Автоматизированное проектирование малоэтажного индивидуального жилья: проблемы и подходы

Предисловие

По мнению авторов, большинство статей на портале isicad.ru можно охарактеризовать, как статьи от разработчиков для разработчиков. Эдакая внутренняя кухня, на которой обсуждаются проблемы профессионалов, как сделать CAD, AEC и BIM умнее, точнее и т.д. Мы с большим интересом читаем статьи про новые технологии, новые подходы, конференции и презентации. Но на портале совсем не говорится о проблемах конечного пользователя. Это особенно странно на волне клиенто-ориентированности и customer developer.

Данная статья — первая из серии статей, призванной разрешить это упущение, рассказав о нашем подходе и нашей системе. Разные части данной статьи были представлена на XV международной научно-методической конференции «Информатика: проблемы, методология, технологии», Воронеж. 2015 и напечатаны в научном журнале «ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия».

Проблемы

В теории и методологии проектирования на протяжении многих лет ведется обсуждение вопроса о разделении труда между профессионалами проектировщиками и непрофессионалами пользователями, которым адресован создаваемый проектировщиком объект, будь то частный дом, автомобиль или чайник. Такая проблема особенно остро стоит в архитектурном проектировании. Закончилось время патерналистской модели проектирования, в рамках которой предпочтения пользователя полностью игнорировались и учитывались лишь в форме среднестатистических показателей, получивших нормативное значение и формально обязательных к исполнению. Нынешнее время диктует, что архитекторы обязаны учитывать реальные потребности, желания, а иногда и капризы живых людей.

Как сейчас происходит взаимодействие архитектора и клиента? Заказчик приносит архитектору стопку журналов о строительстве, интерьере и ремонте и говорит, какой ему хотелось бы построить дом. У архитектора, как правило, есть свои штампы в голове. Плюс – желание самореализации и творчества, что часто выражается в привнесении решений из контекста, чуждого реальной ситуации. Процесс зачастую затягивается на долгое время, возникает вопрос, что же считать результатом: убеждение клиента в приемлемости предложенного в итоге варианта или дом, в котором будет реально удобно жить для реальной семьи. В результате, многие люди, строящие себе дома, стараются сэкономить на проектах и не готовы выкладывать серьезные деньги за работу архитектора, предпочитая покупать готовые проекты. Но готовые проекты еще больше оторваны от реальности, так как призваны удовлетворить предпочтения массового пользователя, а не конкретного заказчика с его бытовым укладом, образом и распорядком жизни и т.д. Реальный, но скрытый спрос оказывается не удовлетворённым. Проблема заключается в том, чтобы найти приоритеты и порядок выработки решения, т.е. оптимальную модель проектного процесса.

Поиск решения проблемы

Самопроектирование позволяет оптимально совместить индивидуализированное решение дома с экономией на проектировании, строительстве и эксплуатации, при этом способно дать огромное разнообразие типов и вариантов. Значимость такого подхода повышается на волне популярности D.I.Y. (от англ. Do It Yourself — «сделай это сам») движения, главными мотивами которого стали улучшение пользовательских качеств изначального продукта, получение уникального продукта и развитие собственных навыков. Хорошо. Метод есть, а вот с помощью каких инструментов пользователь будет проектировать?

Рассмотрим арсенал профессиональных проектировщиков. Если посмотреть на прошлое и настоящее автоматизированного проектирования в области архитектуры и строительства, то картина вырисовывается достаточно четкая. Есть системы автоматизированного проектирования (САПР), которые уже долгое время стоят на вооружении и хорошо себя зарекомендовали (см. рисунок 1), есть системы BIM (Building Information Modelling), которые у всех на слуху сейчас и завоевывают все больше пользователей (см. рисунок 2).

Рис. 1. Динамика популярности поисковых запросов по основным САПР в системе Google trends (данные на май 2015 г.)

Рис. 2. Динамика популярности поисковых запросов по основным BIM в системе Google trends (данные на май 2015 г.)

