BIM-технологии

Мы постоянно пытаемся облегчить себе жизнь с помощью технологий. В последнее время компьютерные мощности все быстрее и быстрее развиваются. Цифровизация уже начинает охватывать разнообразные отрасли и входить в обиход. Благодаря интернету обмениваться информацией становится намного легче. Эти феномены еще сильнее ускоряют процесс развития и цифровизации. Проектно-строительная отрасль не стоит на месте и на данный момент позволяет использовать информационные технологии для решения своих задач. Основной общепонятный термин этому явлению – аббревиатура BIM (или перевод чертежей из 2D в 3D).

Что такое BIM

Многие говорят, что BIM – это модель здания или способ разработки проектно-рабочей документации. Эти понятия довольно узконаправленные. По своей сути у BIM два термина. Его можно объяснить с одной стороны как процесс, а с другой стороны продукт.

BIM как процесс

Если мы посмотрим на информационные технологии как процесс, то можно будет сказать, что:

BIM (Building information modeling – информационное моделирование) – это процесс, который включает создание, обмен, регулярное использование цифровой информации о здании или его части на протяжении всего жизненного цикла объекта.

Вместе с этим процессом возникают и новые области работы, а следовательно, новые специалисты. Данные специалисты образуют определенную структуру, которая называется «BIM-Отдел».

Специалисты в данном отделе очень тесно связаны с IT. Есть и такие, но статистика говорит, что в основном большинство специалистов BIM имеют техническо-строительное образование. Стоит понимать, что BIM – процесс, связанный со строительством, поэтому в основном будущему специалисту BIM необходимо первоначально иметь компетенции и опыт именно в этой отрасли. Также данному специалисту необходимо углубляться в IT сферу. Например, иметь базовое понимание о том, что такое программирование, учится классифицировать информацию, работать в определенном ПО.

 

BIM как продукт

Итак, у нас есть BIM-процесс, и он нацелен на создание определенного продукта. Продуктом является BIM- модель:

BIM (Building information model – информационная модель) – модель, которая помимо графического представления, имеет в своем составе атрибутивную информацию в виде элементов и параметров, которые описывают ее исходя из определенных требований BIM-процесса. За графическое представление модели отвечает LOD G (уровень графической детализации), а за информативное LOI (уровень атрибутивной информации).

Рассмотрим градацию представления моделей:

Существуют 2D модели. Это двумерные элементы, примитивы (или их совокупность). В САПР системе 2D проектирования может наблюдаться добавление «Пользовательских» атрибутов, но трехмерного представления у нее нет, либо оно неполноценно.


Изображение 1 – Двумерное представление сооружения – чертеж формата .dwg

3D модель по своей сути имеет трёхмерное графическое представление. Но она практически не обладает атрибутивной информацией, которая описывает ее физически-технические свойства. Элементы данной модели могут и содержать основные атрибуты, но они будут только описывать ее геометрию.


Изображение 2 – Трехмерное представление сооружения

BIM-модель в свою очередь является совокупностью элементов, которые имеют многочисленные атрибуты с разными типами данных. С этими атрибутами возможно взаимодействовать пользователю, а ее создатель может вложить в данные элементы нужную информацию. Состав данной информации регламентируется пользователем.

Изображение 3 – BIM модель сооружения – модель формата. rvt

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ BIM-ТЕХНОЛОГИИ

Преимущества использования BIM для проектных институтов

1. Тенденция и соответствие государственным требованиям

Обязательное применение BIM на объектах госзаказа с 1 января 2022 года уже узаконено. Премьер-министр Михаил Мишустин 5 марта 2021 подписал постановление правительства России №331 о введении обязательного использования технологий информационного моделирования на объектах госзаказа. Это стало для многих компаний основной причиной перехода на BIM. Тенденция показывает, что использование BIM-технологий позволяет получить преимущество для потенциальных заказчиков. В их интересах получить максимально-качественный продукт.

  • Унификация процесса разработки проекта

Информационное моделирование позволяет унифицировать процесс разработки проектной и рабочей документации. Это позволяет выстроить эффективную работу по выдаче конечного продукта, что в свою очередь позволяет организации взаимодействовать с элементами по заранее созданной логике, перекладывая трудозатраты с проектировщиков на компьютерные мощности. Происходит уменьшение количества внутренних ошибок организации. Информация, связанная с проектом, находится в модели. К ней возможно обращаться, взаимодействовать, создавать на ее основе функции. Это позволяет уменьшить трудозатраты на рутинные операции.

  • Стандартизация проектных работ.

BIM представляет собой модернизацию процесса проектирования, создавая BIM-технологию на основе бизнес-процессов вашей компании. Если данная технология будет регламентирована внутренними документами компании, то взаимодействие с новыми исполнителями, подрядчиками будет производится с наименьшими издержками. При желании организация может гибко менять объем графической и атрибутивной информации под свои нужды или требования заказчика.

