книги / Технологии информационного моделирования в управлении проектами
..pdf
Сначала разрабатываются семейства – первичные элементы проектирования, соответствующие как строительным изделиям (окна, двери, плиты перекрытий и т.п.), так и элементам оснащения (отопительныеиосветительныеприборы, лифтыит.п.).
Второй этап – моделирование того, что создается на стройплощадке. Это фундаменты, стены, крыши, навесные фасады и пр. При этом предполагается широкое использование заранее созданныхэлементов(рис. 32).
Рис. 32. График возведения здания на основе информационной модели. Работа выполнена в Revit Architecture и NavisWorks.
НГАСУ (Сибстрин), 2013 [4]
Перечислим несколько характеристик, отличающих BIM от традиционных компьютерных моделей зданий:
–точная геометрия – все объекты задаются достоверно (в полном соответствии с реальной, в том числе и внутренней, конструкцией), геометрическиправильноивточныхразмерах;
–всеобъемлющие и пополняемые свойства объектов – все объекты в модели имеют некоторые заранее заданные свойства (характеристики материала, код изготовителя, цену, дату последнего обслуживания и т.п.), которые можно изменять, пополнять и использовать;
61
–богатство смысловых связей – в модели задаются и учи-
тываются при рассмотрении такие отношения связи и взаимного подчинения составных частей, как «содержится в», «зависит от», «является частью чего-то» и т.п.;
–интегрированная информация – модель содержит всю информацию в едином центре, обеспечивая таким образом ее согласованность, точность и доступность;
–поддержание жизненного цикла – модель поддерживает работу с данными в течение всего периода проектирования, возведения, эксплуатации и даже окончательного сноса (утилизации) здания.
3.4. Формы получения информации из модели
Информационное моделирование позволяет предоставлять пользователю данные об объекте в широком спектре форматов, технологически пригодных для дальнейшей обработки компьютерными или иными средствами (рис. 33, 34).
Рис. 33. Формы вывода информации из информационной модели здания: 3Д-визуализация, спецификация [4]
Современные BIM-программы предполагают разные формы представления модели, позволяющие получать информацию из модели, вносить изменения или предоставлять режим «только для чтения».
62
Рис. 34. Моделирование нагрузок на конструкцию здания [4]
К основным общепризнанным формам вывода относятся:
1)файлы с данными в форматах для обмена с другими BIM-программами (формат IFC);
2)чертежная 2D рабочая документация и чертежные 3Dвиды моделей;
3)плоские 2D файлы и объемные 3D модели для использования в различных CAD-программах и других приложениях;
4)таблицы, ведомости, спецификацииразличногоназначения;
5)файлы для просмотра и использования в Интернете;
6)файлы с инженерными заданиями на изготовление входящих в модель изделий и конструкций;
7)файлы – заказы на поставку оборудования и материалов;
8)результаты тех или иных специальных расчетов (в табличном, графическом или анимационном представлении);
9)графические и видеоматериалы, отражающие моделируемые процессы;
63
10)файлы с данными для расчетов в других программах;
11)файлы презентационной визуализации и анимации мо-
дели;
12)файлы для различных видов «твердого» макетирования создаваемого объекта по его компьютерной модели (трехмерной печати), логическим развитием этого направления является возведение здания с помощью строительного 3D принтера;
13)виды объемных разрезов и других полных или неполных фрагментов проектируемого здания в различных режимах, облегчающие его пространственное восприятие;
14)данные для изготовления модели или ее частей на станках с ЧПУ, лазерных или механических резаках либо других подобных устройствах;
15)любые другие виды предоставления информации, которые потребуются при проектировании, строительстве или эксплуатации здания.
Все это многообразие форм выводимой информации обеспечивает универсальность и эффективность BIM как нового подхода в проектировании зданий и гарантирует ему определяющее положение в архитектурно-строительной отрасли в ближайшем будущем (рис. 35).
3.4.1. BIM и обмен информацией
Основной формат вывода файлов для CAD-программ – формат DWG. Следует отметить, что в настоящее время существует фактически два формата DWG.
Первый, обозначаемый в литературе как RealDWG, является закрытым лицензируемым форматом и разрабатывается компанией Autodesk для нужд своего программного обеспечения (в первую очередь AutoCAD в различных модификациях).
