Разработка инновационных направлений развития предприятия строительной отрасли в условиях цифровой среды

Введение

Строительство, являясь одной из наиболее капиталоемких отраслей, имеет большую уязвимость от множества вызовов внешней среды. Современные проблемы на мировой арене формируют предпосылки и условия работы участников рынка инвестиционно-строительной сферы (ИСС). Согласно Стратегии развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2020 года с прогнозом до 2035 года в качестве приоритетных обозначены задачи по импортозамещению строительных материалов, изделий, конструкций, инженерного и технологического оборудования, а также комплектующих и запасных частей [1]. Аналогичные задачи по снижению зависимости от зарубежных технологий поставлены в Стратегии развития промышленности строительных материалов на период до 2024 года и дальнейшую перспективу до 2030 года [2]. В качестве направлений развития строительной отрасли выделены: административная, профессиональная и цифровая трансформации [1]. Таким образом, важнейшим условием обеспечения конкурентоспособности строительной отрасли в современном контексте обеспечения технологического суверенитета и цифровой трансформации отраслей является инновационное развитие предприятий ИСС.

Строительная отрасль, имея колоссальный потенциал цифровизации, занимает достаточно слабую позицию по уровню цифровизации среди всех отраслей российской экономики [3]. При этом цифровизация строительного бизнеса определяет базовое долгосрочное конкурентное преимущество, создание которого возможно не только за счет применения технологий информационного моделирования, но и выстраивания единой сквозной цифровой архитектуры предприятий с позиции управления всеми группами бизнес-процессов [4].

Вопросы устойчивого и инновационного развития строительного предприятия в условиях цифровой экономики рассмотрены в работах Шальнего А.Г., Верстиной Н.Г., Кисель Т.Н., Прохоровой Ю.С., Кулакова К.Ю. [5-7]. Научные дискуссии по проблемам цифровой трансформации организаций строительного комплекса находят отражение в работах: Пироговой О.Е., Плотникова В.А., Юсуфовой А.М., Сонина Я.Л., Дубининой А.В., Кожевниковой А.А., Сушковой О.В. [8-11].

Научные заделы, представленные в современных научных трудах, характеризуют теоретические аспекты и методическую базу цифровизации преимущественно в контексте применения технологий информационного моделирования, а также отдельные вопросы технического описания или технико-экономического обоснования и инновационных разработок, не отражая комплексный управленческий подход к управлению технологическим развитием организации в условиях цифровизации.

Целью данного исследования является формирование подхода к разработке инновационных направлений развития предприятия строительной отрасли в условиях цифровой среды.

Научная новизна заключается в предложении системного подхода к управлению инновационным развитием предприятия в условиях цифровой среды, отличающейся применением искусственного интеллекта при планировании его технологического видения. Под технологическим видением понимается представление о перспективном технико-технологическом развитии предприятия. С учетом современных тенденций в контексте цифрового развития предприятия определяется его цифровое технологическое видение.

Гипотеза исследования заключается в том, что эффективное инновационное развитие предприятия строительной отрасли возможно за счет создания сквозной цифровой инфраструктуры, обеспечивающей прогнозирование перспективных направлений цифровой трансформации или цифровизации бизнес-процессов.

Информационной базой исследования являются монографические и учебные издания, публикации открытых источников по теме исследования, данные раздела «Наука, инновации и технологии», опубликованные Федеральной службой государственной статистики; сведения Института статистических исследований и экономики знаний Высшей школы экономики (ИСИЭЗ НИУ ВШЭ) по Индексу цифровизации отраслей экономики и социальной сферы; публичные данные лидеров цифровых решений, в том числе для субъектов строительной отрасли: ПАО «Газпром-ЦР»; ГАСКАР-ГРУПП, входящая в цифровой контур ГК «Аметист Групп» [12, 3, 13, 14].

