Как динамические блоки превращают AutoCAD в полноценный инструмент BIM

Во многих CAD-продуктах, особенно в «вертикальных», динамически можно менять основные компоненты графики. Яркими примерами служат такие архитектурные элементы как стены, проемы всех видов, колонны и многое другое.

В данной статье я детально опишу полный цикл создания небольшого участка конструкции гипсокартонной перегородки в технологии BIM, включая как саму конструкцию, так и процесс ее возведения. Программная среда — «голый» AutoCAD. Любое вертикальное приложение на основе ядра этой программы может выполнить аналогичное моделирование. Моделирование процесса возведения конструкции и планирования производства работ будет выполнено в среде MS Project. Есть и другие программы планирования, которые с успехом также могут справиться с этими задачами.

Сразу хочу отметить, что технологий на тему BIM много и не стоит противопоставлять их друг другу только лишь из-за желания возвеличить свой выбор ПО.

На рисунке ниже отображены основные этапы моделирования, которые лично я применяю в своей работе:

Начну с напоминания, что BIM это не только конструкция объекта. Это еще и описание процесса производства работ при его строительстве. Если мы намерены заранее смоделировать процесс производства работ, то естественно, все, что мы спланировали надо реализовать. Иначе, зачем тогда планировать?

Планирование нужно для решения многих проблем и в частности проблемы интенсификации труда. Вся стройка разделена на участки. При строительстве жилых или офисных зданий, это, как правило, помещения которые указаны в экспликации помещений и участки территории вокруг самого здания. Если рассматривать каждый участок в отдельности с точки зрения производства на нем работ (а участок в обязательном порядке является одним из ресурсов, который приписывается к задачам при планировании работ), то на графике использования данного ресурса видно вопиющее безобразие, поскольку простои этого ресурса самые большие среди всех ресурсов, задействованных в проекте.

Я в модели участок показываю 2D полилинией проведенной по границам помещений или на плане территории. Полилиния объединена в простой блок с атрибутами «номер участка», «площадь участка», «этаж» и пр. В вертикальных приложениях есть другие, не менее удобные способы зонирования, правда их экспортировать или видеть в других редакторах DWG-формата иногда проблематично. У меня же просто есть специальный слой в модели, в котором собраны все участки.

Сколько обычно работает на стройке человек? Проходя мимо строительства, мы наглядно видим, как мало там работает людей. Порою стройки нам кажутся необитаемыми. Этому есть весьма объективные причины. Одна из них — трудности с обеспечением работ. Строители, шутя, говорят — «любой дом строит один человек — крановщик». Вот сколько крановщик подал материала, столько и работы сделано. Это верно и кроме крановщика есть еще узкие места не позволяющие интенсифицировать работы.

Есть такая проблема как взаимодействие бригад. Еще есть проблема ответственности за качество работ. Все проектирование должно быть нацелено на качество выполнения работ, то есть в короткие сроки с самым высоким качеством и с минимальными непроизводительными расходами. То, как построен проект и как им пользоваться во время строительства, решает всё.

Итак...

Исходные данные:
Классический пример коммерческого подхода к проектированию — на начальной стадии, создается эскизный проект с фасадами и планами этажей. Эти планы и есть наши первые исходные данные.

Сразу скажу, что у меня есть в базе лифт ЩЛЗ без МО, грузоподъемностью 1000 кг. Он, правда, не поперечный, а продольный, но в данной ситуации это то, что надо, поскольку лифтовой холл такой большой не нужен, а на сэкономленной ширине мы установим вентиляционные стояки. Если заказчик в один совсем не прекрасный день, захочет лифт поставить другой, то он наверняка будет меньше этого и переделывать вентиляцию, я надеюсь, не придется.

Про туалеты с выходом к лифту я скажу только одно — ну погорячились, с кем не бывает. С момента начала моделирования их двигали в кулуарах заказчика раза три. Мне прислали окончательный, утвержденный вариант, который я в процессе моделирования тоже весьма сильно отрихтовал с учетом эргономики.

В офисных зданиях перегородки на этажах весьма часто делают гипсокартонными. Это ускоряет процесс монтажа и решает массу проблем с прокладкой внутренних сетей. Они считаются несгораемыми и имеют достаточный уровень огнестойкости. Но когда речь заходит о перегородках вокруг туалета, то заказчики всех мастей почему-то хотят делать их из кирпича.

