Технология BIM. Дифференцированная строительно-производственная информационная модель здания как основа строительного конвейера

В своей статье «Технология BIM или архитектурный конвейер» я рассмотрел, в сравнении с автомобильным конвейером, технологию информационного моделирования зданий в проектировании, которая фактически заканчивалась созданием интегрированной проектной модели и на её основе — пакета рабочих чертежей.

Теперь возникает естественный вопрос, а что, на этом конвейер останавливается? Естественно нет, тогда это уже не конвейер. Результат любого конвейера — это конечная продукция. Чертежи и проектная модель — это не строительная продукция, а только её виртуальный образ-идея.

Итог строительного конвейера — это исполнительная модель реально построенного здания и полученная конечная строительная товарная продукция в виде готового объекта. Но использование этой технологии для строителей пока мало внедряется. Поговорим о причинах этого явления и имеющихся потенциальных возможностях в этой области, и попробуем показать использование технологии BIM именно в строительстве. Для этого предварительно необходимо рассмотреть полную схему трансформации информационной модели здания:

Мы видим, что трансформация модели не сводится к трём видам: проектной, строительной и эксплуатационной — как это обычно показывают, говоря о технологии BIM, эта трансформация значительно сложнее. Как правило, пока все разговоры и дискуссии о BIM в основном сводятся к созданию общей интегрированной проектной модели, и рассуждениям о том, что строители не хотят пользоваться данной технологией. А чем им пользоваться и как?

Разве у строителей есть надлежащим образом подготовленная и наполненная нужной информацией строительная модель? Их что научили, как и в чём с ней работать? Нет. Есть то, что считают нужным сделать для себя проектировщики, и они уже тут много достигли. Но почему модель тогда не развивают дальше, не готовят для строителей? Получается временный разрыв в освоении технологии. Уже многие проектировщики понимают для себя перспективность новой технологии и пользуются ею, а строители пока не видят возможности использования её в повседневной работе. Для начала им надо понимать, для чего она нужна, какой должна быть и как ею пользоваться.

А исполнительная модель, о которой вообще мало кто говорит? Ведь это фактически итог всего процесса реального строительства здания, его отражение в виртуальной модели, так нужное в процессе эксплуатации — это итог работы строительного конвейера. Масса исполнительной документации необходимой для сдачи объекта тоже легко будет получена из исполнительной модели.

Здесь, как я уже говорил раньше, локомотивом внедрения BIM для строителей должны выступить инвестиционные, проектно-строительные фирмы, у которых эта технология наиболее быстро принесёт прибыль и во внедрении которой будут заинтересованы все участники процесса как единого законченного цикла по созданию товарной строительной продукции. Когда строители и заказчик научатся пользоваться в повседневной работе информационной моделью и поймут её возможности, они сами откажутся от мало информационных 2D чертежей.

Теперь о главном. Допустим, мы уже получили интегрированную проектную модель здания: как её сделать полезной для строителей?

Строительная модель будет отличаться от проектной. Не всё, что есть в проектной модели нужно строителям, зато многого, чего нет в проектной модели, необходимо строителям в повседневной работе.

Тут очень большое значение имеет степень детализации и информативности этой модели. Проектировщики, чтобы не утруждать себя лишней работой, многие мелкие элементы могут показать просто в 2D узлах, не детализируя всё в модели и нормы: это им позволяют. А для строительной модели, именно максимальная детализация и информативность позволяет её эффективно использовать в оперативном планировании.

Конечно, не следует доводить всё до абсурда. Кровлю, например, можно показать условно, а можно показать её основные элементы: водостоки, молниезащиту, антенны, снегозадержатели, ограждение, элементы коньков, рёбер, разжелобков и т.д.. А вот мелкие элементы: метизы, скобы, различные соединительные пластины и уголки можно учесть, например, в элементах стропил или в сметах, учитывая нормы расхода. Но всё это должно быть в строительной модели, если мы хотим приобщить строителей к этой технологии.

Вот тут-то и нужен новый норматив, которые заставлял бы проектировщиков в обязательном порядке создавать информационную модель и который бы чётко регламентировал степень её детализации в зависимости от поставленных задач и с естественной оплатой их работы. Да и строителям необходимо менять технологию работы с проектной и исполнительной документацией.

