Не только 3D: как BIM-технологии помогают избежать ошибок в строительстве

Строительные компании активно цифровизируют документацию и другие процессы, но на деле они не всегда знают, как пользоваться BIM-технологиями и получить максимум пользы. Разберемся, какие мифы существуют в отрасли

Об эксперте: Генеральный директор и основатель ГК «БИМэйстер» Евгений Хафизов.

Как правильно внедрять BIM-технологии

Одна из главных задач разработчиков ПО в строительной сфере — упростить жизнь проектировщику и строителю, помочь им работать эффективнее и разобраться в изобилии инженерных данных. Это можно сделать с помощью внедрения цифровых инструментов и, в частности, BIM-технологий.

BIM-технологии позволяют создавать и применять цифровую модель здания или сооружения на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. Эта модель включает в себя все данные об элементах конструкций и оборудовании: кто их проектировал, закупал, доставлял, монтировал и запускал; какими характеристиками обладают активы и кто ответственен за их безопасную эксплуатацию.

Как показывает наш опыт, без оцифровки крайне быстро растет количество бумажной документации. Мы видим, с какими проблемами сталкиваются строители, насколько им сложно находить взаимосвязи между разными дисциплинами и грамотно управлять процессом. Когда к проекту присоединяются новые участники, изменяются проектные решения и срываются сроки поставок — бумаг становится еще больше. Больше бумаг — больше разрозненности и несогласованности данных, из-за чего уже относительно готовые решения невозможно переиспользовать на следующих этапах проекта.

Несмотря на эти трудности, заказчики все чаще осознают преимущества BIM-технологий и постепенно внедряют их. В то же время мы стали замечать, что в строительной среде распространилось несколько мифов об информационном моделировании.

BIM — это не просто моделирование, а управление информацией

При общении с заказчиками мы иногда сталкиваемся с мнением, что внедрить BIM-технологии просто: достаточно научить своих проектировщиков пользоваться системами автоматизированного проектирования (САПР) и начать проектировать в 3D для поиска междисциплинарных коллизий.

Но важно не просто перевести все с бумаги в цифру, а сделать так, чтобы отрасль научилась грамотно обращаться с составом данных в модели. Почему это необходимо и почему именно заказчики должны принимать в этом активное участие?

Суть применения BIM-технологий заключается в методологии управления информацией. Чтобы у компании по-настоящему заработал BIM, она должна сама активно принимать участие в разработке информационных требований заказчиков (EIR). Чтобы разобраться с EIR, нужно последовательно определить:

1. Какую информацию необходимо использовать для формирования управленческой и бухгалтерской отчетности.
2. Как информационная модель будет применяться на стадии эксплуатации объекта.
3. Какие задачи будет решать информационная модель на разных стадиях проектирования и строительства.

Как управлять данными в BIM

Один из ключевых элементов BIM-технологий — среда общих данных (Common data environment, CDE). С ней связан другой миф: многие думают, что это обычный электронный архив, в котором содержится вся информация об объекте. Мы используем другой термин — система управления инженерными данными (СУИД). Это программное обеспечение, которое позволяет не только хранить информацию, но и автоматически собирать данные и управлять ими.

Евгений Хафизов (Фото: из личного архива)

Чтобы получить все преимущества от внедрения СУИД, система должна предоставлять четыре ключевые возможности:

• управление данными и их валидация;
• эволюция информационной модели с помощью бизнес-процессов;
• управление пользователями и их доступами к информации;
• достоверные отчеты в реальном времени.

Поговорим о каждой подробнее.

Управление данными и их валидация

СУИД позволяет гибко настраивать требования к информационной модели на разных стадиях жизненного цикла объекта, определяет модель данных и их взаимосвязанность. При массовой загрузке «сырая» информация автоматически валидируется по заданным требованиям и распределяется по структурам. Например, благодаря СУИД можно проверить, соответствует ли информация требованиям строительных регламентов или данным Росреестра. В результате только проверенная информация становится доступной.

Также в системе управления инженерными данными содержится классификатор данных, в котором фиксируются взаимосвязи технологических систем друг с другом. Это позволяет избежать коллизий: например, монтаж оборудования невозможен, пока не будет залит фундамент.

