BIM-технологии в системе координат жизненного цикла здания

 

Дмитрий Мыльников, начальник отдела автоматизации проектных работ, ПК «ГПИ «Челябинскгражданпроект»

 

Обсуждение проблемы внедрения и использования технологий информационного моделирования в строительстве (ТИМ) активизировалось в 2014 г., когда в марте после заседания Президиума Совета при Президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию было поручено Минстрою России и «Росстандарту» разработать и утвердить план поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства. План, предусматривающий возможность экспертизы проектной документации, подготовленной с использованием таких технологий, был разработан и утвержден приказом Минстроя России № 926/ПР от 29 декабря 2014 г. Практика административного содействия со стороны государства внедрению новых технологий в проектировании и строительстве, в частности Building Information Modeling (BIM), – не российское изобретение. Что же представляют собой эти технологии и опыт их применения на практике?

 

Трудности перевода

15 января 2014 г. Европарламент одобрил внесение поправок в Директиву Европейского Союза по бюджетным закупкам (EUPPD), которая позволяет всем 28 странам – участницам ЕС поощрять или даже обязывать использовать технологию BIM для финансируемых из бюджета проектов, реализуемых в Евросоюзе с 2016 г. Великобритания, Нидерланды, Дания, Финляндия и Норвегия ввели подобные требования еще раньше.

В Великобритании план по внедрению BIM-технологий, аналогичный российскому, был принят в 2011 г. Аналогичный план внедрения таких технологий, утвержденный федеральным министерством транспорта и цифровой инфраструктуры, существует и в Германии. С его переводом на русский язык желающие могут ознакомиться по ссылке

http://www.allbau-software.de/phocadownload/BIM%20in%20Germany.pdf.

 

Термин Building Information Modeling у нас в России, к сожалению, часто переводят не вполне верно – «информационное моделирование здания». Но дело в том, что слово building в английском означает и здание, и строительство.

Согласно концепции стандартов Open BIM, разработанных альянсом BuildingSmart http://buildingsmart.org/, речь идет не просто о создании информационной модели самого здания или сооружения, а о цифровом информационном описании всех процессов, с этим связанных, включая подготовку и экономическое обоснование проекта, разработку строительного проекта здания, организацию процесса строительства, обеспечение эксплуатации здания после строительства и сдачи в эксплуатацию, даже организацию утилизации здания, после того как оно отслужит свой срок. Всего в системе стандартов Open BIM выделяется семь этапов жизненного цикла, из которых собственно проектирование занимает только два.

 

Три вывода членов альянса

Началось все с того, что в 1995 г. компания Autodesk сформировала закрытый альянс из 12 компаний, работающих в строительной индустрии, для обсуждения проблем информационного обмена между различными программами, используемыми на разных стадиях строительства и эксплуатации зданий. После года работы члены альянса пришли к трем важным выводам.

Первый – совместимость достижима и имеет большой коммерческий потенциал.

Второй – любые стандарты должны быть открытыми и международными, а также не должны быть частной собственностью отдельных компаний или иметь другие ограничения на их использование.

Третий – альянс должен открыть свое членство всем заинтересованным сторонам по всему миру.

В итоге 16 мая 1996 г. в Лондоне на встрече представителей Северной Америки, Европы и Азии был создан Международный альянс по совместимости (International Alliance for Interoperability – IAI), который 11 января 1998 г. изменил свое название на buildingSMART, чтобы лучше отражать характер и цели организации.

За время работы международного альянса buildingSMART были разработаны базовые концепции и основополагающие стандарты технологии BIM, с полным перечнем которых можно ознакомиться на сайте организации http://buildingsmart.org/standards/standards-library-tools-services/

Часть этих стандартов впоследствии была утверждена как стандарты ISO (International Organization for Standardization – Международная организация стандартизации). В частности, такой важнейший стандарт, как ISO 16739:2013 – Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries – промышленные базовые классы для обмена данными в индустрии строительства и управления объектами, описывает информационную схему и открытый обменный формат файлов для всех BIM-приложений.

