Время – деньги: как цифровизация строительства промышленных объектов повысит эффективность работ

Сегодня цифровизация внедряется во все сферы производства и промышленности, что позволяет сделать процесс работы более прозрачным, безопасным и эффективным. Строительная индустрия находится в длительном структурном кризисе и не сильно стремится к цифровизации, хотя современные инвестиционно-строительные проекты становятся технически сложнее, сроки их реализации сокращаются. По данным McKinsey, строительная отрасль как один из крупнейших мировых секторов экономики показывает прирост производительности труда не более 1% в год, значительно отставая от других отраслей. Из-за падения производительности труда (до 6% за последние восемь лет), связанного в том числе с ростом информационных потоков и с привлечением большого количества подрядчиков, важно владеть единой средой для совместной работы и коммуникации, а также для хранения и работы с необходимой информацией и документацией.

В середине 2000-х было проведено исследование времени выполнения строительных операций (tool time) на нефтегазовых проектах, оно показало, что лишь 37% своего рабочего дня строители тратят на выполнение рабочих задач, остальное часть — это потери (waste). Так, 15% рабочего времени уходит на ожидание инструмента, другие 15% – на передвижение бригад, еще 14% – на частые перерывы и уходы с рабочего места раньше положенного.

Для оптимизации временных издержек была разработана методология Advanced Work Packaging (AWP), которая позволяет эффективно управлять строительными проектами. В мире ее используют для реализации промышленных объектов такие компании, как Shell, ExxonMobil, British Petroleum, Chevron.

Практика применения AWP показала свою эффективность. По данным, полученным в результате реализации сотен крупных проектов с общей суммой в сотни миллиардов долларов, снизилось количество несчастных случаев, уменьшились стоимость и сроки строительства (до 10%), сократились затраты на рабочую силу за счет увеличения tool time (более чем на 15%), а также объем переделок, повысилось качество проектных и строительно-монтажных работ. Кроме того, улучшились моральный дух и мотивация команды – каждый работник понимал свои задачи и зону личной ответственности, а сам стиль работы команды трансформировался в процесс многостороннего сотрудничества.

В России такой метод нуждался в адаптации, так как нормативные требования и организация бизнес-процессов в РФ имеют свои особенности и отличаются от зарубежных – так появился «Пакетно-узловой метод» (ПУМ), отражающий современные подходы к менеджменту отечественными строительными проектами. Сейчас этот подход внедряется на российских проектах в Русале, Renaissance Heavy Industries, Русхимальянсе (проект в Усть-Луге), Газстройпроме.

ПУМ — это формирование объединенного потока рабочих процессов, для которых определяются и выполняются детализированные пакеты работ (строительно-монтажные, проектно-инжиниринговые, закупочные, бригадные, пусконаладочные и др.), связанные между собой технологической необходимостью. Методология включает в себя работы по выполнению контрактов полного цикла (EPC-контракты: Engineering, Procurement, Construction), которые начинаются с действий на этапе раннего планирования и продолжаются на этапе реализации. Такой подход позволяет снизить время и затраты на строительство, так как весь необходимый монтаж происходит на месте с небольшим числом работников.

Детальное планирование осуществляется с использованием методики «Подготовки фронтов работ» (ПФР) — процесса организации и поставки всех необходимых элементов для выполнения бригадных пакетов работ (БПР) в соответствии с установленными календарно-сетевым графиком (КСГ) сроками.

Ключевые термины в методологии ПУМ:

1. Оптимальный путь строительства, ОПС (Path of Construction, PoC) — описание последовательности выполнения работ для оптимального строительства объекта.

2. Конструктивно-технологический узел, КТУ (Construction Work Area, CWA) — разделение работ проекта на зоны. Трудоемкость строительно-монтажных работ для каждой зоны составляет не более 100 тыс. человеко-часов.

3. Пакет строительно-монтажных работ, ПСМР (Construction Work Package, CWP) — результат деления КТУ на логические и управляемые части. Трудоемкость строительно-монтажных работ для каждого ПСМР составляет 10–40 тыс. человеко-часов. Разделение работы определяется таким образом, чтобы ПСМР не перекрывались и их можно было использовать в качестве договорных границ работы.

