В июле сего года в стенах Научно-исследовательского института строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН) в рамках XV Академических чтений, посвящённых памяти академика РААСН Георгия Львовича Осипова, состоится тематическая конференция по перспективам использования искусственного интеллекта (ИИ) в управлении инвестиционно-строительными проектами. Генеральным информационным партнёром мероприятия выступает сайт За-Строй.РФ.
Одним из докладчиков на конференция должна была стать профессор кафедры правового регулирования экономической деятельности Уральского федерального университета, доктор экономических наук Наталья Городнова. К сожалению, плотный рабочий график не позволяет Наталье Васильевне лично посетить мероприятия. Однако с её любезного разрешения мы публикуем материалы доклада на актуальную тему – «Перспективы применения сквозных технологий в строительстве».
***
Экономическая результативность инновационных трансформаций в инвестиционно-строительной сфере России характеризуется следующими факторами:
Использование достижений НТП в инвестиционно-строительной сфере неизбежно приводит к социально-экономическому прогрессу, проявляясь в изменениях в содержании труда, повышении уровня организации строительного производства и организационной культурой системы управления.
Конкурентная среда рыночной экономики предъявляет повышенные требования к уровню профессиональных знаний и квалификации производственного и управленческого персонала строительной отрасли, а также специалистов, занятых научно-исследовательскими разработками и проектной деятельностью.
Реализация инновационных подходов в строительном производстве ускоряет внедрение новых технологий и оборудования, повышает качество планирования и организации производственно-строительного цикла и процесса принятия управленческих решений. Привлечение инвестиций в российскую строительную индустрию приводит к совершенствованию знаний и наработке практического опыта.
Цифровизация – это процесс перехода к использованию нового способа хранения и обработки больших баз данных (Big Data), открывающий для человечества новые возможности и перспективы.
Оцифрованные данные – это данные, имеющие либо чёткий характер и подлежащие кластеризации и кодированию, либо нечёткий характер – данные, подлежащие анализу с применением алгоритмов расчетов (Big Data).
Систематизированные данные становятся информацией. Обработка больших массивов данных (Big Data) и применение результатов анализа позволяют существенно повысить эффективность производственных процессов, технологий, организации всей общественной жизни, а также системы управления крупным городским пространством.
Цифровая экономика – это производственно-хозяйственная деятельность, в которой основополагающим элементом являются большие данные в цифровом виде.
В цифровой среде создаются предпосылки и условия для экспоненциального роста количества вычислений в единицу времени, что является главным фактором для перехода на качественно новый этап экономического развития – этап широкого распространения цифровых сквозных технологий.
Современные цифровые технологии (сквозные технологии) предполагают тотальную вовлечённость экономических агентов в процесс цифровой трансформации. На данном этапе наибольшее распространение данных технологий наблюдается в решении задач коммуникации, оказания услуг, эффективного управления логистики и цепочками поставок (с английского – Supply Chain Management, SCM – буквально управление цепочками поставок).
К сквозным технологиям относятся:
Интеллект (от латинского – Intellectus) – это ощущение, восприятие (разумение, понимание, понятие, рассудок), или ум – это качество человеческой психики, состоящее из способности приспосабливаться к новым ситуациям, к обучению и запоминанию на основе опыта, пониманию и применению абстрактных концепций, и использованию своих знаний для управления окружающей средой.
Интеллект – это общая способность к познанию и решению проблем и трудностей, которая объединяет все познавательные способности человека: ощущение, восприятие, память, представление, мышление, воображение.
Понятие искусственного интеллекта не является концептуально новым. Впервые данный термин появился ещё в середине 50-х годов ХХ века, точнее, в 1956 году, на конференции Дартмутского университета, на которой американский информатик Джон Маккарти обозначил этот термин и дал ему точное и ёмкое определение.
Искусственный интеллект – это область информатики, которая занимается разработкой интеллектуальных компьютерных систем, то есть систем, обладающих возможностями, которые мы традиционно связываем с человеческим разумом – понимание языка, обучение, способность рассуждать, решать проблемы и так далее.
Искусственный интеллект является наукой о создании интеллектуальных машин и компьютерных программ.
Интернет вещей (перевод с английского – Internet of Things, IoT) – это совокупность большого количества взаимосвязанного технологического информационного оборудования (сенсоров, приборов учёта, различных датчиков и тому подобного), соединённых проводными и беспроводными каналами связи, подключёнными посредством мобильных операторов связи к сети Интернет, позволяющая осуществить полную интеграцию физических производственно-экономических процессов с виртуальной средой цифровых устройств, компьютерного оборудования, и сквозных цифровых технологий.
Промышленный интернет вещей (ПИВ) – это комплексная система, которая обеспечивает автоматическое управление производственно-экономическими процессами компаний через всемирную сеть Интернет на основе автоматизированных и роботизированных алгоритмов при помощи программного обеспечения на базе искусственного интеллекта (ИИ).
