from 01.01.2019 until now
Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI) (Obscheinzhenernye discipliny, professor)
from 01.01.1980 to 01.01.2019
Moskva, Moscow, Russian Federation
Russian Federation
This study is devoted to improving the reliability of the data of the information model of an industrial building using systems for working out changes in the conditions of dynamically changing design solutions. The paper examines the existing problems in making changes to building information models (BIM), analyzes classical and innovative methods for solving them. A new approach is presented and tested on the example of Autodesk Revit, which contains the advantages of the previous methods and minimizes their disadvantages. The results of the implementation of the proposed method and its impact on reducing design errors and collisions, increasing the compliance of the model and the issued documentation are discussed.
BIM, project planning, design of industrial buildings, change management system
Введение
В современном проектировании промышленных зданий все чаще используются информационные модели (Building Information Modeling, BIM), которые способствуют улучшению качества проектной документации и снижению затрат. Этот процесс включает в себя использование трехмерных моделей, которые предоставляют более точные и полные данные по сравнению с традиционными методами проектирования. [1-2]
Информационные модели позволяют интегрировать всю информацию о проекте в единую систематизированную базу данных. Это значит, что архитекторы, инженеры, подрядчики и другие участники проекта имеют доступ к одной и той же информации в реальном времени, что значительно упрощает координацию и взаимодействие между различными командами. [3] Современные BIM-САПР предоставляют широкие возможности для проведения анализа модели для контроля пересечений, а также обеспечивают совместную работу сотрудников проектной организации и актуальные исходные данные для параллельного проектирования смежных разделов. [4-5]
Однако, в силу специфики проектирования, особенно на стадии П, подразумевающей высокую вариативность проектных решений (и, зачастую, сжатые сроки) в последовательность разработки разделов могут вноситься корректировки. В идеальном варианте проектирования при старте работы над своим разделом проектировщик имеет полноценное задание со всеми исходными данными, которые не подвергаются изменениям. В таком случае разделы проектируются последовательно, и имеют незначительные наложения в части начала и окончания проектирования, однако такой подход увеличивает сроки проектирования и в большинстве случаев не реализовывается. [6-8] Чаще всего проектирование совмещает в себе два фактора, негативно влияющих на конечный результат и сроки проектирования:
- фрагментарность получаемых исходных данных для проектирования, поступающих по мере разработки предыдущих разделов;
- изменения в уже предоставленных исходных данных, связанные с изменениями от Заказчика;
- выявленные ошибки на предыдущих этапах проектирования, приводящие к корректировкам в проектируемом разделе;
Чем больше изменений вносится в модель, тем выше риск человеческого фактора. Взаимосвязь изменяемых проектных решений сложно выстроить без детального графика проектирования, учитывающего все подразделы проектной документации. Однако, высокая детализация таких графиков наследует все минусы детального подхода: усложняет внесение изменений и повышает вероятность ошибок. [9-12]
Основные проблемы, связанные с изменением модели:
- Увеличение сроков проектирования - несвоевременное обнаружение и устранение изменений приводят к затягиванию сроков.
- Увеличение количества ошибок - изменения в модели могут вызвать коллизии и повысить риск возникновения ошибок.
- Несоответствие модели и выпускаемой документации - неактуальность данных модели по сравнению с выпущенными чертежами и спецификациями.
Основная цель данного исследования - разработка и внедрение системы, которая позволяет эффективно отслеживать и управлять изменениями в BIM модели для минимизации указанных проблем.
Объекты и методы исследования
Классический способ управления изменениями в BIM модели
В традиционном подходе ГИП (главный инженер проекта) оповещает всех специалистов о необходимости внесения изменений. Далее каждый специалист ждет задания от специалиста корректируемого отдела, при этом важно соблюдать порядок внесения изменений по разделам проектирования для исключения цикличности вносимых изменений (например, при изменении конструктивных решений изменилась отметка пролегания трасс инженерных систем, каждая из которых по очереди вызывает коллизии между собой и с конструктивными элементами, вследствие чего опять необходимо редактировать конструктивные элементы).
Преимущества данного подхода можно отметить низкую бюрократизацию процесса и его простоту. Среди недостатков - высокий риск ошибок, так как процесс практически полностью зависит от человеческого фактора.
