Неприятности с БИМ: гостевая статья от Мартина Дэя

Дорогой читатель, прости за голодный год, дальше будет лучше.

Зато сейчас у БИМ-сообщества будет целый пир. Редактор журнала Develop3D Мартин Дэй (@martynday) не часто пишет про БИМ, но когда уж напишет, то только держись (потом дам ссылки, почему именно держись). Оригинал статьи опубликован в AEC Magazine.

Статья переведена для портала Isicad.ru, читайте комментарии там и тут и вообще. Итак,

Неприятности с БИМ

После того, как британское правительство сделало использование технологии информационного моделирования обязательным в будущих госбюджетных проектах, строительная отрасль стоит на пороге обширных изменений в давно устоявшихся процессах и практике совместной работы. Мартин Дэй разбирается с проблематикой перехода на рельсы БИМ.

Технология информационного моделирования зданий (БИМ, от англ. Building Information Modeling) все последние годы купается в потоке навязчивой похвалы, однако отрасль медленно воспринимает переход на новую технологию. По оценкам, всего 10 процентов фирм в британском строительстве используют БИМ-программы. Для сравнения, в США эта цифра составляет около 60%.

Хотя частные заказчики ещё полностью распоряжаются выбором методологии проектирования, решение о принудительном использовании БИМ для государственных инфраструктурных и строительных проектов заставит многие организации инвестировать в обучение и в покупку нового ПО. Без этого невозможно участвовать в будущих государственных контрактах, и это решение, без сомнения, преобразует всю индустрию.

 Высококлассная визуализация –  огромная выгода от построения точных 3Д-моделей. Вот реконструкция лондонского Хаммерсмит-Пале, от архбюро ESA, обсчет сцены выполнен Blink Image.

Инициатива здесь исходит от главного советника правительства по строительству, Пола Морелла. Он заявил, что “убежден в БИМ как пути к открытию новых методов работы, снижающих затраты и создающих перспективную добавочную стоимость в области застройки и управления капитальным имуществом государства”.

Во многом соглашаюсь с господином Мореллом в том, что теоретические преимущества БИМ в конце концов направлены на решение тех вопросов эффективности, которые подняли Иган и Латэм (1) много лет назад в своих знаменитых правительственных докладах. Но настоящая проблема состоит в том, чтобы найти правильный путь, оценить затраты и время, которое пройдет до возврата инвестиций. К счастью, предельный срок истекает в 2016 году, так что время на это ещё осталось.

Когда господина Морелла спросили, что он думает о тех архитекторах, которые не могут себе позволить затраты на программы и обучение, он ответил, что его больше беспокоит цена ущерба для тех бюро, которые не станут меняться. И добавил, что фирмы вне методологии БИМ “почувствуют себя оторванными от всех, как будто без электронной почты”.

Из прочтения других его комментариях в основных архитектурных и строительных журналах становится ясно, что господин Морелл ожидает, что весь спектр британских профессионалов, связанных со строительством, инженерией и архитектурой, в конце концов перейдут на БИМ как в частных, так и в государственных подрядах, поскольку станет ясно, что это самый эффективный метод работы.

Стремление меняться

Хотя мне нравятся это видение и энтузиазм в деле улучшения эффективности британского строительного дела , меня беспокоит то состояние, в котором мы как отрасль находимся сейчас по сравнению с тем, куда нас хочет вести господин Морелл, особенно учитывая нынешние возможности БИМ-пакетов, навыки среднего исполнителя и общее отсутствие в Великобритании опыта выполнения трехмерных БИМ-проектов.

Ещё один фактор, играющий здесь –  это намертво вжившаяся культура работы и договорные схемы, в которых нет места той системе разделяемых между участниками рисков и выгод, которую потребует по-настоящему технологично интегрированный проект. БИМ –  это ведь не только закупки нового ПО и обучение персонала, в нем требуется совсем новый стиль работы с другими участниками и стремление к высокой эффективности.

Даже компании, уже перешедшие на БИМ, находят, что до приходится выполнять три-четыре проекта только для того, чтобы сгладить неровности техпроцесса и ощутить преимущества БИМ. Менеджмент должен свыкнуться с мыслью, что том, что результаты будут далеко не мгновенными и в процессе их вера может не раз пошатнуться.

Из периодического общения с фирмами, перешедшими на БИМ, я выяснил, что хотя их вера в БИМ как лучший и приносящий пользу метод работы не пошатнулась, существуют и изнурительные проблемы. У двумерного черчения есть свои проблемы, решаемые через БИМ, но при этом возникают новые, специфические для БИМ и требующие творческого подхода.

