Строительная отрасль в России

Строительство — отрасль материального производства, которая производит отдельно стоящие здания и сооружения (строительные объекты) согласно проектам и соответствующей смете. Подробнее:

Строительство есть совокупность всех видов деятельности, обеспечивающая осуществление инвестиционного процесса от предпроектной стадии до ввода объекта в эксплуатацию. В состав этой отрасли входят организации, выполняющие строительные и монтажные работы по возведению новых зданий и сооружений, расширению, техническому перевооружению и реконструкции действующих предприятий, проектно-изыскательские организации, обслуживающие строительство, а также такие органы управления, как профильные министерства, ведомства и т. д.

Процесс строительства любого объекта включает участие организаций по следующей цепочке: инвестор → заказчик → проектировщик → подрядчик → специализированные строительные организации. Кроме непосредственно строителей, в процессе участвуют изготовители соответствующих строительных материалов, конструкций, технологического оборудования и т.д.

Строительная отрасль, включая производство материалов и изделий — не просто неотъемлемая часть мировой экономики, она обеспечивает 14% мирового ВВП. Это значимый сектор производства материальных благ, играющий определяющую роль в создании условий для развития страны, поскольку она тесно связана с другими сферами производства, имея множество смежных областей (добыча и обработка сырья, разработка, производство и эксплуатация строительной техники, систем освещения, климатической техники, и многое другое, включая человеческий капитал). Да и производство чего угодно не может существовать без соответствующих зданий. Строительная отрасль долгое время является стабильным, динамично развивающимся сектором экономики России, обеспечивающим  стабильность развития страны. С учётом климатических условий Российской Федерации важность строительной отрасли очевидна.

В XXI веке строительную отрасль можно рассматривать как инвестиционно-строительный комплекс, являющийся сложной самоорганизующейся открытой системой. Целью цифровизации строительства в общем виде является разработка цифровой среды управления полным жизненным циклом объектов строительства. При этом не только растёт эффективность реализации проектов, но и формируется единая информационная система, позволяющая осуществлять аудит и иной контроль проектов, оптимизировать управление объектами на стадии эксплуатации, капитального и ситуативного ремонта и т.д. Такое использование информационного моделирования в перспективе приведёт к реализации концепции «умного города», в котором в режиме онлайн идёт постоянный мониторинг инфраструктуры и проводятся необходимые оперативные управленческие воздействия.

По данным Росстата на 2020 год строительная отрасль давала 6 % ВВП. По данным за 2018 год на жилые здания приходится более 65% от общего объема строительных объектов.

Классификация строительных объектов и работ

Различают следующие виды строительства в зависимости от назначения объектов:

• промышленное;
• транспортное;
• жилищно-гражданское («гражданское» здесь — это строительство нежилых объектов, могут быть и военной принадлежности);
• гидротехническое;
• гидромелиоративное;
• военное.

Жилищно-гражданское строительство выделяет следующие способы возведения строений:

• деревянное;
• кирпичное;
• крупнопанельное;
• сборно-монолитное каркасное;
• панельно-каркасное;
• монолитное.

Виды работ строительной отрасли:

• проектные;
• строительные;
• ремонтно-строительные;
• монтажные;
• пусконаладочные.

Также строительные здания и сооружения типологизируют по одному из четырёх уровней ответственности:

• высший уровень — здания и сооружения, являющиеся особо опасными, технически сложными или уникальными объектами согласно Градостроительному кодексу РФ (ст. 48.1), примеры: атомные электростанции, объекты космической инфраструктуры;
• I уровень — здания и сооружения, требующие разработки специальных технических условий и прохождения государственной экспертизы;
• II уровень — здания и сооружения, требующие прохождения государственной экспертизы, но не требующие разработки специальных технических условий;
• III уровень — здания или сооружения, не требующие прохождения государственной экспертизы в соответствии с Градостроительным кодексом РФ.

Нормативная база и техническое регулирование в строительстве

Строительные нормы устанавливают обязательные правила и положения для всей Российской Федерации, а также отдельно для территорий со специфическими климатическими, инженерно-геологическими и др. средовыми факторами, которые должны учитывать в процессе проектирования и сстроительства.

Объектами стандартизации и нормирования для строительной индустрии являются:

• организационно-методические и общие правила и нормы разработки, производства и применения зданий и сооружений;

• промышленная продукция, применяемая в строительстве;

• строительные изделия и материалы;

• инженерное оборудование;

• средства оснащения организаций строительной индустрии;

• экономические нормативы;

• проектная документации, особенно чертежи и спецификации (эти стандарты разработаны на основе Системы проектной документации в строительстве (СПДС) и Единой системы конструкторской документации (ЕСКД)).