Каково будущее архитектурных САПР? Ответ уже не такой очевидный. Для специалистов, занятых в разработке САПР, будущее вполне предсказуемо – это ведь они выпускают новые версии программных продуктов с новыми функциями, это они знают, как будут развиваться технологии и что предложить проектировщикам через два, четыре года. Но проектировщики об этом ничего не знают – будущее для них туманно. Не успев толком освоить какую-нибудь САПР, они чуть ли не обязаны переходить на BIM системы, боясь оказаться в аутсайдерах. САПР и BIM остаются достаточно сложными даже для профессионалов, что уж говорить о непрофессионалах. Для обычного пользователя, желающего своими силами спроектировать себе частный дом, нужны простые, доступные, гибкие и дешевые инструменты.

Современный этап автоматизации проектирования открывает новые горизонты для осуществления этой стратегии. Пользователи могут бесплатно воспользоваться онлайн-планировщиками. Согласно данным сервиса Google trends, что показано на рисунке 3, безусловным лидером среди онлайн-планировщиков является сервис floorplanner (с 2007 года), на втором месте homestyler (c 2010 года), roomsketcher на третьем месте (2011 год). Из отечественных сервисов более ранний и более популярный – planner5d (ноябрь 2012), на год моложе planoplan (ноябрь 2013).

Рис. 3. Динамика популярности поисковых запросов по онлайн планировщикам в Google trends (данные на май 2015 г.)

Различение активного формообразования при помощи компьютера и ценностно-ориентированного проектного мышления архитектора сегодня очень актуально. Но также представляет интерес разнообразие и насыщенность творческих методов и способов активации мышления, которые широко используются проектировщиками. Среди них имеются и комбинаторные, и стохастические, и ассоциативные и др., способные быть формализованы и автоматизированы. Конечно, никакая совокупность методов не охватит собою феномен творческого мышления, тем более проектного, но они способны помочь в оптимизации поиска в заданных параметрах, тем более, что малоэтажный дом – объект, обладающей немалой историей, его основные компоненты «отточены» столетиями традиций и новаций.

Помочь в поиске решений позволят вовлечение в творческий процесс искусственного интеллекта и различных алгоритмов, способных в значительной степени управлять эвристической деятельностью проектировщиков, активизируя такие способности как воображение и образное мышление. Человек задает первоначальные параметры, а компьютер, на основе заданных параметров, траекторий, применимых сил и так далее, моделирует форму уже самостоятельно. Такая генерация форм, за счет быстрого воплощения идей в реальность, позволяет быстро находить действительно стоящие и инновационные идеи.

Заключение

Потрясения двадцатого века коснулись и этой сферы человеческой жизни. Дом оказался в одном ряду с автомобилем, телевизором и холодильником – «машиной для жилья» и ничем более. «Стоянки» этих «машин» заполонили пригороды крупнейших городов США на многие десятки километров, давая путь новому глобальному тренду – малоэтажной субурбии. Смелые и дерзкие эксперименты стали проводиться и над душой человека, и над образом и содержанием дома, произведя катастрофические разрушения и там, и там. Но, продираясь через утраты и потери смыслов устройства жизни, души и дома, современный человек продолжает осознавать в себе древние инстинкты порога дома, ритуалов новоселья, закладки первого камня или огораживания территории. По данным многочисленных соцопросов, почти 50% населения страны хотели бы жить «ближе к земле» и стать обладателями собственного дома, а более 7% уже его имеют. Согласно данным официальной статистики, ежегодный объем российского малоэтажного строительства в 2013 году составил более 25 млн. м2, за последние 15 лет доля его ввода в эксплуатацию увеличилась в 7 раз, составляя 50% от общего объема жилого строительства.

Список литературы

2. Капустин П.В., Чураков И.Л., Канин Д.М. Проблемы и подходы к проектированию современного малоэтажного жилого дома // ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия. - 2014. - № 7. - С. 25-28.