 

Сквозная модель как голубая мечта

Информационное моделирование в строительстве – это не просто разработка трехмерной геометрической модели будущего здания. Чтобы полностью соответствовать концепции BIM, в цифровой форме должно быть описано все, что связано с процессами разработки проекта, строительства, эксплуатации и даже уничтожения здания. Необходимо не только отобразить положение и размеры тех или иных элементов, но и правильно указать все их важные характеристики. Чтобы разработанная на этапе проектирования информационная модель здания могла в дальнейшем применяться на следующих этапах. Например, при организации строительства мы не можем в своем проекте использовать абстрактные элементы типа «окно», «кран», «выключатель», а должны выбрать конкретный вариант окна, крана или выключателя из согласованной библиотеки объектов.

Если этого по каким-то причинам не может сделать разработчик проекта в момент проектирования, то наша информационная модель здания должна быть дополнена необходимой информацией сначала в процессе подготовки к строительству, когда служба снабжения выберет подходящие элементы и комплектующие из имеющихся на рынке, а потом в процессе строительства, когда неизбежны те или иные изменения, замены или отклонения от проекта. Кроме самой информационной модели здания, согласно концепции BIM, т. е. моделирования именно строительства, в состав информации должны входить и все документы, связанные с организацией закупки и поставки необходимых деталей, материалов и оборудования на строительную площадку, причем согласованные с общим графиком строительства здания.

Но после завершения строительства жизнь и изменения информационной модели здания не заканчиваются, поскольку информационная модель после строительства передается эксплуатирующей здание организации, которая должна вносить в модель всю информацию о том, какие изменения происходят со зданием, в том числе обо всех ремонтах и заменах деталей или оборудования. В идеальном варианте в передаваемой эксплуатирующей организации BIM-модели здания уже должны содержаться сведения о том, где, когда и какие регламентные работы по обслуживанию здания и установленного в нем оборудования обязана проводить эксплуатирующая организация.

Правда, на сегодняшнем этапе развития и внедрения BIM-технологий подобное сквозное использование информационных моделей практически во всех странах – скорее голубая мечта, нежели реальность. Давайте спустимся с небес на землю и посмотрим, что происходит сейчас с внедрением BIM в России.

 

BIM в российских условиях

Что необходимо обычной проектной организации, чтобы начать полноценно использовать BIM-технологии в своей работе?

Во-первых, определить правила игры, т. е. разработать и утвердить пакет нормативных документов, определяющих требования ко всем организациям, которые так или иначе участвуют в процессе. Часть этих документов будет вводить понятия, определения и методики выполнения работ с использованием новых информационных технологий. Другая часть должна определить изменения, которые необходимо внести в существующие нормативные документы, чтобы вписать в них возможность применения новых технологий и разрешить предоставлять и обрабатывать данные в виде цифровых моделей.

Стоит отметить, что в целом той группой специалистов, которые сегодня заняты организацией и выполнением работ по внедрению ТИМ в России, выбран правильный вектор движения: мы не разрабатываем все методики и стандарты с нуля, а локализируем и адаптируем международные стандарты и методики, которые были разработаны альянсом buildingSMART в рамках концепции Open BIM.

За основу проектов российских стандартов по использованию технологий информационного моделирования в строительстве были взяты оформленные и утвержденные стандарты ISO, закрепляющие стандарты и методики Open BIM. Первые редакции российских проектов стандартов рассылались заинтересованным лицам осенью 2016 г. Можно дискутировать о качестве локализации этих документов и других нюансах процесса, но общий подход выбран верный, обнадеживает и активность ведения работ.

Кроме того, к настоящему времени подготовлены проекты свода правил в области информационного моделирования, которые опубликованы на сайте НОПРИЗ (http://nopriz.ru/ndocs/technical_regulation/project_technical_regulation.php?PAGEN_1=2&by=name&order=asc, см. «Первые редакции проектов сводов правил в области информационного моделирования (обсуждение до 23.10.2016)».

