Рубеж конца ХХ - начала XXI веков, связанный с бурным развитием информационных технологий, ознаменовался появлением принципиально нового подхода в архитектурно-строительном проектировании, заключающемся в создании компьютерной модели нового здания, несущей в себе все сведения о будущем объекте.
Это стало естественной реакцией человека на кардинально изменившуюся информационную насыщенность окружающей нас жизни. В современных условиях стало невозможно эффективно обрабатывать прежними средствами хлынувший на проектировщиков огромный (и неуклонно возрастающий) поток «информации для размышления», предваряющей и сопровождающей само проектирование.
Причем поток этой информации не прекращается даже после того, как здание уже спроектировано и построено, поскольку новый объект вступает в стадию эксплуатации, происходит его взаимодействие с другими объектами и окружающей средой, то есть начинается, говоря современным языком, активная фаза «жизненного цикла» здания.
Так что возникшая в результате реакции на сложившееся положение концепция информационного моделирования здания – это намного больше, чем просто новый метод в проектировании.
Это также принципиально иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую, к управлению окружающей нас рукотворной средой обитания.
Это – изменившееся отношение к зданиям и сооружениям вообще.
Наконец, это наш новый взгляд на окружающий мир и переосмысление способов воздействия человека на этот мир.
Подход к проектированию зданий через их информационное моделирование предполагает прежде всего сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект.
Правильное определение этих взаимосвязей, а также точная классификация, хорошо организованное структурирование и достоверность используемых данных – залог успеха информационного моделирования.
Если внимательно приглядеться, то нетрудно увидеть, что при такой концепции принципиальные решения по проектированию снова остаются в руках человека, а компьютер опять выполняет лишь порученную ему техническую функцию по обработке информации.
Но главное отличие нового подхода от прежних методов проектирования заключается в том, что возникающий объем этой технической работы, выполняемой компьютером, носит принципиально иной характер, и человеку самому с ним уже не справиться.
Новый подход к проектированию объектов получил название Информационное моделирование зданий или сокращенно BIM (от принятого в английском языке термина Building Information Modeling).
Краткая история терминологии
Термин BIM появился в лексиконе специалистов сравнительно недавно, хотя сама концепция компьютерного моделирования с максимальным учетом всей информации об объекте начала формироваться и приобретать конкретные очертания намного раньше. С конца ХХ века такой подход в проектировании постепенно «вызревал» внутри бурно развивающихся CAD-технологий.
Понятие Информационной модели здания была впервые предложено профессором Технологического института Джорджии Чаком Истманом (Chuck Eastman) в 1975 году в журнале Американского Института Архитекторов (AIA) под рабочим названием «Building Description System » (Система описания здания).
В конце 1970х – начале 1980х эта концепция развивалось параллельно в Старом и Новом Свете, причем в США чаще всего употреблялся термин «Building Product Model» , а в Европе (особенно в Финляндии) – «Product Information Model» . При этом оба раза слово Product подчеркивало первоочередную ориентацию внимания исследователей на объект проектирования, а не на процесс. Можно предположить, что несложное лингвистическое объединение этих двух названий и привело к рождению «Building Information Model».
Параллельно в разработке подходов к информационному моделированию зданий европейцами в середине 1980х применялись немецкий термин «Bauinformatik» и голландский «Gebouwmodel» , которые в переводе также соответствовали английскому «Building Model» или«Building Information Model» .
Эти лингвистические сближения терминологии сопровождались и выработкой единого наполнения используемых понятий, что в итоге и привело к первому появлению в научной литературе в 1992 году термина «Building Information Model» в его нынешнем содержании.
Чуть раньше, в 1986 году, англичанин Роберт Эйш (Robert Aish), в то время – создатель программы RUCAPS, затем в течение длительного периода – сотрудник Bentley Systemes, недавно перешедший в Autodesk, в своей статье впервые использовал термин «Building Modeling» в его нынешнем понимании как информационного моделирования зданий.
Но, что более важно, он тогда же впервые сформулировал основные принципы этого информационного подхода в проектировании: трехмерное моделирование; автоматическое получение чертежей; интеллектуальная параметризация объектов; соответствующие объектам базы данных; распределение процесса строительства по временным этапам и т.д.
Роберт Эйш проиллюстрировал новый подход в проектировании примером успешного применения комплекса моделирования зданий RUCAPS при реконструкции «Терминала 3» лондонского аэропорта Хитроу. По всей видимости, этот опыт 25-летней давности - первый случай использования технологии BIM в мировой проектно-строительной практике.
Примерно с 2002 года благодаря стараниям многих авторов и энтузиастов нового подхода в проектировании концепцию «Building Information Model» ввели в употребление и ведущие разработчики программного обеспечения, сделав это понятие одним из ключевых в своей терминологии.
В дальнейшем, в результате деятельности таких компаний, как в первую очередь Autodesk, аббревиатура BIM прочно вошла в лексикон специалистов по компьютерным технологиям проектирования и получила широчайшее распространение, и ее теперь знает весь мир.
Исторически сложилось, что некоторые разработчики компьютерных программ, относящихся к информационному моделированию зданий, кроме общепринятой, пользуются еще и своей собственной терминологией.
Например, компания Graphisoft, создатель широко распространенного пакета ArchiCAD, ввела понятие VB (Virtual Building) – виртуальное здание, которое в сущности перекликается с BIM.
Иногда можно встретить сходное по значению словосочетание электронное строительство (e-construction).
Но на сегодняшний день термин BIM, уже получивший в мире всеобщее признание и самое широкое распространение, считается доминирующим в этой области.
Что понимается под BIM
Если перейти теперь к внутреннему содержанию термина, то сегодня существует несколько его определений, которые в основной своей смысловой части совпадают, при этом отличаясь нюансами.
Думается, это вызвано в первую тем, что разные специалисты приходили к концепции информационного моделирования зданий разными путями, поэтому одни понимают под BIM модель как продукт, для других BIM – это процесс моделирования, некоторые определяют и рассматривают BIM с точки зрения практической реализации, а кое-кто вообще определяет это понятие через его отрицание, подробно объясняя, что такое «не BIM».
Наша цель – донести до читателя суть информационного моделирования зданий, поэтому мы будем меньше внимания уделять формальной стороне вопроса, временами «смешивая» разные формулировки и апеллируя к здравому смыслу и интуитивному пониманию.
Теперь сформулируем определение, которое в большей степени соответствует сегодняшнему подходу к BIM компании Autodesk и, с точки зрения автора, наиболее точно раскрывает саму суть понятия.
Информационная модель здания (BIM) (Building Information Model) – это:
- хорошо скоординированная, согласованная и взаимосвязанная,
- поддающаяся расчетам и анализу,
- имеющая геометрическую привязку,
- пригодная к компьютерному использованию,
- допускающая необходимые обновления
числовая информация о проектируемом или уже существующем объекте, которая может использоваться для:
- принятия конкретных проектных решений,
- создания высококачественной проектной документации,
- предсказания эксплуатационных качеств объекта,
- составления смет и строительных планов,
- заказа и изготовления материалов и оборудования,
- управления возведением здания,
- управления и эксплуатации самого здания и средств технического оснащения в течение всего жизненного цикла,
- управления зданием как объектом коммерческой деятельности,
- проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания,
- сноса и утилизации здания,
- иных связанных со зданием целей.
Схематически информация, относящаяся к BIM, поступающая в модель и получаемая из модели, показана на рис.1.
Рис. 1. Основная информация, проходящая через BIM и имеющая к BIM непосредственное отношение.
Иными словами, BIM - это вся имеющая числовое описание и нужным образом организованная информация об объекте, используемая как на стадии проектирования и строительства здания, так и в период его эксплуатации и даже сноса.
Как вы уже поняли, аббревиатура BIM может использоваться как для обозначения непосредственно самой информационной модели здания, так и для процесса информационного моделирования, при этом, как правило, никаких недоразумений не возникает.
В ряде литературных источников употребляется и уменьшенный вариант этого сокращения bim (так называемое «малое BIM») – общее обозначение для всего класса программного обеспечения, работающего в технологии «большого BIM» - информационного моделирования зданий.
Весьма близка к BIM сформулированная компанией Dassault Systemes в 1998 году концепция PLM (Product Lifecycle Management) –управление жизненным циклом изделия , которой сегодня активно пользуется практически вся индустрия машиностроительного САПР.
При этом в качестве изделий могут рассматриваться всевозможные технически сложные объекты: самолеты и корабли, автомобили и ракеты, здания и их системы, компьютерные сети и т.п.
Концепция PLM предполагает, что создается единая информационная база, описывающая три основных компоненты создания чего-либо нового по схеме Продукт - Процессы – Ресурсы , а также связи между этими компонентами.
