Концептуальний підхід до формування політики розвитку будівництва з застосуванням BIM-технологій

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Київський національний університет будівництва і архітектури

Кафедра «Менеджмент в будівництві»

Кафедра інформаційних технологій

Концептуальний підхід до формування політики розвитку будівництва з застосуванням BIM-технологій

Чуприна Ю.А., к.т.н., доцент

Чуприна Х.М., к.т.н., доцент

Київ, Україна

Анотація

Інформаційний підхід до розробки будівельних проектів відкриває нові можливості економії ресурсів, проте, однією з основних проблем впровадження BIM-технологій в проектні організацій України є недостатня зацікавленість будівельних компанії, які зосереджені на поточних проблемах, що пов'язані з обмеженістю ресурсів. В роботі пропонується застосовування BIM-технології для забезпечення інформаційно-аналітичного супроводу проектів в середовищі будівельного кластеру на різних стадіях життєвого циклу. Показано переваги формування співробітництва організацій різної форми власності на основі моделювання економічної ефективності кластерних структур та роль держави в управлінні їх розвитком. Описано можливість використання інформаційного моделювання при визначені стратегічних пріоритетів регіонального розвитку будівництва за рахунок виявлення та використання економічного потенціалу державних приватних партнерств. Наукова цінність статті полягає у застосуванні інформаційного моделювання до прогнозування економічних показників результатів діяльності будівельних кластерів в різних умовах на моделі об'єкта замість натурних експериментів на реальному об'єкті. Практична значимість полягає в обґрунтуванні стратегії регіонального розвитку будівництва.

Ключові слова: будівельна кластерна структура, державне приватне партнерство, економічний потенціал, інформаційне моделювання.

Summary

Conceptual approach to the formation of a building development policy with the use of BIM-technologies

Chupryna Iu.A., Chupryna Kh.N., Ph.D., associate professor of construction management, Kyiv National University of construction and architecture

An informational approach to the development of construction projects opens up new opportunities for saving resources, however, one of the main problems of implementing BIM-technologies in design organizations of Ukraine is the lack of interest of construction companies, which focus on current problems related to resource constraints. The paper proposes the use of BIM technology to provide information and analytical support for projects in the construction cluster environment at different stages of the life cycle. The advantages of forming cooperation between organizations of different ownership forms on the basis of modeling the economic efficiency of cluster structures and the role of the state in the management of their development are shown. The possibility of using information modeling in determining the strategic priorities of regional development of construction through the identification and use of the economic potential of public private partnerships is described. The scientific value of the paper is to apply information modeling to predict economic indicators of the performance of construction clusters in different conditions on an object model instead of field experiments on a real object. Practical significance is to justify the strategy of regional development of construction.

Key words: building cluster structure, public private partnership, economic potential, information modeling.

Постановка проблеми

Інвестиційно-будівельна галузь є одним із найважливіших елементів економічної системи України. Від її розвитку залежить соціально-економічне становище держави, забезпечення населення необхідним житлом та розширене відтворення основного капіталу підприємств. Сучасний стан галузі потребує нагальних комплексних дій держави щодо підтримки та впровадження інноваційних програм розвитку інвестиційно-будівельного комплексу, які здатні забезпечити підвищення інвестиційної привабливості будівельної галузі.

Для виявлення економічного потенціалу будівельних компаній та забезпечення інформаційно-аналітичного супроводу проектів в середовищі будівельного кластеру в роботі пропонується застосовувати інформаційної моделі будівлі (BIM - Building Information Model). При цьому, однією із основних перешкод впровадженню BIM- технологій в проектні компанії України є него- товність самих підприємств до значних початкових витрат. Особливо це питання стосується невеликих компаній, які зосереджені на поточних витратах і не мають вільних ресурсів на впровадження в свою діяльність інновацій. Перехід до проектування з подальшою реалізацією будівельних проектів із застосуванням BIM в секторі цивільного будівництва України здійснюється досить повільно і лише окремими підприємствами-новаторами. Серед основних причин повільного просування інноваційних технологій є відсутність попиту на BIM з боку замовника та інертність нормативної бази. До того ж інформаційні джерела, що поширені в вітчизняній літературі для навчання інструментарію BIM- комплексів, орієнтовані на інженерів-будівельників високої кваліфікації [10].

