Информационное моделирование в России (проблемы, достижения и перспективы)

Об авторе (что-то из биографии, а что-то уже и по делу)

С трехмерной графикой, да еще и в динамическом режиме я познакомился в детстве. Мама по профессии – промысловый геолог, и дома постоянно были большие листы кальки и миллиметровки с отраженными на них цветными отпечатками результатов добычи нефти, воды и газа из разных скважин. Эти листы кальки, при наложении друг на друга давали трехмерную картину скважинных дебитов и пластов во времени. Что-то подобное мы все рисовали в школах, на страницах толстых тетрадей и блокнотов, а потом, сгибая стопку листов и постепенно отпуская их, наблюдали эффект движения. Нарисованные картинки сменяли друг друга так, что при быстром перелистывании все изображения сливались, а сама картинка оживала, и получался небольшой мультфильм. Этот способ был школьным аналогом известного издревле принципа и запатентованного на этом принципе в 1868 году устройства – кинеографа, или, как его называли в 1897 году – филоскопа. Но детские рисунки никоим образом не могли сравниться с серьезной работой промыслового геолога. По этим трехмерным картам в двухмерном исполнении, но изменяющимся во времени и пространстве, работали люди, обеспечивавшие страну нефтью и газом.

Первыми серьезными трехмерными программами уже в более позднем возрасте были AutoCAD и отечественный Компас. Хорошо помню возможности трехмерной компьютерной графики в начале девяностых годов и свой первый нарисованный предмет – молоток. Но серьезное увлечение технологиями трехмерного проектирования САПР или BIM началось во «ВНИПИгаздобыче» и в саратовском филиале «Газпром проектирование». Именно тогда проектная деятельность и трехмерная графика соединились в одно и позволили оценить весь масштаб, новые возможности визуализации и управления данными. Однако был наглядным также опыт цифрового хаоса от разрозненных и не контактирующих между собой программных сред. Именно тогда я впервые задумался о способе бесшовной передачи информации от одной программы к другой. Хотя засилье западного программного обеспечения по типу BIM и его уровень воспринимался, как безусловный. Как мы тогда ошибались (а ведь прошло совсем немного времени)! Теперь же у очень многих с глаз спадает пелена. Первый результат в стране – один из немногих патентов на изобретение под моим авторством сейчас принадлежит ПАО «Газпром». Этот патент «Способ и система информационного моделирования бизнес-процессов жизненного цикла производственного объекта» (RU 2686006 C1[1]) и сейчас очень актуален, а в будущем станет прототипом дальнейших изобретений. На одно из них, где прототипом принят именно упомянутый газпромовский, патент был получен совсем недавно. Это евразийский патент № 048823[2] «Способ создания информационной модели проектно-строительного этапа жизненного цикла объекта капитального строительства» (патентообладатель – АО «СИСОФТ РАЗРАБОТКА»). Хоть я не являюсь официальным соавтором этого изобретения, но своей работой горжусь и считаю ее весомым вкладом в создание результата интеллектуальной деятельности. На этом достижении останавливаться я не собираюсь, т. к. уровень этого изобретения – 2022–2023 годы.

Но мы отвлеклись от сути, а ведь именно в «Газпром проектирование» состоялось мое первое знакомство с программными продуктами компании «Нанософт Разработка» и директором компании – Максимом Станиславовичем Егоровым. Наша встреча с ним, а также знакомство с продуктами «СиСофт Девелопмент» и командой разработчиков произошла на конференции в Санкт-Петербурге. Хорошо помню предметный разговор о перспективах информационного моделирования с Игорем Оскаровичем Орельяна Урсуа, Александром Владимировичем Коростылевым и Степаном Павловичем Воробьевым на одной из конференций в Тюмени. Тогда, в эпоху повсеместного внедрения западных технологий, у отечественных разработчиков были задачи поскромнее, а разговоры о будущем, скорее всего, воспринимались, как прожектерство. Но у меня тогда уже зрела идея, которая в итоге воплотилась в патенте ПАО «Газпром». Даже не думал, что когда-нибудь мне доведется работать в этой команде. Узнать внутреннюю кухню ведущего российского вендора очень интересно и познавательно, хотя происходили разные события, особенно удивительные для меня, привыкшего к строгим правилам Лукойла, Газпрома и правительства. Что удивительно, все это успешно работает, видимо, благодаря не очень заметному влиянию владельца всех компаний – Игорю Даниловичу Ханину. Про работу компании и ее достижениях я еще буду немного упоминать в середине книги, а пока вернемся к программным продуктам.

