Опыт пользователей / ЦИМ в Renga Professional как основа кампусов будущего. МГСУ о роли цифровых моделей в масштабном проекте

Федеральный проект «Создание сети современных кампусов» является частью национального проекта. Его цель — организовать комфортную инфраструктуру для профессионального и личностного развития молодежи, а также улучшить условия проживания студентов. Проект предусматривает создание не менее 40 университетских кампусов мирового уровня к 2036 году. О том, как реализуется сегодня этот проект, какую роль в нем играет Научный Исследовательский Университет «Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) и как помогает в этом процессе BIM-система Renga Professional, рассказал Сергей Сергеевич Федоров, начальник центра компетенций цифровой трансформации научно-образовательного центра «Цифровое строительство и эксплуатация», заведующий кафедрой Инженерной графики и компьютерного моделирования (ИГиКМ) НИУ МГСУ.

— Сергей Сергеевич, пожалуйста, расскажите о проекте создания сети современных кампусов.

— Современные кампусы представляют собой новую площадку как в регионах, так и в Москве, на которой функционируют и взаимодействуют наука, образование и бизнес. Проект включает в себя как объединение нескольких высших учебных заведений на одной площадке (один из примеров – Пермский кампус «Будущее Пармы»), так и создание кампусов для отдельных университетов, таких как НИУ МГСУ и МГТУ им. Н.Э. Баумана. Если в первом случае речь идет о создании новых объектов недвижимости для функционирования нескольких университетов на одной площадке, то во втором – это не только строительство новых корпусов для отдельных университетов, но и создание единой цифровой среды всего университета и его имущественного комплекса. Таким образом существующий имущественный фонд тоже должен быть интегрирован в единую среду кампуса.

Основная цель проекта — сформировать пространство для объединения производителей и бизнеса с интеллектуальным активом и потенциалом вузов. Это взаимодействие призвано стимулировать создание малых инновационных предприятий или совместную разработку новых решений, где научные «мозги» встречаются с реальным производством — государственным или частным. 

Как правило, на таких площадках организуются совместные лаборатории для разработки новых продуктов или технологий или совершенствования существующих. Таким образом, кампус — это не просто увеличение площадей вуза, а создание территории и пространства для интеграции государства, высшей школы и промышленных производителей.

При создании кампусов мирового уровня применяются всевозможные инструменты финансирования и их комбинации. Это могут быть средства как из региональных и федеральных бюджетов, так и инструменты концессионных соглашений, а также благотворители. Применение различных инструментов финансового обеспечения строго регламентировано и контролируется Минобрнауки России.

Особенно стоит отметить большой личный вклад и участие в проекте Рустема Максудовича Даутова — директора Департамента бюджетных инвестиций Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.

В рамках создания сети современных кампусов было проведено как минимум три волны отбора проектов (в 2021, 2022, 2023 годах), отобрано 25 проектов по всей России, которые планируется реализовать в рамках федерального проекта к 2030 году, а к 2036 году их станет 40. В этом году уже начали вводить в эксплуатацию первые объекты кампусов, включая Уральский федеральный университет и объекты в Калининграде, Нижнем Новгороде, Уфе и Москве.

Визуализация одного из корпусов ИТ-кампуса «Неймарк», город Нижний Новгород

— Какую роль играет НИУ МГСУ в проекте создания современных кампусов?

— В проекте по созданию сети современных кампусов у НИУ МГСУ две разные роли. Первая – мы такой же участник федерального проекта – на территории НИУ МГСУ проектируются и строятся новые корпуса, а существующий имущественный фонд готовится по праву и в соответствии с требованиями стандартов кампусов, чтобы называть себя кампусом мирового уровня.

Вторая роль НИУ МГСУ – цифровое сопровождение кампусов мирового уровня. Минобрнауки России доверило и поручило нашему университету сопровождать цифровизацию строительства и эксплуатацию всех кампусов, включенных в программу, поскольку именно в нашем университете сосредоточены компетенции в этом направлении.