Эволюция информационной модели с помощью бизнес-процессов

Кроме управления данными, СУИД — это необходимый компонент для создания единого цифрового пространства, создания «цифрового двойника организации» с описанными регламентами и бизнес-процессами. Мы считаем, что хорошая СУИД умеет не только работать с этими бизнес-процессами, но и влияет на них через информационную модель активов. Информационная модель должна самостоятельно и непрерывно эволюционировать, накапливая все новые и новые данные по заданным правилам.

Управление пользователями и их доступами к информации

Благодаря СУИД каждый участник проекта работает с одним экземпляром данных, который уже прошел предварительную обработку и утвержден заказчиком. Это исключает дублирование документов, чертежей и прочих данных.

Так как разным участникам проекта для работы необходима своя информация, СУИД позволяет разграничить не только доступ в соответствии с ролью участника, но и гибко настроить графическое представление структуры модели и пользовательского интерфейса. Например, в нашей СУИД для удобства работы проектировщик видит данные по соответствующим маркам разделов и чертежей; строитель — по пакетам работ или участкам; а служба эксплуатации промышленного объекта — по цехам и установкам.

Достоверные отчеты в реальном времени

Еще одно следствие внедрения СУИД — это аналитический дашборд в реальном времени, где каждый участник проекта может настроить графики и отчеты под себя. Поскольку бизнес-процессы оцифрованы, все данные актуальны и достоверны. Дашборд кратко отображает информацию из сотен тысяч документов и метаданных. Благодаря этому заказчик получает отчеты вовремя, а качество проектирования и скорость строительства возрастают.

Итог: что заказчику дают BIM-технологии

Только при использовании всех функций СУИД у заказчика появится зрелая BIM-модель, которая даст подробную информацию об объекте и упростит его ввод в эксплуатацию. Кроме того, при внедрении BIM-модели появится библиотека данных, которая поможет сравнивать объекты друг с другом для переиспользования успешного опыта в будущих проектах. Это позволит заранее предотвратить типовые ошибки, которые сложно заметить, если работать «по старинке».

Видеть сразу тысячу деталей: как цифровизация меняет российскую стройку

Гендиректор IBCON Тимур Маджитов — о цифровой трансформации в промышленном строительстве.

Ни одна промышленная стройка не обходится сегодня без цифровых технологий. Отчасти на это повлияло государство, обязавшее проектировщиков использовать BIM-моделирование. Однако цифровые решения в строительстве — это далеко не только BIM. Что включает комплексное цифровое управление строительством, в чем его преимущества, и как новые подходы меняют российские промышленные объекты — рассказал в интервью РБК+ Петербург генеральный директор IBCON Тимур Маджитов.

— Что собой представляет цифровая трансформация строительства, и зачем она нужна?

— Классическая стройка с ее управленческими подходами, сметными и техническими нормативами сформировалась еще в 60-х годах XX века и морально устарела. Первые заметные перемены начались 10 лет назад. Сейчас мы видим, что цифровые решения меняют отрасль, в первую очередь, с точки зрения управления. Переходя на цифровые методы управления, компаниям приходится проводить ревизию, заново осмыслять весь свой опыт реализации крупных строительных проектов.

— Что это дает бизнесу?

— «Цифра» дает прозрачность всех процессов. Она позволяет видеть целиком даже самый крупномасштабный проект и не упустить ни одну из сотен тысяч деталей. При реализации комплексного управления на BIM-модель накладывается очень подробный график. И к каждому элементу модели — балке, колонне — «привязывается» его статус. Появляется четвертое измерение — срок. Мы видим, что происходит с этой колонной: ее только спроектировали, или она уже лежит на площадке, фронт для монтажа есть, но мы ее почему-то не монтируем.

Вовремя отследив эти детали, можно не допустить срыва сроков, а в некоторых случаях сократить график работ на 3-6 месяцев. При этом каждый месяц эксплуатации завода может принести инвестору дополнительные $10 млн чистой прибыли.

— 4D модель — это 3D+сроки. А что означает 5D, 6D применительно к цифровому управлению строительством?