В середине десятых годов, несмотря на подавляющее преимущество, а вернее засилье известных западных продуктов для проектирования объектов газодобычи и обустройства месторождений, таких как AVEVA, Bentley Systems и Autodesk, продукты «СиСофт Девелопмент» («Нанософт Разработка») уверенно оттаптывали свою «поляну» в проектных институтах. Инженеры уже тогда положительно оценивали адаптивность к российскому техническому законодательству, русифицированные интерфейсы и возможность получения реальной технической поддержки. Все, что было связано с «землей» или инженерной геологией выполняли тогда решения компании «Кредо-Диалог». На многочисленных конференциях я присутствовал на презентациях, общался в кулуарах с разработчиками программных продуктов. Импонировала уверенность в своих силах и возможностях конкурирования с западными брендами. Но постепенно и у меня, и у коллег-проектировщиков нарастало раздражение из-за отсутствия того, что существует сейчас и называется бесшовной интероперабельностью. Обычную интероперабельность и тогда и сейчас с горем пополам обеспечивает «чудо компромисса», франкенштейно-подобный формат IFC (Industry Foundation Classes), который почему-то считается открытым. Западные структуры публично и непублично очень много делали и продолжают делать для того, чтобы этот формат еще хоть немного просуществовал, так как это очень выгодно для захвата и удержания рынков.

Параллельно с официальной трудовой деятельностью приходилось заниматься и общественной, которая, кстати, очень помогла в становлении меня как специалиста в информационном моделировании. Общественная деятельность заключалась в участии во всех действовавших технических комитетах Росстандарта по направлению «Информационное моделирование». Первым был проектный технический комитет (ПТК) 705 «Технологии информационного моделирования на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства и недвижимости», созданный 6 марта 2018 г. «Газпром проектирование». Я стал одним из его участников, и мне доверили возглавить рабочую группу комитета – «Объекты нефтегаза», которая объединила ведущие нефтегазовые компании страны и их проектные институты из состава ПТК 705. Работа над стандартами позволила оценить с методологической стороны западный вариант развития BIM-моделирования и увидеть плюсы и минусы по организации управления процессами, в частности, в нефтедобыче. Отсутствие комплексного подхода было главной проблемой. Используемый метод еще более-менее справлялся с гражданскими единичными объектами, но коснувшись управления данными по нефтегазу сразу же зашел в тупик. Не помог так и не взлетевший проект CFIHOS (Capital Facilities Hand Over Specification).