Инструменты мониторинга изменений
Современные инструменты мониторинга изменений уведомляют специалистов об изменениях геометрических параметров модели. Например, в Autodesk Revit специалист может использовать команду «Копирование/Мониторинг» для установления взаимосвязи между элементами связанного файла и его рабочей модели (Рис. 2).
Рис. 1. Применение «Копирование/Мониторинг»
для отслеживания изменения положения двери (АР)
и проема в железобетонной стене (КЖ)
Таким образом, при внесении изменений в связанный файл специалист получает уведомление об изменении элемента, находящегося под мониторингом. Основные плюсы - автоматизация процесса уведомления и возможность в реальном времени отслеживать изменения. Основные минусы - невозможно отследить все типы изменений (только геометрические параметры), отсутствие возможности сравнения предыдущих и новых значений, и снижение производительности работы с моделью.
Предлагаемый способ управления изменениями
В целях устранения недостатков существующих методов предлагается новый подход, включающий автоматизацию оповещений и фиксации изменений:
1. Определение порядка моделирования - установление очередности внесения изменений. Такой порядок должен быть регламентирован на уровне стандарта компании (Рис. 2)
2. Фиксация изменений с комментариями - при фиксации изменений пользователи добавляют комментарии и экспортируют список измененных элементов.
3. Автоматизация процесса уведомлений - все изменения отправляются через ГИПа сотрудникам с помощью автоматизированного канала связи (почта, рабочий чат).
4. Интерактивное отображение изменений - сотрудники могут просматривать изменения прямо в рабочей модели, выделенные элементы отображаются графически.
5. Последовательная фиксация изменений
Таблица 1.
Приоритетность моделирования
|
Приоритет пространственного положения |
Приоритетный элемент |
Раздел моделирования |
|
1 |
Оборудование и Электрооборудование ( в т.ч оборудование тех.помещений, н-р электрощитовая) |
ТХ, ЭС |
|
2 |
Конструктив (ЖБ и Металл) |
КР |
|
3 |
Архитектура (Двери, Кладка) |
АР |
|
4 |
Самотечные трубопроводы |
ВК, ТХ |
|
5 |
Воздуховоды |
ОВ |
|
6 |
Группа лотков |
ЭС,СС |
|
7 |
Напорные трубопроводы (от большего к меньшему) |
ВК, ОВ, |
|
8 |
Оборудование АУПТ (в т.ч. спринклеры) |
АУПТ |
|
9 |
Светильники, одиночные лотки |
ЭС,СС |
Результаты исследований
На примере модели в Autodesk Revit был установлен порядок моделирования. Сначала выполняются изменения технологических решений, затем питающих установок и вентиляционных систем, далее архитектуры, конструктива, канализации и вентиляции, затем остальных трубопроводов и, наконец, электрических систем.
Для реализации процесса был создан автоматизированный инструмент в виде плагина для Autodesk Revit, содержащий две команды — «Зафиксировать изменения» (Рис.2) и «Получить изменения» (Рис. 3).
Рис 2. Интерфейс команды «Зафиксировать изменения»
Работа с инструментом фиксации включает следующие этапы:
1. Запуск команды по кнопке «Зафиксировать изменения» — пользователь при окончании изменений запускает команду с панели инструментов пользовательского интерфейса, указывает номер дату изменения и описывает само изменение, указывает почту ГИПа и нажимает ОК.
2. Сбор информации об изменениях – при запуске командой экспортируется файл формата XML, содержащий информацию об измененных элементах. Файл может быть экспортирован в регламентированное место с правилами наименования, принятыми в организации
3. Отправка уведомления - создается сообщение на указанную почту ГИПа с текстом описания изменения и ссылкой на файл экспорта
4. Распределение изменений среди сотрудников — ГИП проверяет изменения и распространяет файл среди сотрудников.
5. Применение изменений - сотрудники подгружают указанный файл, используя команду «Получить изменения». В интерактивном окне отображаются все изменения, измененные элементы подсвечиваются. Сотрудники в установленном порядке вносят изменения и фиксируют их аналогичным образом.
Рис 3. Интерфейс пользователя команды «Получить изменения».
При запуске команды измененные элементы подсвечиваются красным цветом.