Давайте рассмотрим некоторые заблуждения и общие проблемы, возникающие в мире БИМ.

 Богатство БИМ - в слове "информация". Инфомодель может построить ведомости и спецификации, чтобы помочь с оценками стоимости на ранней стадии проектного процесса. (Рисунок - Autodesk Revit.)

БИМ-утопия

Часто БИМ представляют как односложное решение: построить единую, обогащенную данными модель, которая содержит архитектурные, конструктивные и инженерные элементы, а чертежи будут получаться автоматически: планы, разрезы, фасады, спецификации и ведомости, визуализация, сметы и даже энергетическая сертификация. Это - утопическое представление по сравнению с тем, на что способны нынешние системы проектирования; более того, в нем пренебрегают тем фактом, что БИМ перегружает рабочий процесс переносом момента принятия решений на более ранний срок по сравнению с обычной методикой работы.

С использованием БИМ распределение рабочей нагрузки изменияется, появляются требования к принятию проектных решений на более ранней стадии. Ещё до начала проекта приходится рассматривать и разрабатывать новые “семейства деталей” (т.е. интеллектуальных компонентов), что провоцирует раннее принятие решений по заполнению интерьеров – например, по окнам и дверям, эскалаторам, лифтам и остеклению. Бывает полезным использование инструментов анализа для проработки эффективности проекта –  однако и эту работу приходится выполнять заранее.

Цельная, единая модель строения (т.н. SBM, от англ. Single Building Model) достижима только в мечтах. Архитектурная инфомодель в реальности кардинально отличается от строительной инфомодели: геометрия может быть и идентичной, однако принципиально различается содержащаяся в ней информация. Строительное производство требует разбивать конструктивные элементы на сегменты (например, разделение перекрытия на захватки, участки бетонирования), что не отражается в архитектурной модели бетонных элементов. Компании вроде Tekla основывают бизнес на предоставлении моделей технологичности и возводимости с соответствующей деталировкой. Ещё одна фирма –  Vico –  предоставляет специальные БИМ-модели для определения объемов, смет, планирования и контроля производства.

Утопия о единой модели не имеет смысла и с точки зрения аппаратного обеспечения. В зависимости от используемого ПО БИМ-модели могут очень быстро разрастаться до гигантских размеров. Дэвид Лайт из HOK (2) недавто сообщил, что их фирма будет устанавливать 24 гигабайта ОЗУ на новые рабочие станции, чтобы для наиболее крупных своих проектов они были в состоянии работать с наборами данных Revit без замедляющего обмена данными с жестким диском. Такое оборудование –  это заметная инвестиция. БИМ попросту не заработает на старых машинах, создававшихся под AutoCAD или VectorWorks. Другие реализации БИМ не настолько жадны к ресурсам, однако тоже начинают излишне “разбухать” по мере детализации модели.

Для штаб-квартиры Autodesk в Бостоне была создана БИМ-модель в Revit для реконструкции интерьеров. Это была впечатляющая работа; она позволила Autodesk подкрепить слова делом. Однако одно осталось непонятным: почму разрешение коллизий в этом проекте выполнялось не в Revit, а в Navisworks Manage? А ведь это приводит к значительному удорожанию инструментов.

При встрече один из занятых в проекте архитекторов рассказал, что для проверки коллизий приходится соединять всю геометрию из всех дисциплин, и это сделало модель в Revit настолько большой, что единственный компьютер во всем Autodesk был в состоянии загрузить эту модель целиком, не говоря уже о проверке коллизий.

ПО Navisworks имеет преимущество в том, что работает с облегченной версией модели, с геометрическими гранями и без всех остальных жадных до ресурсов данных инфомодели. Этого ему достаточно, чтобы выполнить интеллектуальную проверку коллизий всей модели сразу.

В то время как улучшения в качестве аппаратного обеспечения случаются в среднем раз в девять месяцев, использование БИМ однозначно подстегнет аппетиты на аппаратную производительность и пользователям наверняка понадобятся 64–битные операционные системы, море оперативной памяти и лучшие процессоры, которые они смогут себе позволить. Чем больше будет проект, тем вероятнее понадобится стратегия разбиения модели на поддающиеся обработке части.

Уровень детализации модели также крайне важен: слишком грубая детализация похоронит все преимущества моделирования, слишком подробная – и с моделью станет невозможно работать. На раннем этапе развития БИМ многие неудачи с внедрением БИМ были связаны с тем, что фирмы слишком сильно детализовали свои модели и их размер становился слишком громоздким.