К сожалению, ПТК 705, приняв несколько стандартов, резко закончил свою работу. Этому способствовали и ряд скандалов, и в какой-то степени борьба за власть в области нормирования информационного моделирования в России. Полномочия комитета были переданы в другой комитет ТК 465 «Строительство», в котором был создан отдельный подкомитет, продолживший заниматься тематикой информационного моделирования. В этом подкомитете мне доверили делопроизводство, а с лета 2021 года, я по сути, но не по должности, был ответственным секретарем. Все, что зависело от руководителя нашего подкомитета, Сергея Викторовича Ергопуло, делалось в срок, на достаточно проработанном уровне, но позиция самого ТК 465 и кураторов иногда была непонятна. Именно это, в принципе и предопределило дальнейшую судьбу: «подкомитет» поставили на самостоятельные рельсы, сделав его с марта 2022 года отдельным полноправным комитетом – ТК 505 «Информационное моделирование». Однако надежды, которые возлагались на этот комитет, а также ресурсы ДОМ.РФ не оправдались. За три года работы обещанная система ЕСИМ из 15 стандартов[3] так и не была создана, зато другие технические комитеты Росстандарта до сих пор разрабатывают свои системы стандартов по информационному моделированию, только называют их по-другому – умный дом, умный стандарт, цифровой двойник и прочее. Что важно заметить, их даже не согласовывают с профильным ТК 505, что только усугубляет хаос, как и отсутствие системы, и накопившиеся завалы в нормативно-правовых и нормативно-технических актах, которых напринимали множество и которые противоречат друг другу, а все вместе – Градостроительному Кодексу РФ. Наметившийся процесс их пересмотра затих и не возобновился даже после прямого требования о пересмотре в постановлении Правительства РФ от 17 мая 2024 года № 614[4].

Много времени занимает и другая общественная работа – участие в различных ассоциациях, периодическая преподавательская, журналистская и литературная деятельность. Об одной такой общественной работе в ассоциации разработчиков программных продуктов (АРПП) «Отечественный софт» хочется рассказать подробнее. На одном из годовых собраний ассоциации я предложил создать в АРПП комитет, который сейчас называется Комитет по информационному моделированию градостроительной деятельности. Комитет был создан, а мне, в «наказание за инициативу», доверили его возглавить. До сих пор помню условие Н. И. Касперской: «Если будете работать, создадим комитет». Я согласился, и пока не жалею, несмотря на то, что эта деятельность отнимает много времени и энергии.

На момент, когда я уже был сотрудником компаний «СИСОФТ РАЗРАБОТКА» и «СиСофт Девелопмент», мне особенно запомнился момент, когда с согласия и при поддержке И. Д. Ханина появилось одно из важнейших направлений моей деятельности – издание журнала «Информационное моделирование». С первых номеров он издается в электронной и печатной версиях. Тираж журнала, как правило, адресно рассылается по России и странам СНГ для ведущих персон, экспертов и участников процессов сферы информационного моделирования. Качеству полиграфии должно соответствовать качество публикуемых материалов. Не мое мнение главное в этом вопросе, но похвалы слышим регулярно – это приятно.

Работа над журналом и другими медийными ресурсами (Telegram-каналы, видеохостинг Rutube, сайт журнала и прочее) все эти годы позволяла еще больше расширить кругозор и наметить сценарии решения зависших задач информационного моделирования, доставшихся нам от BIM. Это будет комплекс мер (и коллективная работа), которые позволят нам (стране, которая с подачи и поручения президента России впервые в мире начала формировать цифровую вертикаль строительной отрасли) быть не только технологически суверенной в этом вопросе. Мы сможем сделать шаг вперед и вместе с цифровой вертикалью (как правило – это государственные информационные системы) дать возможность отечественным производителям ПО создать бесшовные цифровые горизонтали по отраслям и видам объектов, которые будут в ближайшее время востребованы по всему миру.

Предисловие

Уважаемые читатели, вы держите в руках книгу, прочитав которую, сможете с уверенностью считать себя знатоками в сфере информационного моделирования. История отечественных технологий информационного моделирования начинается с поручения президента Российской Федерации, данного в 2018 году за № 1235. Оно очень короткое, но емкое. Именно в этом поручении впервые в нормативно-правовом акте подобного уровня появляется термин «Технологии информационного моделирования» (ТИМ). Для будущих рассуждений отмечу сразу, что технологии информационного моделирования появились сразу во множественном числе. Таким образом, было создано понятийное поле, которое впоследствии, примерно через год, было реализовано через изменение Градостроительного кодекса. В нем появилось определение информационной модели, а также понимание того, что из себя представляет информационная модель и что является структурирующим звеном взаимосвязей, входящих в информационную модель сущностей. Привязка информационной модели к известным понятиям проектной и рабочей документаций очень упростила ее понимание, причем был сделан еще один правильный шаг – структуризация информационной модели через специальный классификатор строительной информации. Также предусмотрена система отдельных машиночитаемых требований, позволяющих добиться с помощью ТИМ автоматизированной проверки проекта, а впоследствии и перевода машиночитаемых требований в машинопонимаемые, без использования ТИМ напрямую. Это позволит автоматизировать формирование и ведение информационной модели с помощью технологий искусственного интеллекта, с минимальным участием человека.

