Инновационное моделирование в строительстве с использованием инструментов цифровой трансформации

Актуальность темы исследования. Инновационное развитие российской экономики напрямую связано с цифровизацией, которая оказывает существенное влияние на деятельность компаний в различных отраслях, увеличивая их конкурентоспособность за счет скорости и точности обработки информации, улучшения качества продукции и услуг, повышения гибкости и автоматизации. Особое значение процессы цифровизации имеют в строительной отрасли. Основные этапы реализации строительных проектов и некоторые инструменты цифровизации изложены в распоряжении Правительства РФ от 31 октября 2022 года № 3268-р, которое утвердило Стратегию развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации на период до 2030 года с прогнозом до 2035 года . Текущее положение российской строительной отрасли характеризуется обострением конкуренции за счет нестабильности экономической среды, проявляющемся в росте стоимости материалов и комплектующих, снижении предложения рабочей силы, увеличении накладных расходов, изменении условий государственного финансирования. В этой ситуации инновации становятся доминантой развития строительной отрасли и определяют новые возможности реализации проектов. Их использование - одно из ключевых конкурентных преимуществ, позволяющих создавать здания, строения и сооружения, соответствующие требованиям времени, а инновационная деятельность становится одним из основных факторов повышения эффективности строительных проектов. Наиболее перспективным инновационным направлением в последнее время является информационное моделирование, обязанность применения которого для всех этапов жизненного цикла объектов капитального строительства, определено постановлением Правительства РФ от 5 марта 2021 года № 331 . В России наблюдается активное внедрение технологий информационного моделирования (ТИМ). Однако в 2020 году лишь около 5–7% строительных организаций использовали ТИМ, причем чаще всего на этапе проектирования, причиной этому служит консервативный характер отношения к нововведениям . Особенно низким был показатель в жилищном строительстве — по официальной статистике только 0,2% застройщиков применяли ТИМ-технологии. Но уже к 2021 году ситуация начала меняться, и доля пользователей выросла до 12%. К 2023 году, по данным Единой информационной системы жилищного строительства, около 18% застройщиков применяли ТИМ. Из них 91% использовали технологии на стадии проектирования, 39% — на стадии строительства, тогда как на этапах предпроектной подготовки и эксплуатации показатели оставались минимальными (3% и 2% соответственно) . Таким образом, наблюдая положительную динамику внедрения технологий ТИМ, можно констатировать ее неравномерное использование в рамках строительного проекта, что свидетельствует о недостаточном внимании к процессам внедрения инноваций в строительной отрасли. В настоящий момент управление инновационными процессами в строительной отрасли в основном ведется без постоянной, комплексной, многосторонней взаимосвязи с другими процессами проекта, наблюдается слабый обмен информацией между участниками, низкая прозрачность операций. В силу этого отсутствует оперативный контроль рентабельности и эффективности использования инноваций, потребности в ресурсах и оптимальности параметров внедрения, что увеличивает риски и снижает эффективность управления инновациями в целом. Кроме того, отсутствуют возможности оперативной корректировки инновационных процессов вследствие изменения внешних или внутренних условий. Разработка концепции управления инновационными процессами на основе цифровых инструментов, определение взаимосвязи участников инновационных процессов, создание инструментов цифровой инновационной среды, экономико-математическое обоснование эффективности внедрения инноваций является важной научно-практической проблемой, требующей теоретического, методического, практического развития. Степень разработанности проблемы. Управление инновациями и инновационными процессами, в том числе в условиях цифровизации исследовано в работах Бабкина А.В., Беляева Н.С., Брусенской К.В., Валинуровой Л.С., Волкова А.Т., Воронова В.С., Зариповой А.В, Мазур Н.З., Микрюкова Д.Н., Миннулиной Д.М., Зацаринной Ю.Н., Поскочиновой О.Г., Мурашова Д.С., Романовой А.В., Смирновой В.Р., Солоповой Н.А., Солтогуловой М.У., Абдраимовой Б.К., Асанбековой А.А., Чжао Д., Хачатуряна А.А., Яковца Ю.В. и др. Вопросы формирования и развития инновационной среды развивались в трудах Иголкина И.С., Агафоновой М.С., Кировой И.В., Кондрашова О.Б., Новоселова С.В., Маюрниковой Л.А., Камчатовой Е.Ю., Килиной И.А., Парниковой М.П., Рубинштейна Е.Д., Урумовой Ф.М., Татенко Г.И., Бахтиной С.С., Грековой А.Е., Хмелевой Г.А., Чертопятова Д.А. и др. Методы анализа экономической эффективности инноваций изложены в публикациях Бойко В.П., Воронова В.С., Греченюк О.Н., Киреева Р.О., Клейнера Г.Б., Кокуйцевой Т.В., Кондрашовой А.Р., Милаева Ф.О., Петрова М.Н., Сиразетдинова Р.М., Стрельцовой Д.А., Шульгина Е.В., Фалько С.Г. и др. Информационное моделирование в строительстве применительно к реализации инновационных проектов нашло отражение в работах Айрапетовой А.Г., Иванова В.А., Курбатова В.Л., Римшина В.И., Шубина И.Л., Волковой С.В., Кирилловой В.В., Крюкова К.М., Шаповалова А.В., Полянина А.В., Головиной Т.А., Сулеймановой Л.А., Есипова С.М., Амелина П.А., Шемякиной Т.