Ранние БИМ-системы продавались в основном исходя из выгоды в продуктивности, происходящей от автоматической генерации двумерных планов, разрезов, фасадоа из 3Д-модели. Принцип, что 3Д-модель является источником всех остальных данных, упрощал весь процесс, так как теперь имелась одна достоверная версия данных, в то время как традиционное двумерное черчение было подвержено ошибкам из-за недостатков координации.

Будучи формально формально правильным, результат на выходе БИМ-систем может не согласовываться с мириадами индивидуальных стилей, которые по нраву разным организациям. Хотя в определенной степени результат является настраиваемым, многие фирмы берут этот результат и прогоняют его через AutoCAD или AutoCAD LT для соответствия своему стилю.

В этот момент в техпроцессе образовывается разрыв между БИМ-системой и её продуктом, чертежами, который может привести к таким же проблемам координации, которых пыталась избегнуть вся эта система. Любое изменение в модели спровоцирует необходимость повторного ручного редактирования чертежей.

Нынешние БИМ-продукты в состоянии производить замечательные двумерные результаты, не говоря о сногсшибательных трехмерных визуализациях. Так что лучшим способом работы представляется подчинение оформительским возможностям БИМ-пакетов и предотвращение “внешнего” по отношению к БИМ редактирования. (3)

 Идеал БИМ: конструкции, сети и архитектура в единой модели Bentley Microstation. Корпорация Такэнака использовала БИМ в проектировании и моделировании возведения для постройки этого десятиэтажного здания. По оценке компании, было сэкономлено 10% рабочего времени, 15% от количества рабочих на площадке, а время возведения было уменьшено с 14 с половиной до 13 месяцев.

Обмен данными

Обмен данными всегда был ужасающе слабым местом САПР. С приходом БИМ становится ясным, что конкурирующие вендоры поставили в области совместимости новый рекорд низости. Двумерное черчение –  это всего лишь лини и кружки, но сколько проблем они порождают всего-навсего вследствие обмена DWG-файлами.

Инфомодели БИМ обладают сложной трехмерной геометрией, интеллектуальным поведением, параметрикой и дополнительной информацией, связанной с каждым объектом. Обмен данными между системами БИМ на порядок сложнее, чем в предыдущем поколении САПР-систем.

Единственный действительно независимый эталон сейчас – это IFC (Industry Foundation Classes) (4). Это формат, задокументированный в виде стандарта, который производители ПО, к сожалению, реализовывают так, как им заблагорассудится. Конечный результат крайне нестабилен, модели упрощаются по сравнению с оригиналом, и даже при пересылке данных между продуктами одного производителя нельзя гарантировать успех. При всём этом IFС нет альтернативы, и остается только надеяться на улучшение того, что есть. А пока многие просто используют двумерные чертежи в DWG и PDF для обмена данными.

И вот здесь, по моему мнению, господин Морелл упустил шанс собрать ключевых производителей БИМ-систем и заставить их поработать вместе ради улучшения совместимости данных - перед тем, как преподнести им рынок на блюдечке. В действительности же Морелл ссылается на COBie (расшифровывается “обмен информацией о здании и операциях возведения”) – формат данных на основе Excel, содержащий не-геометрическую информацию о здании и разработанный в США. COBie не является какой-то серебряной пулей - он описывает этажи, планировку и зонирование, компоненты и атрибуты. Предположу, что геометрия будет передаваться на основе другого формато, вероятно IFC.

Пока что видимо, информация должна будет содержаться в нескольких инфомоделях БИМ и потребует экспорта несколькими путями, чтобы иметь надежду на корректную сборку внутри другой БИМ-системы. Что-то похожее на телепортер из научно-фантастического сериала “Стартрек”.

К несчастью, в итоге от политики г-на Морелла пострадает одно из главных преимуществ от введения БИМ – необходимость улучшать методики совместной работы. Плохая совместимость на уровне данных нынешних БИМ-систем толкает это преимщество не в ту сторону; имеющееся решение состоит в использовании идентичной БИМ-системы для всех участников проекта, что приведет либо к вынужденной закупке фирмами нескольких систем, либо к доминированию во всей стране одного производителя ПО.

Вопрос культуры

Изменение давно устоявшегося рабочего процесса всегда приводит к проблемам, и БИМ в этом плане имеет уникальные черты, которыми необходимо заниматься. Конечно, это и кадровый вопрос: персонал нужно обучать новой методологии, а вновь нанимаемые сотрудники должны будут иметь представление о БИМ. Внутренние процессы организации и распределение людей по командам будет меняться. Большинство в таком случае начинают с пробного небольшого проекта, а затем подступаются к крупным.