Таким чином, роботи, що спрямовані на впровадження програмних комплексів BIM-технологій в нормативну базу, та підготовка спеціалістів до переходу інвестиційно-будівельної галузі на інформаційне моделювання є актуальними, своєчасними і доцільними, оскільки інформаційний підхід в розробці проектів відкриває нові горизонти економії ресурсів. Окрім того, інформаційно-аналітичний супровід проектів з використання BIM-технології забезпечить конкурентоспроможність національної та регіональної економіки.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання розвитку економічного потенціалу будівельного сектора розглядаються у працях Г.О. Андрусенко, В.І. Благодатного, П.І. Гайдуцького, М.М. Ільчука, М.В. Калінчика, П.М. Макаренка, П.Т. Саблуком, І.І. Червен, В.В. Юрчишина та ін. Дослідженню розвитку інновацій у будівництві присвячено праці І.В. Гончаренко, Е.М. Лібанової, М.Й. Маліка, І.В. Прокопи, Л.Т. Шевчук та іншими дослідниками. Однак науковці переважно досліджують економічний розвиток будівельних компаній без теоретичних узагальнень питань безпосередньо розвитку економічного потенціалу.

Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Необхідність кластеризації будівельного сектора економіки, яка являється продовженням кооперації та корпоратизації, обґрунтовується вітчизняними та зарубіжними науковцями Г.К. Броншпаком [2], М.Ф. Кропивко [6], П.Т. Саблуком [8] та іншими дослідниками. Синергетичний ефект при реалізації вдалої стратегії розвитку кла- стерної структури в змозі забезпечити суттєве підвищення конкурентоспроможність будівельних підприємств-учасників кластеру, як на внутрішньому, так і зовнішньому ринках. Таким чином, формування адресної політики регіонального розвитку будівництва на основі науково-обґрунтованих прогнозів економічної доцільності є одним із напрямків удосконалення механізму управління інвестиційно-будівельними проектами.

Нинішні умови потребують дієвих механізмів створення сприятливих умов для комплексного розвитку будівельних компаній, високоефективного конкурентоспроможного будівельного сектора, гарантування економічної безпеки країни. Вирішення вказаних проблем пов'язано, насамперед, із розробленням систем формування та ефективного розвитку економічного потенціалу будівельних компаній, що базуються на впровадженні BIM- технології і створенні будівельних кластерів на основі державних приватних партнерств.

Роль держави у формуванні будівельних кластерів лишатиметься вагомою. Згідно з ДСРР-2020 [4], яка визначає бачення державної регіональної політики на відповідний період змін, що відбулися в розвитку регіонів країни за останні роки, характеризуються трьома взаємозв'язаними тенденціями.

Першою тенденцією є поступово зростаюча концентрація економічної активності як на загальнодержавному, так і на регіональному рівні. На загальнодержавному рівні це проявляється у зосередженні основних ресурсів розвитку в м. Києві, де виробляється понад 20% ВВП країни, акумулюється половина всіх прямих іноземних інвестицій, зростає чисельність населення за рахунок міграції з інших регіонів. На регіональному рівні існує стійке підвищення концентрації економічної діяльності в обласних центрах та прилеглих районах, у більшості яких зосереджується понад 60% будівництва, інвестицій та виробництва.

Друга тенденція - нерівномірність розвитку територій, зростання у зв'язку з цим міжрегіональних соціально-економічних диспропорцій, що свідчить про триваючі дивергентні процеси серед регіонів (рис. 1).

Рис. 1. Карта диспропорцій у будівельній галузі [4]

Слід також відзначити, що зростання міжрегіональних диспропорцій протягом останнього десятиліття стримувалося повільним економічним розвитком країни в цілому. Зростання ролі обласних центрів у загальноекономічному розвитку в довготривалій перспективі буде визначати характер подальшої територіальної диференціації соціально- економічного становища в країні.