В Интернете вещей доступно применение межмашинного взаимодействия (Machine-to-Machine – M2M) – набора компьютерных (машинных) технологий, позволяющих оборудованию, связанному специальным программным сенсорами, датчиками и оснащением, осуществлять обмен информацией.
Примером может служить множество проводных и беспроводных датчиков, передающих в единый информационный цент потоки данных, и информацию между собой. Концепция Интернета вещей (Internet of Things, IoT) – это инновационная концепция, позволяющая осуществлять и расширить возможности межмашинного взаимодействия в глобальной сети.
В рамках решения проблемы разработки и строительства новых информационных объектов для организации сбора и хранения больших данных, а также применения облачных технологий, авторами данного исследования предлагается бизнес-идея создания Data-центра (Центра хранения и обработки больших данных).
В текущих экономических условиях Центра обработки данных (ЦОД) – это один из специфических видов недвижимого имущества для размещения серверного и сетевого оборудования, а также подключения абонентов к каналам глобальной сети Интернет. Следует отметить, что в условиях цифровой трансформации и развития цифровой экономики Data-центры являются необходимыми информационными инструментами, без которых крупные российские компании сферы высоких технологий не могут осуществлять свою деятельность.
Основная бизнес-идея состоит в сдаче в аренду производственных мощностей IT-гигантам и флагманам IT-индустрии, в результате чего Data-центры приобретают выгоду от тенденции роста цифровой экономики, в частности, развития облачных вычислений, социальных сетей, алгоритмов искусственного интеллекта, электронной коммерции и онлайн-видео. Наиболее яркими примерами являются такие иностранные компании, как Google, Microsoft и прочие.
Умный город (Smart City) – это интегральная политэкономическая система управления городской инфраструктурой, базирующаяся на инновационном (информационном) подходе, реализующая принципы энергосбережения и энергоэффективности реализации производственно-хозяйственных процессов, позволяющая повысить собственную производительность города и его конкурентоспособность, а также сформировать удобную для жизни горожан среду обитания и инфраструктуру, позволяющую прогнозировать и минимизировать возможные рисковые события.
Концепция «Smart City» успешно внедрена и реализуется в таких странах, как Сингапур («Смарт Нация»), США, Канада, Япония, Испания, Франция, Марокко, Нидерланды, Финляндия, Китай, ОАЭ, Южная Корея, Казахстан.
Данная концепция в России принята в 200 российских городах, в частности, Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Сарове и так далее. Мэрией Екатеринбурга с 4 марта 2018 года взят курс на реализацию идеи Smart City.
Основные элементы Smart City
«Умное» (электронное) правительство, вовлекающее народонаселение в процесс принятия стратегических планов развития города и стратегические решения.
На фазе цифровой трансформации применяются такие новые подходы и современные инструменты, обеспечивающие безопасность и охрану труда работников, как Интернет вещей – системы интегрирующей специальные датчики, сенсоры и контроллеры, средства передачи данных и их визуализации, аналитические инструменты интерпретации полученной информации, беспилотные летательные аппараты (БПЛА), видео-аналитику, машинное обучение, виртуальные тренажеры.
Кроме того, применяются «умные» средства индивидуальной защиты (СИЗ), оборудованные специальными средствами связи. Сенсоры позволяют использовать базовые технологические решения мониторинга безопасного поведения в рабочей среде, а также выявлять экстренные ситуации для оперативного реагирования. В устройства встраиваются тревожные кнопки SOS, датчики падения, бега, нахождения в неподвижном состоянии, пребывания в опасной зоне и прочие «умные» решения.
«Умные» средства индивидуальной защиты оценивают показатели активности работника, его физическое состояние и нагрузку на него (количество шагов, пройденное расстояние в метрах, число активных, пассивных и общих калорий). Кроме того, осуществляется контроль таких показателей здоровья человека, как электрокардиография, вариабельность сердечного ритма, артериальное давление, пульс, температура и сатурация.
Получаемые данные о здоровье работника агрегируются, сопоставляются с информацией, хранящейся в ERP-системах – системах программного обеспечения, способствующих управлению различными аспектами бизнес-процессов.
На основе обобщений и систематизации полученных данных осуществляются различные направления аналитической работы.
Кроме того, осуществляется активное внедрение системы видеонаблюдения с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), позволяющей осуществлять видеофиксацию местности и событий, а также формировать массивы данных для распознавания чрезвычайных ситуаций и опасных действий. Ещё одним важным условием безопасности сотрудников наиболее опасных производств – это использование «умных» средств индивидуальной защиты. В цифровизации охраны труда используются технические инновации, такие как «умные» каски или системы видеонаблюдения на основе нейронных сетей.