Прямые ссылки для скачивания документов:

http://nopriz.ru/upload/iblock/4d6/sp9445.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/669/pz_sp9445.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/fc9/sp9443.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/b80/pz_sp9443.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/f70/sp9447.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/4fe/pz_sp9447.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/180/sp9449.pdf

http://nopriz.ru/upload/iblock/4cf/pz_sp9449.pdf).

 

Во-вторых, необходимо выстроить новый внутренний технологический процесс проектирования, рассчитанный как на создание собственных BIM-моделей, так и на возможность использования BIM-моделей, которые получают от смежников, заказчика или других участников процесса проектирования.

Как начальник отдела автоматизации проектных работ института «Челябинскгражданпроект» я очень внимательно слежу за тем, что происходит в сфере ТИМ. Регулярно бываю на различных мероприятиях, семинарах и конференциях, посвященных внедрению и использованию ТИМ, которых в последнее время становится все больше. При этом многолетний опыт работы убедил меня в том, что желательно не только слушать доклады с трибун, но и общаться с коллегами в неформальной обстановке. Только так можно узнать о «внутренней кухне» реального использования тех или иных программных продуктов и возникающих при этом проблемах, а также о материальных и моральных издержках перехода к использованию новых технологий.

Начнем с программного обеспечения. На сегодняшний день на рынке нет ни одного программного продукта, который бы позволял выполнить весь спектр необходимых работ с применением идеологии BIM по полному циклу. Наиболее близко к обеспечению полного цикла подошли фирма Autodesk с пакетом Revit и фирма Nemetschek с пакетом Allplan, но и у них еще имеются пробелы и нерешенные вопросы. Здесь следует оговориться, что у разных организаций требования к программному обеспечению могут различаться, поскольку они решают задачи разной сложности. Согласитесь, что есть разница с точки зрения содержания, сложности и объемов работ между проектом двухэтажного частного коттеджа, который выполняет небольшое проектное бюро или даже архитектор-одиночка, и проектами строительства областного перинатального центра либо реконструкции областного драматического театра, которые недавно выполнял наш институт.

Очень хорошая и нужная идея использования единого формата обмена BIM-данными в виде файла IFC пока, увы, реализуется со скрипом. Более-менее успешный обмен моделями без сбоев и потерь данных работает только внутри одной линейки программных продуктов. То есть если и вы, и смежники работаете в Autodesk Revit, то ваша технологическая цепочка будет функционировать. При этом нельзя сказать, что IFC-файлы, созданные в одной программе, не открываются в другой. Но на практике, особенно при ограниченных сроках, между «все прочиталось без потерь» и «модель в целом открылась, но есть сбои и ее необходимо подправить» – дистанция огромного размера. Ведь второй вариант для вас означает дополнительные затраты времени и сил, а следовательно, и денег на все эти исправления и «допиливания по месту».

Отдельная тема связана с непростой политической ситуацией в мире и уже набившими оскомину санкциями, поскольку и Revit, и Allpaln являются зарубежными программными комплексами. Импортозамещение? Увы. Если на уровне 2D САПр типа AutoCAD или систем твердотельного моделирования сегодня в России уже есть из чего выбирать, то в сфере ТИМ в строительстве с этим дела обстоят гораздо хуже. Ближе всех к созданию полноценного российского пакета подошел «Аскон». Архитектурная часть пакета Renga вышла год назад, недавно объявлено о выходе Renga Structure, а пакет для проектирования инженерных коммуникаций обещают выпустить в 2018 г. Но это все лишь первые версии продукта. Как показывает многолетний опыт, в том числе таких гигантов, как Microsoft, нормальная работа с программой возможна, только когда она доберется минимум до третьей версии. У «Нанософта» с их пакетом Nanocad полноценного 3D-проектирования нет даже на уровне САПр, не говоря уже об информационном моделировании. И хотя из пакета «Nanocad электро» при желании можно получить IFC-файл с трехмерной моделью электрической части инженерных коммуникаций здания, для полноценной работы с BIM этого недостаточно.