Третя тенденція - тривале історичне формування неефективної системи державного управління розвитком і непрозорого механізму фінансового забезпечення регіонів. Значною проблемою є відсутність чітко визначеної державної політики у сфері регіонального розвитку. Застарілий механізм взаємовідносин центру з регіонами та регіонів між собою поглиблює недосконалість системи територіальної організації влади. Формування ефективного і прозорого механізму фінансового забезпечення регіонального розвитку потребує врахування всіх складових, що визначають специфіку розвитку кожного регіону. Такий підхід визначає формулювання цілей регіонального будівельного кластеру державних приватних партнерств (ДПП). регіональний інформаційний будівельний модель

Урахування зазначених в ДСРР-2020 тенденцій надасть можливість виробити інтегрований підхід до формування і реалізації адресної політики, спрямованої на формування кластерних структур в будівельній галузі, що сприятиме виникненню нової форми конкуренції між його учасниками, заснованої на співробітництві та інноваційному розвитку. 1роте, реалізація такої можливості передбачає розробку і впровадження в дію оптимальної стратегії формування і розвитку будівельної кластерної структури та потребує застосування надійних засобів прогнозування, які здатні вчасно адаптувати стратегію підприємств- учасників кластеризації до швидких стохастичних змін життєвого середовища на будь-якому етапі життєвого циклу проекту.

Ринковий механізм господарювання визначає необхідність розв'язання різних задач щодо функціонування будівельних підприємств в умовах невизначеності та ризиків різного характеру. Однією таких задач є визначення з множини альтернатив стратегії регіонального розвитку будівництва в умовах невизначеності попиту та формування виробничої діяльності, яка найкраще задовольнить ринкові потреби. Існують різні підходи до вирішення подібних задач, проте більшість з них працюють при жорстких обмеженнях і мають трудомісткі алгоритми виявлення оптимальних рішень [1].

У [3] описано методологію визначення коефіцієнта економічної рівноваги підприємства, який передбачає, що попит на продукцію відомий і відношення прибутку до обсягу виробництва стале як для галузі, так і для підприємства. Зазначене обмеження не адекватно відображає як стан галузі, так і стан будівельних підприємств в сучасних умовах. В роботі [7] запропоновано підхід, який ґрунтується на аналізі впливу статистичних характеристик економічних показників на інтегральний показник стійкості підприємства, проте лишаються невирішеними питання, що пов'язані з будівельними проектами, які не мають достатньо аналогів для надійного обґрунтування статистичних характеристик.

В статтях [12, 13, 14] дослідженні питання ефективності інформаційного моделювання. BIM- технологія детально описана [14, 15]. В [7] інформаційне моделювання розглядається не як інструмент, проектувальників, конструкторів та інженерів, а як ефективний метод моніторингу інвестиційно-будівельного проекту. Питання економічної доцільності переходу з САПР (CAD - Computer-aided engineering ) на BIM-технологію представлені в [10]. Аналізуючи процес переходу проектної організації від CAD-технологій до BIM, 66 а також глибину впровадження BIM в виробництво, визначено основні фактори, що визначають успіх впровадження нових технологій [10]:

1) організація робочих процесів і системи управління ними в технології BIM;

2) наявність стандартів і зводів правил інформаційного моделювання, забезпечують можливість застосування BIM для всіх видів проектів;

3) наявність шаблонів оформлення проектів і документації;

4) доступ до обчислювальної базі, що відповідає системним вимогам програмного забезпечення;

5) наявність спеціального програмного забезпечення, що дозволяє реалізувати підхід інформаційного моделювання в єдиній системі процес- ного управління проектом;

6) формування адміністративної та виробничої структур із залученням персоналу відповідної кваліфікації.

Таким чином, виділяються три напрями вкладення інвестицій для переходу організації від CAD- технологій до BIM:

1) реінжиніринг робочих процесів організації і системи управління ними;

2) перетворення організаційної структури;

3) матеріально-технічне оснащення компанії.

Формування мети і задач дослідження

Метою статті є дослідження особливостей і перспектив впровадження BIM-технологій в діяльність державних приватних партнерств і розробка концептуального підходу до формування адресної політики регіонального розвитку будівництва з застосуванням інформаційної моделі будівлі в середовищі будівельного кластеру.