Наш центр компетенций цифровой трансформации выступает в роли проектного офиса Минобрнауки по направлению цифрового сопровождения в области проектирования, строительства и эксплуатации. Мы проверяем наличие и качество цифровых информационных моделей, систем автоматизации и диспетчеризации, готовность кампуса к цифровой эксплуатации на всех этапах создания кампуса. Это один из критериев, предъявляемых к кампусам – цифровая эксплуатация на базе и с применением цифровой информационной модели, поскольку проектирование и строительство длятся несколько лет, а эксплуатация – самый длительный период жизненного цикла. Но для того, чтобы эксплуатировать имущественный фонд на базе цифрового двойника, на этапе проектирования нужно применять ТИМ, а также закладывать определенное оборудование для автоматизации работы инженерных систем, а на этапе строительства формировать строительную информационную модель и смонтировать все необходимое оборудование. Именно в этом направлении мы взаимодействуем с кампусами.

Одновременно с этим к нам иногда обращаются, и мы помогаем на коммерческой основе проектным организациям, привлеченным на проектирование кампусов, поскольку накопили в области технологий информационного моделирования серьезные компетенции. А также оказываем услуги по оцифровке существующего имущественного фонда (создание ЦИМ по готовым чертежам) для дальнейшей интеграции объектов недвижимости (старых зданий университета или построенных ранее без новых требований к цифровизации). Подготовленные ЦИМ в последующем интегрируются в ПО «Цифровая эксплуатация» для дальнейшей работы и применения. Это тоже отдельное направление, есть много сложностей и особенностей при подготовке моделей к интеграции в эксплуатационное ПО.

Несмотря на то, что информационным системам в области эксплуатации, в принципе, неважно, в каком ПО разработана цифровая информационная модель, наша команда центра компетенций в НОЦ ЦСЭ создает ЦИМ в Renga Professional, так как считаем этот подход правильным.

В нашем НОЦ «Цифровое строительство и эксплуатация» работают не только эксперты отрасли, но и «цифровой студенческий строительный отряд» – это группа отобранных и дополнительно обученных студентов, разрабатывающих под руководством наставников части цифровых моделей.

Из конкретных кампусов, которые мы уже проработали, можно назвать кампус «Неймарк» в Нижнем Новгороде, который находится в первой очереди строительства.

Дисциплинарная ЦИМ «Архитектурные решения» существующего корпуса поточных аудиторий НИУ МГСУ

— Какие цели и задачи стоят перед созданием именно BIM-модели для кампусов?

— Изначально стояла задача перейти к цифровой эксплуатации объектов. Эти кампусы рассматриваются как пилотные проекты, где можно внедрить нововведения, невозможные в существующих зданиях, так как перевести их в цифровую эксплуатацию крайне сложно. На высоком уровне было принято решение, что все объекты в рамках проекта «Создание сети современных кампусов» должны создаваться в виде цифровых информационных моделей (ЦИМ) — это была первоочередная задача. Вторая задача — непосредственно цифровая эксплуатация.

Цифровая эксплуатация является лишь частью работы с ЦИМ. Параллельно для всех строящихся кампусов в России внедряются системы управления зданием, которые также используют данные информационной модели.

Информационная модель загружается в ПО «цифровая эксплуатация», которая в свою очередь взаимодействует с автоматизированными серверами диспетчеризации, управляющими всей инженерной инфраструктурой здания через заданные параметры и алгоритмы. Так формируется комплексная автоматизированная система управления зданием (АСУЗ). Её суть заключается в управлении инженерными системами с учетом расписания использования помещений, например, инженерные системы подстраивают свою работу под занятость аудиторий.

В такой системе управления оборудование само сообщает о неисправностях и необходимом обслуживании. В этой связке, когда возникает проблема, цифровая информационная модель, загруженная в эксплуатирующую программу, подсвечивает соответствующий элемент и указывает, к какой системе он относится и какие действия необходимо выполнить.

Кроме того, весь инженерный персонал использует такую систему, в том числе её мобильную версию. На телефоне можно посмотреть, где именно возникла ошибка или получить заявку, быстро идентифицировать конкретное оборудование на загруженной модели и ознакомиться с полным пакетом документов, относящихся к нему.

— Требования по наличию цифровых информационных моделей для кампусов были изначально?

— Для первой волны строительства кампусов не было установлено требований по разработке цифровых информационных моделей. Этот период совпал с приостановкой действия постановления, которое ранее делало создание таких моделей обязательным. Кроме того, на тот момент отсутствовали и требования к цифровой эксплуатации объектов.

Начиная со второй волны, требование к наличию цифровых информационных моделей стало обязательным. Причем речь идет не просто о формальном наличии, а о создании трех типов информационных моделей: проектной, строительной (также можно сказать — исполнительной) и эксплуатационной.

— На сколько, на Ваш взгляд, необходима и важна BIM-модель для объекта?

