isicad.ru :: портал САПР, PLM и ERP :: версия для печати

Статьи

26 января 2015

Технология BIM: стандарты и классификаторы

Владимир Талапов

Владимир Талапов
От редакции isicad.ru: Владимир Талапов подготовил новую монографию «Основы BIM: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий» и любезно предоставил нашей редакции право предварительной публикации некоторых глав (см. «BIM: что под этим обычно понимают. Второе издание» и «BIM и картофель»).

Сегодня мы предлагаем вниманию читателей параграф из новой книги, посвященный весьма обсуждаемым понятиям: стандартам и классификаторам.

Технология BIM на высоком уровне государства или крупных компаний – это, прежде всего, правильная организация потоков проектно-строительной и технологической информации. Интересно, что организаторы строительства олимпийских объектов в Лондоне, не имея опыта использования BIM в таком масштабе (его никто в мире тогда не имел), быстро поняли первостепенную важность отработки именно информационного взаимодействия подрядчиков, унификации этого взаимодействия и его автоматизации. Они потратили на решение этих вопросов немало времени и усилий, но затраты окупились несомненным успехом всего проекта (своевременное и точное планирование и исполнение всего задуманного, экономное расходование ресурсов).

Ещё организаторам Олимпиады в Лондоне помогло то, что в Великобритании на тот момент уже имелся достаточно разработанный государственный стандарт BS1192 («Совместное производство архитектурной, инженерной и конструкторской информации»). Наличие такого стандарта позволяло сравнительно быстро систематизировать требования к проектно-строительной документации и автоматизировать проверку их выполнения при поступлении проекта в общую систему. Если проект не удовлетворял каким-то условиям BS-1192, то система его не принимала, а это означало для подрядчика, что он работу не закончил, и вместо оплаты может получить штрафные санкции. Если же система принимала проект, то это гарантировало остальным участникам возведения олимпийских объектов, что они без опасений могут использовать эту информацию для привязок, согласований и в иных целях совместной работы.

Разработка государственного стандарта – это всегда ответственная, а потому большая и долгая работа. В частности, стандарт BS1192 создавался в течение десяти лет. Причиной его появления стало то, что первоначально в Великобритании вообще никакого стандарта на эту тему не было. После появления стандарт BS1192 был проверен на мелких, средних и крупных проектах. Интересно, что в процессе разработки авторами изучались уже имеющиеся стандарты других стран, но в итоге был сделан вывод, что в рассмотренных документах нет ничего такого, что можно было бы принять в качестве стандарта Великобритании, так что в значительной мере BS1192 разрабатывался «с нуля».

Проект BS1192 был основан правительством Великобритании под названием «Аванти» (Avanti) и зарегистрирован в Британском институте стандартов (BSI). В рамках проекта сформировалась рабочая группа BS1192, которая до сих пор разрабатывает все стандарты для архитектуры, инженерии и строительства. В эту группу были отобраны люди, которые действительно понимали необходимые требования и нормы, а также те, кто способен работать над стандартом в целом. В результате BS1192 стал своеобразным обобщением всех стандартов, которые были созданы в BSI по информационно-строительной теме в соответствии с запросами правительства Великобритании.

Сегодня стандарт BS1192 существенно расширился и существует уже в четырех частях:

1) PAS 1192-2:2013 - спецификация по управлению информацией при капитальном строительстве с использованием информационного моделирования зданий;

2) PAS 1192-3:2014 - спецификация по управлению информацией на этапе эксплуатации объекта с использованием информационного моделирования зданий;

3) PAS 1192-4:2014 - совместное производство информации, часть 4: выполнение требований по обмену информацией с использованием кодов COBie;

4) PAS 1192-5:201_ - безопасность информации (в номере стандарта год пока не проставлен, поскольку на момент написания статьи эта часть ещё не была официально выпущена).

Как и задумывали создатели, стандарт BS1192 продолжает развиваться, так что процесс его «деления» на составляющие будет идти и дальше. Мы здесь не будем подробно описывать содержание этих частей, а отошлем интересующегося читателя к специальной литературе (рис. 1).

Талапов-68-1

Рис. 1. Все части стандарта BS1192 имеют обозначение PAS 1192-N и находятся в свободном и бесплатном доступе по всему миру

Итак, BIM-стандарт нужен для правильной организации формирования, передачи и использования информации, возникающей при использовании информационного моделирования. В первую очередь это относится к большим проектам, но и для малых такой «стандартный» подход не является лишним. Например, один из возможных сценариев внедрения BIM (в крупной или небольшой организации) заключается в том, что взаимоотношения между исполнителями стараются выстраивать на основе PAS 1192-2:2013. Конечно, речь идет не о слепом копировании, всё равно придётся что-то менять с учетом местной специфики, однако это уже правильный путь по внедрению, имеющий некую основу, которая облегчит создание внутреннего регламента работы организации. Однако надо помнить, что стандарт относится к технической стороне вопроса, а описанные ранее «десять заповедей» внедрения BIM остаются в силе, и именно их соблюдение определяет коммерческий успех перехода на новую технологию.

