Бесконечное моделирование: мы можем обогнать всех, если начнем бежать прямо сейчас

Часть 1. Смысл

В строительстве, как и в природе, во многом проявляется единство противоположностей. Вот и в способе передачи мысли от ее источника к потребителю действуют два принципа, являющиеся главными в информационном обеспечении строительства — концептуальный и наглядный.

Концептуальный способ позволяет выражать мысль быстро, за счет упрощения формы подачи и символизации ее содержания. Этот способ очень стар и за время своей эксплуатации оброс большим количеством рудиментов. Но в концептуальном способе представления информации нет ничего предосудительного. Более того, концептуальные приемы построения информации — незаменимы. Математика, как источник идей, также является наглядным примером первичности концептуального способа мышления.

Все существующие «наезды» на концептуальность в строительстве — следствие беспорядка в правилах манипулирования информацией. К самой, «чистой» концептуальности, как способу мышления и выражения мысли, безобразие с документооборотом в строительстве не имеет никакого отношения.

Наглядный способ выражения мысли еще более стар, чем концептуальный. Первые наскальные рисунки древних людей — первое наглядное представления действительности, хотя многие считают эти рисунки первыми концептуальными формами самовыражения.

Особенно обращается внимание на отображения людей в виде палочек и кружочков. Всегда в строительстве параллельно с концептуальным представлением информации шло представление наглядное. Наглядное представление трудоемко в изготовлении (было) и «красивые картинки» использовались лишь для целей рекламы. Даже когда узлы конструкции объекта прорисовывались в 3D, делалось это не столько для монтажников, сколько для заказчика проекта, для показа. Очень редко наглядно отображенные узлы шли «в дело», да и то, в сопровождении концептуальных схем. Когда все сообщество инженеров стремится быстрее выполнить свою работу и сдать ее заказчику, любые усилия связанные с созданием 3D графики излишни и отторгаются этим сообществом. Но! Без 3D не сделать расчетов, не сделать красивых и впечатляющих презентаций, и поэтому в зачаточном состоянии наглядный способ представления продолжал существовать вопреки всему.

Уж не знаю, кто и когда первым решил наглядность поднять на должный уровень, но в машиностроении это получилось довольно быстро и без особого сопротивления.

Затем строители стали все чаще использовать софт конструкторов-машиностроителей для проектирования как в 2D, так и все больше украшать свои проекты 3D графикой. Все больше расчетных программ стало использовать при расчетах не только концептуальные каркасы, но и полную 3D графику самой конструкции (машиностроение опять помогло). Красивые презентации стали нормой, а их отсутствие — аномалией. Где-то в этом потоке событий, как молния, мелькнуло слово «информация», и трехмерные построения стали «елкой», на которую начали навешивать «елочные игрушки» информационного сопровождения: сначала — только для показа, но все чаще и для дела. В недрах западной концепции делопроизводства в строительстве зародилась идея информационного моделирования как принципа проектирования. Появились термины BIM и IPD тесно связанные с наглядным способом представления информации. В кулуарах фирм-инвесторов все больше и больше обсуждают способы производства работ с высоким качеством, но с низкими требованиями к исполнителям работ, а значит высокой наглядностью при постановке задачи. Все больше в мире ощущается настоятельная потребность в наглядности не только конструкции объекта, но и в намерениях по производству работ. Скорость и полнота восприятия информации стала основой тренда BIM.

Но что с концептуальным способом изъяснения? Умер он или нет? Оказывается, не умер. Более того, он стал востребованным в самой идеологии BIM. Правда, концептуальность стала трехмерной. Возьмем модель небоскреба и представим себе ее в полном, с точностью до фасок на гайках, исполнении, да еще и прозрачной, чтобы были видны все детали. Ни один компьютер (из доступных) не потянет такую реалистичность. Приходится выкручиваться, упрощая графическое отображение конструкции, а в некоторых случаях заменяя графику элементов конструкции на объемные контуры-муляжи. А в целом явно начинает ощущаться потребность в концептуальности. Двигаться по огромной модели объекта невозможно без применения концептуальных способов организации информации.

Первыми это поняли разработчики спутниковых карт. Сейчас пользователи и не замечают как двигаясь от концептуальных, чисто условных изображений Материк — Страна — Город — Район — Улица — Дом, они переходят от общих, менее детализированных картинок, к более насыщенным. Это своего рода четвертое пространственное измерение макро-микро. В моделях строительных объектов, а в теории, и в моделях целых городов принцип будет тот же.

Часть 2. Реализация

Берем шар и сохраняем его как первый файл всемирной модели «Земля». Создаем контуры материков, океанов, морей и сохраняем их отдельными файлами. Контуры весьма упрощенные. Это может потянуть даже самая хилая компьютерная материальная часть и самый простой CAD-софт. Присоединяем внешними ссылками к первому файлу все остальные. Устанавливаем уровень видимости вложенности — 1, то есть мы видим только начинку внешней ссылки, но не видим внешние ссылки второго, третьего и пр. уровней вложенности. Получаем шар и контуры материков, океанов и морей на нем.

Двигаемся дальше по оси макро-микро. Выбираем какой-либо материк и нажимаем кнопку «Открыть ссылку». Что получится? — в новом окне откроется файл с контуром материка и... внешние ссылки с контурами стран. Выбираем контур нашей страны и опять открываем этот файл. Можно закрывать ненужные окна, можно сделать все красиво с автоматическим поворотом ракурса и т.п. эффектами. Для этого мощных программ и железа не нужно. Открыв файл со страной, видим контуры областей. Затем повторяя процедуру погружения, идем до контура города, района в городе. К файлу с контуром района подгружены файлы с контурами зданий и сооружений. Все инженерные подземные сети показаны только кружочками канализационных люков и квадратиками вентиляционных шахт. Все это почти в 2D. А вот дальше идет 3D.