Перейдем к самой книге. Ее подзаголовок озвучивает три главных аспекта содержания – проблемы, достижения и перспективы, а значит книга нацелена на разбор и поиск выхода по каждому из них…

Одна из проблем внедрения ТИМ – недостаточное количество специалистов, имеющих квалификацию в области информационного моделирования. Причем у тех, кто имеет эту квалификацию, она в большей мере соответствует западным критериям и профессиональным образовательным стандартам, под которые сейчас создают и отечественные, хотя есть прогресс и в этой области. Но время идет, и нужны специалисты, которые были бы меньшей квалификации, чем разработчик, но большей, чем рядовые пользователи. Нам нужны специалисты уровня «уверенный пользователь ТИМ» – это большая необходимость для технологического суверенитета и разработки необходимых трендов и научных направлений.

Как взаимодействовать с пользователями понятно – их нужно обучать. Положение самого же ПО намного лучше. Казалось бы, ничего не мешает – бери и выстраивай удобную систему управления данными, но в этот момент вмешалось не то чтобы BIM-лобби, а сработал фактор безальтернативного насаждения системы OpenBIM. В 99,9 % голов тогда, а в некоторых головах и сегодня даже не возникает мысль, что в уже почти «колониальной» России могут придумать что-то лучше, чем белые господа на западе. Переживем это заблуждение очень легко.

Да, среда общих данных (СОД) и формата IFC, как основных постулатов системы OpenBIM, и сейчас уверено используется на этапе проектирования, но, как говорится, есть нюансы: дальше проектирования дело у OpenBIM не идет. Проектирование и пуск в эксплуатацию полугосударственной информационной системы (ИСУП) вынуждено будет отказаться от принципов СОД, а IFC на какое-то время (надеюсь, ненадолго) заменит сообщество XML-схем. Тем не менее возврата к IFC уже точно не будет. Западные эксперты уже давно это поняли, но продолжают играть в игру «мучайтесь и прославляйте, пока мы не придумали что-то новое, что мы будем вам продавать». Они ведут себя как герои анекдота: «Мыши плакали, кололись, но продолжали упорно жрать кактус». И все бы хорошо, но тут случился февраль 2022 года, и страну покинул пул зарубежных вендоров, проявивших неуважение к суверенному праву России и бросивших своих потребителей. Под шумок, пока шла борьба с англицизмами, вдруг выяснилось, что «король-то голый». Часть терминологии и смыслов BIM не отвечает на вопрос: «Зачем это нужно?». Зачем нам столько и именно таких BIM-менеджеров, – координаторов, – мастеров и других, если можно не усложнять себе жизнь трехмерной графикой, а вернее, четкой взаимосвязью данных и их пространственного приложения? Сложно. Читайте эту книгу, и частично я смогу поделиться с вами этой информацией, так как она будет патентоваться.

Итак, после 2022 года в сфере информационного моделирования произошел водораздел. Это случилось не сразу. Был период некоего недоумения, а для кого-то даже прострации с зависшим в воздухе риторическим «как жить дальше?» Страна, освобождаясь от флера «честности, порядочности и респектабельности», которым априори награждались мировые лидеры, встала перед выбором и проблемой – нужно создавать свое. Буквально за несколько месяцев понятие «импортозамещение» для ряда ведущих вендоров страны перешло в разряд «уже сделано», и наступил новый этап развития – импортоулучшение. Помогает также информационная небезопасность импортных продуктов, и дело не только в том, что облака находятся не на нашей территории, а в потенциальной угрозе будущих техногенных катастроф от пиратского ПО. Это сейчас мы живем в период легализации пиратства – существует множество способов заблокировать даже локальную версию, не обольщайтесь.