У БИМ-инструментов низкий порог доступа, но довольно трудоемкое дальнейшее обучение после периода эйфории. Важно определить, кто в организации будет в состоянии быть лидером во внедрении БИМ и помогать остальным в процессе перехода.

Ещё БИМ требует наличия внутренних стандартов организации. Честно говоря, и двумерное черчение тоже их требует, но многим так и не удалось привести в порядок свои дела. Из за специфики рабочего процесса и общей сложности БИМ невозможно эффективно использовать в совместной среде работы без устоявшихся стандартов. Инициативной группой был создан британский стандарт БИМ для проектирования, инженерии и строительства зданий в для пользователей Revit, который можно использовать в своих процедурах как шаблон. Этот стандарт никак не узаконен, представляет из себя некий свод правил и подогнан под BS 1192:2007 (5) (см. http://aecuk.wordpress.com).

Настоящая коллективная работа с совместно используемыми моделями изменяет саму природу существующих договорных отношений. Организациям придется переосмыслить свои отношения, отбросить изоляционизм и накопительство и больше думать об интеграции проектных групп. Это –  культурный сдвиг, который, вероятно, потрясет самые основы устройства большинства компаний, имеющих отношение к строительству. БИМ выгоден для интегрированных фирм, совмещающих функции проектного бюро и подрядчика/застройщика. Общепринятое объединение разных организаций для совместного ведения проекта требует нового отношения к распределению рисков и выгод, нового типа ответственности за результирующую документацию. В США концепция высокой вовлеченности в проект всех участников обозначается термином IPD (от англ. Integrated Project Delivery, интегрированная разработка проекта). Раз мы в Великобритании и работаем по-другому, требуется собственная альтернатива.

Найти себе подобных

И в конце концов, работа в парадигме БИМ выгодна при сотрудничестве с организациями с похожим менталитетом. Учитывая проблемы совместимости, важно быть в рамках одного производителя – Revit Architecture плюс Revit MEP или Bentley Architecture вместе с Bentley Structural.

Учитывая, что БИМ всё ещё на раннем этапе развития, переход на него ещё достаточно редко встречается, особенно в сегменте инженерных сетей. Работа с разнородными системами и методологиями не принесет первоначально обещанных преимуществ в производительности, пока процесс перехода на БИМ не ускорится до массового.

Вывод

Информационное моделирование зданий часто рассматривают как следующую технологическую ступень в строительной отрасли, и это так по праву. Однако эта технология не создавалась под нынешние или прошлые методы работы отрасли. Принятие БИМ потребует адаптаций, инвестиций и улучшения сотрудничества между основными дисциплинами.

Как в самой технологии, так и между разработчиками продуктов для неё остаётся множество сложных проблем, которые необходимо преодолеть. Для тех, кто пользуется новыми инструментами и видит выгоду от них, бывает трудно найти решения своих проблем, однако, по их пониманию, производители программного обеспечения постоянно улучшают возможности продуктов ради устранения затруднений. Вместе с тем, нужны большие усилия для того, чтобы обмен данными между соперничающими системами стал более гладким, и все приверженцы технологии должны осознать, что БИМ-утопии очень далеко до материализации.

Британское правительство запустило процесс с БИМ, и теперь у многих фирм появились предельные сроки, в которые нужно уложиться с внедрением. Опускать руки перед неизвестностью – это не вариант для тех, кто привык к традиционному двумерному черчению. К счастью, есть множество мероприятий, посвященных БИМ, и многие отраслевые эксперты выступают с инициативами помочь британским строительным фирмам сдвинуться с мертвой точки по направлению к этой новой установке.

_____

(1) Сэр Майкл Энтони Латэм – член британского парламента, автор аналитического доклада “Строительство сотрудничества” (1994). Сэр Джон Иган – известный английский промышленник, автор аналитического доклада “Переосмысление строительства” (1998).

(2) HOK (“Хельмут, Обата + Кассабаум”) – крупнейшая международная корпорация, предоставляющая инженерные и архитектурные услуги.

(3) Секторы отрасли с жесткой регуляцией документации (в частности, госсектор) и вообще заказчики с установленными правилами оформления будут от такого вывода, мягко говоря, не в восторге.

(4) “Базовый классификатор индустрии” (англ.); стандарт создан по инициативе Autodesk и разрабатывается с 1994 года, кандидат на включение в нормы ИСО. Сейчас за него отвечает международная бесприбыльная организация buildingSMART International.

(5) Национальный прикладной стандарт BS 1192 “Коллективное производство архитектурной, инженерной, строительной информации”.