Строителям нужен совершенно другой, фактически обратный процесс: дифференциация модели по множеству различных критериев и признаков (по конструктивным элемента, этажам, захваткам, секциям, материалам, узлам и т.д.) в зависимости от текущих задач и планирования, на основе различных дифференцированных элементов своей оперативной деятельности. Более того, строители фактически должны создать модель заново, параллельно с реальным строительством, и все изменения, проведённые в процессе строительства, должны быть отражены в модели, которая превратится в исполнительную или реальную модель здания, а она, как мы знаем, часто сильно отличается от проектных решений.

Здесь и кроется главное отличие строительного конвейера от, например, автомобильного. В последнем созданная модель воспроизводится в изделии, автомобиле, с точностью до долей миллиметра, а в строительстве по ряду субъективных, а часто и объективных причин, может значительно отличаться от проектной модели. Это одна из причин того, почему в машиностроении намного быстрее внедрили полный цикл управления изделием.

На основании исполнительной модели строители и будут создавать исполнительную документацию для ввода объекта в эксплуатацию и передачи заказчику, а саму исполнительную модель передадут уже инвестору для эксплуатации, который в свою очередь перед этим наполнит её своим оборудованием и другой информацией и получит эксплуатационную модель.

Совсем скоро, на основе именно исполнительных моделей, будет создан государственный реестр всех существующих зданий с присвоением им регистрационного номера и привязкой к координатам земельных участков и их кадастровым номерам, а также с сохранением в общей базе данных. На основании этих моделей будет вестись различный учёт и выдаваться разрешения, например, на реконструкцию. Это логичный шаг, после массового внедрения информационной технологии в строительстве.

Городские эксплуатационные организации смогут использовать исполнительную модель, например, для определения места реальной прокладки коммуникаций и их грамотной эксплуатации.

Уже на первом этапе перехода от проектной к строительной модели, нужно ввести в неё много новых объектов и данных, которые будут использоваться именно строителями в их повседневной деятельности по организации работ и планирования, при заказе строительных материалов, механизмов, рабочей силы и так далее. Например, для разработки строй генплана необходимо будет ввести объекты, которые не нужны были при проектировании.

Для оперативного планирования, например, используя ArchiCAD, в сметах необходимо заложить всю нужную для планирования и расчётов стоимости информацию из ГЭСН и другие данные привязанные к конкретным объектам модели.

Возникает естественный вопрос: а как строители будут работать с моделью и её информацией? Моё мнение (да и Мартин Дэй в одной из своих статей об этом же писал), что формат «Construction Operations Building Information Exchange (COBie)», который предлагают для этой работы, мало эффективен и полезен.

По моему мнению, наиболее эффективно строители могут использовать данную технологию, используя в своей работе программы, в которых была создана общая интегрированная проектно-строительная информационная модель. Ведь это так логично и именно при таком подходе строители сами смогут получать всю нужную им информацию и вводить изменения в исполнительную модель. Другими словами, строители должны иметь возможность полноценной работы с проектной моделью и доступ к любой информации из неё, а не работать с суррогатной информацией из дополнительных программ.

Например, планируя работу на месяц, прораб, может просто выделить один этаж и все спецификации отправить файлом в ПТО, для заказа материалов, механизмов и рабочей силы. И ПТО сразу будет иметь готовые комплектовочные ведомости. Но для этого потребуется перестройка и переучивание работников производственных отделов и линейного персонала, которые должны будут уметь пользоваться моделью и вносить в нее соответствующие изменения в пределах своей компетенции.

Фактически производственный отдел или производственно-проектный, совместно с линейными работниками будет поэтапно заново создавать уже исполнительную модель здания, в которой вся информация об объектах модели будет содержать реальные данные.

Естественно возникнет вопрос авторских прав проектировщиков на саму модель здания и те информационные объекты, которые были использованы при проектировании, но думаю, что и их можно будет решить в процессе работы.

Это ещё раз подтверждает, что наиболее эффективно осуществлять внедрение BIM именно в проектно-строительных фирмах, хотя, естественно, и другие рано или поздно перейдут на эту технологию, иначе просто не выдержат конкуренции.

