Autodesk и транспортная инфраструктура будущего

Будущее таких технологий в России обсуждали в Москве на конгрессе, организованном компанией Autodesk, мировым лидером в области технологий трехмерного проектирования (isicad.ru: (см. например, здесь).

BIM как основа

В этом году Московским Государственным строительным университетом (МГСУ) было сделано первое российское исследование на тему внедрения BIM отечественными компаниями. В нем были названы цифры, которые оказались очень близки к международным. Согласно исследованию, российским компаниям удалось достичь роста внутренней нормы доходности на 14-20% и сократить сроки окупаемости инвестиционно-строительного проекта на 15-17%.

В Autodesk утверждают: технология информационного моделирования – драйвер для дальнейшего развития российской транспортной отрасли. В то же время представители компании регулярно напоминают, что BIM – это новый процесс, требующий изменений от всех его участников. Autodesk ставит перед собой задачу научить людей правильно внедрять BIM, рассказывая, чем информационное моделирование отличается от устаревающих методов проектирования. «Мы не устаем повторять, что ПО – это всего лишь 20% успеха внедрения всей технологии информационного моделирования, – говорит Анастасия Морозова, генеральный директор Autodesk в России и СНГ. – Технология информационного моделирования может быть основана на решениях разных вендоров и их сочетании. Существует много программных продуктов, которые могут быть использованы для ее реализации и получения от нее пользы. Именно из-за этого государственные организации и заказчики могут позволить себе внедрять эту технологию. Таким образом они не заставляют использовать какое-то конкретное программное обеспечение, а пытаются дать отрасли более эффективный способ взаимодействия».

Высокий уровень интереса к технологии информационного моделирования отмечают и на государственном уровне. Сегодня Министерство строительства РФ работает над разработкой нормативно-правовых документов, которые позволят повсеместно внедрить и пользоваться технологиями информационного моделирования. Нормативно-правовую базу планируется завершить в 2016-2017 году. Начиная с 2017-2018 года, в технических заданиях на проектирование по государственному заказу будет указано, что работа должна быть выполнена с использованием технологии информационного моделирования. Также планируется установить квоты – около 20% государственного федерального заказа должно выполняться с применением технологии информационного моделирования. Впоследствии это условие планируется распространить на субъектовый и муниципальный заказы. Таким образом, в дальнейшем в проектировании будет расти доля проектной документации, которая готовится с использованием технологии BIM. И, если, например в 2018 году объект будет спроектирован с использованием технологии информационного моделирования, то в 2019 году будет развертываться стройка тоже с использованием этой технологии.

С необходимостью повсеместного внедрения технологии соглашается и Тимур Лубаков, начальник Управления строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства: «Применение BIM-технологий изменяет подход к деятельности по реализации проекта и преобразует традиционные процессы в BIM-процессы. В 2015-2016 годах Росавтодор запустил пилотные проекты с использованием BIM-модели. Ими стали два участка автомобильной дороги М-7 «Волга» на подъезде к городу Иваново. Проектировщиками выступили Автодор Инжиниринг и Моспроект. Использование принципов информационного моделирования позволило снизить риск ошибок и неточностей на этапе реализации проектов».

Для поддержки российских компаний на пути к внедрению информационного моделирования Autodesk в прошлом году выпустил открытый шаблон BIM-стандарта. Он призван помочь компаниям задать единые правила обмена информацией между заказчиками и субподрядчиками, а также ускорить принятие новых технологий, сократить сроки внедрения.

3D печать, префабрикация или монолит из карбона?

Так, в Autodesk рассказали о реальных проектах, в которых участвовала компания, где уже сегодня тестируются технологии будущего. Одно из направлений – новые методы сборного строительства (pre-fabrication), когда модули производятся на заводе, поставляются на строительную площадку и там собираются. Например, в Китае за 2 недели было собрано 30-этажное здание отеля, способное противостоять землетрясениям магнитудой до 9 баллов. Еще одно направление – строительные 3D-принтеры, которые позволяют производить объекты из бетона любой конфигурации и формы. Недавно в Дубае открылся первый 3D-напечатанный офис. На печать деталей и возведение одноэтажного здания площадью 250 квадратных метров ушло 17 дней и 140 тысяч долларов, что в два раза дешевле строительства такого же здания традиционными методами.