Нормативные требования могут быть обязательными и рекомендуемыми. Можно перечислить следующие основные типы документов:

• ГК (Гражданский кодекс Российской Федерации);

• ГОСТы, ГОСТ Р ИСО 9000-2001, ГОСТ Р ИСО 9001-2001;

• ГСН (Государственные сметные нормы);

• ГСНр (ГСН на ремонтно-строительные аботы);

• ГЭСН (Государственные элементные сметные нормы на строительные работы);

• ГЭСНм (ГЭСН на монтаж оборудования);

• ГЭСНп (ГЭСН на пусконаладочные работы);

• ГЭСНр (ГЭСН на ремонтностроительные работы);

• ВСН (Ведомственные строительные нормы);

• ЕНИР (Единые нормы и расценки);

• ЕРр (Единичные расценки на ремонтно-строительные работы);

• ЕСКД (Единая система конструкторской документации);

• МДК (Методическая документация в сфере жилищно-коммунального хозяйства);

• МДС (Методические документы в строительстве);

• НПРМ (Нормативные показатели расхода материалов);

• НТП (Нормы технологического проектирования);

• ОСН (Отраслевые строительные нормы);

• ОНТП (Отраслевые нормы технологического проектирования);

• РДС (Руководящие документы в строительстве);

• РСН (Республиканские строительные нормы);

• СН (Строительные нормы);

• СНиП (Строительные нормы и правила);

• СП (Свод правил);

• СПДС (Система проектной документации для строительства).

Особенности развития строительной отрасли на современном этапе

Строительная отрасль должна учитывать современные технологические достижения, причём не только в плане появления новых материалов и изделий. Например, требуется вводить системы управления энергопотреблением, водоснабжением и т.п. — не просто учёт расхода ресурса, но и аппаратные возможности экономии. Растут ожидания потребителей, строительные стандарты становятся всё более строгими.

Имеется тенденция расширять присутствие компании на смежные участки производства, «присоединяя» соответствующие цепочки создания стоимости. Идея не новая — см., например, домостроительные комбинаты, — но в настоящее время она распространяется всё шире. С другой стороны, появляются «нишевые» узкоспециализированные компании. Кроме того, на «расширенном» строительном рынке появляются компании из других отраслей — примером может служить партнёрство с IT-компаниями, которые могут заниматься информационными аспектами строительных компаний.

Можно выделить пять технологий, которые уже существуют, но имеют значительную перспективу развития:

• Модульное строительство — значительно сокращает сроки реализации, а также снижает расходы;

• Использование дронов — удаленный сбор и мониторинг данных в реальном времени, в том числе — визуальный в труднодоступных и опасных зонах;

• Информационное моделирование зданий (5-D BIM) — сочетает трехмерное моделирование согласно графику строительства и учётом бюджетных затрат;

• Трёхмерная печать — позволяет быстро создавать и испытывать прототипы, решать локальные технические проблемы на местах, требующие нестандартных деталей;

• Робототехника и автоматизация — повышение производительности выполнения алгоритмизируемых физических задач (пример: укладка кирпича).

Строительство как таковое объединяет работу нескольких отраслей и видов хозяйственно-экономической деятельности, и вследствие этого имеется перспектива такой формы развития строительной отрасли, как кластеризация. Строительный кластер, помимо непосредственно строительных компаний, должен включать транспортно-логистические организации, производство строительных материалов, частично несложной строительной техники, цифровизацию и так далее. Такая система, объединяющая предприятия из различных отраслей, вполне способна придать импульс развития предпринимательской среде регионов. При этом образование региональных строительных кластеров позволит консолидировать не только финансовые ресурсы, но и кадровые, а также административные. Такой подход будет особенно эффективен при строительстве массового жилья.

С начала 2020-х стало понятно, что в самое ближайшее время практически каждое предприятие будет связано с цифровой экономикой. Причём речь идёт не только про активное использование традиционных бизнес-приложений, то есть финансовым учётом, управлением закупками, работой с кадрами и т.д. — всё больше будет возникать полноценных приложений по клиентским запросам с учётом индивидуальных пожеланий. Ещё в 2017 году была утверждена программа «Цифровая экономика Российской Федерации», но она носит слишком общий характер, да и пять лет — значительный срок для IT-отрасли.