Ю. и др. Вместе с тем исследования в области информационного моделирования, анализирующие проблемы управления инновациями в строительных проектах, не привели к построению целостной концепции, дающей возможность решать возникающие в инновационных процессах задачи в рамках цифровизации, повышать эффективность процессов внедрения инноваций и снижать возникающие при этом риски. В этой связи недостаточная проработанность рассматриваемой тематики, а также нерешенность обозначенных проблем для российского строительного комплекса определили цель и задачи настоящего диссертационного исследования. Объектом исследования являются инновационные процессы в проектах строительной отрасли. Предметом исследования выступают организационно-экономические отношения по поводу совершенствования управления инновационными процессами в строительной отрасли с использованием инструментов цифровой трансформации. Цель диссертационного исследования состоит в разработке научно-методического инструментария цифровой трансформации управления инновационным процессом в проекте строительной отрасли для повышения его эффективности. Поставленная цель предопределила следующие задачи диссертационного исследования: 1. На основе изучения теоретических основ управления инновационными процессами, анализа современных технологий информационного моделирования сформулировать концепцию, реализующую одно из направлений цифровой трансформации строительной отрасли и повышающую эффективность инновационных процессов в проекте. 2. Предложить на основе изучения тенденций инновационного развития строительной отрасли структуру базы данных инноваций, предусматривающую механизмы обмена информацией и возможность накопления опыта об использовании инноваций. 3. Обосновать алгоритм предварительного расчета экономической эффективности внедрения инноваций, учитывающий цели реализации строительного объекта и позволяющий принимать взвешенные решения в отношении управления инновационным процессом. 4. Разработать математические модели оценки эффективности инноваций на основе расчета количественных данных, позволяющие прогнозировать рентабельность проектов с учетом эффектов от использования инноваций. 5. Предложить методику формирования инновационной среды на основе использования инструментов цифровой трансформации. Соответствие диссертации Паспорту научной специальности. Область исследования соответствует следующим пунктам паспорта специальности ВАК 5.2.3. «Региональная и отраслевая экономика» (экономика инноваций): 7.5. Цифровая трансформация экономической деятельности. Модели и инструменты цифровой трансформации, 7.13. Управление инновациями и инновационными проектами на уровне компаний, предприятий и организаций. Инновационные риски. Теоретико-методологической основой диссертационного исследования являются труды отечественных и зарубежных ученых в области управления инновациями и инновационными процессами, информационного моделирования инновационных процессов, в том числе в строительстве, исследования методов анализа экономической эффективности инноваций и формирования инновационных сред. Методология исследования базируется на применении системно-структурного, комплексного и диалектического подходов. Для решения поставленных задач использовались абстрактно-логические (анализ, синтез, аналогия, сопоставление, декомпозиция, концептуальное моделирование и др.), экономико-статистические (группировки, типология, индексный метод и др.), математические (методы линейной, квадратичной, полиномиальной регрессии), таблично-графические методы. Информационную базу исследования составили законодательные и нормативно-правовые акты федерального уровня, данные Федеральной службы государственной статистики, Роспатента и ведомственной статистики (Дом.РФ, ЕМИСС, Минстрой РФ, TAdviser и др.), научные материалы международных и российских научно-исследовательских организаций, сетевые информационные ресурсы, статистика крупных российских строительных компаний, публикации в периодической печати. Научная новизна диссертационного исследования состоит в решении научной задачи по обоснованию теоретико-методических и практических разработок, направленных на повышение эффективности управление инновационным процессом в проектах строительной отрасли на основе инновационного информационного моделирования. Основными научными результатами исследования, обладающими научной новизной и выносимыми на защиту, являются следующие: 1. Предложена концепция инновационной информационной модели, раскрывающаяся через модель ИИМ, состоящую из отдельных модулей, комплекс ИИМ, цифровую инновационную среду, отличающаяся возможностью управления инновационным процессом на всех этапах жизненного цикла инновации, двусторонними взаимосвязями инновационного процесса с другими процессами проекта, комплексностью представления параметров внедрения инноваций, возможностью одновременного доступа участников проекта к информации об инновационном процессе, что позволяет оперативно управлять эффективностью использования инноваций в проекте за счет динамичности, прозрачности и стандартизации инновационного процесса. 2. Разработана структура базы данных, содержащая параметры и показатели инновационной информационной модели, отличительной особенностью которой является включение результатов внедрения инноваций в проектах в привязке к объектам интеллектуальной собственности, а также наличие механизмов обмена информацией об инновациях между участниками различных проектов, что обеспечивает возможность накопления опыта об использовании инноваций, повторное их использование и служит научным целям изучения процессов внедрения инноваций. 