ООО «Кромсервис», Москва, Россия
В статье рассмотрены актуальные тенденции в проектировании и проектном управлении на основе технологий BIM-проектирования и предпосылки к применению в инжиниринговых компаниях технологии BIM при проектировании. Указаны основные особенности и преимущества применения инновационных технологий при проектировании, сооружении и управлении объектами. Общее представление об информационной BIM-модели объекта – создание, обработка, хранение и последующее управление данными об объекте строительства. Отмечены необходимые мероприятия для корректного внедрения BIM-проектирования на предприятии.
Контроль и управление жизненным циклом объекта на основе технологий BIM– проектирования является одним из критериев успешного проекта и формирует базис инновационного развития компании. Общими предпосылками к применению в инжиниринговых компаниях технологии BIM при проектировании служит несколько факторов: развитие компании, желание заказчика и, в последнее время, – требования вышестоящих проверяющих органов.
В настоящее время строительные организации, понимающие необходимость в качественной обработке, хранении и последующем управлении данными об объекте строительства, разрабатывают свои проекты на базе систем автоматизированного проектирования, способных создавать и управлять информацией о здании или сооружении с четко описанными бизнес-процессами на протяжении его полного жизненного цикла [1]. Такой подход полностью отвечает требованиям комплексного инжиниринга и обеспечивает высокую конкурентоспособность компаниям, выполняющим EPC/EPCM контракты (EPC/EPCM – Engineering, Procurement, Construction, Management – договорные обязательства, включающие весь спектр работ от концепции до введения объекта в эксплуатацию). Понятия ЕРСМ-контракта:
E (Engineering) – инжиниринг, проектирование, конструирование;
P (Procurement) – закупка, поставка;
C (Construction) – сооружение, строительство;
M (Management) – управление, менеджмент.
ЕРСМ-контракт представляет собой договорные обязательства, включающие в себя работы и услуги генерального подряда, а именно: весь объем работ по проектному управлению, управлению сооружением проектируемого объекта и последующей сдачей готового объекта в эксплуатацию.
Понятие комплексного инжиниринга в текущем динамичном мире охватывает все этапы проектной подготовки, закупку/поставку оборудования, управление проектом, бизнес– аналитику, управление рисками по проекту, СМР, введение объекта в эксплуатацию. Комплексный инжиниринг отвечает за управление информацией по объекту на всех стадиях его жизненного цикла, обеспечивает применение современных методов проектирования и консолидацию данных об объекте в единой системе управления информацией, базирующейся на единой интеграционной платформе. Такое платформенное ИТ-решение является единым хранилищем данных об объекте на всех стадиях проектирования, строительства и ввода в эксплуатацию.
Информационное BIM-проектирование на предприятии должно быть организованно на базе единого платформенного ИТ-решения, способного аккумулировать, сохранять и управлять всей информацией в единой информационной системе, объединяя все стадии создания сложного инженерного объекта в единую информационную BIM-модель. Это комплексное решение, позволяющее осуществлять управление данными всех частей проекта [3].
Детализация в проектах на всех стадиях (Техпроект, ПД, РД, ввод в эксплуатацию) должна быть реализована в виде проработки информационной модели до определенного уровня LOD и LOI 100-500:
LOD – элемент/объект информационной BIM-модели, включающий в себя данные и знания об объекте с привязкой к определенному зданию или системе;
LOI – элемент/объект/носитель информации в системе управления инженерными данными, отвечающий за формирование и сохранение информации по проекту.
Система уровней детализации включает пять базовых ступеней – 100, 200, 300, 400, 500, которые характеризуют процесс разработки элемента от предпроектной стадии технических решений до ввода в эксплуатацию.
LOD и LOI по стадиям проектирования включают в себя:
LOD/LOI 100 (на предпроектной стадии) – стадия технических решений (для подготовки общей концепции объекта, используются элементы низкого уровня проработки);
LOD/LOI 200 – этап проработки проектной документации. Элементы должны быть проработаны в соответствии с данным этапом; – LOD/LOI 300 и 400 – этап проработки рабочей документации. Элементы должны быть проработаны в соответствии с данным этапом;
LOD/LOI 500 – этап проработки «As-build» («как построено») соответствует состоянию объекта после итогового ввода объекта в эксплуатацию.