— Мы затронули обширный пласт проблем, которые существуют уже десятилетия. Начнем с основ — сегодня мы говорим не о BIM, а о ТИМ (технологии информационного моделирования).

Нормативная база для создания моделей уже детально проработана. В правилах и нормативах четко прописано, какой набор ЦИМ должен быть и какое минимальное наполнение ЦИМ, если требование о разработке ЦИМ присутствует в задании на проектирование (ЗНП). Хорошо регламентированы этапы работ, ценообразование проекта с применением ТИМ на этапе проектирования, и как оплачиваются изменения модели на стадии строительства. Это прямо регулируется приказом Минстроя России от 24.12.2020 №854 и приказом №421 от 04.08.2020, который определяет необходимые трудозатраты и соответствующее вознаграждение на этапе строительства. Таким образом, существуют законные способы заложить в смету расходы на разработку и корректировку модели, что является обязательным условием для дальнейшего развития.

Реальность такова, что в заданиях на проектирование требования к разработке моделей стали встречаться гораздо чаще. При этом такие органы как Главгосэкспертиза России и государственные экспертизы Москвы и Санкт-Петербурга проверяют модели не на факт простого наличия, а на соответствие набору тщательно продуманных требований как к качеству самих моделей, так и к их атрибутивному наполнению. Однако на практике встречаются объекты с разработанной только архитектурной ЦИМ, и что особенно разочаровывает, модель разрабатывают по готовой проектной документации.

Модель не должна создаваться по готовым чертежам: наоборот, чертежи должны формироваться на основе разработанной модели. К сожалению, организаций, которые работают именно в таком режиме, не так много. Многие еще не перешли на создание цифровых моделей как основной процесс, и им требуется помощь в выполнении требований договора и технических заданий.

Это мой личный опыт, основанный на проектах, с которыми я непосредственно взаимодействовал. Он необязательно является всеобъемлющим, но в своей практике я регулярно сталкиваюсь с ситуациями, когда существует готовая проектная документация, и по ней требуется разработать цифровые модели.

Практически всегда в процессе создания модели начинают обнаруживаться ошибки, допущенные на этапе проектирования, в том числе связанные с пространственной разводкой коммуникаций. Те специалисты, которые на практике попробовали, что такое модель, как ее правильно строить и довели этот процесс до стадии успешного строительства, по сути, «подсаживаются» на этот подход.

Причина в том, что модель, конечно, не решает всех проблем, но она позволяет устранить значительный пласт из них — таких как коллизии в разводке или нестыковки в размещении оборудования, обеспечивая качественную взаимную увязку разных инженерных систем.

Таким образом, я являюсь сторонником необходимости использования ТИМ-технологий и целиком поддерживаю этот вектор движения.

Дисциплинарная ЦИМ «Архитектурные решения» существующего корпуса поточных аудиторий НИУ МГСУ

— На Ваш взгляд, тяжело ли идет процесс перехода на технологии информационного моделирования в контексте данного проекта?

— Вопрос сложности перехода на технологии информационного моделирования возникает не только в контексте кампусов. Процесс перехода проектной организации на ТИМ, как правило, занимает 2–3 года для полного перехода проектировщиков, наработки базы элементов, обучения сотрудников, закупки лицензионного ПО и решения организационных вопросов.

Ситуацию усугубил уход с рынка иностранных производителей программного обеспечения, но этот же факт дал сильный импульс к переходу на российские программные комплексы и платформы. Все эти факторы совпали по времени с периодом активного проектирования и строительства кампусов и оказали на него своё влияние.

На сегодняшний день проектные организации уверены в своей способности работать и уже активно работают с отечественными программными комплексами. Однако этот переход еще не завершен всеми участниками рынка.

ЦИМ «Архитектурные решения» и «Конструкции железобетонные» 2-го корпуса ИТ-кампуса «Неймарк», город Нижний Новгород

— Возвращаясь к теме цифровой эксплуатации, кажется, что это очень интересный вопрос.

— Да, согласен! Если в среднем рынок уже более-менее разобрался с проектными моделями и понимает, как с ними работать, то направление цифровой эксплуатации только начинает развиваться. Решений пока не так много, и эта сфера слабо регламентирована. Возможно, результатом нашей работы станут как раз нормативные документы по цифровой эксплуатации объектов Минобрнауки.

