Строительный проект представляет собой сложную систему, в которой множество процессов развиваются одновременно и влияют друг на друга. Изменение сроков поставки, корректировка проектных решений, погодные условия, дефицит кадров или рост стоимости материалов способны запустить цепочку последствий, которые первоначально невозможно было оценить.
Для управления такой неопределённостью предлагается использовать инструменты теории хаоса. Подход к цифровому управлению строительными проектами на её основе представил проректор по научной работе и цифровизации НГАСУ, доктор технических наук, профессор Олег Михальченко на заседании комитета Национального объединения строителей по цифровой трансформации.
Строительство как сложная динамическая система
Традиционные методы управления строительством во многом основаны на календарно-сетевом планировании и предполагают относительно предсказуемое развитие процессов. Однако реальный инвестиционно-строительный цикл значительно сложнее.
Небольшое отклонение на одном из этапов может привести к целой последовательности изменений. Например, задержка поставки оборудования способна повлиять на график монтажа, затем — на смежные работы, сроки финансирования и ввод объекта в эксплуатацию.
В предлагаемой методологии строительный проект рассматривается как сложная самоорганизующаяся система, поведение которой может существенно измениться под воздействием небольших факторов.
Точка бифуркации как сигнал для управления
Ключевым понятием подхода становится точка бифуркации — состояние, при котором система теряет устойчивость и может перейти к другому режиму поведения.
Для строительного проекта такая «развилка» означает момент, когда привычные управленческие решения перестают давать ожидаемый результат. Небольшое воздействие в этот период способно привести к непропорционально большим последствиям.
При этом хаотическое поведение рассматривается не исключительно как негативное явление. Изменение параметров системы может служить диагностическим сигналом, показывающим, что строительный проект приближается к критическому состоянию.
Цифровой мониторинг вероятности хаоса
Предлагаемый метод предполагает постоянный мониторинг вероятности возникновения бифуркаций. В качестве количественного порога используется значение 15%: превышение этого показателя переводит систему в зону повышенного внимания.
Важной особенностью является то, что мониторинг не ограничивается сбором статистики и подготовкой отчётности. Полученные данные должны использоваться непосредственно в процессе принятия организационно-технологических решений.
Каждое управленческое воздействие оценивается с точки зрения его влияния на состояние строительной системы. Если вероятность бифуркации после принятого решения снижается, решение рассматривается как результативное. Если показатель не изменяется или растёт, требуется корректировка выбранного воздействия.
Таким образом, цифровая система становится инструментом не только наблюдения, но и оперативного управления строительными процессами.
Три уровня управления строительным проектом
Предложенная методология предусматривает три иерархических уровня принятия организационно-технологических решений.
Стратегический уровень охватывает начальные стадии проекта: формирование концепции, технико-экономическое обоснование, инженерные изыскания, получение исходно-разрешительной документации, финансовое моделирование и оформление прав на земельный участок.
На этом этапе источниками неопределённости становятся исходные данные, градостроительные ограничения и изменения финансовых параметров проекта.
Генеральный уровень включает разработку проектной и рабочей документации, а также прохождение государственной экспертизы. Здесь риски связаны, в частности, с противоречиями между различными разделами проекта и расхождениями между расчётными и фактическими параметрами стоимости материалов и оборудования.
Цифровой мониторинг позволяет рассматривать подобные противоречия как точки, в которых своевременное решение может предотвратить дальнейшее развитие проблемы.
Текущий уровень непосредственно связан со строительным производством. Он включает изготовление материалов, материально-техническое обеспечение, подготовительный и основной периоды строительства и ввод объекта в эксплуатацию.
Именно здесь влияние случайных факторов может быть особенно заметным. Срыв поставки, производственный брак, неблагоприятная погода или нехватка рабочих способны вызвать цепочку отклонений в календарном графике и бюджете.
Управление хаосом не заканчивается после сдачи объекта
Особенность предложенного подхода заключается в рассмотрении полного жизненного цикла объекта капитального строительства.
После ввода здания или сооружения в эксплуатацию продолжаются процессы технического обслуживания, текущего и капитального ремонта, планово-предупредительных мероприятий и контроля технического состояния. Завершается жизненный цикл только после сноса объекта.
На этапе эксплуатации также возможно постепенное накопление отклонений. Незначительные дефекты или нарушения работы инженерных систем способны длительное время оставаться незамеченными, а затем привести к серьёзному изменению состояния объекта.
Поэтому цифровое управление рисками может распространяться не только на строительно-монтажные работы, но и на последующую эксплуатацию.
Программный комплекс для расчёта бифуркаций
Практическая часть разработки включает программный комплекс, предназначенный для расчёта бифуркаций строительной системы. Как отмечалось в докладе, программное решение уже получило свидетельство о государственной регистрации.
Перспективность такого инструмента определяется возможностью перевести теоретический аппарат в цифровой формат и использовать расчётные показатели непосредственно при управлении строительными проектами.
В результате теория хаоса рассматривается не как абстрактная математическая концепция, а как потенциальный элемент цифровой системы управления строительством. Её применение может дополнить существующие инструменты планирования, мониторинга и управления рисками, особенно в проектах с высокой неопределённостью и большим количеством взаимосвязанных процессов.
Для дальнейшего развития подхода потребуется его практическая апробация на строительных объектах и оценка того, насколько расчёт вероятности бифуркаций действительно помогает своевременно выявлять критические состояния и корректировать организационно-технологические решения.