Наличие такой объединенной модели обеспечивает возможность быстро и эффективно увязывать и оптимизировать всю указанную цепочку.
Так что с большой уверенностью можно говорить, что BIM и PLM – «близнецы-братья», или, более точно, что BIM является отражением и уточнением концепции PLM в специализированной области человеческой деятельности – архитектурно-строительном проектировании. Вполне логично, что по аналогии с PLM даже начал появляться термин BLM (Building Lifecycle Management) – управление жизненным циклом здания.
При этом, в силу специфики архитектурно-строительного производства и его отличия от машиностроения, стоит признать, что BIM – это все-таки не PLM.
Практическая польза от информационной модели здания
Однако терминология – это не главное. Применение информационной модели здания существенно облегчает работу с объектом и имеет массу преимуществ перед прежними формами проектирования.
Прежде всего, оно позволяет в виртуальном режиме собрать воедино, подобрать по предназначению, рассчитать, состыковать и согласовать создаваемые разными специалистами и организациями компоненты и системы будущего сооружения, «на кончике пера» заранее проверить их жизнеспособность, функциональную пригодность и эксплуатационные качества, а также избежать самого неприятного для проектировщиков - внутренних нестыковок (коллизий) (рис.2).
Рис. 2. Проект нового здания высшей музыкальной школы New World Symphony в Майами (США) архитектора Фрэнка Гери, разработанный по технологии BIM (начало проектирования в 2006). Отдельно показаны компоненты единой модели: внешняя оболочка здания, несущий каркас, комплекс инженерного оборудования и внутренняя организация помещений.
В отличие от традиционных систем компьютерного проектирования, создающих геометрические образы, результатом информационного моделирования здания обычно является объектно-ориентированная цифровая модель как всего объекта, так и процесса его строительства.
Чаще всего работа по созданию информационной модели здания ведется как бы в два этапа.
Сначала разрабатываются некие блоки (семейства) – первичные элементы проектирования, соответствующие как строительным изделиям (окна, двери, плиты перекрытий и т.п.), так и элементам оснащения (отопительные и осветительные приборы, лифты и т.п.) и многому другому, что имеет непосредственное отношение к зданию, но производится вне рамок стройплощадки и при возведении объекта не делится на части.
Второй этап – моделирование того, что создается на стройплощадке. Это фундаменты, стены, крыши, навесные фасады и многое другое. При этом предполагается широкое использование заранее созданных элементов, например, крепежных или обрамляющих деталей при формировании навесных стен здания.
Таким образом, логика информационного моделирования зданий, вопреки опасениям некоторых скептиков, ушла из непонятной для проектировщиков и строителей области программирования и соответствует обычному пониманию, как строить дом, как его оснащать и как в нем жить.
Это существенно облегчает и упрощает работу с BIM как проектировщикам, так и всем остальным категориям строителей, а затем и эксплуатантов.
Что касается деления на этапы (первый и второй) при создании BIM, то оно носит достаточно условный характер – вы можете, например, вставить окна в моделируемый объект, а затем, по вновь появившимся соображениям, поменять их, и в проекте будут задействованы уже измененные окна.
Построенная специалистами информационная модель проектируемого объекта затем становится основой и активно используется для создания рабочей документации всех видов, разработки и изготовления строительных конструкций и деталей, комплектации объекта, заказа и монтажа технологического оборудования, экономических расчетов, организации возведения самого здания, а также решения технических и организационно-хозяйственных вопросов последующей эксплуатации (рис.3).
Рис. 3. Строительство нового здания американской высшей музыкальной школы New World Symphony (начато в 2008) и его будущий внешний вид (окончание строительства планируется в 2010). Здание площадью 10 000 кв. м, зал рассчитан на 700 зрителей, приспособлен для проведения веб-трансляций и записи концертов, а также - видеопроекций на 360 градусов, на верхнем этаже расположены музыкальная библиотека, дирижерская студия, а также 26 индивидуальных репетиционных аудиторий и шесть – для совместных репетиций нескольких музыкантов. Сметная стоимость объекта 200 млн. долларов.
Информационная модель существует в течение всего жизненного цикла здания, и даже дольше. Содержащаяся в ней информация может изменяться, дополняться, заменяться, отражая текущее состояние здания.
Такой подход в проектировании, когда объект рассматривается не только в пространстве, но и во времени, то есть «3D плюс время», часто называют 4D , а «4D плюс информацию» принято обозначать уже 5D . Хотя, с другой стороны, в ряде публикаций под 4D могут понимать «3D плюс спецификации».
Как видим, полного единства в этих модных количествах D пока еще тоже нет, но это всего лишь вопрос времени. Главное – внутреннее содержание новой концепции проектирования.
Технология BIM уже сейчас показала возможность достижения высокой скорости, объема и качества строительства, а также значительную экономию бюджетных средств.
Например, при создании сложнейшего по форме и внутреннему оснащению нового корпуса Музея искусств в американском городе Денвере для организации взаимодействия субподрядчиков при проектировании и возведении каркаса здания (металл и железобетон) и разработке и монтаже сантехнических и электрических систем была использована специально разработанная для этого объекта информационная модель.
По данным генерального подрядчика, только чисто организационное применение BIM (модель была создана для отработки взаимодействия субподрядчиков и оптимизации графика работ) сократило срок строительства на 14 месяцев и привело к экономии примерно 400 тысяч долларов при сметной стоимости объекта в 70 миллионов долларов (рис.4).
Рис. 4. Музей искусств в Денвере (США), корпус Фредерика С.Хэмилтона. Архитектор Дэниель Либескинд, 2006.
Но одно из самых главных достижений BIM – возможность добиться практически полного соответствия эксплуатационных характеристик нового здания требованиям заказчика.
Поскольку технология BIM позволяет с высокой степенью достоверности воссоздать сам объект со всеми конструкциями, материалами, инженерным оснащением и протекающими в нем процессами и отладить на виртуальной модели основные проектные решения.
Иными способами такая проверка проектных решений на правильность не осуществима – придется просто построить макет здания в натуральную величину. Что в прежние времена периодически и происходило (да и сейчас еще происходит) – правильность проектных расчетов проверялась на уже созданном объекте, когда исправить что-либо было почти невозможно.
При этом особо важно подчеркнуть, что информационная модель здания - это виртуальная модель, результат применения компьютерных технологий. В идеале BIM – это виртуальная копия здания. На начальном этапе создания модели мы имеем некоторый набор информации, почти всегда неполный, но достаточный для начала работы в первом приближении. Затем введенная в модель информация пополняется по мере ее поступления, и модель становится более насыщенной.
Таким образом, процесс создания BIM всегда растянут во времени (носит практически непрерывный характер), поскольку может иметь неограниченное количество «уточнений».
А сама информационная модель здания – весьма динамичное и постоянно развивающееся образование, «живущее» самостоятельной жизнью.
При этом надо понимать, что физически BIM существует только в памяти компьютера. И ею можно воспользоваться только посредством тех программных средств (комплекса программ), в которых она и была создана.
BIM и обмен информацией
Результатом развития компьютерного проектирования является то обстоятельство, что на сегодняшний день работа на основе CAD-технологий представляется достаточно организованной и отлаженной.
Сейчас, спустя примерно 25 лет после своего появления, формат файлов DWG, создаваемых пакетом AutoCAD, занял место неофициального, но общепризнанного стандарта работы с проектом в CAD-программах и уже начал жить независимой от своего создателя жизнью.
То же относится и к формату DXF, разработанному Autodesk для осуществления обмена данными между различными CAD-программами и другими, в том числе вычислительными, комплексами.
Теперь практически все CAD-программы могут принимать и сохранять информацию в этих форматах, хотя их собственные «родные» форматы файлов порой существенно отличаются от последних.
Таким образом, еще раз констатируем, что форматы файлов, создаваемых пакетом AutoCAD, стали неким «унификатором» информации для CAD-программ, причем это случилось не по команде сверху или решению некоего общего собрания разработчиков программного обеспечения, а исторически определилось самой логикой естественного развития автоматизированного проектирования в мире.
Что касается BIM, то в наши дни форма, содержание и способы работы по информационному моделированию зданий всецело определяются используемым архитекторами (проектировщиками) программным обеспечением, которого сейчас для BIM уже немало.
Поскольку повсеместное внедрение технологии BIM в мировую проектную практику в настоящее время находится (по историческим меркам) на своей начальной стадии, еще не выработан единый стандарт для файлов программных систем, создающих информационные модели зданий, или обмена данными между ними, хотя такое понимание назревает и попытки разработки единых «правил игры» уже предпринимаются.