Методология исследования основывается на теоретических методах исследования, таких как: анализ, позволяющий описать содержание бизнес-процессов верхнего уровня; синтез, обеспечивающий эклектическое соединение современных инструментов управления и цифровых решений; дедукция, выделяющая частную практику управления строительными предприятиями на основе единых неспецифических теоретических представлений о стратегическом управлении и общем стандарте о проектной деятельности; индукция, предопределяющая возможность применения предложений как для отдельного предприятия, так и строительной отрасли в целом.

Описание результатов исследования

По данным исследований, проводимых сотрудниками НИУ МГСУ, которых следует отнести к малым научным группам, приводятся сведения о наличии стратегии цифровизации, цифровой трансформации (или раздела по цифровизации в корпоративной стратегии) практически у трети предприятий инвестиционно-строительной сферы (ИСС) [7]. При этом данные ИСИЭЗ НИУ ВШЭ свидетельствуют об одном из самых низких уровней индекса цифровизации [3]. Анализ уровня цифровизации строительной отрасли позволяет сделать вывод о том, что все показатели цифровизации, называемые субиндексами (использование цифровых технологий; цифровизация бизнес-процессов; цифровые навыки персонала; затраты на внедрение и использование цифровых технологий; кибербезопасность) имеют практический самое низкое значение из всех отраслей [3, 15]. Таким образом, каждое из направлений оценки характеризует значимую проблемную зону и должно составлять отдельное научно-практическое направление развития предприятий строительной отрасли в условиях их цифровой трансформации.

Несмотря на имеющийся инновационный потенциал в различных цифровых технологиях наибольший интерес руководителей предприятий строительной отрасли по цифровым направлениям развития бизнеса остается в сфере продаж и клиентском сервисе. Развивая цифровую архитектуру многие предприятия используют «коробочные» решения без привлечения разработчиков программных средств в штат. В отдельный бизнес-процесс, охватывающий цифровизацию на всех этапах (от продажи до управления системами зданий) выделили: ПИК, Setl Group и ГК «Самолет» [15].

Рассматривая перспективы цифровой трансформации строительной отрасли следует обратиться к направлениям, которые выделяют для своих проектов крупнейшие застройщики: строительный контроль; сервисы CRM; аналитика: маркетинг, продажи, финансы и т.п.; интеллектуальные системы управления объектом [16]. Данные направления развивают или планируют развивать предприятия независимо от категории объекта строительства. Также экспертным сообществом выделяются ряд приоритетных направлений в сфере искусственного интеллекта (ИИ): проектирование, основанное на анализе данных; ИИ в управлении проектами; геоинформационные системы и беспилотные летательные системы (БПЛА); анализ документов и оптимизация тендерных процедур; повышение производительности беспилотных транспортных системах; прогнозирование рисков, контроль безопасности и качества работ; автоматизация административных процессов с помощью алгоритмов распознавания; анализ состояния техники и технического обслуживания [7, 16-18].

Цифровая трансформация предприятий является одним из важнейших направлений развития российской экономики. При этом очевидным фактом является то, что максимально эффективная интеграция приведенных современных цифровых технологий в деятельность предприятий может быть достигнута для участников рынка за счет обеспечения открытой цифровой архитектуры, позволяющей проводить значительные изменения или доработки базовых протоколов основных бизнес-процессов на предпроектном этапе для каждого объекта строительства. Стимулирование цифровой трансформации предприятий требует значительных усилий как со стороны руководителей и собственников, так и со стороны государства, которое обеспечивает различные меры поддержки всем участникам трансформационных процессов [1].

Формирование или совершенствование инновационной деятельности предприятия опирается на всю совокупность атрибутивных условий, отражённых в факторах внутренней среды и определяющих инновационный потенциал предприятия, а также внешние факторы: ценности; институты; характеристику и зрелость рынка; развитость инфраструктуры; уровень научно-технического развития отрасли; человеческий капитал и т.д. Управление инновационной деятельностью должно обеспечивать достижение стратегических целей предприятия, которые учитывают цифровые условия развития ранка.

