Задачи и способы применения BIM в инфраструктурных проектах

Ключевым элементом любого проекта информационного моделирования является определение BIM-задач и разработка соответствующих им BIM-сценариев (BIM Use).

BIM-сценарий представляет собой сценарий выполнения определенного процесса с помощью BIM таким образом, чтобы, основываясь на входной информации определенного рода, получать необходимый результат.

Определение BIM-задач и разработка или применение соответствующих им BIM-сценариев определяют дальнейшие процессы информационного моделирования, которые строятся для проекта и описываются в плане реализации BIM-проекта.

Чем больше количество применяемых BIM-сценариев для проекта, тем выше сложность реализации такого проекта.

Согласно методике планирования BIM-проекта, изложенной в документе The BIM Project Execution Planning Guide (Penn State), были сформированы основные и второстепенные BIM-сценарии. Все перечисленные сценарии ориентированы на площадные объекты (здания и сооружения), а не объекты инфраструктуры. Но тем не менее можно выделить BIM-сценарии, которые применимы и наиболее востребованы для проектирования объектов инфраструктуры:

1. Создание моделей (Design Authoring)

Процесс, в результате которого посредством программных решений, поддерживающих технологию BIM, создаются BIM-модели, насыщенные информацией согласно информационным требованиям заказчика.

2. 3D-координация (3D Coordination)

Процесс, в ходе которого происходит анализ BIM-модели на коллизии с учетом требований проекта.

3. Проверка и оценка технических решений (Design Review)

Процесс, в ходе которого происходит наглядная (трехмерная) проверка проектных решений всеми ключевыми участниками проекта с выдачей комментариев, замечаний, рекомендаций. Проверка может происходить не только визуально, но и с использованием специализированных инструментов анализа и измерений.

4. Подсчет объемов работ и оценка сметной стоимости (Cost Estimation)

Процесс, в ходе которого происходит подсчет количественных и объемных показателей на основе BIM-модели для получения максимально точных смет, внесения оптимальных проектных решений на ранних стадиях и повышения эффективности распределения бюджета.

5. Выпуск чертежей и спецификаций (Drawing Generation)

Процесс, по результатам которого на основе BIM-модели формируются чертежи и спецификации.

6. Анализ площадки/плана трассы (Site Analysis)

Процесс, в ходе которого в том числе на основе информационной модели изысканий проводится анализ местоположения проектируемого объекта на предмет пригодности прокладки трассы, расположения объекта, инженерно-геологической, а также экологической ситуации будущего объекта строительства.

7. Моделирование существующей инфраструктуры (Existing Conditions Modeling)

Процесс, в ходе которого на основе результатов инженерных изысканий формируется существующая инфраструктура для разработки проектной BIM-модели. Степень проработки данного BIM-сценария определяется информационными требованиями проекта.

8. Прочностной анализ (Structural Analysis)

Процесс, в ходе которого аналитическая модель, созданная в ходе BIM-сценария «Создание модели», подвергается прочностному анализу. В случае инфраструктурного проекта это в основном конструктивная схема искусственного сооружения (далее – ИССО).

9. 4D-планирование (Phase Planning)

Процесс, в котором специализированные программные инструменты информационного моделирования используются для интеграции данных BIM-модели и календарно-сетевого графика строительства с целью:

· анализа и оптимизации последовательности выполнения работ по проекту;

· поиска пространственно-временных коллизий, которые могут возникнуть в процессе строительных работ;

· проверки выполнимости организационно-технологических решений;

· контроля выполненных физических объемов строительно-монтажных работ и визуализации план-фактного анализа;

· контроля логистики поставки строительных материалов.

10. Создание исполнительной информационной модели (Record Modelling)

Процесс, в ходе которого исходя из актуальной информации, полученной со строительной площадки, формируется BIM-модель «Как построено». Модель должна быть подготовлена для передачи заказчику на основании его требований для формирования эксплуатационной модели.

11. Производство на основе цифровых моделей (Digital Fabrication)

Процесс, после которого полученные BIM-модели могут быть использованы для передачи на производство. Например, для изготовления металлоконструкции для ИССО на станках с ЧПУ. Либо для применения в земляных работах с использованием строительной техники с системами автоматического управления (3D-САУ), работающей по моделям, дающим проектные отметки.

12. Визуализация

Процесс, в ходе которого BIM-модели используются для представления содержащейся в них информации для зрительного наблюдения и анализа. Визуальный способ передачи информации дает возможность существенно улучшить коммуникацию между различными участниками проекта.

Перечень BIM-сценариев не ограничивается вышеприведенным списком. BIM-сценарии могут формироваться исходя из BIM-задач и типа проекта, в ходе подготовки к реализации или в момент реализации проекта.

Подбор и разработка BIM-сценариев является основополагающей задачей для любой BIM-команды. Процесс выбора BIM-сценария осуществляется следующим образом:

· определяются совместно с ключевыми участниками проекта BIM-цели;

· для достижения этих целей формируется предварительный список BIM-задач и соответствующих им BIM-сценариев;

· создается таблица приоритетов BIM-сценариев и происходит выбор главных и второстепенных BIM-сценариев.

