Очертания будущего BIM уже видны

Предсказание будущего — неблагодарное занятие, но нам все чаще приходится это делать, учитывая, что и авторитетные компании-разработчики программного обеспечения, и амбициозные стартапы в индустрии AEC используют все больше современных технологий.

Как в таких условиях пользователи должны строить свои планы?

В этой статье я намерен рассмотреть технологические тенденции, которые, по моему мнению, окажут наиболее существенное влияние на сектор AEC, а также взглянуть на некоторые разработки, которые ведутся в настоящее время. И попутно я попытаюсь сделать прогнозы, основываясь на том, что я вижу на рынке.

Но сначала позвольте мне вернуться в 2015-2016 годы, когда я изучал статью о технологических стеках AEC. Я тогда взял интервью у отраслевых менеджеров по дизайну. Громко и ясно прозвучало их общее разочарование отсутствием инноваций в архитектурном BIM.

В середине 2010-х годов казалось, что каждый поставщик направлял большую часть своего R&D бюджета на создание облачных систем для доставки PDF-чертежей подрядчикам, а не на усовершенствование существующих и внедрение новых инструментов проектирования, которые могут помочь клиентам решить их собственные насущные проблемы.

Сегодня многое изменилось. Сейчас у нас есть множество новых инструментов BIM-проектирования, находящихся в открытой разработке, многие из которых привлекли венчурное финансирование, а некоторые еще не вышли из скрытого режима. И почти все, что появляется, в первую очередь основано на облачных технологиях.

Переход в облако

Переход к облаку был всеобъемлющим. В ответ на открытое письмо от клиентов Revit в 2020 году, в котором выражалась обеспокоенность по поводу будущей дорожной карты продукта, Autodesk подтвердила, что не будет кардинально переписывать своё доминирующее в отрасли средство BIM-моделирования. Генеральный директор Autodesk Эндрю Анагност тогда сказал, что он не хочет «создавать более быструю лошадь». Он настаивал, что будущее всех решений компании будет «облачным».

С тех пор компания представила первую часть своей облачной концепции, направленной на концептуальное архитектурное проектирование AEC, — Autodesk Forma. И со временем другие настольные приложения Autodesk будут переписаны как облачные приложения, при этом как данные, так и приложения будут находиться в растущей облачной инфраструктуре Autodesk.

Хотя все это кажется относительно новым, компания работала над этим за несколько лет до запуска Autodesk Fusion в 2013 году. Fusion было первым чисто облачным приложением компании и частью более широкого видения, связанного с реализацией всего основного программного обеспечения Autodesk в качестве веб-сервисов, которые могут лечь в основу новых веб-приложений. Это видение, первоначально названное Forge, а затем переименованное в Autodesk Platform Services, было очень смелым долгосрочным шагом — колоссальной ставкой компании на то, что следующей платформой станет облако.

Другие поставщики, похоже, с этим согласны. За последние восемнадцать месяцев или около того я не видел ни одного нового приложения AEC от какого-либо разработчика, которое можно было бы рассматривать как настольное приложение в том смысле, что оно может полностью работать на локальной рабочей станции без компонента Интернета или подключения. В то же время существует множество устаревших приложений, которые еще предстоит заменить или переписать, и клиенты, вероятно, еще не осознают этого. Для многих компаний процесс перехода на 100% в облако может занять десятилетие. Так есть ли шанс, что нас ждет гибридное будущее настольных компьютеров и облака?

Это интересный вопрос. В отрасли механических САПР мы стали свидетелями того, как были разработаны и выпущены за большие деньги два новых облачных приложения с целью бросить вызов превосходству настольной системы Solidworks на базе Windows от Dassault Systèmes.

Оба не смогли достичь своей широко заявленной цели — сместить этот лидирующий на рынке продукт. Первым из них является Onshape, созданный основателем Solidworks Джоном Хирштиком. Другим претендентом, как упоминалось ранее, является Autodesk Fusion. Он все еще находится в разработке, но продолжает играть второстепенную роль после настольного Autodesk Inventor.

Проблемой обоих соперников, безусловно, является, полнота наборов функций, особенно на устоявшемся рынке, полном опытных пользователей. Гибкость, которую предлагает облако, до сих пор не была достаточно привлекательной, чтобы превзойти глубину функциональности многих настольных продуктов.