Для досягнення даної мети сформовані такі задачі:

- дослідити особливості формування державних приватних партнерств на основі створення кластерних структур регіонального рівня;

- показати перспективу впровадження BIM-технології на різних стадіях життєвого циклу проектів;

- запропонувати концептуальний підхід до формування державних приватних партнерств в будівельні кластери регіонального рівня на основі досліджень результатів обчислювальних експериментів з інформаційною моделлю об'єкта будівництва.

Виклад основного матеріалу статті

Аналіз досвіду впровадження і використання BIM-технологій, який проводиться різними дослідними організаціями та науковими центрами [9, 10, 11] показав, що застосування технологій інформаційного моделювання сприяє скороченню термінів реалізації проектів, покрашенню якості проектної документації та виконанню на їх основі будівельно-монтажних робіт і зниженню вартості проектів підтверджується чисельними дослідженнями. Основні переваги і особливості проектування в таких програмних комплексах, що відображають BIM-принципи, як Autodesk Revit, Allplan, Magi- Cad, Graphisoft Archicad, Tekla Structures, Bentley Building Designer, САПФИР-3D, визначаються тим, що об'єкт необхідно спочатку «побудувати» віртуально.

Віртуальна реалізація всіх стадій життєвого циклу об'єкта будівництва на інформаційній моделі дозволяє виявити і виключити низку помилок і невідповідностей, що пов'язані з паралельним виконанням робіт на об'єкті великою кількістю людей із різних команд підприємств -- учасників кластеру.

Надалі відзначаються переваги, які отримають сучасні українські проектні компанії, при впровадженні а свою діяльність BIM-технології:

1. Віртуальна модель будівлі.

2. Індивідуальні параметри об'єкта.

3. Якісна проектна документація.

4. Можливість виявлення та усунення неузгодженостей і помилок на різних стадіях життєвого циклу проекту ще до початку реалізації проекту .

5. Можливість проведення обчислювальних експериментів для різних умов на моделі об'єкта замість натурних експериментів на реальному об'єкті.

6. Можливість контролю та управління параметрами стану об'єкта на всіх життєвих стадіях.

7. Паралельне використання інформаційної моделі об'єкта будівництва різними підрядними організаціями при виконанні відповідних робіт.

8. Можливість виконання ремонтних робіт і робіт з реконструкції об'єкта відповідно до експлуатаційних вимог.

Будь-яка будівельна організація прагне мати чітку систему управління проектною діяльністю, що значно сприяє скороченню термінів зведення будівельних об'єктів без втрати якісної складової і без зниження витрат.

На рис. 2 показано очікуваний ефект, якого може досягти компанія на різних стадіях життєвого циклу проекту при застосуванні BIM-технології.

Рис. 2. Концептуальна модель формування будівельного кластеру з урахуванням очікуваного ефекту

Однак оцінка масштабів впровадження BIM-технології в даний час є проблематичною. На даний момент відсутня не тільки статистика ефективності (будь-якого характеру) застосування технологій інформаційного моделювання, але навіть приблизні дані про те, скільки організацій інвестиційно- будівельної сфери застосовують дані технології і наскільки широко використовуються можливості BIM - тільки для 3D-проектування або більш широке використання можливостей з управління проектною інформацією. Тим часом, проведення такої оцінки слід вважати за необхідне для виявлення повного спектру проблем впровадження і застосування BIM, а також обміну досвідом. У зв'язку з цим слід зробити кроки для дослідження масштабів впровадження BIM-технологій українськими організаціями.

Для того, щоб BIM-технологія проявила весь свій потенціал, необхідно детально і всебічно спланувати процедури впровадження. Від того, наскільки глибоко буде впроваджена технологія і якого рівня зрілості в компанії вона досягне, залежить фінансова віддача від її застосування.

Надалі, в роботі, надано характеристику інвестицій, яких потребує впровадження BIM- технології.

1. Інфраструктурі інвестиції призначаються на закупку офісної техніки, програмного забезпечення, на навчання та інші витрати, що пов'язані з підтримкою і розвитком бізнесу. Тут потрібно виявити витратні статті, які не можна безпосередньо прив'язати до технології інформаційного моделювання. Зокрема, в бюджет великої компанії завжди закладаються гроші на навчання, незалежно від того, пов'язано навчання з BIM або з іншого областю знань.