Управление инновационной деятельностью строительного предприятия предлагается рассматривать с учетом рекомендаций, содержащихся в национальном стандарте ГОСТ Р 58184-2018 «Система менеджмента проектной деятельности» в общей системе управления предприятием можно представить в виде схемы (рис. 1) [19]:

Рисунок 1 – Система управления инновационным развитием предприятия в условиях цифровой среды (составлено авторами по данным ГОСТ Р 58184-2018)

Обязательным элементом системы управления инновационным развитием организации является методическое обеспечение и регламентирование инновационной деятельности и инновационного менеджмента, которое обеспечивает поддержку проблемных зон в области компетенций, мотивации, информатизации, ресурсного обеспечения и развития проектной деятельности. Важным вопросом является контроль реализации инновационного проекта и изменения цифровой архитектуры предприятия. В качестве инструмента может выступить регулярная оценка уровня цифровой зрелости предприятия. Описание текущей цифровой архитектуры позволяет выявить основные хабы цифровизации, имеющие потенциал для цифровизации, в соответствии с которыми формируется целевая архитектура и описывается стратегия инновационного развития и цифровой трансформации предприятия. При этом необходимо рассматривать трансформацию бизнес-процессов всего предприятия, а не отдельных структурных подразделений. Исключение составляют группы компаний, где допустимо, а зачастую и безальтернативно определение цифровой архитектуры для отдельного дочернего предприятия, в виду обособленности бизнес-процессов между бизнес-юнитами.

Разработка инновационного проекта в строительной отрасли в последнее время предполагает активное стратегическое планирование и управление всеми сопряженными бизнес-процессами, определяющими необходимость в развитии цифровых компетенций на каждом этапе. Поэтому предлагается рассматривать единый форсайт, в котором инновационная деятельность включается в цифровой контур управления предприятием. Применение цифровых технологий в деятельности предприятий позволяют формировать новый подход к инициации инновационных проектов.

Практика цифровой трансформации демонстрирует, что все большую популярность получают технологические радары – инструменты для перспективного планирования использования и развития цифровых технологий в периметре компании. Технологические радары разрабатываются для групп компаний, в портфеле которых имеются в том числе строительные проекты, реализуемые с учетом возможностей применения сквозных цифровых технологий, являющихся важнейшим вектором развития предприятий и экономики в целом.

Один из распространенных в мировой практике вариантов технологического радара подразделяет технологии на четыре группы (рис. 2).

Рисунок 2 - Категории технологий по уровню новизны (по данным Gartner)

Методологии создания технологического радара являются схожими, однако предприятие самостоятельно определяет систему шкал и метрик цифровизации. В качестве примера представлен технологический радар ООО «Газпромнефть-ЦР» (рис. 3).

Рисунок 3 - Технологический радар. Обозначения: 1 – AR/VR, естественные интерфейсы, носимые устройства; 2 – Искусственный интеллект, цифровые двойники и вычисления; 3 – Средства роботизации и управления процессами; 4 – Средства коллаборации; 5 – Блок-чейн и смарт-контракты; 6 – промышленный интернет; 7 – Робототехника и 3d-печать; 8 – Беспилотные воздушные суда (по данным ООО «Газпромнефть-ЦР») [12]

Технологические радары разрабатываются на основе обработки больших данных и с использованием искусственного интеллекта для построения прогнозов по перспективным цифровым технологиям. Подобный инструмент является достаточно сложным с точки зрения набора исходных данных и только начинает применяться крупными российскими предприятиями.

Создавая прогнозные модели технологического видения необходимо учитывать современные тенденции в области инновационного развития предприятий строительной отрасли. Определяя цифровые инструменты планирования деятельности предприятия необходимо рассмотреть актуальные технологический уклад и перспективные технологии, способные обеспечить переход на новый уровень развития предприятия.

Приведенные ранее данные свидетельствуют об активной интеграции искусственного интеллекта в продуцировании инновационных идей для последующей их проработки в качестве гипотезы.