На мой взгляд, MCAD отличается от AEC, и вполне возможно, что подобные проблемы не будут останавливать продвижение облачных приложений AEC. Однако сохраняется риск того, что новым облачным приложениям потребуется гораздо больше времени, чем ожидалось, чтобы вытеснить настольные BIM-инструменты. В конечном итоге решающим фактором может стать смена поколений в AEC, поскольку в отрасль приходят молодые работники.

Я, например, не в восторге от аренды серверов в облаке, когда у меня есть свой хороший компьютер, и я мог бы добавить, что он не взимает микроплату за доступ и вычисления.

От файлов к базам данных

Переход к облаку влечет за собой новый способ структурирования данных. Мы всегда строили рабочие процессы на основе файлов, но они подвержены рискам потери и повреждения. Обычно пользователи создают данные, хранящиеся на локальном диске, в формате файлов САПР — DWG или RVT. Эти файлы используются для создания сотен PDF-файлов с документами, которыми также необходимо управлять.

Но данные, хранящиеся в облаке, необходимо структурировать по-другому. Для облегченной передачи они должны быть «потоковыми». Их необходимо раздробить для лучшего динамического обмена, предоставляя пользователям только те данные, которые имеют отношение к поставленной задаче. В частности, BIM-файлы могут за короткий промежуток времени стать большими и громоздкими. Данные проекта необходимо расширять, а не собирать в отдельные хранилища, препятствующие сотрудничеству. Такие процессы идут.

Autodesk и Bentley Systems продвигают унифицированные структуры баз данных. В случае Autodesk это Autodesk Docs. Для Bentley это iTwin. Подход Autodesk является запатентованным и реализуется в облаке компании. Bentley iTwin, напротив, сделан открытым и портируемым.

Другие разработчики программного обеспечения BIM, такие как Vectorworks, реализуют возможность подключения к базе данных, дополняя возможности своих рабочих процессов на основе файлов. Graphisoft использует уникальный гибридный подход, при котором данные могут находиться как локально, так и в облаке. Похоже, что известные нам форматы файлов BIM станут либо просто транзакционными, либо устаревшими.

Доступ через API

В облачном будущем «отправка данных» будет на последнем месте. Вместо этого приложения проектирования сами «придут» туда, где хранятся данные, и доступ к ним будет осуществляться через API.

Если данные будут находиться в файле на настольном компьютере, подключаемые модули извлекут данные и отправят их в облако для обработки. В процессе, ориентированном на облако, возможно бесшовное соединение между приложениями. Однако одна из проблем работы в облаке заключается в том, что для этого используется чужой компьютер. Часто взимается плата, связанная с размещением данных, а также плата за микротранзакции за вызовы API и передачу данных между облачными серверами. Помимо подписки на инструменты, будет какая-то система оплаты токенов за использование, возможно, за вызов API.

Открытость

На протяжении большей части истории BIM единственным открытым стандартом был IFC (Industry Foundation Classes). Теперь кажется, что у нас есть выбор из целого ряда 3D форматов. Ключевые игроки отрасли используют USD (Universal Scene Description). Существует множество новых стандартов для 3D, например, Open Tiles компании Cesium для 3D-геопространственного контента. Мобильность данных резко возрастет по мере того, как исчезнут барьеры для совместного использования.

На Autodesk University в прошлом году компания объявила о важном соглашении по поводу совместимости с Trimble, Ansys и Nemetschek, которое вскоре должно быть официально ратифицировано. Ранее Autodesk подписалась на использование библиотек IFC от Open Design Alliance (ODA) и создание комплексных веб-сервисов перевода файлов для своего предложения Forma.

Теперь я считаю, что Autodesk очень серьезно относится к обеспечению открытости и совместимости в сфере AEC, что может показаться нелогичным, поскольку компания десятилетиями получала выгоду от привязки DWG и RVT. Это важно. Все ключевые компании-разработчики программного обеспечения согласны с тем, что данные должны передаваться между приложениями и что проприетарные подходы противоречат общим интересам. Я надеюсь, что это обещание станет реальностью.

Экосистемы в противовес облачным API

Autodesk извлекла выгоду из создания собственных экосистем продуктов и объединения их сначала в пакеты, а затем в коллекции. Хотя приложения могут не очень хорошо работать вместе, клиенты активно используют AutoCAD, Navisworks, 3ds Max, Revit, Forma, Docs, Civil 3D и Recap. Перейдя в облако, обеспечив открытость и предпочтя API-интерфейсы файлам и приложениям, клиенты смогут при переходе с настольных компьютеров извлечь из пакетов лучшие в своем классе облачные приложения и сервисы от нескольких поставщиков и создать свой технологический стек, подписавшись только на то, что им нужно из технологического стека Autodesk.