— 5D — это деньги. По каждой части проекта мы добавляем бюджет и контролируем: укладываемся или превышаем. 6D — эксплуатация. Для каждого элемента закладываются планы технического обслуживания — например, заменить фильтр чиллера через 3 месяца, заказать необходимые запчасти, расходные материалы и т.  д.

— Как в результате выглядит проект, от проектирования до реализации, управляемый с помощью цифровых технологий?

— По опыту нашей компании, крупные предприятия не специализируются на стройке, поэтому чаще всего нам приходится «встраиваться» между инвестором и проектом. Далее начинается сбор исходных данных, обсуждение общетехнических решений и подготовка технико-экономического обоснования. Затем начинается проектирование.

Идет работа с проектировщиками, появляется проект, BIM-модель, начинается строительство. Как только возводится, например, цех — мы с помощью инструментов лазерного сканирования создаем модель «как построено» и проверяем наличие отклонения от исходной модели. К концу стройки мы подходим с тем, что у нас есть BIM-модель «как спроектировано», на нее наложена модель «как построено», в которой к каждому элементу привязан атрибут: когда он построен, как построен и как его обслуживать. Вся эта информация передается инвестору и переходит в эксплуатацию.

— Чем отличаются процессы цифровой трансформации в жилом, коммерческом, промышленном строительстве? Почему вы решили для себя сосредоточиться на промышленных проектах?

— Если гражданское строительство — это определенный набор типовых решений, которые можно и нужно выстроить, как конвейер, то «промка» — это всегда набор уникальных решений, требующих другого подхода. Например, один из наших объектов — крупнейший в Европе горно-обогатительный комбинат по добыче платины. Это уникальное оборудование, технологии, работа в условиях Заполярья. Здесь типовые решения не работают, и невозможно создать коробочный продукт.

— Повлияло ли на отрасль обязательное внедрение BIM с 2022 года?

— Повлияло. Сейчас происходит изменение культуры производства: все проектные институты обязаны освоить эту технологию. Поэтому нам стало проще работать с проектировщиками: мы можем от них требовать данные в том виде, который нам необходим.

— По вашей оценке, какая доля промышленных объектов в России строится с применением цифровых технологий?

— Большинство проектов нового строительства уже задействуют те или иные цифровые технологии, но, как правило, используют отдельно BIM или отдельно календарно-сетевое планирование (КСП), а не единый комплекс. 4D — BIM и график — сейчас используется не более чем в 30-40% из вновь строящихся (а не модернизируемых) объектов. Модель «как построено» — когда факт накладывается на BIM — используется примерно в 10-20% случаев. И мало кто думает о том, чтобы эта модель перетекла в эксплуатацию.

— Что мешает применять в проектах весь комплекс имеющихся цифровых технологий?

— Сложно собрать все компетенции в одном месте. Особенно инвестору, который реализует проект своими силами. Можно взять хорошего BIM- или КСП-специалиста, но на сбор всей необходимой команды уйдет год, столько же — чтобы команда сработалась, — в современных условиях это недопустимая роскошь. Люди стали понимать, что проще обратиться к компании, которая уже имеет опыт, сработавшуюся команду и готовые технологии.

—Значит ли это, что вы ощущаете рост спроса на ваши услуги?

— Да, причем именно на услуги комплексного управления проектами. И не в последнюю очередь потому, что стоимость такой услуги становится доступнее.

— За счет чего?

— Во-первых, раньше проект появлялся сначала на бумаге, затем на основе бумажных чертежей строилась BIM-модель. Это добавляло к стоимости работ по проектированию 10-20%. Сейчас проектировщики сразу работают в 3D и уже из BIM-модели распечатывают 2D-чертежи, это не несет дополнительной нагрузки на бюджет проекта. И в целом, сейчас о цифре задумываются сразу, а не в процессе стройки — это дешевле, чем оцифровывать процесс, который уже запущен.

Во-вторых, стали дешевле решения для хранения данных. Нет необходимости закупать специальные сервера для создания среды общих данных, достаточно арендовать на время стройки облачное хранилище.

В-третьих, появилось много типовых решений, как мировых, так и российских разработчиков. Да, промышленное строительство требует уникальных решений, но нет необходимости разрабатывать их полностью с нуля — можно скомпилировать десяток готовых решений, доработать их и получить хороший продукт в умеренные сроки.