Вот перед нами доработанный план (правда, это не совсем план, а снимок с участка модели). Не забываем, что стадию П и РП мы как раз и делаем сами. Между П и РП тут разницы нет.

Итак, поехали!

Все, что на плане отображено зеленым — гипсокартонные перегородки. В районе умывальников только до уровня раковин. Тип облицовки определен блоками-маркерами в специальном разделе, который сделан из первого пространства листа.

То, что вы видите на плане — черновая модель, которую можно делать чем угодно и как угодно. Главное, чтобы потом конструктора поняли, с чем имеют дело. Им передаются габариты и главные определения конструкции. Для этого сделан один единственный динамический блок-маркер, в котором заложены все необходимые типы перегородок.

Что такое блок-маркер? Это блок, графика в котором символизирует некоторый тип материалов или изделий. У этого блока есть атрибуты, в которых определены тип примитива, цвет, толщина и тип линий, которым этот примитив нарисован. Есть одно правило. Блок-маркер должен лежать в том же слое, в котором лежат те элементы графики, которые этот блок-маркер собственно и маркирует своими свойствами.

У меня блок-маркеры выполнены динамическими блоками. В них заложено множество представлений графики и множество свойств тех реальных материалов, которые надо приписать к конкретным примитивам модели.

С атрибутами этих блоков я сильно не напрягаюсь. Я не делаю отдельные атрибуты на вид элемента, отдельно на цвет, отдельно на тип линий и т.п. Я сделал один единственный атрибут «метод расчета» и там указываю на языке AutoLisp выражение с запуском нужной мне функции, в аргументах которой как раз и перечислены все требуемые настройки данного блока на тип, цвет и пр. Более подробно я об этой технологии напишу в следующей статье.

Возьмем наши перегородки: Те, которые я хочу делать как односторонние 75 мм. с облицовкой плиткой, я раскрасил в 72 цвет. Это оттенок зеленого. Те, которые односторонние 100 мм. с облицовкой гипсокартонном я покрасил в цвет 82. Двухсторонние перегородки с облицовкой плиткой с обеих сторон толщиной 100 мм. покрасил в 62 цвет. На самих блоках-маркерах нарисована схема облицовки, по которой можно понять внутреннее строение перегородки. В настройках блоков указана ориентация на элемент 3D-солид конкретного цвета. У меня есть масса всяких макросов, которые найдя данный блок-маркер, могут, используя его ориентированность на конкретный тип элементов графики, делать с этой графикой что угодно. Считать площадь, деля объем на толщину перегородки. Управлять видимостью данных графических элементов и видимостью их окружения. Практически все, что делают дорогие вертикальные приложения.

Двигаемся дальше.

Конструктора, получив от архитектора черновую модель планировки, набивают эту модель своими системами.

Повторюсь, строим все, вплоть до гвоздей.

В листах вы можете разложить любую стенку в плане и профиле. Проставить размеры и дать пояснения, но это совсем не главное. Главное — дальше.

Эту стенку надо смонтировать виртуально, то есть расписать работу по ее монтажу, с привязкой к этой работе материалов, инструмента и исполнителей. С этой целью у Knauf есть технологические карты, где все пронормировано и разжевано, МДС 81-39.2005 в частности. Расход материалов можно считать по формуле, где полученную площадь вы умножаете на норму по технологической карте. Можно считать поштучно. Для этого надо все материалы представить в модели какими-нибудь элементами графики и написать в блоке как их обрабатывать. В другой статье расскажу более подробно.

Далее, берем MS Project и создаем файл, в котором будут расписаны все работы на данном участке. Сразу хочу заметить, что на этаже есть один, глобальный участок — сам этаж, в него вложены участки поменьше — комнаты и туалеты, а туалеты разделены еще на три участка. Мы будем описывать работу для участка, общего для туалета, поскольку монтаж гипсокартонных перегородок относится к общей работе в туалете, а вот облицовка кафелем потребует точного указания в какой именно кабине надо его класть.