Конечно, рано или поздно все перечисленные проблемы с программным обеспечением будут решены. Да и российские разработчики, надеюсь, подтянутся, и у нас появится из чего выбирать. Тем более что прогресс в этой области уже не остановить, поскольку перевод в цифру всего и вся давно стал общемировым процессом. Поэтому перейдем к третьей составляющей, на которую придется обратить внимание при внедрении технологий информационного моделирования.

Распространен миф о том, что переход к использованию BIM в проектировании и строительстве дает весомые преимущества, позволяет сократить сроки, уменьшить количество ошибок и тем самым получить существенную экономию при строительстве и эксплуатации. Этот миф весьма активно продвигается производителями и продавцами различного ПО. Причем, как и большинство других мифов, он основан на достоверных, но излишне приукрашенных или искаженных фактах.

Когда у вас есть сформированные наборы библиотек объектов, обученный персонал, современная IT-инфраструктура и качественное ПО, у которого нет проблем совместимости при обмене данными хотя бы с вашими смежниками, то определенного сокращения времени при проектировании действительно можно добиться. Но, как показывает практика тех организаций, которые внедрили ТИМ или находятся в процессе, на начальном этапе на проектирование будет уходить времени больше, чем при традиционных технологиях. И в целом создание полноценной информационной модели отнимает больше времени хотя бы потому, что объем данных, которые должен внести в эту модель исполнитель, в разы больше, чем при обычном построении чертежей.

На обычном чертеже или схеме можно показать какое-либо устройство простым условным знаком, указать его номенклатуру в спецификации и по всем остальным вопросам отослать строителей или монтажников к информации производителя. А в случае создания информационной модели здания это не пройдет. В состав информационной модели здания необходимо включить полный набор достаточно подробных информационных моделей с 3D-описанием геометрии всех устройств, элементов и оборудования, которые использованы в проекте. Причем только в идеале информационные модели будут предоставлены производителями этих устройств, элементов или оборудования. В реальных условиях, особенно российских, создавать такие информационные модели приходится именно проектировщику. И если вы выполняете типовые объекты, в которых используется повторяющаяся номенклатура элементов, то сможете получить экономию на следующих проектах. Но если у вас много различных объектов, в том числе уникальных, то фактически придется создавать или существенно расширять свои библиотеки компонентов для каждого подобного проекта.

Еще один миф гласит, что применение ТИМ позволяет быстрее вносить изменения в проект. Да, если у вас не глючит ПО и ассоциированные с моделью чертежи всегда правильно перестраиваются, это действительно проще и быстрее. Но здесь есть оборотная сторона медали. На одной из последних конференций по ТИМ один из докладчиков рассказал историю о том, что количество изменений, которые они теперь вынуждены вносить в проект по требованию заказчика, выросло на порядок, поскольку заказчик считает, что «с BIM это быстро и просто». Отсюда возникает проблема, как правильно юридически оформить свои отношения с заказчиком и составить договор, который бы учитывал интересы обоих сторон в новых условиях. Сегодняшняя практика составления договоров на проектные работы заключается в том, что в случае досрочного прекращения работ по проекту со стороны заказчика он обязуется оплатить фактически выполненный объем работ. И раньше этот объем определялся по количеству законченных и переданных заказчику чертежей, эскизов, альбомов и т. п. Но когда вы выполняете работы с применением ТИМ, чертежи появляются на самом последнем этапе, когда большая часть модели уже построена. Это означает, что вы можете оказаться в ситуации, когда никаких чертежей у вас еще нет и предъявить заказчику нечего, но большую часть времени, сил и ресурсов на данную работу вы уже потратили.