Думается, должно пройти еще какое-то время, чтобы мировое сообщество проектировщиков выработало общепризнанные «шаблоны» для BIM, унифицирующие правила передачи, хранения и использования информации.
Возможно, решение этого вопроса будет найдено по аналогии с CAD-системами, когда один из BIM-комплексов в явочном порядке станет наиболее популярным.
К сожалению, по указанной только что причине отсутствия единого стандарта перенос информационной модели с одной программной платформы на другую без потери данных и существенных переделок (часто почти все надо повторить заново) пока невозможен.
Так что работающие сегодня в BIM архитекторы, строители, смежники и другие специалисты существенно зависят от правильного выбора используемого программного обеспечения, особенно на начальном этапе своей деятельности, поскольку в дальнейшем они будут к нему прочно привязаны, фактически станут его «заложниками».
Конечно, такое положение дел не способствует развитию информационного моделирования зданий. Проектировщики, перешедшие на технологию BIM, всецело зависят от уровня развития информационных технологий, уровня понимания проблемы и мастерства создателей компьютерных программ. Они ограничены в своей профессиональной деятельности теми рамками, которые им предоставляют программисты. Это плохо, но ничего другого пока нет.
С другой стороны, в машиностроении, например, уровень развития авиации напрямую зависит от уровня развития станкостроения. И это не мешает прогрессу. Если все правильно координировать в масштабе целых отраслей. Даже наоборот, потребности авиации во многом стимулируют развитие станкостроения.
Напрашивается парадоксальный вывод – дальнейшее развитие архитектурно-строительного проектирования будет зависеть от уровня развития программирования. Возможно, это не всем понравится, но это уже реальность.
Как и то обстоятельство, что задачи, возникающие в проектировании, стимулируют развитие информационных технологий. Все взаимосвязано.
Формы получения информации из модели
Информационная модель здания сегодня – это специальным образом организованный и структурированный набор данных из одного или нескольких файлов, допускающий на выходе как графическое, так и любое иное числовое представление, пригодное для последующего использования различными программными средствами проектирования, расчета и анализа здания и всех входящих в него компонентов и систем.
Сама информационная модель здания как организованный набор данных об объекте непосредственно используется создавшей ее программой. Но специалистам важно также иметь возможность брать информацию из модели в удобном виде и широко использовать в своей профессиональной деятельности вне рамок конкретной BIM-программы.
Отсюда возникает еще одна из важных задач информационного моделирования – предоставлять пользователю данные об объекте в широком спектре форматов, технологически пригодных для дальнейшей обработки компьютерными или иными средствами.
Поэтому современные BIM-программы предполагают, что содержащуюся в модели информацию о здании для внешнего использования можно получать в большом спектре видов, минимальный перечень которых на сегодняшний день уже достаточно четко определен профессиональным сообществом и не вызывает никаких дискуссий (рис.5).
Рис. 5. Виды графического представления информационной модели здания. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры «Дом композиторов» в Новосибирске. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2009.
К таким общепризнанным формам вывода или передачи содержащейся в BIM информации о здании прежде всего относятся:
Все это многообразие форм выводимой информации обеспечивает универсальность и эффективность BIM как нового подхода в проектировании зданий и гарантирует ему определяющее положение в архитектурно-строительной отрасли в ближайшем будущем.
Рис. 7. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры «Дом композиторов» в Новосибирске: трехмерный разрез здания. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2009.
Опровержение основных заблуждений о BIM
Для лучшего понимания сущности информационного моделирования зданий полезно будет также уточнить, чего BIM не может и чем не является.
BIM не является единичной моделью здания или единичной базой данных . Обычно это – целый взаимосвязанный и сложноподчиненный комплекс таких моделей и баз данных, вырабатываемых различными программами и взаимосвязанных с помощью этих же программ. А восприятие BIM как односложной модели – одно из ранних и наиболее распространенных заблуждений.
BIM не является «искусственным интеллектом» . Например, собранная в модели информация о здании может анализироваться на предмет обнаружения в проекте возможных нестыковок и коллизий. Но способы устранения этих противоречий находятся всецело в руках человека, поскольку сама логика проектирования еще не поддается математическому описанию.
Например, если вы в модели уменьшите количество утеплителя на здании, то BIM-программа не будет думать за вас, как поступить: то ли добавить (закупить) еще утеплителя, то ли уменьшить площадь помещений, то ли усилить систему отопления, то ли перенести здание на новое место с более теплым климатом и т.п. Это проектировщик должен решать сам.
Почти наверняка в будущем компьютерные программы начнут постепенно заменять человека и в наиболее простых (рутинных) интеллектуальных операциях в проектировании, как сейчас уже заменяют в черчении, но пока в реальной практике об этом говорить рано. Когда это произойдет, справедливо будет утверждать о начале нового этапа развития проектирования.
BIM не идеальна . Поскольку она создана людьми и получает от людей информацию, а людям свойственно ошибаться, в все равно будут встречаться ошибки. Эти ошибки могут появляться непосредственно при внесении данных, при создании BIM-программ, даже при работе компьютеров. Но этих ошибок возникает принципиально меньше, чем в случае, когда человек сам манипулирует информацией. И гораздо больше внутренних уровней программного контроля корректности данных. Так что сегодня BIM - это лучшее из того, что есть.
BIM – это не конкретная компьютерная программа . Это – новая технология проектирования. А компьютерные программы (Revit, Digital Project, Bently Architecture, Allplan, ArchiCAD и т.п.) – это лишь инструменты ее реализации, которые постоянно развиваются и совершенствуются. Но эти компьютерные программы определяют современный уровень развития информационного моделирования зданий, без них технология BIM лишена всякого смысла.
BIM – это не только 3D . Это еще и масса дополнительной информации (атрибутов объектов), которая выходит далеко за рамки только геометрического восприятия этих объекта. Какой бы хорошей не была геометрическая модель и ее визуализация, у объектов должна быть еще количественная информация для анализа. Если кому-то удобнее, можно считать, что BIM – это 5D. И все же дело не в количестве D. BIM – это BIM. А только 3D – это не BIM.
BIM – это не обязательно 3D . Это еще и числовые характеристики, таблицы, спецификации, цены, календарные графики, электронные адреса и т.п. И если для решения проектных задач не требуется трехмерной модели сооружения, то 3D и не будет. Проще говоря, BIM – это ровно столько D, сколько надо, плюс числовые данные для анализа.
BIM – это параметрически заданные объекты . Поведение (свойства, геометрические размеры, расположение и т.п.) создаваемых объектов определяется наборами параметров и зависит от этих параметров.
BIM – это не набор 2D проекций, в совокупности описывающих проектируемое здание . Наоборот, все проекции получаются из информационной модели.
У BIM какое-либо изменение модели одновременно проявляется на всех видах . В противном случае создаются условия для возможных ошибок, которые трудно будет отследить.
BIM – это не завершенная (застывшая) модель . Информационная модель любого здания постоянно находится в развитии, по мере необходимости пополняясь все более новой информацией и корректируясь с учетом изменяющихся условий и нового понимания проектных или эксплуатационных задач. В подавляющем большинстве случаев это – «живая», развивающаяся модель. И при правильном понимании срок ее жизни полностью перекрывает жизненный цикл реального объекта.
BIM приносит пользу не только на больших объектах . На больших объектах много пользы. На маленьких абсолютная величина этой пользы меньше, но самих маленьких объектов обычно больше, так что опять пользы много. Информационная модель здания эффективна всегда.
BIM не заменяет человека . Более того, технология BIM не может существовать без человека и требует от него большего профессионализма, лучшего, комплексного понимания созидательного процесса проектирования здания и большей ответственности в работе. Но BIM делает работу человека более эффективной.
BIM не работает автоматически . Собирать информацию (либо руководить процессом сбора информации) по тем или иным проблемам все равно придется проектировщику. Но технология BIM существенно автоматизирует и поэтому облегчает процесс сбора, обработки, систематизации, хранения и использования такой информации. Как и весь процесс проектирования здания.
BIM не требует от человека «тупой набивки данных» . Создание информационной модели осуществляется по обычной и понятной для проектировщика логике построения здания, где главную роль играют его квалификация и интеллект. А само построение модели осуществляется в основном традиционными для проектирования графическими средствами, в том числе и в интерактивном режиме.
Что, в прочем, совершенно не отвергает возможности ввода каких-то (например, текстовых) данных с клавиатуры.
BIM не делает ненужной «старую гвардию» специалистов . Конечно, любая гвардия рано или поздно становится «старой». Но опыт и профессиональное мастерство нужны в любом деле, особенно при проектировании в технологии информационного моделирования зданий, а они обычно приходят с годами. Другое дело, что прежним специалистам (всем, а не только «старым») придется приложить определенные усилия (кому-то даже немалые) при освоении новых инструментов и переходе на новую технологию. Но практика показывает, что это все – из области реального.