Фото: пресс-служба

— Насколько ваша сфера зависима от импортного ПО, есть ли проблема с уходом зарубежных вендоров?

— Сложности с западным ПО есть — мы во многом использовали зарубежные решения для проектирования, ведения графиков, совмещения графика и BIM-модели. Но, я уверен, что в обозримом будущем эти сложности разрешатся, и мы увидим новые технологичные решения от российских разработчиков.

— А что насчет ваших собственных IT-кадров? Есть ли дефицит, с учетом последних событий?

— С IT-специалистами всегда была сложная ситуация. Их много, но толковых — надо искать. Зарплаты у них примерно одинаковые, плюс-минус 10-15%, и удержать их можно, только создавая комфортные условия для работы. Сейчас мы решаем проблему тем, что привлекаем желающих работать в формате удаленного офиса, также мы реализуем программу наставничества, которая позволяет обучать и растить специалистов внутри компании.

— По вашим прогнозам, как дальше будет развиваться цифровое управление строительством?

— Процесс однозначно движется в сторону «цифры», потому что это уже требование дня, а технологии перестали быть безумно дорогими. К тому же, современному бизнесу так понятнее. Нам проще управлять стройкой с айфона, а не кричать крановщику, почему тот не работает.

Вопрос только в темпах развития. Если начнется замедление в строительной отрасли (которого я пока не наблюдаю), замедлится и цифровизация. Сейчас же ясно то, что культура потребления цифровых продуктов в компаниях достаточно высока, и с каждым новым проектом она только укрепляется.

---

IBCON (ООО «АйБиКон»)  — петербургская инжиниринговая компания, основана в 2005 году. Специализируется на реализации масштабных проектов капитального строительства и реконструкции крупных технологических производств, а также оказывает комплекс услуг по информационному сопровождению и эксплуатации объектов капитального строительства. Среди клиентов компании крупные производственные и строительные компании — «Лукойл», «Газпромнефть», «Роснефть», «Норникель», «Полюс-золото», «Русская Платина», «ФосАгро», «Сегежа Групп» и другие.

Информационное моделирование зданий 3D-4D | GSA

В 2003 году Управление общих служб (GSA) через свою Службу общественных зданий (PBS) учредило Национальную программу 3D-4D-BIM.

С тех пор эта программа превратилась в сотрудничество между Службой информационных технологий общественных зданий (PB-ITS) и PBS через ее Совет по управлению. Программа поддерживает использование BIM во всех направлениях бизнеса PBS.

Возможности визуализации, координации, моделирования и оптимизации с помощью компьютерных технологий 3D, 4D и BIM позволяют GSA более эффективно удовлетворять требования клиентов, проектирования, строительства, управления активами, управления объектами и программ. GSA стремится к стратегическому и поэтапному внедрению технологий 3D, 4D и BIM.

Происходит переход от 2D к 3D, 4D и BIM. Хотя 3D-модели вносят ценный вклад в коммуникацию, не все 3D-модели можно отнести к моделям BIM, поскольку 3D-геометрическое представление является лишь частью концепции BIM.

Важнейшее значение для успешной интеграции компьютерных моделей в процессы координации, моделирования и оптимизации проектов, а также в управление активами и объектами имеет включение информации — «I» в BIM. Как общий ресурс знаний, BIM может служить надежной основой для принятия решений и уменьшить потребность в повторном сборе или переформатировании информации. В настоящее время GSA изучает возможность использования технологии BIM на протяжении всего жизненного цикла здания.

GSA требует проектирования на основе моделей, включая исходные результаты и результаты IFC BIM на всех этапах проекта, а любые необходимые дополнительные 2D-результаты должны быть получены из модели. GSA также требует открытых стандартных данных об управлении объектами в качестве результата проекта на всех этапах проекта. В то же время всем проектам GSA рекомендуется развертывать зрелые технологии 3D, 4D и BIM в максимально возможной степени для решения конкретных задач проекта и продолжать лидировать в отрасли в разработке и внедрении BIM в качестве инструмента жизненного цикла здания.