В XXI веке строительную отрасль можно рассматривать как инвестиционно-строительный комплекс, являющийся сложной самоорганизующейся открытой системой. Целью цифровизации строительства в общем виде является разработка цифровой среды управления полным жизненным циклом объектов строительства. При этом не только растёт эффективность реализации проектов, но и формируется единая информационная система, позволяющая осуществлять аудит и иной контроль проектов, оптимизировать управление объектами на стадии эксплуатации, капитального и ситуативного ремонта и т.д. Такое использование информационного моделирования в перспективе приведёт к реализации концепции «умного города», в котором в режиме онлайн идёт постоянный мониторинг инфраструктуры и проводятся необходимые оперативные управленческие воздействия.

В плане документооборота строительная отрасль склонна к консерватизму, стандартизации и повышенному бюрократизму, поэтому идёт «инстинктивное» сопротивление введению современных цифровых технологий. Дело в том, что для строительства характерны жёсткие требования по безопасности как производства, так и непосредственно процесса строительства зданий, так и последующей их эксплуатации. Поэтому каждая новая технология должна пройти стандартизацию, на неё должна быть разработана нормативная база, и всё это согласовано с требованиями техники безопасности.

В плане среднесрочной перспективы можно выделить следующие направления:

• совершенствование нормативно-правовой базы;
• снижение для застройщиков формальной административной нагрузки;
• развитие государственно-частного партнерства и контрактной системы;
• развитие отечественного рынка строительных материалов и строительной техники;
• достижение конкурентоспособности в плане экспорта строительных услуг;
• решение проблем эффективного использования земель для массовой застройки;
• застройка территорий городов и других населённых пунктов с учётом комплексного развития;
• использование новых технологий и разработка новейших;

• обширное внедрение информационных технологий, цифровизация отрасли.

Цифровизация отрасли

В плане цифровых технологий в РФ с 2018 года разрабатываются две федеральные информационные системы — Федеральная государственная система ценообразования в строительстве (ФГИС ЦС) и Федеральная государственная система «Единый государственный реестр заключений» (ФГИС ЕГРЗ), который должен обеспечивать доступ к консолидированной информации о заключениях экспертиз по объектам строительства. Важная подзадача — повышение информационной открытости деятельности экспертных организаций, в том числе — создание проектной документации повторного использования, что экономически эффективно.

В настоящее время можно существуют два основных нормативно-законодательных документа по теме, а именно: «Стратегия развития информационного общества РФ на 2017-2030 гг.» и Программа «Цифровая экономика Российской Федерации» 2017 года.

Первое упоминание термина «цифровизация» относится к 1995 году: «преобразование информации в цифровую форму, которое в большинстве случаев ведет к снижению издержек, появлению новых возможностей и т.д.» К сожалению, практическая реализация программ цифровизации в России до сих пор составляет всего лишь несколько процентов, также отсутствуют конкретные программы, подробно раскрывающие тему «что именно делать». Примером «как надо» может служить Сингапур, в котором организация BCA (Building and Construction Authority), управляющая строительной отраслью, начала осваивать информационное моделирование ещё 2010 году, а к 2015 году почти все проектные организации стали использовать эту технологию, причём все проекты площадью свыше 5000 кв. м. по закону могут получить разрешение на строительство только при предоставлении BIM-модели проекта.

Существует множество попыток определить цифровизацию, уделяя внимание различным аспектам, но до сих пор не существует общепринятого. Одно из наиболее удачных:

Цифровизация — «способность предприятия к осуществлению деятельности по созданию, внедрению, интеграции, применению, сопровождению, развитию и реализации информационных технологий, а также обеспечению информационной безопасности с целью удовлетворения существующих или вновь возникающих потребностей предприятия и субъектов, с которыми оно взаимодействует (потребители, поставщики, партнёры и т.д.)».

Ещё одно определение по теме:

Цифровой потенциал строительного комплекса — это совокупность машин и технического оснащения, информационных продуктов, а также квалифицированных специалистов владеющих интерфейсом современных программ входящих в процесс BIM-проектирования для реализации проектов цифрового моделирования зданий и сооружений в виде «цифрового двойника», что выступает основой формирования цифрового проектирования строительных комплексов на региональном уровне.