Освоение BIM не является делом избранных и не требует большого времени . Если точнее, времени на освоение BIM требуется ровно столько же, сколько уходит на профессиональное освоение любой другой технологии – «период первоначального обучения плюс вся жизнь».
Это стало естественной реакцией человека на кардинально изменившуюся информационную насыщенность окружающей нас жизни. В современных условиях стало невозможно эффективно обрабатывать прежними средствами хлынувший на проектировщиков огромный (и неуклонно возрастающий) поток «информации для размышления», предваряющей и сопровождающей само проектирование.
Причем поток этой информации не прекращается даже после того, как здание уже спроектировано и построено, поскольку новый объект вступает в стадию эксплуатации, происходит его взаимодействие с другими объектами и окружающей средой, то есть начинается, говоря современным языком, активная фаза «жизненного цикла» здания.
Так что возникшая в результате реакции на сложившееся положение концепция информационного моделирования здания - это намного больше, чем просто новый метод в проектировании.
Это также принципиально иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую, к управлению окружающей нас рукотворной средой обитания.
Это - изменившееся отношение к зданиям и сооружениям вообще.
Наконец, это наш новый взгляд на окружающий мир и переосмысление способов воздействия человека на этот мир.
Подход к проектированию зданий через их информационное моделирование предполагает прежде всего сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматриваются как единый объект.
Правильное определение этих взаимосвязей, а также точная классификация, хорошо организованное структурирование и достоверность используемых данных - залог успеха информационного моделирования.
Если внимательно приглядеться, то нетрудно увидеть, что при такой концепции принципиальные решения по проектированию снова остаются в руках человека, а компьютер опять выполняет лишь порученную ему техническую функцию по обработке информации.
Но главное отличие нового подхода от прежних методов проектирования заключается в том, что возникающий объем этой технической работы, выполняемой компьютером, носит принципиально иной характер, и человеку самому с ним уже не справиться.
Новый подход к проектированию объектов получил название Информационное моделирование зданий или сокращенно BIM (от принятого в английском языке термина Building Information Modeling).
Краткая история терминологии
Термин BIM появился в лексиконе специалистов сравнительно недавно, хотя сама концепция компьютерного моделирования с максимальным учетом всей информации об объекте начала формироваться и приобретать конкретные очертания намного раньше. С конца ХХ века такой подход в проектировании постепенно «вызревал» внутри бурно развивающихся CAD-технологий.
Понятие Информационной модели здания была впервые предложено профессором Технологического института Джорджии Чаком Истманом (Chuck Eastman) в 1975 году в журнале Американского Института Архитекторов (AIA) под рабочим названием «Building Description System » (Система описания здания).
В конце 1970х - начале 1980х эта концепция развивалось параллельно в Старом и Новом Свете, причем в США чаще всего употреблялся термин «Building Product Model» , а в Европе (особенно в Финляндии) - «Product Information Model» . При этом оба раза слово Product подчеркивало первоочередную ориентацию внимания исследователей на объект проектирования, а не на процесс. Можно предположить, что несложное лингвистическое объединение этих двух названий и привело к рождению «Building Information Model».
Параллельно в разработке подходов к информационному моделированию зданий европейцами в середине 1980х применялись немецкий термин «Bauinformatik» и голландский «Gebouwmodel» , которые в переводе также соответствовали английскому «Building Model» или «Building Information Model» .
Эти лингвистические сближения терминологии сопровождались и выработкой единого наполнения используемых понятий, что в итоге и привело к первому появлению в научной литературе в 1992 году термина «Building Information Model» в его нынешнем содержании.
Чуть раньше, в 1986 году, англичанин Роберт Эйш (Robert Aish), в то время - создатель программы RUCAPS, затем в течение длительного периода - сотрудник Bentley Systemes, недавно перешедший в Autodesk, в своей статье впервые использовал термин «Building Modeling» в его нынешнем понимании как информационного моделирования зданий.
Но, что более важно, он тогда же впервые сформулировал основные принципы этого информационного подхода в проектировании: трехмерное моделирование; автоматическое получение чертежей; интеллектуальная параметризация объектов; соответствующие объектам базы данных; распределение процесса строительства по временным этапам и т.д.
Роберт Эйш проиллюстрировал новый подход в проектировании примером успешного применения комплекса моделирования зданий RUCAPS при реконструкции «Терминала 3» лондонского аэропорта Хитроу. По всей видимости, этот опыт 25-летней давности - первый случай использования технологии BIM в мировой проектно-строительной практике.
Примерно с 2002 года благодаря стараниям многих авторов и энтузиастов нового подхода в проектировании концепцию «Building Information Model» ввели в употребление и ведущие разработчики программного обеспечения, сделав это понятие одним из ключевых в своей терминологии.
В дальнейшем, в результате деятельности таких компаний, как в первую очередь Autodesk, аббревиатура BIM прочно вошла в лексикон специалистов по компьютерным технологиям проектирования и получила широчайшее распространение, и ее теперь знает весь мир.
Исторически сложилось, что некоторые разработчики компьютерных программ, относящихся к информационному моделированию зданий, кроме общепринятой, пользуются еще и своей собственной терминологией.
Например, компания Graphisoft, создатель широко распространенного пакета ArchiCAD, ввела понятие VB (Virtual Building) - виртуальное здание, которое в сущности перекликается с BIM.
Иногда можно встретить сходное по значению словосочетание электронное строительство (e-construction).
Но на сегодняшний день термин BIM, уже получивший в мире всеобщее признание и самое широкое распространение, считается доминирующим в этой области.
Что понимается под BIM
Если перейти теперь к внутреннему содержанию термина, то сегодня существует несколько его определений, которые в основной своей смысловой части совпадают, при этом отличаясь нюансами.
Думается, это вызвано в первую тем, что разные специалисты приходили к концепции информационного моделирования зданий разными путями, поэтому одни понимают под BIM модель как продукт, для других BIM - это процесс моделирования, некоторые определяют и рассматривают BIM с точки зрения практической реализации, а кое-кто вообще определяет это понятие через его отрицание, подробно объясняя, что такое «не BIM».
Наша цель - донести до читателя суть информационного моделирования зданий, поэтому мы будем меньше внимания уделять формальной стороне вопроса, временами «смешивая» разные формулировки и апеллируя к здравому смыслу и интуитивному пониманию.
Теперь сформулируем определение, которое в большей степени соответствует сегодняшнему подходу к BIM компании Autodesk и, с точки зрения автора, наиболее точно раскрывает саму суть понятия.
Информационная модель здания (BIM) (Building Information Model) - это:
- хорошо скоординированная, согласованная и взаимосвязанная,
- поддающаяся расчетам и анализу,
- имеющая геометрическую привязку,
- пригодная к компьютерному использованию,
- допускающая необходимые обновления
числовая информация о проектируемом или уже существующем объекте, которая может использоваться для:
- принятия конкретных проектных решений,
- создания высококачественной проектной документации,
- предсказания эксплуатационных качеств объекта,
- составления смет и строительных планов,
- заказа и изготовления материалов и оборудования,
- управления возведением здания,
- управления и эксплуатации самого здания и средств технического оснащения в течение всего жизненного цикла,
- управления зданием как объектом коммерческой деятельности,
- проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания,
- сноса и утилизации здания,
- иных связанных со зданием целей.
Схематически информация, относящаяся к BIM, поступающая в модель и получаемая из модели, показана на рис.1.
Рис. 1. Основная информация, проходящая через BIM и имеющая к BIM непосредственное отношение.
Иными словами, BIM - это вся имеющая числовое описание и нужным образом организованная информация об объекте, используемая как на стадии проектирования и строительства здания, так и в период его эксплуатации и даже сноса.
Как вы уже поняли, аббревиатура BIM может использоваться как для обозначения непосредственно самой информационной модели здания, так и для процесса информационного моделирования, при этом, как правило, никаких недоразумений не возникает.
В ряде литературных источников употребляется и уменьшенный вариант этого сокращения bim (так называемое «малое BIM») - общее обозначение для всего класса программного обеспечения, работающего в технологии «большого BIM» - информационного моделирования зданий.
Весьма близка к BIM сформулированная компанией Dassault Systemes в 1998 году концепция PLM (Product Lifecycle Management) - управление жизненным циклом изделия , которой сегодня активно пользуется практически вся индустрия машиностроительного САПР.
При этом в качестве изделий могут рассматриваться всевозможные технически сложные объекты: самолеты и корабли, автомобили и ракеты, здания и их системы, компьютерные сети и т.п.