Поскольку проприетарные файлы уходят в прошлое, инструменты и сервисы станут гораздо более гибкими, чем сегодня. Фирмам придется больше ориентироваться на данные, одновременно управляя своим технологическим набором облачных сервисов. Благодаря гибкости данных мы должны меньше беспокоиться о привязке к конкретным приложениям для разработки.

Искусственный интеллект

Да, ИИ сильно переоценен. Да, это маркетинговый флажок для любой компании-разработчика программного обеспечения, которая интегрировала ChatGPT или Midjourney в свой продукт. Тем не менее искусственный интеллект окажет долгосрочное влияние на индустрию AEC.

Компания SWAPP пытается использовать ИИ для автоматизации таких процессов, как преобразование простых эскизов в подробные BIM-модели или сокращение времени изготовления чертежей с месяцев до минут. ИИ уже используется в инструментах анализа и генеративном проектировании. Архитекторы используют его для написания кода на Python и других языках, для извлечения данных из файлов, для исправления моделей, оптимизации эскизов, оценки энергоэффективности и для обратного проектирования BIM-объектов из облаков точек.

Инженеры-строители анализируют плотины, мосты и туннели, просматривая видео с помощью искусственного интеллекта для выявления трещин. Такие компании, как Augmenta, подключают электрические компоненты к BIM-модели. И это только начало. Автоматизация проектирования с помощью ИИ — это неизбежность, но она, скорее всего, не исключит взаимодействие с человеком — хотя и с участием меньшего количества людей, чем раньше могло быть необходимо для завершения проекта.

Несмотря на то что для проектирования зданий будут использоваться универсальные системы ИИ, в крупных компаниях основное внимание будет уделяться разработке собственного ИИ для проектирования, обученного на прошлых проектах, а также сбора и повторного использования знаний поколений сотрудников.

Автоматизация

Одной из актуальных тем для развития является создание по-настоящему автоматизированных чертежей. Если бы компании проанализировали время, программное обеспечение и навыки, необходимые для создания документов, они бы увидели, что все это в совокупности представляет собой значительную часть операционных затрат. Даже если бы первое поколение такого рода технологий могло автоматизировать только 50% производства документации, экономия была бы огромной.

Над реализацией этого уже работают несколько фирм, а именно SWAPP, Bentley Systems, Graphisoft и Graebert. У Graebert уже есть ранняя версия инструмента для автоматизированного создания чертежей, который может предлагаться как стандартная услуга SaaS или лицензироваться разработчикам как компонент приложения.

Проблема наших нынешних BIM-инструментов заключается в том, что в результате они должны выдать скоординированные наборы чертежей. Если ИИ сможет гораздо лучше автоматизировать большую часть этой работы, это сделает половину функциональности пакетов BIM избыточной. Моделирование можно проводить в чем угодно: Rhino, SketchUp, Blender BIM. Будут ли нам в будущем по-прежнему нужны монолитные BIM-решения от моделирования до чертежей? Гонка уже началась. Те, кто хочет исследовать средства автоматизации уже сейчас, могут использовать впечатляющую новую возможность автоматизации от Speckle, чтобы сократить трудоемкие задачи. Команда Speckle также экспериментирует с приложениями искусственного интеллекта и недавно продемонстрировала возможность использовать ChatGPT для «общения» с BIM-объектами в модели.

BIM-инструменты

Пока Autodesk занята переносом в облако функциональных возможностей Revit, у новых игроков появляется ощущение возможности выйти на рынок, и они хотят действовать быстро. Но пользователям нелегко отказаться от привычных приложений, и им не нравится, когда профессиональные знания, над получением которых они упорно трудились, обесцениваются. Даже если бы не было новой конкуренции, новые облачные инструменты Autodesk все равно столкнулись бы с сопротивлением со стороны закоренелых, ориентированных на настольные компьютеры пользователей Revit на основе файлов.

За рынок BIM конкурируют Snaptrume, Arcol и Qonic, а еще как минимум два других находятся в стадии разработки и пока не вышли на рынок. Qonic фокусируется где-то между архитектурой и строительным BIM, но не предлагает встроенного 2D. Snaptrume стремится отразить основной набор функций Revit, от концепции до документации. Arcol уделяет большое внимание SketchUp и проектированию на ранних стадиях. Все стремятся заменить действующих игроков BIM.