Для предварительного отбора инновационных проект целесообразно рассмотрение актуальных технологий, применяемых в строительстве, которые необходимо учитывать при построении радара технологического видения предприятия строительной отрасли (рис 4).

Рисунок 4 – Направления инновационного развития предприятия строительной отрасли в условиях цифровой среды

Рассмотрим более подробно приведенные направления.

Технологии виртуальной и дополненной реальности в строительстве.

Виртуальная и дополненная реальность (AR/VR) – это иммерсивная интерактивная среда, которая позволяет визуализировать будущий объект на любой стадии строительства. Технологии VR применяются в инженерной среде. Просмотр, анализ и приемка информационных моделей – процесс, требующий одновременного присутствия многих заинтересованных лиц и организация такого рода встреч занимает длительное время. Цифровой продукт «Инженерная среда» позволяет проводить совместный просмотр информационной модели объекта в виртуальной среде, делать пометки и записывать процесс работы с моделью. Также на основе технологий виртуальный реальности обучают персонал на основе моделирования ситуаций с любым уровнем сложности.

Решаемые задачи: поиск коллизий; приемка моделей заказчика; оптимизация компоновки объекта.

Сервисы на основе беспилотных авиационных систем (БАС).

Геологоразведочные работы. Решаемые задачи: проведение геофизических исследований несейсмическими методами (магниторазведка, электроразведка, гаммаспектрометрия); воздушное лазерное сканирование для планирования сейсморазведочных работ; сопровождение полевых геологоразведочных работ.

Капитальное строительство. Решаемые задачи: сбор исходных геопространственных данных для создания концепта; инженерно-геологические изыскания; аэромониторинг строительно-монтажных работ.

Система удаленного мониторинга производственных процессов.

Решаемые задачи: мониторинг инфраструктуры; контроль капитального строительства; экологический мониторинг; инвентаризация; обеспечение безопасности.

Эффекты для строительного предприятия: уменьшение стоимости мониторинга объектов на 50%; реагирование на отклонения в 5 раз быстрее; снижение затрат на коррекцию отклонений до 10 раз. Эффективность использования таких систем возрастает при совмещении с БАС.

Сервисы на основе аддитивных технологий.

Материалы для аддитивных технологий: пластики; полиуретан; инженерные пластики; металлы/сплавы; керамика; сверхтвердые материалы.

Технологии: FDM; SLS; SLA; SLM; DMD (ремонт); DMD (упрочнение).

Решаемые задачи: ускорение процессов производства строительных материалов и строительных работ.

Технологии автоматизации бизнес-процессов.

Планирование строительных работ, отслеживание выполнения задач через CRM-системы, а также множество подходов к автоматизации, в том числе распознавание документов и оцифровка изображений в бизнесе имеет колоссальное значение в условиях цифровой трансформации процессов на предприятии.

Решаемые задачи: сокращение времени и стоимости обработки информации и высокая эффективность принятия решений является важнейшим преимуществом данной технологической технологий. Одним из прогрессивных вариантов автоматизации бизнес-процессов в цифровой среде является смарт-контракт по технологии распределенного реестра.

В настоящее время на всех уровнях рассматривают вопросы цифровизации, которые выстраиваются в среде доступных платформ данных. Релевантность содержании базы данных возможностям предприятия, а также полнота контента информационной среды определяет корректность принимаемых решений в области инновационного развития предприятий. Инструменты сбора, обработки и аккумулирования информации, средства и принципы хранения (IAAS, SAAS, PAAS) являются также важной проблематикой инновационного развития предприятия в условиях цифровой среды.

Модель инновационного развития предприятия должна учитывать содержание управленческого процесса и предусматривать не только систему планирования с возможностью построения прогнозов по технологическому радару, но и организацию, координацию и контроль инновационных проектов цифрового развития по каждому направлению в составе общей программы цифровой трансформации (рис.5):

Рисунок 5 - Модель управления цифровыми программами и проектами (составлено авторами по данным ООО «Газпромнефть-ЦР»)

В рамках предметной области исследования получает развитие понятие «сценарий технологического видения» – способ применения цифровой технологии в бизнес-процессе, направленный на решение конкретной бизнес-задачи предприятия.