Первым и одним из основных этапов при внедрении технологий BIM-проектирования на предприятии является выбор платформенного ИТ-решения, которое обеспечит возможность качественного выполнения проектно-строительных работ и консолидацию инженерной информации по проекту для использования на всех стадиях жизненного цикла объекта проектирования. Комплексная единая информационная BIM-модель должна включать в базовую систему следующие программные модули [5]:
комплексную систему трехмерного проектирования;
систему проектирования архитектурно-строительной части;
систему проектирования водоснабжения и канализации;
систему проектирования вентиляции;
систему проектирования пожаротушения;
систему проектирования электроснабжения;
систему проектирования автоматизации;
систему проектирования генерального планирования объекта сооружения;
систему проектирования вертикальной планировки;
систему календарно-сетевого планирования;
систему каталогов проекта;
систему управления данными и документами по проекту;
систему электронного архива документации;
систему сметного учёта;
систему визуализации;
систему бизнес-аналитики по проекту.
В результате интеллектуальная BIM-модель объекта обеспечивает единую работу всех дисциплин проекта, а также последующее хранение и управление накопленной информацией, что в дальнейшем позволяет:
создавать интеллектуальную 3D BIM-модель проекта;
формировать связи между инженерными данными различных дисциплин проекта;
обеспечивать связь 3D-модели с различными видами выпускаемой и сопроводительной документации;
отслеживать коллизии в проекте и сохранять историю изменений [4];
формировать архив проекта, с возможностью быстрого поиска технической информации;
автоматизировать бизнес-процессы;
управлять изменениями на всем протяжении проектирования и сооружения объекта.
ИТ-платформа является базисом для системы проектирования, внесения и хранения инженерных данных, обеспечения технического документооборота, а также интеграционной шиной для хранения и обмена информацией.
Одним из основных этапов внедрения информационного BIM-проектирования на предприятии является стандартизация применяемых технологий, а также создание методологической базы для комфортного проектирования специалистов [6, 10, 11]. Методологические мероприятия обязательные для разработки при внедрении технологии BIM-проектирования на предприятии включают в себя:
стандартизация системы кодирования документации (на предприятии или объекте проектирования);
приведение к единому стандарту номенклатуры и каталогов оборудования;
формирование единых принципов выпускаемой проектной документации согласно ГОСТ;
формирование детальных инструкций и руководств по работе пользователей;
стандартизация правил передачи и сравнения необходимых значений атрибутов элементов/объектов проектирования для проверки правильности внесения данных.
Единая Информационная Система BIM-проекта – это общее платформенное ИТ-решение [9], представляющее собой совокупность информационных систем и их взаимодействие для качественного управления проектом на всех стадиях жизненного цикла и в полной мере обеспечивающее требования комплексного инжиниринга. Компоненты единой информационной системы BIM-проекта (рис. 1) можно разделить на следующие классы согласно их функциональному назначению:
Рис. 1. Схема взаимодействия логических классов компонентов Единой Информационной Системы BIM-проекта
Системы управления проектом:
системы проектирования;
бизнес-аналитика по объекту сооружения;
календарно-сетевое планирование;
управление требованиями от заказчика;
электронный документооборот по проекту;
ведение электронного архива документации;
сметный учёт;
управление ПИР, СМР;
электронный каталог оборудования и материалов;
электронный каталог нормативно-справочной информации;
управление стоимостью.
Основным преимуществом технологии является согласованность передачи информации через все стадии жизненного цикла. С помощью такого подхода реализуется возможность кардинальных и быстрых улучшений многих производственных показателей для проектирования и сооружения объектов [8]. Использование технологии BIM– проектирования позволяет выполнять комплексное 3D-проектирование с выпуском всей необходимой документации по всем разделам проекта.
Консолидация данных об объекте в общей среде BIM-проекта обеспечивает возможность проектирования в едином пространстве проекта, что, в свою очередь, позволяет оперативно выявлять несоответствия и коллизии, а также создать единый каталог применяемых проектных решений по объекту [2]. Информационная BIM-модель проекта позволяет выстроить прозрачный план строительных и закупочных мероприятий с привязкой каждого этапа к документации по проекту.
Создание и последующее ведение проекта на базе технологии BIM-проектирования позволяет осуществлять весь перечень работ комплексного инжиниринга: проектирование, конструирование, управление данными по объекту проектирования и сооружения. Фактически создается корпоративный центр проектирования и управления проектом.
Подводя итоги можно выделить основные возможности применения BIM-технологии по стадиям развития проекта:
Стадия проектирования:
формирование единой структурированной BIM-модели проекта;
связь инженерных данных по всем специальностям проекта;
привязка 3D-модели проекта к документации по проекту;
возможность выявления несоответствий на ранних стадиях проекта;
возможность архивирования изменений по проекту;
стандартизация единых подходов проектирования в организации;
формирование каталогов элементов и их применение в последующих проектах;
создание электронного документооборота с заказчиком, с возможностью удаленного рассмотрения и согласования документации;
формирование смет по проекту.