С домами все понятно. Контуры здания созданы контурами этажей, как пирог, пронизанными линиями условных отображений сетей. Этаж детализирован на помещения, и эти помещения можно уже без особого напряжения показать «до болта и гайки». Здесь уже не надо детализировать общий контур участка модели более мелкими, здесь надо выбрать, либо заменить концептуальную картинку на детализированную, либо наложить детализированную на концептуальную.

С наружными сетями тоже не трудно все себе представить. Берем 2D геоподоснову (это чертеж территории с нанесенными на нее схематично изображенными подземными коммуникациями) и превращаем ее в 3D концептуальную. Если смотреть в плане, то это все та же геоподоснова что и была, но все линии, отображающие оси коммуникаций по оси Z выставлены в свои реальные отметки уровня залегания. Кружечки люков — на своих высотах, границы дорог — на своих и т.д. Все выполнено отдельными файлами по границам участков сети. Любой файл можно заменить на детализированную BIM-модель. Хотя и 2D контуры также имеют приписанные характеристики-свойства. Файлы подгружаются с указанных сетевых адресов, и где нужно запрашивается логин и пароль. С одной стороны мы имеем традиционное исполнение в концептуальном формате представления, а с другой, имеем огромную, размером с земной шар модель, состоящую из не мерянного количества файлов, лежащих на сотнях серверов, но связанных друг с другом невидимой нитью логики. Переходя от трехмерной детализации с точностью до фаски на гайках и болтах к концептуальным формам информации глобального уровня, мы можем спуститься к другим не менее красиво прорисованным гайкам и болтам на соседнем материке. И не нужно для этого суперкомпьютеров. Поскольку в память загружается только фрагменты графики, а ненужные тут же стираются, простого планшета или смартфона может хватить.

Часть 3. Информационная безопасность

Берем, скажем, выставку современной авиации. Показывают самые «продвинутые» образцы техники, в том числе и военной. А что скрывают? — Правильно, детали! Наивные обыватели думают, что это и есть «современное оружие». А войны уже идут, в том числе и кибер-войны. В этих войнах главное оружие — информация. Нельзя нападать открыто, это чревато нажатием большой красной кнопки «пуск». Но ущерб экономике можно нанести и исподтишка. Руками террористов или «случайными» событиями. Что означает остановка на два часа конвейера по непрерывному литью чугуна или стали знают не многие, но что такое остаться без Интернета, понимает уже каждый. Создание беспорядков и смену власти можно устроить, и не посылая войска. В стране, где каждая копейка на учете, одним небольшим «случайным» событием можно устроить дефолт. И никакие запасы ядерного или химического оружия не спасут.

В любой системе есть свои слабые места. Быстрый доступ к пониманию устройства инженерных коммуникаций, как наружных, так и внутридомовых, с одной стороны дает возможность быстро реагировать на кризисные ситуации, а с другой дает возможность быстро такие ситуации создавать. В настоящее время развитие технологии проектирования существенно опережает развитие технологии информационной защиты. Улыбки наших «партнеров» и бесплатный облачный сервис не должны вводить нас в искушение. Вот самый большой парадокс из области BIM: моделирование конструкции объекта и процесса его возведения тем актуальнее, чем выше ответственность проектируемого сооружения. Но чем выше ответственность, тем выше по идее должна быть информационная безопасность проекта. А моделирование повышает доступность к пониманию сильных и слабых сторон проекта, а это уже не безопасно. Слава богу, конструкцию атомных электростанций в облака никто еще не запихивал. Но разве городское хозяйство менее ответственно, чем сооружения энергетики? С ужасом жду появление 3D моделей в наших РЭУ и ДЕЗ-ах, где кадры почти все из-за рубежа, а уровень ответственности порою ниже нуля.

Но выход есть: лишить исполнительной документации все службы эксплуатации (ну, или почти все). Вместо нее дать сотрудникам этих служб доступ к глобальным информаториям, где все под контролем и есть возможность отследить, кто и как пользуется этими сведениями. Всем раздать специальные планшеты с вебкамерами и системой личной идентификации. С одной стороны затраты на содержание этих информационных банков значительно ниже, чем совокупные затраты на содержание различного рода архивов. Такой способ более надежен в техническом аспекте, поскольку больше уделяется внимания технической поддержке. Появляется возможность анализировать глобальные характеристики мегаполисов. Если кто-то задумает нехорошее, то больше возможности найти утечку информации. Охранять информацию проще, когда она сконцентрирована, правда, концентрация опасна с точки зрения потенциальной возможности всю ее уничтожить одним махом, но современные информатории — это не один компьютер, и даже не одно здание. Взорвав одно здание, информацию не уничтожить, а уж если она спрятана глубоко под землю, то и подавно. Короче, выход есть.

Часть 4. Эпилог

Наверное, с этого надо было начинать статью, но я далеко не первый, кто обращает внимание читателей на следующие факты.

В США все объекты госзаказа должны делаться по BIM технологии: закон принят и давно введен в действие. В Англии аналогичный закон уже есть и вступает в силу уже скоро. Затем тронутся с места Германия и Франция. Они подомнут под себя все проектирование в ЕС, и все инвестиционные проекты, связанные со строительством будут в обязательном порядке выполняться только по BIM технологии. Со стороны Азии нас поджимает Китай, где BIM уже применяют и скоро окончательно узаконят. Мы можем зарыть голову в песок и делать вид, что ничего не происходит, но это нам не поможет. Рано или поздно наше правительство будет загнано в угол, и у нас начнется BIM-БУМ. Как всегда — с лозунгами «догоним и перегоним». А ведь мы можем всех обогнать. Легко. Если бежать начнем прямо сейчас.