Цифровое развитие строительной отрасли соответствует смене парадигмы с традиционного процесса стройки на дополнительный предварительный цифровой, что подразумевает использование BIM-технологий с использованием специального программного обеспечения, например, Autodesk BIM 360, Tekla Structures и др. Использование программ такого рода ускоряет процесс разработки проектной документации, включая внесение исправлений в проекты,  что сокращает время от разработки проектной документации до ввода объекта в эксплуатацию, поскольку можно работать одновременно над разными этапами строительного производства в цифровом «двойнике» проекта. Таким образом, информационное моделирования позволяет полностью отслеживать проекта с его закладки до сноса, причём имеется возможность рассчитать различные варианты и сравнить их, тем самым значительно снижая вероятность ошибок на стадии проектирования объекта, а затем — во время постройки и эксплуатации.

Примеры программного обеспечения для разных стадий разработки проекта:

1. эскизный проект здания и сооружения (Revit, SketchUp и др.);
2. архитектурная модель здания (Revit и др.);
3. конструктивная модель, включая расчетную часть (SCAD, Сапфир и др.);
4. проектная документация (Autocad, Revit, Word и др.);
5. расчёт финансовой модели и графиков выполнения работ, поставки материалов, оборудования и пр. (MS Excel, MS Project, MS Word, SmetaWIZARD и др.).

Таким образом, информационное моделирования позволяет полностью отслеживать проекта с его закладки до сноса, причём имеется возможность рассчитать различные варианты и сравнить их, тем самым значительно снижая вероятность ошибок на стадии проектирования объекта, а затем — во время постройки и эксплуатации. Проблема в том, что традиционная парадигма проектирования и производства имеет существенный недостаток: жизненный цикл объекта, то есть прохождение стадий проектирования, строительства и эксплуатации имеет несоответствие фактически изготовленного здания от запроектированного, что вызывает несогласованность между создаваемым производством и производственной инфраструктурой. Традиционно проблема решается методом «опытной эксплуатации», то есть наблюдений, в ходе которых выявляются недостатки и несоответствия проекту, а также вырабатывается механизм управления производством и производственной инфраструктурой в реальных условиях для конкретного объекта. Концепцию системы управления жизненным циклом объектов с использованием цифровизации можно представить следующим перечислением направлений:

1. создание нормативно-правовой базы системы управления жизненным циклом строительных объектов с применением информационного моделирования;
2. создание классификатора строительной информации, причём с учётом наличия иных общероссийских и ведомственных классификаторов, а также международных;
3. создание нормативно-технических основ управления жизненным циклом объектов с применением информационного моделирования;
4. обеспечение бизнес-процессов и государственных управленческих функций в рамках жизненного цикла объектов;
5. создание возможностей обмена актуальных данных с верификацией достоверности;
6. профессиональная подготовка специалистов по цифровизации;
7. разработка показателей эффективности систем цифровизации в отрасли.

Цифровой двойник — важное понятие для метода цифровизации. Впервые эта концепция была упомянута Майклом Гривзом в Мичиганском университете в 2002 г.; оесь шла о «реальном пространстве» и «виртуальном пространстве», которые связаны посредством обмена информацией, а сам термин «цифровой двойник" появился несколько позже. M. Гривз сначала использовал термин «идеальная PLM» (система управления жизненным циклом изделия, Product Lifecycle Management),

Цифровой двойник объекта может рассматриваться как динамически адаптирующаяся на основе собранных онлайн-данных и другой информации модель физического актива или системы, которая поддерживает своё соответствие действительному объекту и позволяет прогнозировать состояние соответствующего физического аналога в будущем. Современная трактовка термина: «цифровое представление активного уникального продукта или уникальной системы продуктов и услуг, которое включает в себя его выбранные характеристики, свойства, условия и поведение с помощью моделей, информации, а также данных в рамках одного или даже нескольких этапов жизненного цикла». Ещё одно определение цифрового двойника: «виртуальное динамическое представление физической системы, которое подключено к ней на протяжении всего жизненного цикла для двунаправленного обмена данными». Обобщая: от физического объекта поступают данные о состоянии самого объекта, окружающей среде, которые передаются в виртуальное пространство по запросам на протяжении всего жизненного цикла продукта. Параллельно виртуальный двойник объекта контролирует требования к физическому объекту, позволяет получать представление о существующем его состоянии, и, главное, — прогнозировать ближайшее будущее объекта. На основании виртуальной модели принимаются решения и предпринимаются действия, направленные на адаптацию физического объекта к выбранному состоянию цифрового двойника.

Цифровые двойники могут быть трёх типов:

1. виртуальная модель отдельных продуктов;
2. виртуальные модели процессов;
3. виртуальный образ системы на основании сбора большого количества данных, поступающих от продуктов и устройств, образующих ту или иную систему.

