Цифровой двойник как инструмент управления страной

Часовских П.А.,
Руководитель Центра компетенций Департамента строительства города Москвы

Состоялось первое заседание секции «Цифровая трансформация строительства и ЖКХ» Совета по развитию цифровой экономики при Совете Федерации, на котором была обсуждена тема «Перспективы расширения технологий информационного моделирования (ТИМ): новые сферы внедрения и совершенствование нормативного регулирования». На заседании с докладом и презентацией на тему «Цифровой двойник как инструмент управления страной» выступил
П.А. Часовских, Руководитель Центра компетенций Департамента строительства города Москвы. Специально для журнала «СметаНа» он подготовил статью и презентационные материалы «Реализация проекта по внедрению информационной системы управления проектами государственного заказчика в сфере строительства».

В настоящей статье рассмотрены современные тенденции в сфере применения технологий информационного моделирования в России, факторы, влияющие на динамику реализации цифрового двойника в стране, опыт Москвы в части информационного моделирования,
на основе которого представлены преимущества разработки цифровых двойников, а также проблемы, с которыми могут столкнуться участники инвестиционно-строительного цикла в процессе создания цифровых двойников.

Технологии информационного моделирования в России сегодня

В 2023 году применение технологий информационного моделирования (далее – ТИМ)
в процессе строительства и эксплуатации зданий/сооружений это уже не новость,
а нормальная практика ведения инвестиционно-строительного проекта (далее – ИСП).

Примечательно, что информационное моделирование внедрено в процессы строительства
не только в Москве, крупных городах России, но и по всей стране. Повсеместное применение ТИМ обусловлено во многом тем, что государство в лице Правительства, Минстроя России всячески способствуют данному процессу, обеспечивая строительную отрасль нормативной
и методологической базой: постановлением Правительства Российской Федерации
от 05.03.2021 г. №331 определен случай, при котором формирование и ведение информационной модели объекта капитального строительства (далее – ИМ ОКС) обязательно,
а также лица, которые обязаны обеспечить данные процессы. Минстрой России разрабатывает документы по стандартизации применения ТИМ, выпускает приказы по утверждению XML-схем для формирования строительной документации в машиночитаемом формате.

Тенденция применения ТИМ в стране явно носит положительный характер. Позитивная динамика, которую мы можем сегодня наблюдать, во многом является заслугой продуктивной совместной работы органов государственной власти и ответственных участников градостроительных отношений, выражающих заинтересованность и проактивную позицию
в вопросе внедрения ТИМ в бизнес-процессы организаций.

Однако, нельзя игнорировать тот факт, что практика исполнения норм в сфере информационного моделирования в России в целом пошла по пути наименьшего сопротивления, и отсутствие обязанности и исчерпывающего количества стандартизирующих документов в части разработки цифровой информационной модели (далее — ЦИМ)
в составе ИМ ОКС стало своеобразным сигналом для некоторых организаций о том, что ЦИМ, будучи необязательной частью информационной модели, не стоит того, чтобы выделять ресурсы на ее разработку.

Москва в данном вопросе имеет четкую позицию: формирование ЦИМ – неотъемлемый элемент процесса внедрения информационного моделирования и залог корректного перехода
в цифровое будущее градостроительной деятельности, где значительная роль отводится внедрению цифровых двойников.

Цифровой двойник как инструмент управления страной

Департамент строительства города Москвы (далее – Департамент) работает с цифровизацией строительной отрасли в целом и с ТИМ, в частности, достаточно давно, и можно смело констатировать: к настоящему времени уже сформировано понимание, что ни то, ни другое,
в сущности, целью не является, цифровизация и ТИМ представляют собой не что иное, как инструменты субъектов градостроительных отношений для создания цифрового двойника.

Цифровой двойник — прогрессивный инструмент управления активами, процессами и данными при планировании, проектировании, строительстве и эксплуатации как единичного объекта капитального строительства, так и городских структур.

Планы по созданию цифровых двойников ОКС, на самом деле, – лишь «верхушка айсберга». Цифровые двойники отдельно взятых ОКС в совокупности могут формировать в дальнейшем ткань цифрового двойника городских структур, порождать тем самым цифровые двойники региона, а впоследствии и всей страны.

Безусловным благом претворения в жизнь данной идеи является то, что такой инструмент предоставит возможность всем субъектам градостроительных отношений органично планировать размещение социальной инфраструктуры исходя из текущей и прогнозируемой обеспеченности, а также эффективно распределять ресурсы. 

Прозрачность, унификация, единство – именно такие эффекты мы планируем получить от внедрения концепции цифрового двойника в России.

Таким образом, вследствие развития концепции цифровых двойников ожидается:

1. Повышение управляемости ресурсами и процессами минимум на 35% за счет упрощения процесса подготовки фактической и предиктивной аналитики;
2. Снижение сроков строительства без потери качества на 30%;
3. Снижение стоимости строительства на 12 %;
4. Повышение качества городской среды в 1,5 раза за счет сопровождения строительства и эксплуатации информационной моделью.

Московская практика формирования цифровых двойников объектов капитального строительства

Москва еще несколько лет назад приступила к постепенному переходу от логики «двухмерного» строительства к логике формирования и ведения цифровых двойников.