3. Предложен алгоритм предварительного расчета экономической эффективности внедрения инноваций, применяемый на этапе проектирования, существенным отличием которого является использование показателя эксплуатационного денежного потока, который позволяет учитывать цели реализации строительного объекта, анализировать факторы влияния и обеспечивать принятие взвешенных решений. 4. Построены математические модели оценки эффективности инноваций с применением линейной, квадратичной и полиномиальной регрессии для использования в инновационной информационной модели, отличием которых выступает выявление зависимости результирующих показателей проекта от количественных показателей внедрения инноваций, что позволяет прогнозировать эффективность внедрения инноваций на основе статистических данных выполненных проектов (сокращения длительности строительного цикла, сокращения прямых расходов и увеличения цены реализации объекта строительства). 5. Разработана методика поэтапного создания цифровой инновационной среды на основе концепции инновационной информационной модели, отличительной особенностью которой выступает объединение инструментов цифровой трансформации, процессов и участников в единую систему, что позволяет обеспечить условия для непрерывного, целостного управления инновационными процессами в реальном времени, системного внедрения инноваций, анализа эффективности и рисков, формирования базы данных инноваций и базы знаний. Теоретическая значимость исследования заключается в развитии научно-методического инструментария управления инновационным процессом в проекте строительной отрасли на основе информационного моделирования. Представленные разработки служат отправной точкой для дальнейших исследований в области информационного моделирования инновационных процессов. С точки зрения практической значимости предложенный в диссертации инструментарий управления инновационным процессом используется участниками строительных проектов при совершенствовании инновационной среды, построении процессов и системы управления инновациями, оценке эффективности внедрения инноваций и управленческих решений. Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования были представлены на научно-практических конференциях международного уровня: II Международной научно-практической конференции «Наука, технологии, инновации в эпоху глобальных трансформаций» (Петрозаводск, 2023); VI Международной конференции молодых ученых «Интеллектуальная собственность: взгляд в будущее» (Москва, 2024); XI Международной научно-теоретической конференции студентов и магистрантов «Наука и молодежь: новые идеи и решения» (Караганда, 2025). Отдельные материалы диссертационного исследования используются в учебном процессе ФГБОУ ВО «Российская государственная академия интеллектуальной собственности» при преподавании курсов «Современные тренды и вызовы инновационного развития строительства в ЕАЭС», «Регулирование, стандартизация и лучшие практики внедрения инноваций в строительстве ЕАЭС», «Экономика инноваций в строительной сфере ЕАЭС». Рекомендации по расчету экономического эффекта от внедрения инноваций, в частности для получения прогнозных значений чистого дисконтируемого дохода и принятия решений для повышения эффективности экономики строительных проектов внедрены в практику ООО «Газпромбанк-Инвест Девелопмент Северо-Запад». Разработанная инновационная информационная модель, методика создания инновационной среды, математические модели прогнозирования эффективности внедрения инноваций применялись ООО «Газпромбанк-Инвест» при разработке инновационной стратегии, применяемой в строительных проектах на территории РФ, что подтверждено соответствующими актами внедрения. Публикации. Основные положения диссертации отражены в 15 научных работах общим объемом 7,0 п.л., в т.ч. 6,5 п.л. авт., включая 10 статей в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ (5,3 п.л., в т.ч. 4,8 п.л. авт.). Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (251 наименование) и приложений, изложена на 186 страницах, содержит 24 таблицы и 17 рисунков. В первой главе рассмотрены теоретические модели управления инновационными процессами, особое внимание уделяется инновационной среде. Представлены методы оценки экономической эффективности инноваций, базирующиеся на сочетании классических методов и современных цифровых инструментов моделирования. Во второй главе проанализированы направления инновационного развития российской строительной отрасли. Рассмотрено информационное моделирование как ключевой инструмент цифровой трансформации строительных проектов. Подчеркнуто значение цифровизации для повышения эффективности управления инновационными процессами. Предложена концепция инновационной информационной модели (ИИМ). Разработана структура базы данных инноваций. В третьей главе представлена реализация концепции инновационного информационного моделирования в управлении инновационными процессами. Представлены инструменты управления инновационными процессами в проектах строительной отрасли, экономико-математические модели прогнозирования эффективности использования инноваций в проектах. Предложена методика формирования инновационной среды на основе концепции ИИМ. В заключении обобщены основные выводы и результаты, полученные по итогам исследования.