Решение западников самостоятельно покинуть нашу страну очень необдуманно. Сделав это, они потеряли место на рынке и доверие, а теперь еще и отстают от нас в технологическом развитии. У России же появилась уникальная возможность создать собственные схемы и модели данных, обеспечить управление экономическими и технологическими данными в виде цифровых двойников различных уровней, превосходящих мировые аналоги по новым принципам управления данными. Эта возможность позволит обеспечить не только эффективное управление и создание оптимальных программных продуктов, но и комплексный подход к триединой сущности – ПО/стандарты/схемы и форматы, что станет шагом к технологическому суверенитету России, а также к полноценному технологическому экспорту ИТ-услуг в дружественные страны. Технологическая конкуренция с цивилизованным миром – одна из амбициозных целей информационного моделирования. Очень надеюсь, что сторонники и последователи западного пути через архаичную систему OpenBIM скоро поймут это сами.

Тем не менее они тоже не сидят сложа руки, это проявляется во многом и на разных уровнях, но основные фигуры выступают с критикой происходящего редко. Зачастую используют подставных, которые провозглашают голословные обвинения в адрес отечественных производителей программного обеспечения (ПО) ТИМ. Как правило, эти обвинения следующие: отечественное ПО плохое или, как вариант, недостаточно функциональное/дорогое, а отечественные вендоры недоговороспособны. Факты никто не приводит, поэтому на такие вбросы сложно реагировать, а любое разбирательство выливается в оправдание. Поэтому мы просто работаем и делаем свое дело. Куда хуже обман потребителей, которые продолжают удерживать пиратское западное ПО в своих цифровых экосистемах. Нужно время и терпение, но в данном случае тот, кто сообразит раньше других, останется в выигрыше.

Конфликт между концепциями ТИМ (пока только в виде Градостроительного кодекса, элементов цифровой вертикали и опыта от ведущего вендора[5]) и BIM возникает, в первую очередь, за счет различий в управлении вертикально-интегрированными связями, а также конструктивной сложностью BIM. Продолжая исповедовать BIM-моделирование и строить новое, можно и нужно разбираться в первопричинах, брать из прошлого лучшее, а не тащить весь мусор под оголтелые возгласы, что все это – волшебство. К этому, как и к создаваемой путанице можно относиться снисходительно. Этот период пройдет, а пока сложно всем. Очень вредят хаотично разрабатываемые и действующие стандарты, приказы и своды правил. В идеале их можно было бы убрать и начать с чистого листа, что позволило бы дать ИТ-отрасли сформировать новое, но кто же на такое решится?

Мотивационные посылы и призывы потребителей переходить на отечественное ПО иногда прилетают и от государства, претензий к высшему руководству нет, а вот «свита» (которая как известно делает короля) ведет себя своенравно и заносчиво. Будем надеяться, что национально ориентированных чиновников, от которых что-то зависит в информационном моделировании, будет больше, ведь среди них много людей, которые привыкли понимать, куда дует ветер. Они необязательно должны говорить ТИМ вместо BIM, а обязаны обеспечить развитие национально-ориентированной научной школы вместо того, чтобы переписывать западные стандарты. К примеру, заменяя BIM на ЦИМ (цифровая информационная модель) и даже не понимая для чего она нужна, из чего состоит и как будет обеспечивать структурирование и взаимосвязь информационной модели.

Задача книги состоит отнюдь не в изложении истины в последней инстанции, а в том, чтобы дать возможность читателю самостоятельно оценить написанное и при желании применить полученные знания на практике. Мы с вами вместе проектируем наше цифровое будущее, аналогов которому пока не существует.

