Перевод статьи. Гибридный рабочий процесс между CAD и BIM (часть первая)

Предисловие. Ральф Грабовски - широко известный в узких кругах публицист в области САПР.

Он издаёт очень интересный профессионалам еженедельник upFront.eZine и пишет в ещё более интересный микроблог @ralphg.


В рамках отъявленной дискуссии об инфомоделировании зданий (BIM) публикуется перевод статьи, вышедшей из-под пера Ральфа Грабовски в январе-феврале этого года. Оригинал опубликован в двух частях в выпусках № 674 и № 677. Приятного чтения.

***

Гибридный рабочий процесс между CAD и BIM (часть первая)

В 1987 году мир САПР раздвоился. До того времени популярные программы вроде AutoCAD попросту имитировали действия чертёжников. Компьютерные линии и кривые изображали стены и шестерёнки ровно тем же способом, что и карандашные.

В 1987 году некая венгерская фирма представила концепцию виртуальной модели здания, теперь более известную как BIM (Building Information Model). Через год программисты из России изобрели параметрическое моделирование. Прошло больше двух десятилетий, а мы продолжаем жить в раздвоенном мире. Одни инженеры продолжают моделировать мир посредством линий и кривых, а другие - посредством «умных» объектов.

Может показаться странным, что нынешние чертежники продолжают использовать программное обеспечение, которое изображает края стены четырьмя простыми линиями; может, так делают из-за того, что такой путь наиболее близок к тому, как создаётся набросок на бумаге при помощи карандаша. Кроме того, такое ПО обычно дешевле, что делает его более доступным.

Насколько же неэффективным кажется такой подход по сравнению с построением целых стен полностью в трех измерениях и со встроенной полезной информацией вроде материалов, из которых они состоят, а также того, внутренние они или наружные, содержат ли теплоизоляцию и закрыты ли фасадной системой - такой информации из четырёх линий не получишь.

Подобное трехмерное программное обеспечение поставляют такие компании, как Autodesk (продукт Revit), Graphisoft (ArchiCAD) и Nemetschek (AllPlan). Все они основаны на одном принципе: если здание проектируется в трех измерениях, проект хранится в едином файле, который содержит всю доступную информацию о здании, начиная от несущих конструкций и кончая цветом ковров и ведомостями материалов. При необходимости из трехмерной модели можно извлечь двумерные чертежи.

Программное обеспечение вроде AutoCAD или IntelliCAD, напротив, хранит чертежную информацию в виде десятков, а то и сотен чертежей в составе проекта, не считая десятков всевозможных вспомогательных файлов. А Autodesk, например, предлагает частичные решения для хранения информации, такие как подшивки листов и сборка файлов проекта функцией eTransmit.

Так или иначе, на дворе 2010 год, а у нас имеется два совершенно противоположных и абсолютно несовместимых способа создания чертежной информации. Это - плохая новость; а хорошая новость в том, что хоть эти два способа и не пересекаются, они хорошо работают каждый в своей области применения. Так, обмен данными между двумерными пакетами не является проблемой, поскольку принципиальных отличий у разных систем нет.

Проблемы начинаются, когда, к примеру, пользователям AutoCAD нужно поработать с 3Д-моделью, созданной в Revit или ArchiCAD, и наоборот. AutoCAD не поймет, что от него хочет BIM-модель, и обмен данными становится мучением: неструктурированный набор двумерных линий как-то нужно интегрировать в общую среду моделирования, а сложную BIM-модель надо трансформировать в двумерные примитивы. Как объединить их?

Такие компании, как Autodesk и Graphisoft понимают эту проблему и работают над решением с помощью конверторов и образовательных усилий. Конкретно Graphisoft попросил меня проверить, как работают их конвертеры, и по результатам написать научно-образовательную работу. (А вообще я работаю над проблемой транслирования DWG в другие форматы для нескольких поставщиков САПР начиная с середины девяностых, когда Bentley Systems привлекала меня к работе над их транслятором Nexus. Эта статья - по сути реферат работы, написанной мною для Graphisoft.)

Как выясняется, существуют два решения. Одно - сохранение целостности объектов, другое - визуальная точность изображения. Конвертированные чертежи будут либо функционировать правильно, либо правильно выглядеть, но совсем не обязательно и то и другое сразу. Так происходит именно из-за концептуальной разницы между двумя классами программ - не говоря уже о разнице в бинарной реализации форматов их файлов.

Выбор номер один: в пользу функциональной правильности

Итак, иногда трехмерные модели объектов требуют доступа к информации в чертежах из AutoCAD (то есть по сути из формата DWG). Информация может быть разной - данные геодезической съемки, обозначения (блоки) окон от производителя и так далее.

В таких случаях требуется, чтобы информация из чертежных файлов передавалась в формат, понимаемый той программой моделирования, которую вы используете. А поскольку эти две системы обрабатывают данные по-разному, возникают существенные трудности. Совпадают ли цвета и стили печати? Что делать с уникальными нетиповыми примитивами? Что произойдет с названиями слоёв, следует ли включить в конвертацию подготовленные для печати листы, совместимы ли наборы используемых шрифтов, и наконец, одинаков ли масштаб?

Вообще вопрос масштаба может показаться неожиданным, так как мы всегда предполагаем, что работа в проектной программе ведется в натуральном масштабе, 1:1. Проблема в том, что AutoCAD меряет расстояния в безразмерных единицах, которые не относятся ни к метрической, ни к английской системе мер. В результате одна из фаз процесса конвертации всегда включает указание, интерпретировать ли линейные размеры как дюймы, футы, миллиметры, метры или какую-нибудь экзотическую величину. (К счастью, угловые размеры в AutoCAD от этой проблемы не страдают.)

Проведя какое-то время за настройкой параметров для оптимальной конвертации, дальше можно уже просто использовать их в последующих операциях; в результате получается чертёж, который можно модифицировать при помощи инструментов имеющегося трехмерного редактора.

Выбор номер два: в пользу визуальной правильности

В другом случае достаточно только посмотреть, как выглядят чертежи из AutoCAD. К примеру, может быть нужно привязаться к прилегающей застройке или старым планам реконструируемого здания. Некоторые проектные бюро могут требовать чертежи для выяснения расположения несущих конструкций или систем отопления и электрики. Такие чертежи ни к чему редактировать, достаточно только просмотра и возможности ссылаться на них.

В этом случае лучшим решением является конвертация с сохранением визуальной точности изображения. Такая конвертация по принципу «что видим, то и имеем» показывает как бы образ файла AutoCAD так, как он выглядел изначально, и может быть размещена в 3D-модели для привязки к ней - оригинал при этом остаётся неизменным.

[Пояснение от автора: Graphisoft оплатил мои услуги по оценке качества конвертора DWG для ArchiCAD и по написанию статьи под названием «CAD и BIM: бесплатный билет есть? Отчет о рабочем процессе в GRAPHISOFT ArchiCAD при использовании формата DWG»]