Второй формат, обозначаемый в публикациях как Teigha (до недавнего времени – DWGdirect, еще раньше – openDWG), поддерживается организацией Open Design Alliance (ODA), объе-
64
диняющей в своих рядах более 200 ведущих производителей САПР со всего мира (Bentley, Siemens, Graphisoft и др.). Именно он является открытым форматом и широко используется различными программами для хранения и обмена данными.
Рис. 35. Виды форм вывода информации из информационной модели здания [4]
Также известен формат DXF, разработанный в свое время компанией Autodesk для осуществления обмена данными между различными CAD-программами и другими, в том числе вычислительными, комплексами.
В настоящее время в мире уже широко используется формат IFC (в различных вариантах) для обмена данными между BIM-программами или получения этих данных из модели для использования другими программами. Возможность сохранения модели в формате IFC даже стала определенным «знаком качества» для BIM-программы.
65
Для большего понимания концепции Open BIM19 давайте вспомним терминологию технологии информационного моделирования. ТИМ-технология, позволяющая создавать информационные модели для будущего объекта со всеми архитектурно-конструкторс- кими, технологическими, экономическими и другими решениями. Цифровая информационная модель хранит в себе геометрические и атрибутивные данные. Одно из основных преимуществ технологии заключается в возможности обмена этими данными между участникамиинвестиционногопроектанаразличныхстадияхегореализации.
Так вот, Open BIM и есть универсальный подход к совместному проектированию, строительству и эксплуатации зданий. В его основе лежит использование стандартов открытых данных и рабочих процессов, обеспечивающих возможность интероперабельности. Основным двигателем концепции выступает не-
коммерческая организация buildingSMART International, зани-
мающаяся разработкой и поддержкой спецификации IFC и других открытых форматов передачи данных.
Примеры открытых форматов обмена BIM-данными
−IFC – Industry Foundation Classes File;
−BCF – BIM Collaboration Format;
−COBie – Construction Operations Building Information Ex-
change;
−CityGML;
−LandXML.
Принципы концепции Open BIM
− Совместная работа – ключ к цифровой трансформации строительной отрасли.
19 Методическое пособие обеспечение интероперабельности при информационном моделировании объектов строительства [Электронный ресурс]. – URL: https://www.faufcc.ru/ upload/methodical_materials/mp46_2017.pdf (дата обращения: 21.02.2021); Industry Foundation Classes. Краткое введение [Электронный ресурс]. – URL: https://habr.com/ru/post/460719/ (дата обращения: 21.02.2021); Концепция Open BIM [Электронный ресурс]. – URL: https://wiki.osarch.org/index.php?Title =AEC_Open_Data_Standards_Directory (датаобращения: 21.02.2021).
66
−Разработка открытых стандартов для оптимизации взаимодействия.
−Рабочие процессы совместной работы не должны ограничиваться форматами данных от вендоров.
−Пользовательская оценка надежности способа обмена как критерий качества.
−Гибкость выбора технологий, свобода данных.
−Долгосрочная устойчивость, обеспечиваемая открытыми стандартами.
Основные преимущества концепции Open BIM
−Расширение возможностей взаимодействия участников строительного процесса.
−Обеспечение доступа к данным, созданным на этапе проектирования на всех этапах жизненного цикла объекта.
−Рост функциональных возможностей работы в среде общих данных за счет больших ресурсов обмена информацией.
−Расширение применения цифровых технологий в строительной отрасли.
−Возможность формирования долгосрочной стратегии принципов обмена информацией.
3.4.2. Определение. Историческая справка
IFC – открытый формат обмена данными, универсальное средство для обмена данными между информационными моделями, созданными в программах разных производителей.
История IFC официально началась с 1995 г., когда группа специалистов решила разработать формат обмена данными между различными САПР, они решили, что формат должен быть открытым и в итоге в 1996 г. появилась организация International Alliance for Interoperability. Позже, в 2008 г., она была переименована в buildingSMART.