Однако для этого необходим реальный опыт эксплуатации с цифровыми инструментами. Поскольку кампусы только сдаются, этого опыта пока недостаточно — нужны не месяцы, а минимум три года. Регламентировать подход, не прошедший проверку практикой и временем, нельзя!

Разговор об эксплуатации постепенно смещается в сторону конкретных сценариев использования. Речь идет не только о моделях, но и о взаимосвязях, инженерных системах, загрузке помещений, проводимых мероприятиях, качестве микроклимата и подобных аспектах.

Конечная цель — это не только удобство управления, но и экономия ресурсов, сокращение затрат на эксплуатацию. Пока эти идеи остаются скорее гипотезами, которые имеют право на жизнь, но требуют подтверждения на практике: полноценного цикла эксплуатации для окончательных выводов еще не было.

В рамках программы развития НИУ МГСУ было предложено создать на базе нашего комплекса зданий своеобразную лабораторию для оценки, эксплуатации и отработки соответствующих сценариев с использованием специализированных инструментов.

К нам уже обращаются вендоры с решениями в области управления зданиями, инфраструктурой и сферами эксплуатации. Мы внедряем их решения и начинаем оценивать, как они работают, что показывает себя лучше, какие сценарии подходят для того или иного типа зданий. Но это только начало — пока рано говорить о результатах, есть лишь первые примеры сотрудничества.

— Расскажите, пожалуйста, кто в Вашем университете выполняет работы по проекту кампусов?

— У нас в вузе реализован проект «Цифровой студенческий строительный отряд», студенты которого и выполняют работы, связанные с моделированием кампусов. В отличие от традиционных строительных отрядов, где студенты занимаются физическим трудом на объектах, наш цифровой студенческий отряд специализируется на цифровых работах. Основные направления деятельности включают целенаправленную разработку моделей под различные технические задания и насыщение моделей определенным набором параметров в зависимости от конкретных требований, в том числе для целей цифровой эксплуатации.

Важно отметить, что студенты выполняют эту работу не самостоятельно, а под руководством наставников. В роли наставников могут выступать как преподаватели университета, эксперты нашего НОЦ, так и внешние партнеры — например, разработчики программного обеспечения для цифровой эксплуатации или представители профильных организаций.

Данный подход решает практическую задачу: многим проектам периодически или разово требуется помощь в разработке моделей — нужны дополнительные исполнители («руки»), но нет возможности или необходимости расширять штат сотрудников. Студенты успешно осваивают цифровые инструменты и приобретают практические навыки моделирования. Хотя они еще не обладают квалификацией полноценного инженера или ТИМ-эксперта, они уже вполне компетентны в создании моделей.

ЦИМ «Архитектурные решения» и «Конструкции железобетонные» 16-го корпуса ИТ-кампуса «Неймарк», город Нижний Новгород

— Как Ваши студенты используют Renga Professional и как организована эта работа?

— Наша задача — получить исходные данные и создать модели с использованием Renga Professional на основе этих данных. Если есть полноценная проектная документация, то, соответственно, разрабатываются все дисциплинарные ЦИМ. Организация работы студентов в проекте построена на нескольких ключевых принципах.

Во-первых, проводится многоуровневая проверка создаваемых моделей. Во-вторых, студенты не работают самостоятельно без надзора. Проект был создан в том числе как ответ на анализ обратной связи от выпускников и работодателей, которые отмечали недостаток у студентов практического опыта. Цель проекта — дать им этот опыт под руководством наставника. Поэтому работа выстроена по иерархическому принципу: всегда есть руководитель нижнего звена из числа более опытных студентов, подтвердивших свою квалификацию. Над ними стоит руководитель направления, экспертиза которого зависит от специфики разрабатываемой модели.

Дополнительно организована среда общих данных — файловое хранилище. В нём публикуются чертежи, файлы для самостоятельной работы студентов, а также файлы-ссылки на проекты в Renga Professional.

Сводная ЦИМ инженерных систем одного из корпусов ИТ-кампуса «Неймарк», город Нижний Новгород

— Сколько обычно человек работает над одним объектом?

— Все зависит от размера объекта, но в целом от 15 до 20 студентов, которые меняются периодически, потому что студенты — это временные кадры. Наша задача — дать дополнительные компетенции студентам и потом выпустить их во взрослую профессиональную жизнь.

— Получается, что это совместная работа целой группы над одним проектом?