Концепция PLM предполагает, что создается единая информационная база, описывающая три основных компоненты создания чего-либо нового по схеме Продукт - Процессы - Ресурсы , а также связи между этими компонентами.
Наличие такой объединенной модели обеспечивает возможность быстро и эффективно увязывать и оптимизировать всю указанную цепочку.
Так что с большой уверенностью можно говорить, что BIM и PLM - «близнецы-братья», или, более точно, что BIM является отражением и уточнением концепции PLM в специализированной области человеческой деятельности - архитектурно-строительном проектировании. Вполне логично, что по аналогии с PLM даже начал появляться термин BLM (Building Lifecycle Management) - управление жизненным циклом здания.
При этом, в силу специфики архитектурно-строительного производства и его отличия от машиностроения, стоит признать, что BIM - это все-таки не PLM.
Практическая польза от информационной модели здания
Однако терминология - это не главное. Применение информационной модели здания существенно облегчает работу с объектом и имеет массу преимуществ перед прежними формами проектирования.
Прежде всего, оно позволяет в виртуальном режиме собрать воедино, подобрать по предназначению, рассчитать, состыковать и согласовать создаваемые разными специалистами и организациями компоненты и системы будущего сооружения, «на кончике пера» заранее проверить их жизнеспособность, функциональную пригодность и эксплуатационные качества, а также избежать самого неприятного для проектировщиков - внутренних нестыковок (коллизий) (рис.2).
Рис. 2. Проект нового здания высшей музыкальной школы New World Symphony в Майами (США) архитектора Фрэнка Гери, разработанный по технологии BIM (начало проектирования в 2006). Отдельно показаны компоненты единой модели: внешняя оболочка здания, несущий каркас, комплекс инженерного оборудования и внутренняя организация помещений.
В отличие от традиционных систем компьютерного проектирования, создающих геометрические образы, результатом информационного моделирования здания обычно является объектно-ориентированная цифровая модель как всего объекта, так и процесса его строительства.
Чаще всего работа по созданию информационной модели здания ведется как бы в два этапа.
Сначала разрабатываются некие блоки (семейства) - первичные элементы проектирования, соответствующие как строительным изделиям (окна, двери, плиты перекрытий и т.п.), так и элементам оснащения (отопительные и осветительные приборы, лифты и т.п.) и многому другому, что имеет непосредственное отношение к зданию, но производится вне рамок стройплощадки и при возведении объекта не делится на части.
Второй этап - моделирование того, что создается на стройплощадке. Это фундаменты, стены, крыши, навесные фасады и многое другое. При этом предполагается широкое использование заранее созданных элементов, например, крепежных или обрамляющих деталей при формировании навесных стен здания.
Таким образом, логика информационного моделирования зданий, вопреки опасениям некоторых скептиков, ушла из непонятной для проектировщиков и строителей области программирования и соответствует обычному пониманию, как строить дом, как его оснащать и как в нем жить.
Это существенно облегчает и упрощает работу с BIM как проектировщикам, так и всем остальным категориям строителей, а затем и эксплуатантов.
Что касается деления на этапы (первый и второй) при создании BIM, то оно носит достаточно условный характер - вы можете, например, вставить окна в моделируемый объект, а затем, по вновь появившимся соображениям, поменять их, и в проекте будут задействованы уже измененные окна.
Построенная специалистами информационная модель проектируемого объекта затем становится основой и активно используется для создания рабочей документации всех видов, разработки и изготовления строительных конструкций и деталей, комплектации объекта, заказа и монтажа технологического оборудования, экономических расчетов, организации возведения самого здания, а также решения технических и организационно-хозяйственных вопросов последующей эксплуатации (рис.3).
Рис. 3. Строительство нового здания американской высшей музыкальной школы New World Symphony (начато в 2008) и его будущий внешний вид (окончание строительства планируется в 2010). Здание площадью 10 000 кв. м, зал рассчитан на 700 зрителей, приспособлен для проведения веб-трансляций и записи концертов, а также - видеопроекций на 360 градусов, на верхнем этаже расположены музыкальная библиотека, дирижерская студия, а также 26 индивидуальных репетиционных аудиторий и шесть - для совместных репетиций нескольких музыкантов. Сметная стоимость объекта 200 млн. долларов.
Информационная модель существует в течение всего жизненного цикла здания, и даже дольше. Содержащаяся в ней информация может изменяться, дополняться, заменяться, отражая текущее состояние здания.
Такой подход в проектировании, когда объект рассматривается не только в пространстве, но и во времени, то есть «3D плюс время», часто называют 4D , а «4D плюс информацию» принято обозначать уже 5D . Хотя, с другой стороны, в ряде публикаций под 4D могут понимать «3D плюс спецификации».
Как видим, полного единства в этих модных количествах D пока еще тоже нет, но это всего лишь вопрос времени. Главное - внутреннее содержание новой концепции проектирования.
Технология BIM уже сейчас показала возможность достижения высокой скорости, объема и качества строительства, а также значительную экономию бюджетных средств.
Например, при создании сложнейшего по форме и внутреннему оснащению нового корпуса Музея искусств в американском городе Денвере для организации взаимодействия субподрядчиков при проектировании и возведении каркаса здания (металл и железобетон) и разработке и монтаже сантехнических и электрических систем была использована специально разработанная для этого объекта информационная модель.
По данным генерального подрядчика, только чисто организационное применение BIM (модель была создана для отработки взаимодействия субподрядчиков и оптимизации графика работ) сократило срок строительства на 14 месяцев и привело к экономии примерно 400 тысяч долларов при сметной стоимости объекта в 70 миллионов долларов (рис.4).
Рис. 4. Музей искусств в Денвере (США), корпус Фредерика С.Хэмилтона. Архитектор Дэниель Либескинд, 2006.
Но одно из самых главных достижений BIM - возможность добиться практически полного соответствия эксплуатационных характеристик нового здания требованиям заказчика.
Поскольку технология BIM позволяет с высокой степенью достоверности воссоздать сам объект со всеми конструкциями, материалами, инженерным оснащением и протекающими в нем процессами и отладить на виртуальной модели основные проектные решения.
Иными способами такая проверка проектных решений на правильность не осуществима - придется просто построить макет здания в натуральную величину. Что в прежние времена периодически и происходило (да и сейчас еще происходит) - правильность проектных расчетов проверялась на уже созданном объекте, когда исправить что-либо было почти невозможно.
При этом особо важно подчеркнуть, что информационная модель здания - это виртуальная модель, результат применения компьютерных технологий. В идеале BIM - это виртуальная копия здания. На начальном этапе создания модели мы имеем некоторый набор информации, почти всегда неполный, но достаточный для начала работы в первом приближении. Затем введенная в модель информация пополняется по мере ее поступления, и модель становится более насыщенной.
Таким образом, процесс создания BIM всегда растянут во времени (носит практически непрерывный характер), поскольку может иметь неограниченное количество «уточнений».
А сама информационная модель здания - весьма динамичное и постоянно развивающееся образование, «живущее» самостоятельной жизнью.
При этом надо понимать, что физически BIM существует только в памяти компьютера. И ею можно воспользоваться только посредством тех программных средств (комплекса программ), в которых она и была создана.
BIM и обмен информацией
Результатом развития компьютерного проектирования является то обстоятельство, что на сегодняшний день работа на основе CAD-технологий представляется достаточно организованной и отлаженной.
Сейчас, спустя примерно 25 лет после своего появления, формат файлов DWG, создаваемых пакетом AutoCAD, занял место неофициального, но общепризнанного стандарта работы с проектом в CAD-программах и уже начал жить независимой от своего создателя жизнью.
То же относится и к формату DXF, разработанному Autodesk для осуществления обмена данными между различными CAD-программами и другими, в том числе вычислительными, комплексами.
Теперь практически все CAD-программы могут принимать и сохранять информацию в этих форматах, хотя их собственные «родные» форматы файлов порой существенно отличаются от последних.
Таким образом, еще раз констатируем, что форматы файлов, создаваемых пакетом AutoCAD, стали неким «унификатором» информации для CAD-программ, причем это случилось не по команде сверху или решению некоего общего собрания разработчиков программного обеспечения, а исторически определилось самой логикой естественного развития автоматизированного проектирования в мире.
Что касается BIM, то в наши дни форма, содержание и способы работы по информационному моделированию зданий всецело определяются используемым архитекторами (проектировщиками) программным обеспечением, которого сейчас для BIM уже немало.