Отметим ещё, что первоначально BS1192 разрабатывался не как BIM-стандарт (тогда технология BIM ещё массово не внедрялась, о ней вообще мало кто знал), но он стал таковым в процессе использования. Это говорит о том, что его создатели действительно вложили в стандарт новые, причём очень перспективные идеи, оставив при этом внутри документа большое поле для развития.

Теперь о классификаторах и их роли при внедрении и использовании BIM. Давайте вспомним, что:

1) BIM – технология объектно-ориентированная, поэтому при создании модели ключевую роль играют базовые (библиотечные) элементы, представляющие определенные элементы здания.

2) Эти библиотечные элементы содержат определенную информацию о соответствующих строительных элементах, которая может понадобиться как сейчас, так и для дальнейшей или полной проработки (анализа) проекта (модели здания).

Например, у каждого строительного элемента есть стоимость и стоимость монтажа, значения которых могут совершенно не интересовать проектировщика, помещающего этот элемент в модель, но которые весьма важны для сметчика и строителя. Тогда вопрос: откуда возьмутся значения стоимость и стоимости монтажа у элемента, помещенного в модель?

Первый и кажущийся «самым простым» вариант ответа: сметчик, получив модель от проектировщика, присваивает всем её элементам соответствующие значения, как показано на рисунке 2. Но это путь долгий, трудно контролируемый и постоянно приводящий к человеческим ошибкам.

Талапов-68-2

Рис. 2. Пилотный проект: наземная часть вестибюля и подземный участок одной из станций Московского метрополитена. Особенностью пилотного проекта была возможность расчёта стоимости объекта на любом этапе (от ТЭО до РД) через пользовательские атрибуты элементов. Работа выполнена в Bentley AECOsim Building Designer

Второй, на вид «более сложный», но в итоге самый простой и эффективный при работе вариант: все значения стоимости и стоимости монтажа введены в библиотечные элементы заранее, так что они оказываются в модели сразу после вставки элемента, образно говоря, «помимо воли проектировщика».

Конечно, второй вариант предполагает, что мы уже имеем заранее созданный классификатор используемых нами строительных элементов, причем в виде библиотеки для информационного моделирования.

Такой классификатор можно создать для организации, крупной вертикально интегрированной компании (холдинга) или даже всей страны. Последнее является наиболее предпочтительным вариантом, поскольку унифицирует все строительные проекты в масштабах государства и делает их более доступными для анализа, контроля и совместного использования. Фактически создание для всей страны классификатора строительных элементов является необходимой составной частью государственной стандартизации проектно-строительной отрасли. Такой классификатор играет особенно важную роль, если ставить вопрос о внедрении BIM в масштабах целой страны. Следовательно, этот вопрос и решаться должен государством.

Как на практике выглядит использование классификатора при информационном моделировании зданий? Очень просто: вставляемый в модель элемент имеет в свойствах код по классификатору и другие подобные характеристики, по которым затем может вестись специфицирование. Возможность вводить такие значения предусмотрена практически во всех современных BIM-программах (рис. 3).

Талапов-68-3

Рис. 3. Колонна и окно, как библиотечные элементы, и их характеристики, среди которых предусмотрены и коды по классификаторам. Программы Autodesk Revit и Bentley AECOsim Building Designer

Использование классификаторов строительных элементов при информационном моделировании имеет целый ряд неоспоримых преимуществ:
  1. Уменьшает количество проектных ошибок.
  2. Повышает качество проектов.
  3. Обеспечивает более высокий уровень взаимодействия между исполнителями в рамках одного или нескольких проектов.
  4. Обеспечивает правильный обмен, в том числе через формат IFC, модельной информацией для пользователей, работающих в разных BIM-программах.
  5. Существенно облегчает выполнение комплексных проектов большого объема, в том числе и государственного уровня.
  6. Существенно облегчает составление смет, определение стоимости и планирование строительно-монтажных работ, управление логистикой и строительством.
  7. Существенно облегчает подготовку тендерных условий и оценку поступивших на конкурс предложений для заказчиков, а также подготовку самих конкурсных предложений со стороны исполнителей.
  8. Увеличивает продуктивность работы проектировщиков, строителей и эксплуатационщиков, причем как по отдельности, так и взятых вместе.
Разработка национальных (наднациональных) классификаторов ведётся во многих странах мира. Среди систем, претендующих на такую роль и конкурирующих друг с другом, можно отметить CCS в Дании, NS 3451 в Норвегии, Master Format Divisions в США. Но две разработки заслуживают того, чтобы их отметили особо:

1) OmniClass - Система Строительной Классификации (известна ещё как OCCS). Разрабатывается Международной организацией стандартизации (ISO) с начала 1990х годов. OmniClass - система организации информации для строительной промышленности, полезная для многих приложений, от организации библиотеки материалов и документации о товаре до информации по проекту со структурной классификацией для электронных баз данных. Она включает в себя некоторые подсистемы: MasterFormat - для результатов работы, UniFormat - для строительных элементов, EPIC (Electronic Product Information Соореration) - для элементов оснащения. Система широко распространена в мире. На рисунке 3-3-8, например, хорошо видно, что в свойства библиотечного элемента «колонна» в программе Autodesk Revit уже заложен код OmniClass.

2) COBie (Construction-Operation Building information exchange) - Обмен информацией о здании от строительства к эксплуатации. Система впервые появилась в США в 2007 году, в 2011 вошла в американский национальный BIM-стандарт NBIMS. В Великобритании COBie является составной частью стандарта PAS 1192-4:2014, а её использование определяет третий уровень «зрелости BIM». Задача системы COBie – позволить людям, далёким от моделирования, проектирования и информационных технологий (то есть службе эксплуатации) работать с данными, полученными в ходе проектирования и строительства объекта. Система определяет порядок формирования xls-таблиц, в которых на разных фазах проекта (от проектирования до строительства и пуско-наладочных работ) накапливается разного рода информация об объекте. В результате конечному пользователю (инженеру службы эксплуатации) для поиска нужной информации, например, о каком-то оборудовании в конкретном помещении, не придётся искать эту информацию в исполнительной документации, он быстро найдёт её в общей таблице, отфильтровав данные в ней по двум-трём колонкам.

На сегодняшний день уже совершенно ясно, что число классификаторов строительных элементов в мире растёт, поскольку эти классификаторы решают для своих создателей и конкретные коммерческие задачи (каждый национальный классификатор собирает вокруг себя клиентуру, ориентированную на строительную индустрию именно этой страны), так что единого общемирового классификатора не будет. Сейчас даже обсуждается вопрос о создании некоего международного стандарта для национальных классификаторов, чтобы они лучше взаимодействовали друг с другом.

Конечно, стандарты и классификаторы, какими бы хорошими они не были, сами по себе, «в одиночку», проблемы внедрения и эффективного использования BIM не решают, здесь всё «очень комплексное». Но и без них нельзя.

Рассмотрим одни пример. На рисунке 4 показаны многослойные стены. Проектировщикам очень удобно такие стены строить одним инструментом, а затем работать с ними как с едиными объектами. А вот строителям, наоборот, это крайне неудобно, поскольку в жизни они сначала создают несущий каркас стены, а потом уже (обычно силами других специалистов) монтируют утеплитель и завершают отделку. Следовательно, все компоненты стены они должны отдельно (независимо) расценивать и включать в производство.

Талапов-68-4

Рис. 4. Семейства многослойных стен существенно облегчают труд проектировщиков-архитекторов

Чтобы строителям было хорошо, проектировщикам придется вместо одной многослойной стены делать, например, семь однослойных (кстати, на сегодняшний день это самая распространенная рекомендация для действий в подобных ситуациях), и так с каждым сложным объектом. Нетрудно предположить, что теперь вместо строителей «будет плохо» уже архитекторам.

Мы же по своей душевной доброте хотим, чтобы хорошо было всем. Но что для этого надо? Ответ простой: надо, чтобы информационное моделирование велось на основе элементов строительного классификатора. Это, в свою очередь, предполагает, что:

  1. Национальный классификатор строительных элементов к настоящему моменту существует уже сам по себе.
  2. Этот классификатор реализован в виде компьютерной библиотеки, пригодной для BIM.
  3. Используемые BIM-программы позволяют «расчленять» сложные модельные объекты на составляющие элементы по классификатору, а также наоборот, собирать базовые элементы в более сложные группы для работы с ними как с единым целым.
Если эти условия будут выполнены, то мы можем рассчитывать на эффективное комплексное внедрение BIM в цепочке «проектирование – строительство – эксплуатация», поскольку моделирование становится одинаково удобным и одинаково полезным для всех участников процесса, о чем неоднократно писал Олег Пакидов. Если нет, то указанная цепочка «проектирование – строительство – эксплуатация» с точки зрения информационного моделирования «рассыпается», и BIM будет эффективно работать лишь в отдельных её звеньях.

Все права защищены. © 2004-2024 Группа компаний «ЛЕДАС»

Перепечатка материалов сайта допускается с согласия редакции, ссылка на isicad.ru обязательна.
Вы можете обратиться к нам по адресу info@isicad.ru.