Хотя префабрикация имеет свои преимущества, при разработке инфраструктуры Hyperloop в Autodesk, напротив, предложили сделать конструкцию монолитной, причем изготовить ее весьма нестандартным способом. Общая концепция высокоскоростного транспорта была впервые представлена в 2012 году предпринимателем Илоном Маском, создателем PayPal, Space-X и Tesla Motors, который тогда же заявил, что не планирует сам заниматься ее реализацией, и предоставил такую возможность другим. В 2013 году компания Autodesk обратила внимание на то, что большинство планов Илона Маска касались конструкции капсул и движущего механизма, при этом разработке инфраструктуры трубопровода не было уделено достаточного внимания.

Чуть позже сотрудник Autodesk Джордан Брэндт разработал детальную концепцию создания Hyperloop. В основе этой концепции лежала идея трубы с бесшовной переплетённой структурой, усиленной карбоном. Предполагалось развернуть производство труб непосредственно на месте, это позволяло сохранить уровень давления и избежать трещин, которые были бы неизбежны при транспортировке отдельных частей. Кроме того, такое производство может компенсировать высокую стоимость материалов из углеродного волокна. Дополнительным преимуществом предложенного концепта стало то, что две трубы, по которым осуществляется движение в разных направлениях, расположены одна над другой со стыком между ними. Это позволяет одним процессом изготавливать сразу обе трубы. Кроме того, такая вертикальная ориентация позволяет обеспечить оптимальную конструктивную высоту трубы, и таким образом увеличить расстояние между опорами, на которых она держится.

Поскольку Калифорния считается сейсмически активной зоной, еще одним важным фактором является минимизация влияния землетрясений. Команда экспертов Autodesk по структуре композитов смогла проанализировать сейсмические характеристики местности, используя собственные технологии компании (Autodesk приобрела Firehole Technologies в 2013 году). Это позволило определить оптимальное расстояние между опорами. Кроме того, сокращение количества стыков и швов в проекте помогло значительно увеличить сейсмоустойчивость системы.

В Autodesk уверены: в России также возможно строительство и применение Hyperloop. Однако, если такая транспортная система будет реализовываться в России, движущие механизмы можно импортировать, а вот инфраструктуру разрабатывать нужно индивидуально, учитывая все особенности местности и маршрута.

Интеллектуальные помощники

Большую популярность набирают инструменты порождающего проектирования (isicad.ru: generative design, см. например, здесь). Впервые Autodesk заговорил о них в прошлом году. Суть порождающего проектирования заключается в том, что компьютеру ставится задача, задаются критерии, а дальше он перебирает множество вариантов и выдает наиболее оптимальные решения, в том числе и те, которые человек представить не может. При этом система прорабатывает не только геометрию объекта, но и материалы и их составы, а также способы сборки конструкции.

Кроме того, по мнению экспертов Autodesk, через десять лет в проектировании начнется активное применение интуитивных инструментов. Программы, связанные с подходящими базами данных и знаний, будут учиться распознавать различные образы. Еще один вид инструментов будущего, которые ожидают отрасль – эмпатические. Их появление будет напрямую связано с массовым применением искусственного интеллекта. Компьютер, в который будут заложены объемы данных, например, для проектирования объектов, будет брать на себя простые рутинные операции и сам принимать решения. Приобретаться будут уже не просто Autodesk Revit или AutoCAD, а «Проектирование шоссе класса А1».

Новое развитие информационных технологий

Сегодня в Autodesk уверенно говорят о том, что будущее уже наступило и все технологии, ставшие его главными проводниками, теперь применяются на практике. Россия не отстает: в нашей стране технологии будущего применяются не менее активно, чем в других странах. Российские проектировщики не уступают по квалификации своим западным коллегам. А это значит, что транспортная отрасль уже сейчас меняется в лучшую сторону, а в дальнейшем эти изменения станут еще заметнее и смогут вывести создание транспортной инфраструктуры на совершенно новый уровень.