Процесс выбора или создания BIM-сценария в области инфраструктурного проектирования имеет ряд особенностей. На данный момент отсутствует общепринятый список BIM-сценариев для инфраструктурного проектирования, строительства и эксплуатации. Поэтому потребуется выполнить анализ архитектурно-строительных BIM-сценариев на применимость для задач проекта.

После этого необходимо определить, какие преимущества может дать информационная модель инфраструктурного объекта и насколько это соответствует определенным ранее BIM-сценариям. Если есть задачи, не охваченные архитектурно-строительными BIM-сценариями, то они включаются как новые BIM-сценарии.

В ходе разработки плана реализации BIM-проекта необходимо разработать процессную карту каждого BIM-сценария. Эта карта позволяет понимать, как выглядит процесс выполнения сценария, кто в нем участвует и из каких этапов состоит процесс выполнения сценария.

В качестве примера разработаны карты BIM-сценариев «3D-координация» и «Проверка и оценка технических решений». Они представлены в разделе 5.4 «Методика планирования процесса реализации BIM-проекта».

Уровни проработки

Уровень проработки элементов BIM-модели (LOD) определяет минимальный объем геометрической, пространственной, количественной, а также любой атрибутивной информации, необходимой для решения задач моделирования на конкретном этапе жизненного цикла объекта строительства.

Система уровней проработки предназначена для:

· оказания содействия всем участникам проекта, в том числе заказчикам, для однозначного понимания и конкретизации требуемых результатов работ по информационному моделированию;

· планирования процесса информационного моделирования (процессов информационных обменов). В среде общих данных планирование работ приобретает огромное значение: пользователям модели необходимо знать, когда они смогут получить необходимую информацию, чтобы соответствующим образом спланировать свою работу;

· оценки трудозатрат на создание модели для каждой стадии жизненного цикла объекта.

Система уровней проработки включает пять базовых уровней проработки: LOD 100, LOD 200, LOD 300, LOD 400, LOD 500, которые характеризуют процесс разработки элемента от концептуального до состояния законченного строительством объекта.

Информационная модель может содержать элементы в различных LOD. При необходимости допускается наличие промежуточных уровней проработки (см. примеры спецификаций LOD в Приложение А «Базовая спецификация LOD для объектов инфраструктуры»), которые должны быть специфицированы в плане реализации проекта с использованием информационного моделирования.

Требования к уровням проработки носят уточняющий характер – определение каждого последующего уровня проработки элемента уточняет и дополняет определения всех предыдущих уровней.

Между уровнями проработки и стадиями проекта не существует строгого соответствия, поскольку разделы проекта разрабатываются разными темпами. Таким образом, некорректно использование такого понятия, как «модель уровня проработки LOD N» (где N – 100, 200 и т. д.), а понятие «уровень проработки» применимо только к отдельным элементам BIM-модели.

Каждый элемент BIM-модели на разных уровнях проработки включает в себя три аспекта: уровень проработки геометрических данных, графическое отображение и уровень проработки атрибутивных данных.

Графическое отображение – отображение основополагающих геометрических параметров элемента модели (внешний образ/вид, цвет и пр.).

Уровень проработки геометрических данных – описание геометрических параметров элемента модели (форма, пространственное расположение, габариты, длина, ширина, высота, толщина, диаметр, площадь, объем, площадь сечения, уклон, уровень и пр.).

Уровень проработки атрибутивных данных – описание атрибутов элемента модели.

Необходимые графические, геометрические и атрибутивные данные должны назначаться элементам модели исходя из:

· целей, задач и требуемых результатов моделирования;

· BIM-задач;

· стадии реализации проекта;

· требований к оформлению проектной и рабочей документации;

· требуемых данных для подготовки технической документации;

· требований к интеграции модели с календарным графиком и сметными расчетами;

· прочих требований.

При разработке Плана реализации BIM-проекта (BEP) должна быть сформирована и согласована таблица (матрица) информационных обменов. Пример таблицы приведен в разделе 5.4 «Методика планирования процесса реализации BIM-проекта».

Примерный состав элементов моделей и требования к их уровням проработки приведены в Приложении А Базовая спецификация LOD для объектов инфраструктуры.

5.3 Документ «Информационные требования заказчика»

На этапе формирования конкурсной документации заказчик формирует техническое задание (ТЗ) на проектирование или разработку рабочей документации (в зависимости от этапа/фазы проекта). Помимо стандартных требований к проектируемому объекту (ТЗ), заказчик разрабатывает Информационные требования (Employer’s Information Requirements – EIR). Информационные требования, с одной стороны, будут дополнять ТЗ, отвечая за информационное моделирование проектируемого объекта, а с другой, будут описывать требования к процессам информационного моделирования и взаимодействия как внутри команды проекта, так и с заказчиком.

5.3.1 Состав требований

Ниже приводится рекомендуемый список разделов Информационных требований заказчика:

· цели, задачи и способы использования BIM-моделей на различных стадиях ЖЦ;

· этапы работ и контрольные точки выдачи информации;

· требования к применяемым нормативным документам по информационному моделированию;

· требования к составу BIM-моделей и объемам моделирования;

· требования к обеспечению единого координатного пространства;

· требования к уровням проработки элементов BIM-моделей;

· требования к составу и форматам выдачи результатов проекта;

· требования к именованию файлов;

· требования к качеству BIM-моделей;

· требования к среде общих данных;