Преобразование бизнес-процессов предприятия предлагается начинать с построения логических схем и цепочек на языке моделирования в нотации IDEF0, который широко применяется для проектирования функциональных моделей и включает в себя как сам язык моделирования, так и методологию для построения и интерпретации моделей. Модели бизнес-процессов в дальнейшем становятся основой для автоматизации процессов, например, на языке BPMN2.0, а также для поддержания актуальных локальных нормативных локальных нормативных актов, а также нормативных и методических документов предприятия. Нотация IDEF0 помогает понимать и анализировать процессы, определяет логику изменений, позволяет уточнить требования к проекту, а также поддерживает проектирование на уровне систем и задач по интеграции.

Результатом цифровой трансформации бизнес-процессов предприятия является гибкая цифровая архитектура. При этом следует обеспечивать превентивные меры по защите этой архитектуры от различных угроз.

Формирование безопасной цифровой среды предполагает использование специальных программных средств, при отборе которых которые предлагается сопоставлять следующие технические параметры системы (рис. 6):

Рисунок 6 – Технические параметры сравнения программных средств защиты данных (составлено авторами)

В виду индифферентности объекта исследования, не конкретизирующего специфику предприятий строительной отрасли (не выделены подотрасли, направления деятельности, масштаб и какие-либо огранивающие признаки предприятий) состав приведенных технических параметров не является универсальным и сформирован на основе современных возможностей обеспечения информационной безопасности, создание которой не является модельной задачей.

Выводы

Цифровая трансформация является одним из ключевых факторов успеха инновационно ориентированного предприятия строительной отрасли. Успешность внедрения инновационных проектов в деятельность предприятия определяется через достижение на каждом из этапов их реализации экономического эффекта и качественных изменений практик управления, адаптирования цифровой архитектуры и инфраструктуры по основным направлениям создания стоимости, посредством реализации программ цифровой трансформации.

Современные теоретико-методологические наработки в сфере управления инновационным развитием предприятий в условиях цифровой среды свидетельствуют о значительной научной проработке предметной области научным сообществом, а также регулярной актуализацией представлений по прикладным направлениям работы [4-11, 20-21]. Однако цифровизация, инновации и управления все чаще охватывают фазу реализации проекта, при этом современной проблемой является долгосрочное планирование перспективных направлений развития предприятия строительной отрасли.

Ключевая подтверждённая проблема по предметной области исследования заключается в том, что теория и практики управления инновационным развитием предприятий строительной отрасли демонстрирует разрозненность подходов к данному процессу, что является объективно оправданным и доказывает отсутствие унифицированных алгоритмов и моделей в данной предметной области.

Важнейшим вопросом выбора инновационного направления развития предприятия является система прогнозирования приоритетных цифровых технологий на перспективу с различным временным лагом. В исследовании демонстрируется актуальный в практике крупных предприятий технологический радар, позволяющий планировать инновационные проекты, в соответствии с сценарием развития сквозных цифровых технологий на основе больших данных и искусственного интеллекта.

Авторская рекомендация заключается в создании проактивной модели технологического видения, позволяющей аккумулировать данные по цифровым технологиям в строительной отрасли, которые следует учитывать при формировании стратегий развития предприятий. Имеется входящее допущение, которое носит рамочный характер: все приведенные предложения могут быть применимы для средних и крупных предприятий, в виду затратности инструментов цифровой среды.

Представленное исследование является достаточно комплексным и дает представление о модели инновационного развития предприятия. Эта модель позволяет систематизировать элементы проектного управления цифровыми инновациями в современном контексте цифрового развития.

Представленная статья носит обзорный характер и является предтечей исследования по систематизации цифровых технологий в границах подотраслей и выработки экономико-математической модели прогнозирования модели цифрового развития предприятий ИСС.