Цифровой двойник — важно — подразумевает не просто виртуальную модель, но и наличие датчиков и получение информации от них, а также другие данные, важные для модели; обобщённо — должно быть максимально точное соответствие виртуального образа физическому объекту. Такой цифровой двойник должен отражать, например, наличие производственных дефектов, обновляться при износе и т.д., в обратную же сторону должны быть функции интеллектуального управления — цифровизация подразумевает именно постоянную и двустороннюю связь (поэтому и «двойник»).

Элементы, составляющие систему цифрового двойника, могут быть не только конструкционными, технологическими и т.п., отражающими физическое состояние объекта, но и финансовыми, маркетинговыми и т.д.

Пример цифрового двойника размером с целый город — Сингапур. Цифровая модель города позволяет тестировать реальные сценарии цифровом пространстве — как архитектурных изменений, так и в плане сбора статистических данные обо всех сферах жизни города, что позволяет принимать наилучшие градостроительные решения.

Стратегия развития строительной отрасли Российской Федерации до 2030 года

В 2022 году была принята «Стратегия развития строительной отрасли Российской Федерации до 2030 года», разработанная Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ. Основными долговременными системными вызовами, согласно Стратегии, для строительной отрасли являются:

• усиление глобальной конкуренции;
• парадигмальные технологические изменения, меняющие привычный уклад производства;
• увеличение важности человеческого капитала, ориентация на специалистов и интенсивные методы, невозможность оставаться на уровне экстенсивных методов;
• отход России от экспортно-сырьевой модели экономики.

Стратегией развития поставлены задачи:

• развитие национальной экономики вовлечением во взаимодействие со строительной отраслью;
• повышение доступности жилья;
• повышение энергоэффективности системы ЖКХ;
• научно-технологическое развитие строительной отрасли;
• повышение эффективности землепользования;
• улучшение экологичности строительства.

Проблемы строительной отрасли на современном этапе

Общая стабильная проблема — недостаток высококвалифицированных кадров разного уровня. При этом многие застройщики используют труд приезжих вследствие экономической выгоды, что зачастую отрицательно сказывается как на качестве, так и сроках исполнения работ. В настоящее время обеспеченность населения России качественным жильем находится на довольно низком уровне, как и до этого. Так, на 2018 год ветхий жилищный фонд составлял 24,6 миллиона кв. м. Помимо недостаточного количества жилья, имеется слабое развитие дорожной сети и соответствующей инфраструктуры.

Пандемия COVID-19 привела к отрицательной динамике объемов строительства вследствие роста цен на строительные материалы, а также введения ограничений на въезд иностранных рабочих.

В настоящее время также можно выделить следующие проблемы строительной отрасли:

1. Проблемы в государственном строительном хозяйстве на местах — проще говоря, «попил» бюджета и раздача подрядов «своим»;
2. Отсутствие системного подхода к экономическому управлению строительством — управление затратами только на строительные материалы и заработную плату; отсутствие прогнозирования с реакцией на события исключительно post factum; статическое моделирование с игнорированием динамики производства и финансовых потоков; изначальное игнорирование скрытых затрат, в том числе вследствие проблем, вызванными доработкой проекта и изменениями дизайна;
3. Относительная слабость технического уровня — низок уровень автоматизации, отсутствует профессиональное строительное оборудование, при этом компании уделяют мало внимания обучению высокотехнологичных специалистов и внедрению современной техники.

Последствия санкций в настоящее время выражаются в ограничении доступа к зарубежным комплектующим, вследствие чего весной 2022 года стройматериалы подорожали приблизительно на 10%, но по некоторым позициям (отделка и т.п.) подорожание превышало 40%. В дальнейшем проблема должна решиться посредством импортозамещения.

К проблемам строительной отрасли (и не только) относится и недостаточное финансирование неприбыльных (в смысле быстрой и значительной прибыли), но необходимых направлений в строительстве.

В настоящее время к узким местам строительного производства а плане цифровизации можно отнести:

1. отсутствие программы, объединяющей в цифровом виде все процессы строительного производства (на практике сложилось несколько подходов к цифровизации, которые разрабатываются разрозненно, нередко содержат несогласованные требования и т.д.);
2. низкий уровень владения программными продуктами у персонала (причём отсутствие профессиональных знаний у специалистов также означает и непонимание преимуществ цифровизации: не умея работать с соответствующими программами, многие специалисты не видят пользы от таковых);
3. неизменность понимания производства по давней схеме «заказчик — генподрядчик — субподрядчики — конечный исполнитель работ» и никак иначе.