Выводы
Разработанная система управления изменениями в BIM модели повышает надежность данных путем их последовательной валидации и установленного порядка внесения изменений. Это сокращает количество ошибок, обеспечивает своевременность изменений и минимизирует несоответствие модели и выпускаемой документации.
1. Analysis of the maturity of BIM solutions as a tool for ensuring the life cycle of a building / A. S. Suntsov, O. L. Simchenko, Yu. A. Tolkachev [et al.] // Construction and Geotechnics. – 2020. – Vol. 11, No. 3. – Pp. 41-53. – DOIhttps://doi.org/10.15593/2224-9826/2020.3.04. – EDN MIQPTL.
2. Talapov, V. V. BIM Technology. Essence and features of building information modeling implementation / V. V. Talapov. – Moscow: Limited Liability Company "DMK Press. Electronic Books", 2015. – 410 p. – ISBN 978-5-9706-0291-1. – EDN ZXGNRP.
3. Evtushenko, S. I. Creating an Information Model of a Building in a Common Data Environment / S. I. Evtushenko, I. S. Puchenkov // Construction and Architecture. – 2021. – Vol. 9, No. 1. – Pp. 46-50. – DOIhttps://doi.org/10.29039/2308-0191-2021-9-1-46-50. – EDN PBMPCM.
4. Rybakova, A. O. Evaluation of the design efficiency based on highly prefabricated modular elements / A. O. Rybakova // Construction: Science and Education. – 2022. – Vol. 12, No. 3. – Pp. 137-150. – DOIhttps://doi.org/10.22227/2305-5502.2022.3.9. – EDN UQZUFW.
5. Application of information modeling technologies in the development of project and technological documentation / A. I. Bedov, A. I. Gabitov, A. S. Salov, A. M. Gaisin // Proceedings of Higher Educational Institutions. Textile Industry Technology. – 2019. – No. 4(382). – Pp. 148-153. – EDN XUADNC.
6. Ryabkova, A. O. Trends in the development of building information modeling technology / A. O. Rybakova, A. M. Yakubovich // Science and Business: Paths of Development. – 2020. – No. 12(114). – Pp. 136-138. – EDN CJYYPY.
7. Kagan, P. B. Improving the efficiency of design and construction / P. B. Kagan, A. O. Rybakova // Science and Business: Paths of Development. – 2019. – No. 3(93). – Pp. 46-48. – EDN WMQHRI.
8. Interconnection of BIM scenarios within an investment and development project / S. A. Krivoy, A. I. Semin, A. V. Popov, B. O. Bebyakin // Construction of Unique Buildings and Structures. – 2018. – No. 2(65). – Pp. 20-39. – DOIhttps://doi.org/10.18720/CUBS.65.2. – EDN YVMMLN.
9. Makisha, E. V. Preparation of information model files for collision detection software / E. V. Makisha, K. S. Semenova // Construction Production. – 2022. – No. 4. – Pp. 73-80. – DOIhttps://doi.org/10.54950/26585340_2022_4_7. – EDN TAEXCY.
10. Abanda F.H., Tah J.H.M., Cheung F.K.T. BIM in off-site manufacturing for buildings // Journal of Building Engineering. 2017. Vol. 14. Pp. 89-102. DOI:https://doi.org/10.1016/J.JOBE.2017.10.002 EDN: YITSHF
11. Yin X., Liu H., Chen Y., Al-Hussein M. Building information modelling for off-site construction: Review and future directions // Automation in Construction. 2019. Vol. 101. Pp. 72-91. DOI:https://doi.org/10.1016/j.autcon.2019.01.010
12. Hannah Mattern, Markus König, BIM-based modeling and management of design options at early planning phases // Advanced Engineering Informatics, Volume 38, 2018, Pages 316-329, ISSN 1474-0346, https://doi.org/10.1016/j.aei.2018.08.007.
13. Aksenova, E. A. Improving the quality of design documentation through the implementation of building information modeling technology and PMBOK planning methodology / E. A. Aksenova, V. S. Ordinyan // FUNDAMENTAL and APPLIED RESEARCH in SCIENCE and EDUCATION: collection of articles based on the outcomes of the International Scientific and Practical Conference, Taganrog, December 14, 2019. Part 1. – Taganrog: Limited Liability Company "Agency of International Research", 2019. – Pp. 124-129. – EDN KDROEY.