Работы на данном участке начинаются с того, что есть огражденная со всех сторон коробка туалета. Перегородки из кирпича, которыми выложен туалет, относятся к работе на глобальном участке — весь этаж. Представлены они в другом файле, который для нас — просто внешняя ссылка. В том файле и чертежи на эти перегородки, и блок-маркеры свои. План производства работ на том, глобальном участке тоже свой. А у нас тут получается следующее.

Вся работа состоит из производственных заданий. Каждое производственное задание должно составляться так, чтобы прораб мог принять работу, проверив все аспекты ее выполнения. У нас надо сначала установить встроенные бачки для унитазов. Технологических карт на эту работу нет (во всяком случае, у меня нет). Сколько на это потребуется времени — неизвестно, а от этого зависит комплектность производственного задания — наряда. Поэтому в работе над проектом должны участвовать представители строительного подразделения. Те, кто потом будет выполнять эту работу в натуре. Совсем не писать план-график нельзя, так как он определяет потребность в строительной документации. Ведь для монтажа бачков нужны размеры их установки.

Проектировщик, после того как создал модель, смотрит на колонку «Строительная документация» и подготавливает соответствующие документы или компьютерные файлы.

Тот, кто занимается созданием графика, как правило, это инженер-технолог из ПТО, создает только последовательность действий, а вот простановка стоимости ресурсов, нормировка труда, делают те, кто отвечает за сроки производства работ. Если фирма и проектирует и строит, то в работе над этим файлом будут задействовано несколько ее сотрудников. Если фирма проектирует, а строить будет другая, то с самого начала эти фирмы заключают между собой соглашения о сотрудничестве. В США эти документы представлены в виде серии договоров-образцов типа ConsensusDOCS, в которых весьма подробно описаны принципы взаимодействия.

Все задачи в графике привязаны к конкретным нарядам, в которых нет только исполнителя. Исполнителя проставляет прораб в момент выдачи производственного задания. Подготовленное производственное задание привязывается к задаче как внешняя ссылка.

Нажав на значок, отмеченный красным, мы открываем документ, в котором создан наряд, и прораб отправляет его на печать.

Когда созданы все задания, сводятся ресурсы. То есть, оптимизируется нагрузка на различных исполнителей работ, в том числе, и нагрузка на производственные участки.

Работу надо выполнять в программах типа MS Project Server или в других программах планирования, которые позволяют увязывать планы работ с разных файлов, поскольку ресурс типа «участок строительства» один на всех и не следует загонять в одно и то же место несколько исполнителей работ.

Программы типа MS Project, сами строят графики использования того или иного ресурса, а также таблицы потребности этих ресурсов типа количество во времени.

К задачам привязан еще один весьма необычный ресурс — «деньги». Причем, не просто «деньги», а к примеру, «деньги на оплату работы по нарядам». В отличие от проставленной стоимости каждого ресурса, (а там есть и стоимость, и стоимость использования), ресурс «деньги на оплату работы по нарядам» стоит 0 рублей. Единица измерения рубли. Использование этого ресурса на финансовые показатели задачи никак не влияют, поскольку он стоит 0. Каждая работа, которая совершается с использованием сдельной оплаты труда, а именно по нарядам, в обязательном порядке должна быть укомплектована эти ресурсом. График использования этого ресурса дает самое главное — потребность в средствах на оплату труда по нарядам. При составлении графика финансирования работ все потребности в различного рода ресурсах типа «деньги ххххххх» сводятся в один график финансирования строительства.

Финансирование строительства — тоже отдельный файл MS Project. Только тут расписаны платежи. Этот файл можно создать только на основе сведений о потребности в деньгах, которые вытекают из вышеописанного процесса.

В завершение хочу сказать, если применять при строительстве окладную форму оплаты труда, проще говоря, ставку, то ничего хорошего не получается. Особенно это видно, если вы пытаетесь загнать на стройку много народу. Следует либо платить повременно, в зависимости от выработки, для чего наряды тоже подходят, либо сдельно, что собственно одно и то же. Если не планировать работы — BIM-а не будет.

Не подумайте, что я ничего не знаю про 94 закон. Все, что выше описано, в корне противоречит этому закону, НО! При строительстве сооружений за счет частных инвесторов 94 закон не нужен. И любые технологии могут быть реализованы легко (если сам инвестор не дурак).