Autodesk будет вести арьергардную борьбу, со временем добавляя небольшое количество новых возможностей в Revit и одновременно совершенствуя свое облачное предложение Forma. Но возможно, они снова решат сделать ставку на поглощение, как это было в 1996 году при приобретении Softdesk для создания AutoCAD Architectural Desktop, а затем в 2002 году при покупке Charles River Software, более известной как Revit Technology Corporation.

Я думаю, что большинство из нас были удивлены, увидев участие Snaptrume в Autodesk University 2023. Было ли это вызвано глубоким интересом Autodesk к молодой компании или отражением новой политики открытости Autodesk?

Если рассматривать попытки автоматизировать производство целых наборов чертежей или позволить ИИ создавать подробные модели, то можно ожидать, что инструмент BIM-моделирования радикально изменится в ближайшие годы. Нам необходимо стать менее ориентированными на приложения и более ориентированными на данные. Благодаря облачным приложениям SaaS, интеграции API, открытым данным и большему выбору приложений, у нас есть потенциал для создания лучшего в своем классе технологического стека.

Аппаратное обеспечение

Развитие искусственного интеллекта также повлияет на наши компьютеры. Процессоры на персональных рабочих станциях и облачных серверах начинают оснащаться выделенными нейронными чипами искусственного интеллекта. AMD, Nvidia и Intel имеют графические процессоры с ядрами, оптимизированными для искусственного интеллекта.

Также появится новое поколение ускоренных процессоров (Accelerated Processing Units, APU), которые объединят CPU, GPU и нейронный процессор (NPU) на одном кристалле кремния. Они предоставят невероятную мощь и множество возможностей для обработки данных на различных выделенных ядрах, используя при этом меньше энергии, чем предыдущие поколения. У AMD и Intel есть собственная технология для этого. Nvidia объединилась с ARM. Пока что компания поставила только интегрированные чипы CPU/GPU для центров обработки данных, но ходят слухи о скором выпуске чипа для настольных компьютеров, который сможет работать под управлением Windows.

Большой вопрос: где будет происходить большая часть обработки? Учитывая, что программное обеспечение и данные, скорее всего, будут перенесены в облако, придется ли компаниям платить за аренду оборудования, поддерживая постоянную связь? На сегодняшний день графические процессоры в облаке стоят дорого. Облако, возможно, не всегда является правильным решением, но для ИИ обработка должна выполняться там, где находятся данные.

Заключение

В компьютерной истории смена платформ — от Unix к DOS, от DOS к Windows — всегда была моментом, когда ведущие на рынке приложения оказывались наиболее уязвимыми. Это одна из ключевых причин, по которой Autodesk решила опередить других в области MCAD, начав разработку облачного Fusion. Остается вопрос: почему это не удалось? Было ли это связано с тем, что клиенты не были готовы к использованию облачных приложений? Были ли многофункциональные настольные приложения еще более привлекательными? Даже когда Fusion предлагался по невероятной первоначальной цене подписки в 50 долларов в месяц с функциями обработки на станках с ЧПУ стоимостью 10 000 долларов, он все равно не повлиял на настольную версию Solidworks.

Так почему же переход к облаку в AEC будет другим? Первое, на что я хотел бы обратить внимание, это то, что ведущий игрок в AEC сам активно стремится осуществить этот технологический переход, а не ждать, пока его обойдут. Платформа Autodesk Forge для разработки облачного программного обеспечения стала более зрелой, и Autodesk потратила годы на разработку веб-сервисов Autodesk BIM 360 и Autodesk Construction Cloud. Выпустив Forma, Autodesk может работать над переносом BIM-данных своих клиентов в новую единую базу данных, что в конечном итоге снизит файловую нагрузку Revit.

В то же время COVID и работа на дому вынудили многие компании внедрить облачную инфраструктуру, и в результате они оценили ее преимущества. Такие продукты, как Figma, инструмент для совместной разработки интерфейсов, уже продемонстрировали, что совместные рабочие процессы хорошо трансформируются в веб-инструменты.

Впервые за двадцать лет на рынок выходят новые разработчики BIM-моделей, взявшие за основу концепцию Figma. Зрелость Revit по сравнению с незрелостью стартапов и старая добрая инерция пользователей — все это будет играть здесь важную роль. Но я считаю, что открытые форматы, управляемые пользователем структуры данных, инструменты искусственного интеллекта и другие веб-сервисы, такие как облачное автоматическое документирование, представляют собой потенциальную угрозу существованию исторического рабочего BIM-процесса, определяемого Revit, независимо от того, находится ли он в облаке или на настольном компьютере. Инструменты AEC переживают самое интересное время за последние десятилетия.