2. Проектні інвестиції пов'язані зі зміною проектного управління та модернізацією робочих процесів. Цей тип інвестицій не піддається фінансовій оцінці і пов'язаний, в першу чергу, з додатковим часом, що витрачається виконавцями, і іншими ресурсами, що не підлягають чисельній оцінці.

3. Довгострокові інвестиції необхідні для розробки стандартів, шаблонів, бібліотеки, досліджень і моніторингу, розширення штату за рахунок нових фахівців, інвестицій в нову корпоративну культуру, що враховує BIM-процеси, та інші стратегічні вкладення. Ці витрати також складно пов'язати з конкретним часовим проміжком і певним проектом щоб оцінити в грошовому еквіваленті.

Не всі переваги, які отримує компанія в результаті впровадження BIM на кожному рівні організації підлягають чіткій оцінці. До того ж різні компанії несуть різні якісні та неоднорідні за характером витрати. До таких переваг відносяться ефективність витрат ресурсів, скорочення непотрібних операцій і часу роботи над проектом, поліпшення якості проекту. Окрім того, якщо підприємство продовжує аналізувати здоров'я бізнесу, спираючись на традиційні показники, такі як прибутковість, фактори ризику, кількість претензій, число виграних і програних тендерів, повторних проектів з кожним клієнтом, то внесок BIM не вийде виокремити з сукупності всіх факторів, що впливають на бізнес. Нарешті, оцінка переваг залежить від того, наскільки повно організація використовує BIM- технологію. Про високі ROI зазвичай говорять компанії зі зрілою BIM-культурою, яка охоплює більшу частину робочих процесів організації. У якийсь момент вони повністю трансформують свій бізнес-процес, і питання про додаткові переваги BIM більше не виникає. При цьому лише 20% компаній, де BIM використовується на поверхневому рівні, можуть похвалитися високим рівнем рентабельності інвестицій ROI (від англ. return on investment). Тому обґрунтовувати обсяг інвестицій, як це відбувається при підрахунку ROI, неможливо.

Багатьма учасниками інвестиційно-будівельної сфери визнано, що проектування і подальша реалізація проекту з використанням BIM - це найважливіший і необхідний крок для розвитку інвестиційно-будівельної сфери України на новому якісному рівні.

Основними причинами, що сповільнюють поширення технологій інформаційного моделювання, називають:

- високу вартість початкових вкладень, пов'язаних із закупівлею обладнання та програмного забезпечення;

- дефіцит кваліфікованих кадрів, підготовлених для роботи з BIM-технологіями;

- інфраструктурі проблеми: недоліки нормативної бази та відсутність системи державних стандартів реалізації будівельних проектів з застосуванням технологій інформаційного моделювання на стадії проектування, будівництва і експлуатації.

Для формування будівельного кластеру регіонального рівня інвестиційно-будівельної сфери на основі запропонованого підходу до формування державних приватних партнерств на основі експериментів з інформаційною моделлю об'єкта будівництва, необхідно провести комплексну оцінку соціально-економічного розвитку регіону, що базується на таких основних принципах: комплексність та системність; забезпечення максимальної репрезентативності показників для оцінювання різних аспектів соціально-економічного розвитку регіонів; достовірність вихідних даних при виборі базових показників регіонального розвитку; найповніша адаптація системи використовуваних показників та індикаторів до можливостей існуючої статистичної звітності; відповідність системи індикаторів задачам щорічного моніторингу і прогнозування соціально-економічного розвитку регіонів; досягнення максимальної інформативності результатів оцінки рівня розвитку регіонів з позицій прийняття адекватних рішень на регіональному і територіальному рівнях державного управління; сполучення загальноекономічних індикаторів з показниками, що відображають результативність діяльності органів влади регіонів України щодо вирішення найважливіших економічних і соціальних проблем; значущість для розвитку території; прозорість і простота розрахунку; єдина форма виміру. Отже, стратегічна мета підвищення конкурентоспроможності будівельних виробників має ґрунтуватися не лише на зростанні ефективності виробництва, але ураховувати перспективи розвитку регіонів.