Стадия строительства:
формирование ППР на основе 3D-модели проекта [7];
формирование графика строительно-монтажных работ посредством BIM-модели проекта;
формирование графика закупок и поставок оборудования и материалов.
Стадия эксплуатации:
создание BIM-модели «AS-build», для использования на стадии эксплуатации.
В результате использования BIM-технологий в проектах повышается качество проектирования и реализуется весь пул задач комплексного инжиниринга. Опираясь на практический опыт внедрения и применения технологий BIM-проектирования на
предприятиях и в различных проектах, можно с уверенностью отметить явный качественный скачок как в проектных решениях, так и в целом в управлении проектом.
Резюмируя информацию по данной тематике, следует отметить важность и необходимость этапности внедрения технологи. Первоочередным мероприятием является проработка общей архитектуры проекта – бизнес-процессы, бизнес-функции, модели данных, информационные системы проектирования и схемы их взаимодействия. Также требуется провести анализ информационных потоков проекта и составить схематическое представление будущей информационной системы. Проработка структурного наполнения будущей архитектуры проекта даст наглядное представление об объемах внедрения ИТ-систем, необходимых этапах, финансовой и временно́ й
нагрузке на предприятие и специалистов.
Разделение информационных систем на потоки (рис. 2) позволяет ориентироваться на функционал систем и этим обеспечивает более гибкий подход при выборе поставщиков платформенных решений.
Рис. 2. Схематичный пример перечня информационных потоков Итоговая система должна представлять собой:
единый источник всех инженерных данных;
среду, обеспечивающую обмен информации между всеми участниками проекта;
платформу технического документооборота;
основу для интеграции систем обеспечения эксплуатации, финансовых и бизнес– систем.
Ануфриев Д.П. Внедрение инструментов BIM в образовательный процесс строительного ВУЗа / Д.П. Ануфриев, И.Ю. Петрова, О.М. Шикульская // Перспективы развития строительного комплекса. – 2015. – № S1. – С. 54-62.
Талапов В.В. Внедрение BIM в Сингапуре: впечатляющий опыт // САПР и графика. – 2016. – № 1(231). – С. 60-63.
Талапов В.В. Использование BIM в Дании, Норвегии и Швеции // САПР и графика. – 2016. – № 6(236). – С. 40-44.
Талапов В.В. Развитие BIM в странах Бенилюкса // САПР и графика. – 2016. – № 4(234). – С. 64-65.
Талапов В.В. Финляндия – еще один мировой BIM-лидер // САПР и графика. – 2016. – № 2(232). – С. 18-23.
Bakhareva O.V. On the Building Information Modeling of Capital Construction Projects Market Development / O.V. Bakhareva, A.I. Romanova, L.F. Talipova, S.F. Fedorova, T.A. Shindina // Journal of Internet Banking and Commerce. – 2016. – Vol. 21. – № S3.
Vatin N.I. Efficiency of Use of Systems of Automatic Control of AccuGrade in Construction / N.I. Vatin, N.B. Kolosova, I.A. Berdyugin // Journal Construction of Unique Buildings and Structures. – 2013. – № 4 (9). – S. 30-35.
Kvyatkovskaya I.Yu. Modified Algorithm of Information Retrieval Based on Graph Model and Latent Semantic Analysis / I.Yu. Kvyatkovskaya, V.F. Shurshev, G.V. Berezhnov, Y.A. Lezhnina // World Applied Sciences Journal. – 2013. – Vol. 24. – № 24. – S. 250-255.
Kupriyanovskiy V.P. Optimization of Resource Use in The Digital Economy / V.P. Kupriyanovskiy, A.V. Konev, S.A. Sinyagov, D.E. Namiot, P.V. Kupriyanovskiy, D.G. Zamolodchikov // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Vol. 4. – № 12. – S. 86-99.
Nikolaev D.Ye. Digital Railway – Innovative Standards and Their Role in the Example of Great Britain / D.Ye. Nikolaev, V.P. Kupriyanovsky, G.V. Sukonnikov, N.A. Utkin, D.Ye. Namiot, D.I. Yartsev // International Journal of Open Information Technologies. – 2016. – Vol. 4. – № 10. – S. 55-61.
Sinyagov S.A. Construction and Engineering Based on BIM standards as The Basis for Transforming Infrastructures in The Digital Economy / S.A. Sinyagov, V.P. Kupriyanovskii, P.V. Kurenkov, D.E. Namiot, A.V. Stepanenko, P.M. Bubnov, V.V. Raspopov, S.P. Seleznev, Yu.V. Kupriyanovskaya // International Journal of Open Information Technologies. – 2017. – Vol. 5. – № 5. – S. 46-79.