В Москве ведется крупномасштабная работа на пути к «безбумажному» цифровому будущему.
В первую очередь в столице занялись оцифровкой технического документооборота, вследствие чего происходит оперативный перевод документации в машиночитаемый формат, и именно такая документация в итоге приобретает статус источника данных для ИМ ОКС.

Москва стала первым городом в мире, реализовавшим задачу полного перехода к взаимодействию всех участников инвестиционно-строительного цикла в цифровом виде.
Одно только это решение позволяет экономить в год порядка 660 млн. рублей при реализации Адресной инвестиционной программы на московских объектах:

• в 4 раза ускорилось согласование документации;
• возросла оборачиваемость денежных средств подрядчиков;
• выросло качество документации за счет автоматических проверок.

Следует также отметить, что эффекты от внедрения стратегии цифрового строительства имеют не только экономический характер. С точки зрения экологии, концепция электронного документооборота также привлекательна. Для того, чтобы все эти документы сформировать на бумаге, потребовалось бы 1,3 млн пачек бумаги – это 5 млн деревьев для ее изготовления, которые могли бы занять площадь в 10 тыс. гектар.

Параллельно проходил процесс внедрения информационного моделирования в организации, планомерно создавались все необходимые условия для повсеместного и комфортного применения ТИМ на объектах Москвы.

Для создания методологической основы деятельности был разработан ряд внутренних нормативных и методических документов, определяющих основные понятия и механику работы с информационными моделями:

• Методика формирования требований на цифровую информационную модель объекта капитального строительства;
• Типовое техническое задание на цифровую информационную модель (далее — ТЗ на ЦИМ ОКС);
• План реализации проекта с использованием информационного моделирования и другие документы, применимость которых проверяется опытным путем в процессе реализации пилотных проектов Департамента.

Важную роль в деятельности по внедрению ТИМ, безусловно, играют участники ИСП, в бизнес-процессы которых данные технологи и внедряются.

Заказчики Департамента активно работают не только с электронными документами в составе ИМ ОКС, но и непосредственно с ЦИМ.

Важно отметить, что в данный момент происходит наработка практики прохождения государственной экспертизы проектной документации с ЦИМ. В 2022 году было получено
67 положительных заключений. Вместе с подведомственными организациями Департамент проводит пилотные проекты по применению ТИМ на этапах строительно-монтажных работ и эксплуатации.

Перспективы и проблематика применения цифрового двойника по всему жизненному циклу ОКС

Все вышеперечисленные шаги постепенно приближают нас к цели, а именно: к применению ТИМ на всех стадиях жизненного цикла ОКС вплоть до стадии сноса здания и созданию цифрового двойника.

В этой связи важно отметить следующее: сегодня ЦИМ воспринимается многими субъектами отрасли в качестве совокупности цифровых элементов, имеющих три измерения на стадии проектно-изыскательских работ, то есть ее понимают исключительно как трехмерную геометрическую модель, однако на самом деле, ЦИМ дает намного больше возможностей,
чем большинство участников строительства использует на данный момент.
При грамотном составлении ТЗ на ЦИМ ОКС, в процессе проектирования и наполнения ЦИМ данными по ходу реализации ОКС можно получить ЦИМ разного уровня проработки:

• «4д» – календарная модель: модель + атрибуты + время;
• «5д» – стоимостная модель: календарная модель + стоимость;
• «6д» – эксплуатационная модель;
• «7д» – энергетическая модель;
• «8д» – модель аварийная и сноса.

Вместе с тем, отметим, что процесс цифровизации строительной отрасли и внедрения ТИМ,
как и любой другой, имеет свои проблемы. На этом пути мы столкнулись со следующими препятствиями – это прежде всего нехватка кадров и отсутствие образовательного стандарта для цифровых строительных профессий. Кроме того, существуют серьезные пробелы в нормативной документации для ТИМ в целом и для проектирования с использованием ЦИМ,
в частности.

Еще один важный аспект, который, к сожалению, на сегодняшний день мы не можем игнорировать – незрелость российского программного обеспечения (далее – ПО) для ТИМ,
хотя на данный момент наблюдается положительная динамика в этой части. 
Сейчас не приходится говорить о том, что отечественное ПО на рынке совсем отсутствует.

Мы активно работаем над тем, чтобы решать все обозначенные проблемы в силу возможностей. Так, например, сотрудничаем с крупными ВУЗами и запускаем собственные программы обучения по цифровым профессиям для своих сотрудников и постепенно расширяем круг слушателей.

В части нормативной базы мы стараемся закрыть самые острые вопросы внутренними нормативными документами, поэтому Центр компетенций Департамента осуществляет выработку предложений по изменениям законодательства в строительной отрасли
как на региональном, так и на федеральном уровне.

Что касается ПО, то мы находимся в постоянном сотрудничестве с российскими вендорами
и помогаем им формировать «прецедентную» базу замечаний от непосредственных пользователей, что, конечно, помогает развивать продукты.  Мы считаем, что необходимо развивать и меры государственной поддержки для отечественных разработчиков.

Заключение

В целом, цифровой двойник города — это мощный инструмент, который может помочь городам оптимизировать свою деятельность и инфраструктуру, улучшить процесс принятия решений. Безусловно, для его создания и обслуживания требуются значительные инвестиции в сбор данных, технологии и опыт. Однако те неоспоримые преимущества, которые мы получим от реализации концепции цифрового двойника с масштабированием на всю страну, на наш взгляд, стоят всех затраченных на его создание ресурсов.