— Организация работы со студентами потребовала корректировки стандартного подхода. В обычной проектной организации сотрудники работают по фиксированному графику, например, с девяти до шести, и каждый специалист закреплен за конкретным рабочим местом, что упрощает их взаимодействие.

Со студентами ситуация сложнее. Во-первых, они не могут посвящать работе целый день и занимаются ею в свободное от учебы время. Во-вторых, из-за их большого количества невозможно закрепить за каждым отдельное рабочее место, так как оно будет часто простаивать.

Для решения этой задачи была разработана специальная система бронирования рабочих мест. Студенты заранее бронируют подходящий для их задач компьютер на определенное время. Это решение позволило эффективно организовать их совместную работу над проектами в рамках выделенной инфраструктуры. Таким образом, работа со студентами имеет свою специфику и требует целостной системы для обеспечения бесперебойного функционирования процесса.

— А существует ли у вас внутренний BIM-стандарт?

— У нас существуют особые правила работы. Пока их нельзя назвать полностью оформленным отдельным документом, скорее это набор отдельных инструкций, которые постоянно обновляются и совершенствуются, а некоторые только начинают зарождаться «на бумаге» Думаю, в скором времени мы сведем все локальные инструкции и рекомендации в единый стандарт нашего НОЦ.

Поскольку мы создаем модели для решения определенных задач, на определенном этапе закономерно возникла необходимость в собственных правилах формирования моделей и приемах работы в Renga Professional. Весь этот накопленный опыт рано или поздно должен быть оформлен в виде документов.

На процесс формализации также накладывается тот факт, что программное обеспечение Renga Professional постоянно обновляется. Это требует от нас корректировки некоторых приемов работы и разработки новых. Кроме того, не все разделы моделирования проработаны нами одинаково глубоко, но мы уже столкнулись со всем спектром возможных ситуаций на практике.

ЦИМ «Архитектурные решения» и «Конструкции железобетонные» 9-го корпуса ИТ-кампуса «Неймарк», город Нижний Новгород

— Расскажите подробнее о работе в BIM-системе Renga Professional: как вы ее оцениваете, насколько она вам помогает в выполнении поставленных задач?

— Отвечая на вопрос, отмечу, что в части моделирования Renga Professional является очень удобным инструментом и абсолютно отвечает поставленным целям. Особенно эффективной стала работа с инженерными трассами и точками подключения — возможность удобно добавлять и удалять точки на трассы представляет собой серьезное улучшение, значительно ускоряющее процесс моделирования инженерных систем.

Также важным шагом стало добавление инструментов для работы с внешними файлами, в частности, с 3D-ссылками. Это позволяет нам подгружать различные подложки, разделять файлы Renga на составляющие для последующей сборки — хотя такой подход и не является нашим основным методом работы, он оказывается полезным в определенных ситуациях.

Дисциплинарная ЦИМ «Архитектурные решения» существующего корпуса поточных аудиторий НИУ МГСУ

— За все это время у вас, как у проектного офиса, скапливаются BIM-модели кампусов. У вас организовано их хранение?

— Да, и для организации хранения данных у нас действует основное правило: мы никогда не передаем третьим лицам информацию, направленную на реализацию проекта. При этом все материалы, включая модели с результатами проверки, хранятся в течение определенного времени, но не на постоянной основе.

Это связано с тем, что модели регулярно обновляются в процессе работы — поступают замечания, потом устраняются, и таких итераций может быть достаточно много. Сохраняются, как правило, последние актуальные версии в рамках жизненного цикла проекта.

После завершения нашей части работ и окончания проекта все права на финальные версии моделей переходят заказчику, который и осуществляет их дальнейшее хранение.

— Расскажите, осуществляется ли у вас проверка на коллизии?

— Мы выбрали несколько решений для проверки информационных моделей, в них проверяем наличие пересечений, а также наличие и заполненность параметров. Проверки проводились при достаточном числе итераций для валидации полученных результатов.

Сама функция проверки работает корректно, однако мы столкнулись с рядом трудностей, в основном связанных с цифровыми инструментами. Во-первых, это неудобство работы с шаблонами проверки: необходимость каждый раз создавать их вручную представляет существенную проблему. Во-вторых, при работе с большими моделями возникает проблема скорости — проверка могла занимать десятки часов, ее часто оставляли на ночь, при этом процесс иногда зависал.

— Сергей Сергеевич, спасибо за ответы!

Оцените возможности Renga Standard или Renga Professional с бесплатной пробной версией!

Попробовать Renga