Поскольку повсеместное внедрение технологии BIM в мировую проектную практику в настоящее время находится (по историческим меркам) на своей начальной стадии, еще не выработан единый стандарт для файлов программных систем, создающих информационные модели зданий, или обмена данными между ними, хотя такое понимание назревает и попытки разработки единых «правил игры» уже предпринимаются.
Думается, должно пройти еще какое-то время, чтобы мировое сообщество проектировщиков выработало общепризнанные «шаблоны» для BIM, унифицирующие правила передачи, хранения и использования информации.
Возможно, решение этого вопроса будет найдено по аналогии с CAD-системами, когда один из BIM-комплексов в явочном порядке станет наиболее популярным.
К сожалению, по указанной только что причине отсутствия единого стандарта перенос информационной модели с одной программной платформы на другую без потери данных и существенных переделок (часто почти все надо повторить заново) пока невозможен.
Так что работающие сегодня в BIM архитекторы, строители, смежники и другие специалисты существенно зависят от правильного выбора используемого программного обеспечения, особенно на начальном этапе своей деятельности, поскольку в дальнейшем они будут к нему прочно привязаны, фактически станут его «заложниками».
Конечно, такое положение дел не способствует развитию информационного моделирования зданий. Проектировщики, перешедшие на технологию BIM, всецело зависят от уровня развития информационных технологий, уровня понимания проблемы и мастерства создателей компьютерных программ. Они ограничены в своей профессиональной деятельности теми рамками, которые им предоставляют программисты. Это плохо, но ничего другого пока нет.
С другой стороны, в машиностроении, например, уровень развития авиации напрямую зависит от уровня развития станкостроения. И это не мешает прогрессу. Если все правильно координировать в масштабе целых отраслей. Даже наоборот, потребности авиации во многом стимулируют развитие станкостроения.
Напрашивается парадоксальный вывод - дальнейшее развитие архитектурно-строительного проектирования будет зависеть от уровня развития программирования. Возможно, это не всем понравится, но это уже реальность.
Как и то обстоятельство, что задачи, возникающие в проектировании, стимулируют развитие информационных технологий. Все взаимосвязано.
Формы получения информации из модели
Информационная модель здания сегодня - это специальным образом организованный и структурированный набор данных из одного или нескольких файлов, допускающий на выходе как графическое, так и любое иное числовое представление, пригодное для последующего использования различными программными средствами проектирования, расчета и анализа здания и всех входящих в него компонентов и систем.
Сама информационная модель здания как организованный набор данных об объекте непосредственно используется создавшей ее программой. Но специалистам важно также иметь возможность брать информацию из модели в удобном виде и широко использовать в своей профессиональной деятельности вне рамок конкретной BIM-программы.
Отсюда возникает еще одна из важных задач информационного моделирования - предоставлять пользователю данные об объекте в широком спектре форматов, технологически пригодных для дальнейшей обработки компьютерными или иными средствами.
Поэтому современные BIM-программы предполагают, что содержащуюся в модели информацию о здании для внешнего использования можно получать в большом спектре видов, минимальный перечень которых на сегодняшний день уже достаточно четко определен профессиональным сообществом и не вызывает никаких дискуссий (рис.5).
Рис. 5. Виды графического представления информационной модели здания. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры «Дом композиторов» в Новосибирске. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2009.
К таким общепризнанным формам вывода или передачи содержащейся в BIM информации о здании прежде всего относятся:
Все это многообразие форм выводимой информации обеспечивает универсальность и эффективность BIM как нового подхода в проектировании зданий и гарантирует ему определяющее положение в архитектурно-строительной отрасли в ближайшем будущем.
Рис. 7. Татьяна Козлова. Памятник архитектуры «Дом композиторов» в Новосибирске: трехмерный разрез здания. Модель выполнена в Revit Architecture. НГАСУ(Сибстрин), 2009.
Опровержение основных заблуждений о BIM
Для лучшего понимания сущности информационного моделирования зданий полезно будет также уточнить, чего BIM не может и чем не является.
BIM не является единичной моделью здания или единичной базой данных . Обычно это - целый взаимосвязанный и сложноподчиненный комплекс таких моделей и баз данных, вырабатываемых различными программами и взаимосвязанных с помощью этих же программ. А восприятие BIM как односложной модели - одно из ранних и наиболее распространенных заблуждений.
BIM не является «искусственным интеллектом» . Например, собранная в модели информация о здании может анализироваться на предмет обнаружения в проекте возможных нестыковок и коллизий. Но способы устранения этих противоречий находятся всецело в руках человека, поскольку сама логика проектирования еще не поддается математическому описанию.
Например, если вы в модели уменьшите количество утеплителя на здании, то BIM-программа не будет думать за вас, как поступить: то ли добавить (закупить) еще утеплителя, то ли уменьшить площадь помещений, то ли усилить систему отопления, то ли перенести здание на новое место с более теплым климатом и т.п. Это проектировщик должен решать сам.
Почти наверняка в будущем компьютерные программы начнут постепенно заменять человека и в наиболее простых (рутинных) интеллектуальных операциях в проектировании, как сейчас уже заменяют в черчении, но пока в реальной практике об этом говорить рано. Когда это произойдет, справедливо будет утверждать о начале нового этапа развития проектирования.
BIM не идеальна . Поскольку она создана людьми и получает от людей информацию, а людям свойственно ошибаться, в все равно будут встречаться ошибки. Эти ошибки могут появляться непосредственно при внесении данных, при создании BIM-программ, даже при работе компьютеров. Но этих ошибок возникает принципиально меньше, чем в случае, когда человек сам манипулирует информацией. И гораздо больше внутренних уровней программного контроля корректности данных. Так что сегодня BIM - это лучшее из того, что есть.
BIM - это не конкретная компьютерная программа . Это - новая технология проектирования. А компьютерные программы (Revit, Digital Project, Bently Architecture, Allplan, ArchiCAD и т.п.) - это лишь инструменты ее реализации, которые постоянно развиваются и совершенствуются. Но эти компьютерные программы определяют современный уровень развития информационного моделирования зданий, без них технология BIM лишена всякого смысла.
BIM - это не только 3D . Это еще и масса дополнительной информации (атрибутов объектов), которая выходит далеко за рамки только геометрического восприятия этих объекта. Какой бы хорошей не была геометрическая модель и ее визуализация, у объектов должна быть еще количественная информация для анализа. Если кому-то удобнее, можно считать, что BIM - это 5D. И все же дело не в количестве D. BIM - это BIM. А только 3D - это не BIM.
BIM - это не обязательно 3D . Это еще и числовые характеристики, таблицы, спецификации, цены, календарные графики, электронные адреса и т.п. И если для решения проектных задач не требуется трехмерной модели сооружения, то 3D и не будет. Проще говоря, BIM - это ровно столько D, сколько надо, плюс числовые данные для анализа.
BIM - это параметрически заданные объекты . Поведение (свойства, геометрические размеры, расположение и т.п.) создаваемых объектов определяется наборами параметров и зависит от этих параметров.
BIM - это не набор 2D проекций, в совокупности описывающих проектируемое здание . Наоборот, все проекции получаются из информационной модели.
У BIM какое-либо изменение модели одновременно проявляется на всех видах . В противном случае создаются условия для возможных ошибок, которые трудно будет отследить.
BIM - это не завершенная (застывшая) модель . Информационная модель любого здания постоянно находится в развитии, по мере необходимости пополняясь все более новой информацией и корректируясь с учетом изменяющихся условий и нового понимания проектных или эксплуатационных задач. В подавляющем большинстве случаев это - «живая», развивающаяся модель. И при правильном понимании срок ее жизни полностью перекрывает жизненный цикл реального объекта.
BIM приносит пользу не только на больших объектах . На больших объектах много пользы. На маленьких абсолютная величина этой пользы меньше, но самих маленьких объектов обычно больше, так что опять пользы много. Информационная модель здания эффективна всегда.
BIM не заменяет человека . Более того, технология BIM не может существовать без человека и требует от него большего профессионализма, лучшего, комплексного понимания созидательного процесса проектирования здания и большей ответственности в работе. Но BIM делает работу человека более эффективной.
BIM не работает автоматически . Собирать информацию (либо руководить процессом сбора информации) по тем или иным проблемам все равно придется проектировщику. Но технология BIM существенно автоматизирует и поэтому облегчает процесс сбора, обработки, систематизации, хранения и использования такой информации. Как и весь процесс проектирования здания.
BIM не требует от человека «тупой набивки данных» . Создание информационной модели осуществляется по обычной и понятной для проектировщика логике построения здания, где главную роль играют его квалификация и интеллект. А само построение модели осуществляется в основном традиционными для проектирования графическими средствами, в том числе и в интерактивном режиме.
Что, в прочем, совершенно не отвергает возможности ввода каких-то (например, текстовых) данных с клавиатуры.