Следующий миф – применение ТИМ позволяет сэкономить на том, что уменьшается количество ошибок и переделок. Да, позволяет, но с точки зрения застройщика или инвестора. Экономия обеспечивается за счет того, что проектировщик должен выдать более качественный проект. Новые технологии и ПО способствуют этому частично, поскольку только упрощают поиск ошибок. Ошибки все равно должен исправлять человек, поскольку сегодняшние программы самостоятельно сделать этого пока не могут (и неизвестно, смогут ли вообще когда-нибудь). И мировая практика внедрения ТИМ, и опыт, накопленный в России, говорят о том, что экономический эффект от внедрения ТИМ проявляется именно в снижении затрат при строительстве за счет уменьшения количества переделок. А вот на этапе проектирования затраты, наоборот, возрастают. Соответственно, если проектная компания не является частью вертикально интегрированной структуры и ее заказчики проектных работ не готовы переплачивать за более качественный проект, выполненный с использованием ТИМ, то никакого экономического эффекта проектная организация не получит.

Зато она точно получит ощутимые дополнительные расходы на внедрение и поддержку новых технологий. Предположим, кто-то решил построить свой технологический процесс на использовании ПО фирмы Autodesk, которая уже перешла к предоставлению своего ПО во временную аренду сроком от одного до трех лет. Самая дешевая версия Revit сейчас предлагается в онлайн-магазине Softline за почти 74 тыс. руб. в год для одиночной лицензии или 110 тыс. руб. – для сетевой. Однако для крупной проектной организации Revit будет недостаточно, так как в нем отсутствует функционал управления процессом проектирования. Для этого необходимо приобрести как минимум пакет Autodesk Vault Professional, который обойдется в 35 тыс. руб. в год. Но Vault не работает без Microsoft SQL Server. Итого, если подсчитать стоимость всех лицензий только на основное ПО, получается 130–180 тыс. руб. в год за одно рабочее место, а с учетом затрат на оборудование, которое для данного класса задач должно быть высокопроизводительным, ежегодные расходы лишь на ИТ-составляющую вырастают до 170–240 тыс. руб. за одно рабочее место в год или 14–20 тыс. руб. в месяц. А ведь есть и другие затраты помимо компьютеров и ПО для проектирования, которые необходимы для обеспечения работы организации. Так что все эти новые технологии на практике – недешевое удовольствие, а экономический эффект именно для проектных организаций на настоящем этапе развития ТИМ-технологий пока весьма сомнительный.

Возможно, по мере внедрения ТИМ в строительной отрасли, особенно с учетом наблюдаемого давления со стороны государства, а также появления альтернативных российских разработок, которые могут снизить стоимость ПО за счет конкуренции, экономика процесса проектирования с использованием ТИМ изменится в лучшую сторону. По крайней мере, очень хочется на это надеяться, поскольку в целом преимущества такой технологии при широком ее распространении сомнению не подлежат. Но для этого необходимо со стороны государства не только принуждать проектировщиков работать с использованием ТИМ, как это происходит сейчас, но и обязывать застройщиков и инвесторов, во-первых, использовать ТИМ в своей работе, во-вторых, компенсировать проектировщикам возросшие расходы и издержки, возникающие в ходе внедрения и применения новых технологий.

Пока ситуация на рынке проектных работ характеризуется фразой, которую произнес руководитель одной из крупных строительных компаний, являющихся нашим заказчиком, директору нашего института на последнем приеме по случаю Дня строителя: «Вы можете делать свои проекты в чем угодно. Хотите делать в BIM – делайте в BIM. Но, до тех пор пока прораб у меня по стройке ходит с чертежом в руках, мне ваши информационные модели даром не нужны и платить за это я не собираюсь».

Поделиться:

Глобальные сетевые тенденции 2020
По мотивам «Отчета о глобальных сетевых тенденциях» (Global Networking Trends Report)

Взгляд Cisco
Спецпроект

Форум «ИТОПК-2020» оценил потенциал господдержки

Подробнее

Подпишитесь
на нашу рассылку