При описании истории развития ТИМ и BIM, мы намеренно опускаем моменты, связанные с конфликтными ситуациями, которые, конечно же, были и наверняка еще будут. Тем, кто желает узнать подробности, рекомендуем обратиться к медийным материалам сети Интернет: там есть все и даже больше – «в интернетах врать не будут».

Книга, которую вам предстоит прочитать, состоит из глав, названия которых для удобства понимания в большинстве своем сформулированы в виде отдельных тем, которые не связаны друг с другом. Прочитал название, заинтересовался – открывай и читай эту главу. То есть книгу можно читать отрывками, а если возникает какой-то вопрос – открывай соответствующую главу или переходи по ссылке. Именно поэтому в главах присутствуют повторения информации, которые помогут читателю ориентироваться в вопросах и получать исчерпывающие ответы, не заглядывая в другие главы.

Скажу сразу, что не все главы будут интересны читателю, малознакомому с темой информационного моделирования, а некоторые даже покажутся занудными из-за детального разбора отдельных нормативов, однако, уверяю вас, это лишь первое впечатление. Я очень старался не перегружать книгу излишними подробностями, все, что в ней есть – обязательно. Если вам не понравится или вы начнете терять нить рассуждения – отложите чтение этой главы. Скорее всего рассматриваемая проблема вас еще не коснулась. Однако когда коснется, то даже этой «нудной» главы вам будет мало – в таком случае обращайтесь в частном порядке.

Также в конце книги расположен глоссарий. Термины, представленные в нем и имеющие пометку «официальный» относятся, как правило, только к нормативно-правовым документам и рекомендуемым нормативно-техническим, действующим в Российской Федерации на момент написания книги. Термины глоссария, не имеющие пометки «официальные», относятся к рекомендуемым терминам, которые по мнению автора необходимы для развития технологий информационного моделирования, а также для будущей науки, которая должна создавать методологическую основу информационного моделирования. В глоссарии также использованы термины, содержащиеся в так называемых альтернативных ГОСТах компании «СиСофт Девелопмент» версии конца 2021 года, к разработке которых автор книги имел непосредственное отношение.

Я надеюсь, что в хаотичном море нормативно-технологических, самостоятельно возникающих и усиленно лоббируемых идей, форматов и стандартов, настоящая книга будет надежным подспорьем для мыслящих людей, которые пытаются самостоятельно разобраться в такой сложной и одновременно простой сфере деятельности, как управление данными на основе информационного моделирования.

В нашем мире (информационного моделирования) все так быстро меняется, что к моменту выхода этой книги написанное здесь в качестве предположений, уже, скорее всего, станет явью, на что я очень надеюсь. Может и нет, но как ни крути, у вас в руках будут инструменты и ключи к пониманию тайн этого мира.

Эта книга написана доступным языком, а жанр можно определить, как научно-популярное эссе, поэтому она будет понятна практически всем, кто хочет освоить азы информационного моделирования, что, собственно говоря, и нужно подавляющему большинству специалистов. Я считаю, что утилитарные вещи, относящиеся к ИТ-сфере, давно пора упростить и передать рядовым строителям и работникам эксплуатирующих организаций. Помните, как было с модной профессией «оператор ЭВМ» в 90-е годы прошлого века? Этой профессией в той или иной мере овладели все мы, а теперь она просто исчезла.

Да, совсем забыл – эту книгу я написал потому, что по данному вопросу высказаться в таком объеме в рамках журнальных статей и интервью СМИ не представлялось возможным. В конце книги я приложил ряд статей и материалов журнала «Информационное моделирование» в качестве полноценной иллюстрации и более научного изложения, написанного в настоящей книге.

Итак, всем приятного чтения, мы приступаем…

История вопроса, или Вспоминая BIM

Трехмерная модель, как ни крути, зародилась в СССР и впервые для самой труднодоступной к обозрению отрасли – геологии полезных ископаемых. На рисунке 1 изображены виды первого объемного геологического картирования – именно так называлось то, что сейчас имеет название «трехмерная часть информационной модели»[6].