Висновки і перспективи подальших досліджень

1. Проведені дослідження особливостей впровадження BIM-технології при створенні будівельних кластерів що базуються на основі державних приватних партнерств показали, що такий підхід є надзвичайно перспективним з погляду впровадження його в будівельний сектор економіки України

2. Перспектива впровадження BIM-технології на різних стадіях життєвого циклу проектів сприяє скороченню термінів реалізації проектів, покрашенню якості проектної документації та виконанню на їх основі будівельно-монтажних робіт і зниженню вартості проектів підтверджується чисельними дослідженнями. Дослідження показали, щоб BIM-технологія проявила свій потенціал, необхідно детально і всебічно спланувати процедури впровадження. Від того, наскільки глибоко буде впроваджена технологія і якого рівня зрілості в компанії вона досягне, залежить фінансова віддача від її застосування.

3. В статті запропоновано концептуальна модель формування будівельного кластеру з урахуванням очікуваного ефекту від застосування BIM-технології. Надано характеристику інвестицій, яких потребує впровадження BIM-технології. Сформовано задачу для подальшого проведення досліджень, а саме комплексної оцінки соціально-економічного розвитку регіону згідно запропонованої концепції.

Список літератури

1. Астафьева Н.С., Кибирева Ю.А., Васильева И.Л. Преимущества использования и трудности внедрения информационного моделирования зданий // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2017. №8. С. 41-62.

2. Броншпак Г.К. Государственная поддержка кластерных инициатив: вертикально интегрированные структуры в АПК / Г.К. Броншпак // Економіка АПК. - 2007. - №4. - С. 4550

3. Гамаюнова О.С., Гумерова Э.И. Образование в строительной сфере в СПбПУ Петра Великого // Строительство уникальных зланий и сооружений. 2017. №6. С. 18-29.

4. Державна стратегія регіонального розвитку на період до 2020 року

5. Ісаєнко Д.В. Законодавче регулювання діяльності в будівельній галузі. Особливості світового досвіду та Європейського підходу для визначення пріоритетів при формуванні життєвого середовища / Д.В. Ісаєнко // Будівельне виробництво. - 2017. - №63/2017. - С. 11-15.

6. Кропивко М.Ф. Формування кластерів в агропромисловій сфері регіону / М.Ф. Кропивко, І.О. Белебеха, В.В. Бакул // Матеріали Міжнародної наук.-практ. конф. «Макроекономічне регулювання інвестиційних процесів та впровадження стратегій інноваційно-інвестиційного розвитку»: у 3 ч. - К.: РВПС України НАН України, 2008. - С. 39-56.

7. Мамаев А.Е., Шарманов В.В., Золотова Ю.С., Свинцицкий В.А., Городнюк Г.С. Прикладное применение BIM-модели здания для контроля инвестиционно-строительного проекта // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2016. №1-3. с. 83-87.

8. Саблук П.Т. Кластеризація як механізм підвищення конкурентоспроможності та соціальної спрямованості аграрної економіки / П.Т.Саблук, М.Ф.Кропивко // Економіка АПК. - 2010. - №1. - С. 3-10

9. Талапов В.В. Развитие BIM в странах Бенилюкса // САПР и графика. 2016. №4. С. 64-65.

10. Талапов В.В. Три принципа, лежащие в основе BIM // Компьютер.Пресс. 2016. №8. С. 1215.

11. Шарманов В.В., Мамаев А.Е., Болейко А.С., Золотова Ю.С. Трудности поэтапного внедрения BIM // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2015. №10. С. 109.

12. Becerik-Gerber B., Jazizadeh F., Li N., Calis G. Application areas and data requirements for BIMenabledfacilities management // J. Constr. Eng. Manag. 2012. Volume 138. P 431-442.

13. DiBernardo S. Integrated Modeling Systems for Bridge Asset Management. CaseStudy // Structures Congress. 2012. P 483-493.

14. Ding L., Zhou Y., Akinci B. Building Information Modeling (BIM) application framework: the processof expanding from 3D to computable // Automation in construction. 2014.Volume 46. P 82-93.

15. Gamayunova O., Vatin N. BIM-technology in architectural design // Advanced Materials Research Vols. 1065-1069. 2015. P. 2611-2614.

Размещено на allbest.ru