BIM не делает ненужной «старую гвардию» специалистов . Конечно, любая гвардия рано или поздно становится «старой». Но опыт и профессиональное мастерство нужны в любом деле, особенно при проектировании в технологии информационного моделирования зданий, а они обычно приходят с годами. Другое дело, что прежним специалистам (всем, а не только «старым») придется приложить определенные усилия (кому-то даже немалые) при освоении новых инструментов и переходе на новую технологию. Но практика показывает, что это все - из области реального.
Освоение BIM не является делом избранных и не требует большого времени . Если точнее, времени на освоение BIM требуется ровно столько же, сколько уходит на профессиональное освоение любой другой технологии - «период первоначального обучения плюс вся жизнь».
Цикл публикаций Владимира Талапова о BIM продолжается статьей "В основании BIM лежит кит".
22ОктИнформационное моделирование зданий. BIM. Что это?
Информационное моделирование зданий — Building Information Modeling (BIM) это гораздо больше, чем технология проектирования. Это целая стратегия, комплексный подход, применяемый на всех уровнях строительной цепочки (проектировании, строительстве и эксплуатации). Причем, на каждом уровне свои преимущества от применения BIM.
Проектировщикам
Для проектировщиков это значительное ускорение проектирования, возможность быстрой корректировки информационной модели, возможность быстро получать высококачественную рабочую документацию, быстрая аналитика и расчет затрат на материалы. Особенно четко видна выгода от применения BIM при расчете смет и выводе спецификаций. В этом случае все сметы и спецификации будут на 100% достоверны и в случае необходимости пересчет займет минуты, а не дни, как в случае классического проектирования. И все это благодаря возможности параметризации модели, организации совместной работы, стадийности, вариативности информационной модели, хорошей интеграции BIM-софта с другими САПР. Также возможна и удаленная работа, что позволяет разнообразить команду проектировщиков специалистами из разных городов и даже стран. Такая команда, безусловно, будет очень эффективна в работе. Применение информационной модели позволит еще на стадии проектирования оценить термический комфорт, жизненный цикл, освещение и другие характеристики здания.
К тому же, для проектных организаций переход на BIM может очень быстро окупиться. Например, засчет работ, которые при классической схеме проектирования отдавались на аутсорсинг. Конечно, это возможно при условии, что в организации BIM внедряли грамотно и проектировщики хорошо владеют программными продуктами.
Строителям
Для строителей значительными преимуществами являются контроль качества исходной документации, контроль сметных расчетов, организация управления строительством, правильная логистика, поэтапное финансирование и, конечно, возможность осуществления технического надзора. Таким образом, можно выделить три уровня BIM:
- 3D- пространственная модель. Здесь можно осуществить контроль качества исходной документации. Она будет в дальнейшем использоваться для создания комплекта рабочей документации, комплектации, заказа оборудования, расчета смет и т.д.
- 3.5D – Пространственная модель с добавлениями объектно-ориентированной технологии (например, движущиеся люди или деревья, учитывающие времена года). Мало кто знает про этот уровень:)
- 4D- это ранее построенная проектировщиками пространственная модель (3D) во времени. Информационная модель существует на протяжении всего жизненного цикла здания, а может быть, и дольше. Со временем информация в модели меняется, дополняется, удаляется, отражая реальное состояние здания. Здесь можно управлять строительством и видеть календарные планы работ различной детализации. Причем, с помощью BIM-софта возможно записать видеоролик динамики строительного процесса, делать паузы и пометки, а также своевременно выявлять коллизии. Причем, очень важно, что выявить и исправить все недочеты можно до начала реального строительства.
- 5D- это 4D + информация. На этом этапе возможна проверка смет, стоимость проекта и любые расчеты. При традиционном проектировании расчеты затрат являются самыми трудоемкими, но при использовании информационной модели здания ситуация в корне меняется. В информационной модели каждому элементу можно задать стоимость, а в спецификации всегда известно количество. Соответственно, все расчеты возможны автоматически, нужны только навыки работы с такими данными.
Заказчикам и эксплуатационным службам
Каковы преимущества BIM для заказчика и для эксплуатационных служб?
Здесь выгода очень большая. Например, если заказчик не планирует сам эксплуатировать здание, то в этом случае здание, спроектированное и построенное по BIM он может продать или сдать в аренду на гораздо более выгодных условиях, чем здание, спроектированное и построенное без информационной модели по классической схеме. Это возможно потому, что эксплуатация здания с существующей эксплуатационной моделью будет гораздо удобнее, прозрачнее и эффективнее. Кроме того, если при проектировании применялся GREEN BIM, то на отопление здания будет затрат энергии намного меньше. К тому же, на такое здание гораздо проще получить сертификаты , что поспособствует значительному увеличению стоимости здания.
А если заказчик строит здание для себя, то его выгода полностью совпадает с выгодой эксплуатационных служб, а еще возможна значительная экономия денежных средств на строительстве, ведь наличие информационной модели здания предполагает «бережливое строительство», где полностью прозрачен расход денежных средств.
Для эксплуатационных служб выделен четвертый уровень — 6D. Это эксплуатационная модель здания. Она обеспечивает современный уровень обслуживания при обеспечении эксплуатации здания, позволяя своевременно выявлять и предупреждать проблемы, связанные с эксплуатацией здания. Здесь возможен быстрый поиск неисправностей, мониторинг состояния сложных объектов, единая информационная система по всему комплексу оборудования. Высший пилотаж в этом случае — это создание единой системы мониторинга и эксплуатации здания. Это значит, что если информационная модель здания, созданная еще на стадии проекта, несет в себе все изменения состояния этого объекта, то служба эксплуатации будет иметь всю информацию по этому объекту и в любой момент имеет возможность ее вывести и проанализировать. Это очень удобно и, безусловно, это грандиозный прорыв в и строительства. Ничего подобного в истории не было.
Планы на будущее
В США к 2030 году всем федеральным объектам должен быть присвоен класс «net-zero» («чистый ноль»), т.е. они будут обходиться возобновляемой энергией, а коммерческие объекты еще раньше — к 2025 году. В России, согласно распоряжению Д. Медведева, все госзаказы, начиная с сентября 2014 года должны выполняться в BIM. Это вселяет большую надежду на ускорение развития BIM в России. О развитии BIM в России я уже ранее писала .
В общем, BIM — это новая эра в проектировании и строительстве и она обязательно будет успешной в России.
СЕВЕРИН ПРОЕКТ лидер информационного проектирования. Использование BIM-технологии в проектировании позволяет нашей компании предоставлять Заказчику услуги самого современного уровня.
BIM (Building Information Modeling) — информационное моделирование сооружений — самая современная технология, применяемая в процессе коллективного синхронного создания виртуальных моделей зданий и сооружений (включая разработку архитектурных объёмно-планировочных решений, несущих конструкций, инженерных сетей, прилегающей инфраструктуры, ландшафта проектируемой территории), необходимых на протяжении всего процесса проектирования (от концепции до разработки рабочей документации, составления спецификации и сметных расчётов), строительства и последующей эксплуатации.
BIM — это принципиально иной подход к проектированию объекта. В основу заложено объёмное комплексное созидание всеми участниками процесса проектирования одновременно: архитекторами, инженерами, технологами, дизайнерами. В нашей работе мы исходим из функционального назначения здания, целей, для которых оно предназначено, и того, как и кем оно будет эксплуатироваться. В проектируемом объекте всё должно быть предельно ясно, рационально и комфортно.
Зачем Вам BIM-модель здания
- Трёхмерная BIM-модель проста для восприятия и работы. Итоговый результат в виде виртуальной 3D-модели сооружения позволяет оценивать объект и принимать решения абсолютно осознано и уверенно — так, как будто бы Вы рассматривали уже построенный объект.
- На основании комплексной BIM-модели здания создаётся точный финансовый прогноз итоговой стоимости реализации проекта. Бюджетная оценка и смета соответствуют самым высоким проектным уровням точности.
- Вариантное проектирование по BIM-технологии даёт наиболее полную информацию при сравнении отдельных вариантов и выборе оптимального решения.
- При использовании BIM-технологии значительно сокращается количество случайных ошибок и нестыковок при увязке отдельных разделов проектной документации, что минимизирует количество затрат и простоев по данной причине — это обстоятельство крайне актуально при взаимодействии нескольких подрядчиков на одном объекте.
- Качество проектирования с применением BIM-технологии позволяет значительно уменьшить время прохождения экспертизы проектной документации.
- Во время эксплуатации здания, разработанного на основании BIM-модели, повышается качество обслуживания и снижаются эксплуатационные расходы за счет комплекса детальной информации, накопленной за весь период проектирования, строительства и ввода объекта в эксплуатацию.
