с 01.01.2019 по настоящее время
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова (Общеинженерные дисциплины, профессор)
с 01.01.1980 по 01.01.2019
Москва, г. Москва и Московская область, Россия
Россия
Настоящее исследование посвящено повышению достоверности данных информационной модели промышленного здания с использованием систем отработки изменений в условиях динамически изменяющихся проектных решений. В работе рассматриваются существующие проблемы при внесении изменений в строительные информационные модели (BIM), анализируются классические и инновационные методы их решения. Представлен и опробован на примере Autodesk Revit новый подход, содержащий преимущества предыдущих методик и минимизирующий их недостатки. Обсуждаются результаты внедрения предложенного способа и его влияние на сокращение ошибок проектирования и коллизий, повышение соответствия модели и выпускаемой документации.
технологии информационного моделирования, проектное планирование, проектирование промышленных зданий, система отработки изменений
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. Анализ зрелости BIM-решений как инструмента обеспечения жизненного цикла здания / А. С. Сунцов, О. Л. Симченко, Ю. А. Толкачев [и др.] // Construction and Geotechnics. – 2020. – Т. 11, № 3. – С. 41-53. – DOIhttps://doi.org/10.15593/2224-9826/2020.3.04. – EDN MIQPTL.
2. Талапов, В. В. Технология BIM. Суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий / В. В. Талапов. – Москва : Общество с ограниченной ответственностью "ДМК пресс. Электронные книги", 2015. – 410 с. – ISBN 978-5-9706-0291-1. – EDN ZXGNRP.
3. Евтушенко, С. И. Создание Информационной модели здания в среде общих данных / С. И. Евтушенко, И. С. Пученков // Строительство и архитектура. – 2021. – Т. 9, № 1. – С. 46-50. – DOIhttps://doi.org/10.29039/2308-0191-2021-9-1-46-50. – EDN PBMPCM.
4. Рыбакова, А. О. Оценка эффективности проектирования на основе модульных элементов максимальной готовности / А. О. Рыбакова // Строительство: наука и образование. – 2022. – Т. 12, № 3. – С. 137-150. – DOIhttps://doi.org/10.22227/2305-5502.2022.3.9. – EDN UQZUFW.
5. Применение технологий информационного моделирования при разработке проектно-технологической документации / А. И. Бедов, А. И. Габитов, А. С. Салов, А. М. Гайсин // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2019. – № 4(382). – С. 148-153. – EDN XUADNC.
6. Рыбакова, А. О. Тенденции развития технологии информационного моделирования зданий / А. О. Рыбакова, А. М. Якубович // Наука и бизнес: пути развития. – 2020. – № 12(114). – С. 136-138. – EDN CJYYPY.
7. Каган, П. Б. Повышение эффективности проектирования и строительства / П. Б. Каган, А. О. Рыбакова // Наука и бизнес: пути развития. – 2019. – № 3(93). – С. 46-48. – EDN WMQHRI.
8. Взаимосвязь BIM-сценариев в рамках инвестиционно-девелоперского проекта / С. А. Кривой, А. И. Семин, А. В. Попов, Б. О. Бебякин // Строительство уникальных зданий и сооружений. – 2018. – № 2(65). – С. 20-39. – DOIhttps://doi.org/10.18720/CUBS.65.2. – EDN YVMMLN.
9. Макиша, Е. В. Подготовка файлов информационных моделей для передачи в программы выявления коллизий / Е. В. Макиша, К. С. Семенова // Строительное производство. – 2022. – № 4. – С. 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. Аксенова, Е. А. Повышение качества проектной документации при внедрении технологии информационного моделирования и методологии планирования PMBOK / Е. А. Аксенова, В. С. Ординян // ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ и ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ в НАУКЕ и ОБРАЗОВАНИИ : сборник статей по итогам Международной научно-практической конференции, Таганрог, 14 декабря 2019 года. Том Часть 1. – Таганрог: Общество с ограниченной ответственностью "Агентство международных исследований", 2019. – С. 124-129. – EDN KDROEY.