Передовые производители программ уже не только думают, но и делают серьёзные шаги для эффективного использования своих программ не только проектировщиками, но и строителями. Так, например, флагман внедрения технологии BIM — GRAPHISOFT в новой версии ArchiCAD 17 много внимания уделил именно работе с реальными материалами, простому созданию на их основе наглядных интерактивных, динамичных 3D узлов и чертежей, полностью повторяющих реальный процесс строительства, поддержке важных ассоциативных связей между конструкциями зданий и многому другому. Хотя в соответствующем пресс-релизе на новых возможностях именно для строителей, к сожалению, почему-то не было акцентировано внимание. ArchiCAD — универсальная программа, с колоссальными возможностями, которые ограничены только вашей фантазией и умением ей пользоваться. При правильной его адаптации к потребностям вашей фирмы и подготовке соответствующего информационного сырья для него, им с успехом могут пользоваться все участники строительного процесса, а не только архитекторы, как многие ошибочно считают. Тем самым компания GRAPHISOFT своей политикой показывает, что ArchiCAD — это не только камертон архитектора при проектировании зданий, но и скрипичный ключ строителей в процессе его возведения.

Дифференциация модели строителями — это, как бы её виртуальная разборка на отдельные нужные для работы конструктивные элементы для поэтапного использования, и с этой задачей прекрасно справляется ArchiCAD. Тут пригодится то, что я говорил в прошлых статьях: проектируйте виртуальную информационную модель, имитируя будущее реальное строительство, и тогда сделаете её незаменимой для использования в реальном производственном процессе.

Например, оставив видимым только фундамент, мы сможем получать по нему любую необходимую нам информацию при реальном строительстве с полной наглядностью в 3D, не загромождая модель лишней на данном этапе информацией, получить все спецификации и потребность всех ресурсов. И так можно сделать по всем конструктивным элементам, даже не созданным в самой программе, а импортированным в общую интегрированную модель извне — например, по металлическим фермам, импортированным из мощной конструкторской программы Tekla. Строители будут вносить изменения, которые будут отражать реальную информацию о строящемся объекте, например, замену оборудования, отличного от проектного.

Если мы создадим для строителей наглядный проект строй генплана, то сможем по нему быстро и эффективно организовать безопасную и продуктивную работу на площадке.

Производственный отдел, применив необходимые критерии отбора материалов и конструкций, сможет сразу получить заказные спецификации, отправив их на завод производящий, например, железобетонные изделия или металлоконструкции. Строительная модель хороша тем, что она даёт возможность получить значительно больше информации, чем это предусмотрено проектом и действующими нормами, сократить непроизводительную работу производственно-технического отдела строительной организации. Возьмите окна: что предусмотрено в спецификации заполнения оконных проёмов по ГОСТ? Минимум информации. А по модели, мы можем получить сразу количество и размеры, например, подоконного отлива, его форму и вид материала подоконной плиты, площади внутренних и наружных откосов (например, для планирования и расценки прорабом этих работ штукатурам), количество и вид материалов для установки окна, высоту установки, размер проёма и размер коробки, размер четверти, эскизный вид окна, схему открывания створок, тип стекла, марку окна по ГОСТ, то есть всю информацию, необходимую ПТО для составления заказа и производителю работ в планировании повседневной деятельности. И так практически по всем конструктивным элементам. Рутинная работа строителей значительно упрощается. И что, как не программа, в которой была создана общая интегрированная модель, может быть наиболее эффективно тут использована?

Все создаваемые файлы экспорта и импорта никогда не дадут такого же результата, как работа в той же программе, в которой работали и проектировщики. Многие скептики сейчас начнут возражать, что строители никогда этого делать не будут. Будут, если захотят быть конкурентно-способными и получать больше прибыли. Это уже реально можно делать сейчас. Да и производители программных продуктов не стоят на месте, а начинают вести свою работу и с учетом требований строителей, понимая всю важность для себя завоевания этого большого сегмента рынка. А кто ещё не пришёл к этому очевидному выводу, вынужден будет срочно догонять флагманов отрасли.

Да, ввиду несовершенства современных программ, интегрированная модель не будет пока полностью интерактивна, динамична и ассоциативна, но уже имеющиеся возможности открывают новые перспективы не только для проектировщиков, но и для строителей. Внедрение этой технологии даст ожидаемый эффект и результаты, только при её комплексном использовании всеми участниками строительного конвейера.