Технология BIM: стандарты и классификаторы

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).

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

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.

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

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).

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

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.

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.

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

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.