Что мы умеем делать
Мы запроектировали свой первый объект с использованием BIM-технологий в 2007 году — Многофункциональный комплекс в городе Черноголовка . С тех пор нами с применением BIM-технологии выполнены проекты объектов различного функционального назначения: многофункциональные комплексы, развлекательные комплексы, гостиницы. В данный момент ведётся комплексное BIM-проектирование многофункционального торгового комплекса «Ритейл-Парк» в г.Видное общей площадью 108 тыс.м 2
СЕВЕРИН ПРОЕКТ выполняет с использованием BIM-технологии проекты любой сложности и масштаба — от небольших зданий до крупных коммерческих и промышленных комплексов, сооружений.
Для нас и наших Заказчиков BIM-технологии — это качество, согласованность и надёжность принимаемых нами проектных решений, контроль за сроками и стоимостью разрабатываемых объектов.
Мировые стандарты проектирования с применением BIM-технологий являются общепринятой практикой для ведущих строительных и проектных компаний России.
В конце прошлого года Минстрой к реализации плана внедрения технологий информационного моделирования зданий (BIM - Building Information Modeling) в области промышленного и гражданского строительства. До конца 2015 года в России планируется разработать дорожную карту внедрения BIM-технологии в строительство. В 2016 году начнется ее активное применение, а в 2017-м будут приняты стандарты их использования в проектировании и строительстве.
Эти шаги вполне логичны. В мире уже давно наблюдается самый настоящий бум на информационное моделирование. В Великобритании с 2016 года применение BIM и вовсе становится обязательным условием для получения госзаказа. А как идут дела у нас?
В неизвестность первые шаги
Директор департамента внедрения Группы компаний ИНФАРС, много лет занимающейся внедрением BIM, Ольга Князева не раз общалась со специалистами отечественной строительной отрасли, которые пока жалеют денег на покупку и освоение BIM-технологий.
Появление нового взамен «проверенного временем» рождает во многих головах «страшилки», которые якобы несет собой внедрение BIM, - говорит она. - Один из клиентов, например, был уверен, что люди всегда найдут, что испортить , а потом, мол, ищи-свищи виноватого… Только аргумент о четком распределении прав пользователей его убедил. Работая в формате 3D (часто одновременно!), архитекторы и проектировщики видят расчеты друг друга, но влезть в чужой файл и «испортить» его при всем желании не смогут.
Еще одно распространенное заблуждение - о том, что новая технология проектирования заставит отказаться от старой . Да помилуйте, говорят специалисты, любимые схемы работы могут быть просто взяты за основу. Новая технология позволяет их лишь усовершенствовать, прибавив удобные приемы, о существовании которых даже мечтать не приходилось. Главный архитектор проекта, например, сможет принимать решения, глядя на два изображения: в 2D - например, в AutoCAD и в 3D - например, в Revit. Разве не объективнее будет сделанный им вывод?
И, конечно, всех волнует то, что в процессе внедрения новых технологий работа если не встанет, то замедлится . Но на самом деле даже на этапе пилотного проекта прежний уровень производительности труда удается сохранить. Прежде всего, конечно, благодаря продолжающейся поддержке консультантов. Они учат владеть интерфейсом, делятся с новичками наработанными приемами, которые в конечном итоге намного облегчат рабочее проектирование.
Так что все эти сомнения - не более чем отговорки для тех, кто все еще не понял: или ты следуешь духу времени, или… безнадежно отстаешь.
С чего же лучше начать?
С постановки цели, конечно! - продолжает Князева. - Нужно четко осознать, чего вы хотите от внедрения BIM: выиграть во времени, сэкономить деньги за счет прозрачности расчетных схем, выйти за пределы одного региона… Решив для себя «головоломку» с определением главной цели, руководитель предприятия назначает тендер и выбирает партнера по внедрению BIM. А потом сесть с ним, все посчитать и распланировать: необходимые траты, программу возвращения средств…
Мы не советуем пытаться осваивать BIM-технологию самостоятельно, по видео-урокам из интернета, - предупреждает Князева. - Даже если вы решите, что не боги, мол, горшки обжигают и приобретете лучший софт, без понимания технологии он - дорогая игрушка, не более.
Три кита внедрения
Есть еще один страх руководителей: не понадобится ли с новой технологией массовая замена кадров . И что толку от суперсовременных программ, установленных на мощных компьютерах, если старые кадры сумеют ими, образно говоря, лишь орехи колоть?
Развеем эти сомнения: не понадобится увольнять никого из тех, кому интересно осваивать новое. Да, предприятию придется отправить работников хотя бы на недельное обучение на профильных курсах по BIM. Это нужно, чтобы они получили базовые знания, ознакомились с интерфейсом и под присмотром опытных экспертов начали приобретать практические навыки.
Но некоторые кадровые перемены все-таки понадобятся. На них и остановимся подробнее как на ключевом моменте BIM-технологии. Чтобы использовать ее потенциал по полной программе, в бизнес-процесс предприятия понадобится включить трех специалистов нового типа.
Это BIM-менеджер, BIM-мастер и BIM-координатор - вот они, три кита (три богатыря, три мушкетера - кому что больше нравится), которые засучив рукава займутся внедрением и эксплуатацией BIM на предприятии. Кто же они и зачем нужны?
BIM-менеджер
Он должен появиться в начале вашего замысла, когда вы поняли, что будете внедрять BIM. В идеале именно ему лучше всего заняться составлением вышеупомянутого ТЗ с участием выбранного вами партнера. Именно вашему BIM-менеджеру придется скрупулезно собирать информацию, транслировать задачи тем, кто занимается внедрением, контролировать их и принимать работу.
Хорошо, если до начала эпохи BIM в штате был CAD-менеджер. Этот человек уже понимает, что такое стратегия развития САПР, способен поддерживать его в актуальном состоянии, модернизировать технологию проектирования. Но CAD-менеджер не может сразу сесть в новое кресло: сначала его надо обучить.
BIM-менеджер управляет BIM-технологией на уровне предприятия:
Определяет цели и стратегию развития BIM в компании;
Разрабатывает типовые рабочие процессы и Стандарт предприятия;
Поддерживает BIM технологию предприятия в актуальном состоянии, внедряет современные достижения, фиксирует все изменения в технологии и транслирует их в Стандарт;
Разрабатывает программы обучения, повышения квалификации и тестирования (в идеале после каждого курса), а также контрольное тестирование после пилотного проекта;
Управляет сотрудниками отдела BIM, участвует в подготовке BIM-координаторов и внедрении их в проекты.
BIM-мастер
Этот сотрудник должен появиться во время разработки и тестирования технологии проектирования с применением BIM. Это не просто подчиненный BIM-менеджера, а его помощник, его руки.
BIM-мастер (а в крупной компании, чем их больше, тем лучше) осуществляет поддержку САПР:
Создает BIM контент - семейства, группы и прочие библиотечные элементы;
Поддерживает корпоративную библиотеку семейств;
Осуществляет экспертную поддержку пользователей;
Производит адаптацию ПО на уровне шаблонов.
BIM-координатор
Он должен появиться на этапе внедрения, когда идет обучение пилотной группы, выполнение пилотного проекта, корректировка BIM-стандарта и масштабирование технологии на всю организацию. Чаще всего BIM-координатора и находят во время учебы. Это самый активный и легко обучаемый специалист, который в рамках курса воспринимает информации больше, чем остальные.
BIM-координатор - это специалист ведущего отдела, отвечающий за BIM-модель и общую координацию проекта. Он не САПРовец, а проектировщик, и полностью вовлечен в конкретный проект:
Координирует совместную работу;
Отвечает за целостность BIM-модели;
Выдает задания смежным специальностям по утвержденным правилам и стандартам;
Формирует заявки на разработку BIM-контента;
Обучает приемам работы и помогает пользователям;
Участвует в формировании стандартов компании и контролирует их исполнение.
На небольших проектах BIM-координатором должен быть ведущий специалист отдела. На крупных проектах BIM-координаторов может быть несколько: для архитектуры, конструкций и инженерии.
Ждать «тарелочки с голубой каемочкой» придется недолго
К этапу эксплуатации технологии все три «кита» - BIM-менеджер, BIM-мастер и BIM-координатор - активно взаимодействуют между собой. Охватывают все задачи внедрения и эксплуатации BIM-технологии. Естественно, вместе с командой - консультантами и экспертами предприятия.
Как показывает опыт, от запуска новой технологии до получения первого внушительного результата проходит около года, - говорит эксперт Ольга Князева. - Правильно внедренная BIM-технология окупает себя за два-три года. А дальше - только прибыль!