В процессе управления проектами по возведению сложных, насыщенных сетью коммуникаций и оборудованием, технологических строительных объектов возникает ряд проблем. При реализации комплекса расчётов по проектам со многими практическими задачами, связанными с выбором материалов и конструкций, а также с обоснованием объёмов капиталовложений и затрат, применяется такой вид информационных технологий, как BIM-моделирование (Building Information Modeling). Благодаря применению BIM-технологии исключаются ошибки на стадии проектирования объекта, повышается эффективность взаимодействия всех участков производственного процесса, сокращается стоимость и сроки строительства, а также минимизируются различные производственные и финансовые риски.
BIM-технология – это программный продукт, который позволяет создавать модель всего здания в виде комплекса полной графической и текстовой информации. Система состоит из пяти базовых уровней, характеризующих весь процесс разработки объекта от концепции до фактического состояния.
На различных стадиях разработки изменение уровня детализации позволяет получить необходимый объём информации. Основная технология, которая применяется в данной системе – это разработка трёхмерной 3D-модели объекта. В зависимости от задач, которые необходимо решить в процессе работ, система добавляется дополнительными векторами, к примеру, 4D – время, 5D – стоимость, 6D – эксплуатация.
Основные преимущества BIM-моделирования
Конечный продукт применения BIM-технологии – это численная, редактируемая и существующая в реальном режиме времени модель возводимого объекта.
Применение BIM-моделирования, несмотря на достаточно высокую стоимость компьютерной системы, является для российской строительной отрасли одним из перспективных направлений применения информационных технологий благодаря возникновению следующих тенденций:
Среди основных технологических достижений в строительной отрасли можно выделить следующие виды роботов:
Ограничивающими факторами, тормозящими процесс внедрения ИИ в инвестиционно-строительную сферу, являются следующие.
Во-первых, определённая несовместимость систем проектирования, логистики и сбора данных. Решение указанной проблемы видится в интеграции источников разнородных данных на единой цифровой платформе для накапливания, хранения и использования различного рода информации строительных компаний.
Во-вторых, серьёзным ограничением использования решений ИИ в строительстве является высокая сложность и уникальность отдельно взятого строительного объекта, включая уникальность характеристик проектирования оснований зданий и сооружений, а также природно-климатических условий возведения типовых и инновационных объектов.
В-третьих, высокая стоимость использования автономных транспортных средств, средств робототехники и беспилотников. В этой связи преимущества применения систем ИИ могут быть получены достаточно крупными и финансово устойчивыми строительными компаниями.
Искусственный интеллект и машинное обучение в строительной отрасли имеет практически неограниченный потенциал применения.
Внедрение систем генеративного проектирования, автономной строительной техники и роботов позволит в будущем повысить эффективность строительного производства, уровень безопасности и качества. Для эффективного использования алгоритмов ИИ в строительстве необходимо накопление критических массивов данных по различным строительным объектам и интеграция различных информационных систем.
***
ОТ РЕДАКЦИИ. Выражая ещё раз искреннюю благодарность не только умной, но и красивой женщине Наталье Городновой, мы приглашаем уважаемых читателей высказать своё мнение на нашей дискуссионной площадке!
При полном и/или частичном копировании данного материала, для последующего размещения его на стороннем ресурсе, обратная, индексируемая ссылка на источник обязательна!
03.05.24 в 07:21
1 мая Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин дал поручение Минстрою, Минтрансу, Минпромторгу, Минсельхозу и другим ФОИВам в рамках своих компетенций подготовить и представить в Минэкономразвития предложения по повышению производительности труда в отраслях экономики, обратив особое внимание на выработку отраслевых моделей роста.
О том, как повысить производительность труда в строительной отрасли и обеспечить ее рост исчерпывающе написала Наталья Городнова. Не убавить и не добавить.
А конкурентная ли у нас рыночная среда? Если Вы в том числе и об этом пишите?
Мне представляется, что понятия "рыночная среда" и "конкурентная среда" являются синонимами)
Смотря в каком контексте рассматривать. Я про трудовой рынок, именно об этом идет речь в представленном материале.
КАК МЫ ЛЮБИМ ВИТАТЬ В ОБЛАКАХ И НЕ ЛЮБИМ ВСПАХИВАТЬ И УДОБРЯТЬ ПОЧВУ ЖИВОРОДЯЩУЮ. КАКАЯ БУДЕТ СЛЕДУЮЩАЯ ИДЕЯ РАССМАТРИВАТЬСЯ И ЗАБЫВАТЬСЯ ПРЕДЫДУЩАЯ?
ОДНАКО, ВСЁ ТАКИ, ЧТО С ТИМ - ТЕХНОЛОГИЕЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИЕЙ ИНФОРМАЦИОННОГО МЕНЕДЖМЕНТА?
МЫ ДО СИХ ПОР НЕ ПОНЯЛИ ИЛИ НЕ ПРИНЯЛИ, ЧТО ЖЕ ПЕРВИЧНО? ТЕХНОЛОГИИ ИЛИ МЕНЕДЖМЕНТ? СЧИТАЮ, ЧТО ИМЕННО ТУТ ВСЁ У НАС "ЗАРЫТО"!