала таких приложений. В рамках этого исследования был составлен опросный лист, в котором выделено 4 основные категории оценки и блок с общими требованиями, вне категорий.

Всего в опросе принимали участие 25 человек из 12 компаний. Все специалисты имеют богатый опыт работы в строительной области, хорошо понимают специфику работы и важность того или иного функционала в ПО.

Участникам опроса было предложено исходя из их профессионального опыта оценить важность каждой функции по четырехбалльной шкале (1 – высокий приоритет, 4 – низкий). По данным из опросных листов определено среднее арифметическое значение приоритета для каждой функции (μ). Результаты этой работы приведены в таблице ниже (табл. 1).

Таблица 1. Результаты обработки данных опросных листов

Методика балльной оценки позволяет быстро оценить программные продукты по приоритетным параметрам. Данные этой работы стали отправной точкой в поиске отечественных решений для управления строительными процессами.

Пример использования балльной оценки

Оценка по блоку «Календарно-сетевые графики»

Анализ функционала по блоку «Календарно-сетевые графики» показал высокое соответствие 7D Modeler запросу пользователей. Так, например, версия 1.2 включает в себя инструменты планирования, создание календарей, связей между работами старт старт, старт финиш, финиш старт, финиш финиш, перерасчёт расписания, анализ критического пути, импорт из Primavera, Microsoft Project (что позволяет безболезненно переходить из одной системы в другую без необходимости ручного ввода), работу с календарями и назначение разных календарей на виды работ, возможность отслеживания план-факта и визуальное отображение статусов работ, что в полной мере закрывает потребности с приоритетами 1-2 по данным таблицы выше (рис. 3).

Рис. 3. Скриншот из ПО «7D Modeler». Пример КСГ

Есть возможность автоматического составления графика на основе IFC модели, результаты расписания требуют дополнительной доработки пользователем, но могут стать подспорьем для дальнейшей работы, первичных предынвестиционных расчётов.

Оценка по блоку «Управление ресурсами»

В части функционала данного блока есть возможность получать объемы работ и материалов из 3D-модели, строить график использования ресурсов с диаграммой Ганта, с количественными значениями (например, человек в бригаде, количество кранов, доступных на строительной площадке, и т. д.) с последующим выравниванием ресурсов и работ. Ресурсы можно формировать в свои деревья (рис. 4, 5).

Рис. 4. Скриншот из ПО «7D Modeler». Пример ресурсного планирования. В нижней части экрана диаграмма использования ресурсов. Розовым цветом выделяются те области, где идёт переиспользование ресурсов и требуется или перерасчёт расписания с учётом доступных ресурсов, или увеличение объемов ресурсов.

Рис. 5. Скриншот из ПО «7D Modeler». Окно перерасчета расписания. Доступна функция «Выравнивание ресурсов»

Автоматической связи работ с ресурсами по кодификаторам и правилам сопоставления на момент написания статьи нет, но по утверждению разработчиков («Открытые ТИМ Системы») этот функционал уже в разработке. На текущий момент это последний незакрытый пункт в данном блоке с высоким приоритетом.

Оценка по блоку «3D и 4D-модель»

В части 3D и 4D моделей есть интересные решения — свой 3D движок, который поддерживает возможность просмотра модели в нескольких 3D окнах, что позволяет одновременно просматривать плановое и фактическое состояние проекта, наглядно сопоставлять эти модели и определять степень соответствия запланированному графику. Кроме того, есть отображение по статусам «запаздывание/плановый прогресс», что многим пользователям в SYNCHRO приходилось делать через формулы (рис. 6).

Рис. 6. Скриншот из ПО «7D Modeler». Одновременно открыто несколько 3D окон для проекта. Слева — типы работ, справа — запаздывание/плановый прогресс

Есть возможность создания 4D-путей и, конечно, проверка геометрии на пространственные и пространственно-временные коллизии. Временные коллизии многим пользователям известны по работе с SYNCHRO, а проверка на пространственные коллизии учитывает не только пересечение объектов, но и минимально допустимое расстояние между объектами. Например, если некий объект А должен всегда находиться на расстоянии не меньше 200 мм от стены, то мы задаём параметры проверки и получаем отчёт, где этот объект находится ближе.

Оценка по блоку «Общие положения»

Блок 5 содержит один пункт с приоритетом в диапазоне от 1-2 — это совместная работа над проектом. Этот пункт хорошо реализован в веб решениях для управления строительством, которые мы тестировали в рамках исследования, однако для «настольных» приложений есть сложность, а именно: необходимость ТИМ-платформы, которая будет иметь полную поддержку IFC схемы. Это крайне актуально для развития 7D Modeler, поэтому на данный момент совместная работа над проектом не реализована.

Вывод

Предложенная в данной статье методика балльной оценки программного обеспечения для сопровождения строительных проектов может быть полезна и строительным компаниям, перед которыми стоит проблема выбора программного обеспечения, и разработчикам. Методика балльной оценки позволяет свести первичное тестирование программных продуктов в строительных компаниях к анализу отдельных критериев и получить численную оценку возможностей программного продукта. В свою очередь, приведенные в статье усредненные значения баллов по приоритетным параметрам помогут разработчикам определить направление развития новых программных продуктов и их место на рынке программного обеспечения.

Литература

1. Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 1 октября 2021 г. № 707/ «Об утверждении Методики определения стоимости работ по подготовке проектной документации» // ГАРАНТ.РУ. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/403237729/ (дата обращения: 12.02.2023).
2. Гришин М. О. // Презентация «О проблемах использования информационных технологий в управлении строительными проектами» //НОСТРОЙ национальное объединение строителей. URL: https://nostroy.ru/news_files/2022/05/27/НОСТРОЙ_25_05_проблемы%20цифровизации.pdf
3. Объясняем.рф. URL: https://xn--90aivcdt6dxbc.xn--p1ai/articles/news/marat_khusnullin_vnedrenie_tsifrovykh_resheniy_sokratit_sroki_stroitelstva_na_20/?ysclid=ldh504df60125263105 (дата обращения: 05.02.2023).
4. ЦНИИОМТП Госстроя СССР. Руководство по применению узлового метода проектирования, подготовки, организации и управления строительством сложных объектов и крупных промышленных комплексов. М.: Стройиздат, 1982. 42 с.
5. Талеб Н. Н. Черный лебедь. Под знаком непредсказуемости. (2-е изд., дополненное). КоЛибри, 2022.– 736 с.
6. Бовтеев С. В. // Визуализация процесса строительства зданий и сооружений // Инновационные методы организации строительного производства. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции 18–19 ноября 2021 года.
7. Переход на новый метод ценообразования в строительстве должен обойтись без шоковой терапии // ФАУ «Главгосэкспертиза России». [Электронный ресурс]. – URL: https://gge.ru/press-center/experts/perekhod-na-novyy-metod-tsenoobrazovaniya-v-stroitelstve-dolzhen-oboytis-bez-shokovoy-terapii/ (дата обращения: 12.02.2023).
8. Артаменко А., Храпкин П. // SYNCHRO 4D для строителей // Журнал «САПР и графика» – 2021 – № 11. – c. 13-18.
9. Сайт buildingSMART International Ltd. URL: https://standards.buildingsmart.org/IFC/DEV/IFC4_2/FINAL/HTML/ (дата обращения: 12.02.2023).
10. 7D Modeler // Сайт ООО «Открытые ТИМ системы». URL: https://www.openbimsystems.ru/7d-modeler (дата обращения: 12.02.2023).