Ниже перечислены основные моменты национальной программы 3D-4D-BIM GSA:

• Установление политики, требующей внедрения BIM для всех крупных проектов и направлений деятельности GSA

• Предоставление экспертной поддержки и ресурсов для текущих капитальных проектов с использованием технологий 3D, 4D и BIM

• Руководство по дальнейшему использованию данных BIM в управлении активами и объектами

• Оценка готовности отрасли и технологической зрелости

• Разработка формулировок предложений и контрактов для услуг 3D-4D-BIM (только для внутреннего использования GSA)

• Партнерство с поставщиками BIM, другими федеральными агентствами, профессиональными ассоциациями, организациями открытых стандартов и академическими/исследовательскими учреждениями

• Создание сообщества чемпионов BIM в рамках GSA

• Публикация серии руководств по BIM

  • Руководство по BIM 01 – Обзор 3D-4D-BIM

  • BIM Guide 02 — Валидация пространственной программы

  • Руководство по BIM 03 — Лазерное 3D-сканирование

  • Руководство по BIM 04 — 4D-фазирование

  • Руководство по BIM 05 — Энергетические характеристики

  • Руководство по BIM 06 — Распространение и проверка безопасности*

  • Руководство по BIM 07 — Строительные элементы

  • Руководство по BIM 08 — Управление объектами

*Руководство по BIM 06 доступно только для активных проектных групп Суда США непосредственно из программы GSA BIM.

Дополнительную информацию см. на следующих страницах:

• Программа BIM в новостях
• Библиотека BIM
• Список рассылки BIM
• Путь GSA к информационному моделированию зданий (видео BIM)

_{Быстрый доступ к этой странице: www.gsa.gov/bim.}

EDC-2: 3D-модели для строительства

Трехмерное (3D) моделирование в транспортном строительстве — это зрелая технология, которая служит строительным блоком для современной цифровой строительной площадки. Технология позволяет быстрее, точнее и эффективнее планировать и строить. По мере того, как преимущества становятся все более широко признанными, многие в дорожной отрасли США перейдут на 3D-моделирование вместо традиционного двумерного (2D) процесса проектирования.

С помощью программного обеспечения для 3D-моделирования группы проектировщиков и строителей могут виртуально связываться друг с другом для разработки, тестирования и изменения проектов на этапах проектирования и строительства.

Сложные конструктивные особенности можно просматривать в геопространственном или трехмерном представлении с разных точек зрения, а также выполнять моделирование для выявления недостатков конструкции до начала строительства. Данные, экспортированные из 3D-моделей, могут быть переданы в систему управления машиной глобальной системы позиционирования (GPS), которая направляет и направляет строительную технику, такую ​​как бульдозеры и экскаваторы. Возможность подключения позволяет работникам получать и работать с самыми точными и актуальными моделями, даже если в проект вносятся изменения в середине цикла.

Сочетание 3D-моделирования и управления машинами с помощью GPS помогает Государственным департаментам транспорта (DOT) выполнять проекты дорог быстрее, с повышенным качеством и безопасностью. Например, строительная техника с поддержкой GPS может работать весь день и ночь с помощью данных 3D-моделей и достигать точных уклонов с первого прохода. Точность первого прохода оборудования для управления машинами с помощью GPS снижает потери и нецелевое использование ресурсов, устраняя человеческий фактор и необходимость переделывать заказы на изменение из-за дефектов конструкции.

Объединение технологий 3D-моделирования и управления машиной с помощью GPS может повысить производительность некоторых операций до 50 процентов и сократить затраты на съемку до 75 процентов. Сокращение времени простоя оборудования и переделок снижает расход топлива и связанные с ним выбросы парниковых газов до 40 процентов.

Благодаря управлению машиной с помощью GPS многие ручные задачи могут выполняться автоматически и с машинной точностью. Автоматизация снижает потребность в выполнении определенных задач, таких как разбивка, натяжение линий, рисование линий насыпи и установка разбивок по уклону. Кроме того, сокращение числа рабочих на площадке повышает безопасность проекта.

Использование «интеллектуальных» технологий, включая 3D-модели, GPS-управление машиной и системы позиционирования на основе лазера на месте, позволяют операторам машин отслеживать свое постоянное перемещение в режиме реального времени. Операторы машин также могут выполнять сортировку, резку и засыпку с высокой точностью либо автоматически, либо под управлением бортовой системы.