4. Пакет проектно-инжиниринговых работ (Engineering Work Package, EWP) содержит всю инженерно-технологическую документацию, необходимую для выполнения ПСМР: спецификации, объемы работ, чертежи, данные о поставщиках, проекты производства работ и пр.

5. Закупочный пакет работ, ЗПР (Procurement Work Package, PWP) содержит все материалы, необходимые для комплектации одного пакета строительно-монтажных работ ПСМР.

6. Бригадный пакет работ, БПР (Installation Work Package, IWP) — составная часть ПСМР трудоемкостью не более 500–1000 человеко-часов и продолжительностью выполнения одна-две недели силами одной бригады. БПР позволяют монтажной строительной бригаде выполнять работы в безопасном, предсказуемом, измеряемом и эффективном режиме.

7. Пакет пуско-наладочных работ, ППНР (Turnover Package, TOP) представляет собой подмножество группы отдельных дисциплин бригадных пакетов работ БПР по необходимым для проведения пуско-наладочных работ в системах.

Чек-лист: как оптимизировать инвестиционно-строительный проект

• Для начала нужно разделить весь объект строительства на конструктивно-технологические узлы (КТУ), исходя из генерального плана и чертежей. Затем разбить узлы работ до уровня бригадного пакета работ (БПР) со сроком выполнения не более двух недель, которые полностью описывают и охватывают весь объем работ для данного проекта.

Более того, процессы ПУМ интегрируются в жизненный цикл проекта. После того, как этапы предварительного технико-экономического обоснования и проектирования завершены, в проект можно задействовать различные ПО, которые обеспечат автоматизацию всех процессов управления работами.

Например, ПО Bimeister Construct работает следующим образом: в софт подгружаются модель, график и спецификация активов, в результате чего обеспечиваются детализация бригадного пакета и подтверждение качества выполненных работ. Система также выполняет генерацию и хранение исполнительной документации, планирование и мониторинг выполнения работ путем настройки аналитических отчетов, операционный контроль строительства в режиме реального времени и, наконец, согласование всей рабочей документации.

• На следующем этапе определяется оптимальный путь строительства (ОПС) – последовательности выполнения работ для наиболее эффективного строительства объекта. ОПС должен находиться в плане реализации строительства до ввода объекта в эксплуатацию, он помогает координировать деятельности заказчика, генподрядчика, генпроектировщика и субподрядчиков. Для того, чтобы определить ОПС необходимо знать цели заказчика, иметь план размещения объектов строительства, а также проектную или рабочую документацию. В результате определения ОПС должны получиться интегрированный график проекта с идентифицированными результатами этапов проектирования, закупок, строительства, ограничения проекта, требования к ресурсам и идентификация строительных рисков.
• На заключительном этапе организуется процесс управления ограничениями. К ограничениям относят всё, что мешает или задерживает безопасное и успешное выполнение работ (чертежи, технологические карты, материалы, техника, строительная готовность, безопасные условия производства работ и др.) . Основным правилом является полное снятие ограничений за одну-две недели до начала работ по БПР. Это обеспечивает значительно более высокую вероятность, что работы будут выполнены в запланированные сроки.

Например, алгоритм снятия ограничений для пакета строительно-монтажных работ может быть таким:

Современные цифровые технологии позволяют отслеживать сотни тысяч ограничений проекта. Пример интерфейса с использованием специализированной программы компании O3 Solution при управлении ограничениями:

Для периода выполнения работ четыре месяца идентифицировано 259 711 ограничений для 51 194 БПР, из которых к моменту составления отчета сняты все ограничения, а за месяц до начала работ осталось не снято 4972 ограничения. Современные возможности информационных технологий позволяют осуществлять фактически тотальное управление ограничениями проекта.

Процесс перехода к цифровизации в промышленном строительстве требует определенного времени – на разработку методологических основ, подготовку баз данных, изменения бизнес-процессов и, самое главное, доквалификации специалистов в области цифровых технологий в зависимости от их ролей. При этом результатом трансформации станут повышение эффективности труда рабочих, качества выполнения работ и процессов управления, а также снижение сроков строительства и его себестоимости.