Перед разработчиками поставили задачу в кратчайшие сроки реализовать глобальную цель. За основу был взят формат
67
STEP (Standard for the Exchange of Product model data), а точнее Application Protocol 225: Building Elements. Надо сказать, что вокруг STEP создана богатая инфраструктура в виде спецификаций в статусе ISO-стандартов. В основе этой инфраструктуры лежит язык моделирования данных EXPRESS и его графическая инкарнация EXPRESS-G. Этот язык разрабатывался для удобства автогенерации кода на различных языках программирования. Уже в июне 1996 г. опубликовали IFC 1.0. Фактически целью первой версии IFC была демонстрация самой возможности реализации задуманной цели, различные компании представили свой опыт экспорта/импорта в этот формат. Но скорость принятия решений в разработке сказались на качестве, окончательная редакция первой версии вышла в январе 1997 г. В ноябре 1997 г. вышла следующая версия – 1.5, эксплуатация которой также выявила множество ошибок, для решения которых потребовалась разработка исправленной версии – 1.5.1, производимой параллельно с разработкой версией 2.0 и представленной в марте 1999 г. Сейчас все эти версии признаны устаревшими.
Вноябре2000 г. вышлаверсия2.1, этосамаястараяверсия, по которой доступна документация. Позже она была опубликована как ISO/PAS 16739:2005. В принципе такая последовательность реализациивыпуск/доработкабылиивпоследующихверсиях.
3.4.3. Функциональные возможности IFC
Формат IFC разработан как промежуточный формат при обмене данными между другими форматами программных средств. Нет большой разницы между форматом обмена и форматом программного обеспечения, оба являются просто структурированными данными. Их разница состоит в назначении применения. Формат программного обеспечения структурирован в соответствии с функциональностью программного обеспечения, формат обмена структурирован для передачи данных, а не для поддержки функциональности (рис. 36).
68
Рис. 36. Функциональные возможности IFC
Поскольку программное обеспечение (ПО) не имеет возможности фактически редактировать файл IFC, при обмене возникают ошибки, сопровождающиеся потерей данных. Корректность их передачи зависит от качества реализации обмена. Поскольку IFC не отражает всю функциональность программного обеспечения для создания информационных моделей, он не может передавать параметрические объекты с поддержкой динамического изменения их рабочих параметров. Поэтому компоненты передаваемой модели практически не редактируемые. Если мы передаем компоненты здания, то файл IFC является фактически зданием с одним компонентом в нем. Это не ставит под сомнение необходимость использования формата IFC, но отражает тот факт, что формат нуждается в непрерывном совершенствовании, что и происходит с появлением новых версий формата IFC.
Поскольку формат IFC, а также программные средства регулярно обновляются, то нет гарантии, что сохраненный ранее файл в формате IFC будет корректно читаться в будущем. Из этого можно сделатьвывод, чтофайлвформатеIFC – архивный файл.
3.4.4. Примеры использования IFC
Главной целью обращения к IFC файлам является контроль: формат позволяет контролировать потоки информации, сроки работ и денежные средства. Еще одним преимуществом IFC является обмен опытом. Мы привыкли к тому, что разработчики всевозможных приложений предлагают пользователям шаблоны, тем самым повышая привлекательность продукта, давая дополни-
69
тельную ценность в UX (опыт пользователя); достаточно вспом-
нить шаблоны в Microsoft Word, Excel, Outlook и в сервисах раз-
личных CRM-систем. IFC не стал исключением: хранилище данных и его структура – это и есть та самая квинтэссенция пользовательского опыта. Например, формат и базовые требования к классу позволят обратить внимание пользователя, выполняющего монтаж двери, на свойства этой двери, на свойства технологической карты ее монтажа, на то, что в процесс монтажа будут вовлечены разные участники с разными ролями и ответственностью. Обращение к IFC-классам откроет пользователю доступ к международному опыту, заключенному в стандартах ISO, без необходимости обращаться к первоисточнику стандартов.
IFC для расчетов – конструктивный расчет требует только конструктивных компонентов. Программное обеспечение для расчета может использовать только часть информационной модели здания. Поскольку файлы IFC являются файлами открытого формата, они могут быть разбиты на части без применения программного обеспечения, которым они были созданы. Это можно сделать с помощью другого программного обеспечения для редактирования (рис. 37).
Рис. 37. Пример искажения передачи данных, посредством IFC-формата
Специализированное программное обеспечение для обнаружения коллизий работает путем импорта статических моде-
70