2. Автоматизация проектирования

При отстроенном процессе информационного моделирования появляется возможность масштабной автоматизации внутренних процессов компании. Появляется возможность API большинства BIM-комплексов позволяет разрабатывать собственные плагины и решения для автоматизации моделирования, расчета и проектирования. При необходимости возможно создать необходимую автоматизированную библиотеку-каталог на основе вашего BIM-процесса, по мере необходимости данная база может пополняться и использоваться в следующих проектах для ускорения работ по разработке будущем. Данные библиотеки возможно разрабатывать своими силами, найти в интернете или запросить у производителя. При оформлении проектной и рабочей документации можно использовать информацию с информационной модели. Информация на графической части проекта автоматически меняется вместе с изменением модели. Это минимизирует трудозатраты на отработку изменений в проекте.


Изображение 4 – Использование унификации элементов информационного моделирования с целью автоматизации проектных работ

3. Эффективное использование наработок

Информационное моделирование позволяет использовать предыдущие проектные решения и наработки максимально эффективно. Редактирование и использование инженерных узлов, заранее собранных конструкций становится менее трудозатраты процессом чем в традиционных технологиях проектирования, что в свою очередь ускоряет процесс разработки проекта.


Изображение 5 –Использование группы BIM-элементов для моделирования

4. Повышение качества разработки документации

При использовании технологии информационного моделирования появляется возможность эффективнее обнаруживать проектные ошибки, коллизии между разделами во время разработки. Именно это позволяет избежать дорогостоящих ошибок во время разработки проектной документации и на стадии строительства.  Наглядность визуальной части предоставляет больше информативности, что позволяет с максимальной вероятностью разработать качественный проект. Взаимодействие с атрибутивной информацией информационной модели позволяет комплексно выполнять определённые проверки будущего проекта на предмет человеческих ошибок.

  • Эффективная совместная работа

Использование технологии информационного моделирования позволяет эффективно настроить совместную работу между специалистами. Используя локальную или облачную СОД (среду общих данных) в BIM-процессе, вы можете защитить основные файлы проекта от технических проблем. Возможность отслеживание предыдущих версий проекта и его синхронизация с резервной копией уменьшает процент возникновения технических ошибок, а также делает процесс разработки проекта прозрачным для заказчика. Также немаловажным преимуществом BIM будет единый формат обмена данными .IFC, который позволяет проводить совместную работу даже тем специалистам, которые работают в разном ПО. Формат .IFC позволяет передавать не только графическую, но и атрибутивную информацию. Информативность .IFC модели можно регулировать с помощью «мэппинга» атрибутов – процесса сопоставления атрибутов вашей модели с IFC параметрами с конвертацией типов данных.

Изображение 6 – Принципиальная схема СОД (среды общих данных)

Преимущества использования BIM для строительных организаций

1. Контроль затрат будущего проекта

Технология информационного моделирования дает возможность точно посчитать объемы работ. Это позволяет эффективно управлять стоимостью объекта, а также способствуют снижение финансовых рисков, которые связаны с неточностью оценки стоимости будущего сооружения

Изображение 7 – Проверка проектных решений BIM-модели с помощью Autodesk Navisworks

2. Наглядное представление проекта

BIM-модель более наглядна для заказчика. Общее понимание будущего объекта позволяет спрогнозировать во время строительства большое количество ошибок, улучшается понимание проектных решений участников проекта. Этот фактор позволяет вовремя согласовать и внести изменения в проект с наименьшими издержками.

Изображение 8 – Координация разделов в Autodesk Naviswork

3. Проработка вариантов проектных решений на начальной стадии проектирования

На этапе рассмотрения вариантов проектных решений применение технологии информационного моделирования позволяет эффективно создать и воспроизвести   оценку нескольких вариантов выполнения проекта. Это предоставляет возможность сравнить несколько вариантов объемно-планировочных решений с целью оптимизации инвестиционных затрат.

  • Эффективное управление и контроль будущего объекта

Использование современных решений, которые формируют или модернизируют среду общих данных позволяет эффективного взаимодействовать со всеми участниками проекта. Информационная модель, предоставляемая для строительства, имеет всю необходимую информацию. Проверку данной модели возможно выполнять с помощью специализированного ПО.

  • Эффективное планирование объекта

Заказчик проекта может использовать различные инструменты информационного моделирования в 4D для эффективного контроля качества планирования проекта, контроля сроков и выполненных объемов работ. Это подразумевает использование BIM-модели совместно с календарно-сетевым графиком. Анализ модели 4D поможет выявить ошибки планирования, визуально установить пересечения ресурсов, календарно-сетевого графика, получить аналитические данные по потребности в материалах.

Изображение 9 – 4D моделирование сооружения на основе план-графика

ЧТО НУЖНО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ BIM-ТЕХНОЛОГИИ В ВАШЕЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Определение целей и перспективы

Для модернизации ваших рабочих процессов необходимо определиться с основными целями использования данной технологии. Вы должны изучить рынок программного обеспечения, познакомиться с опытом использования BIM других компаний, изучить базисы данной технологии, чтобы объективно видеть внутреннюю картину вашей компании и понимать, что вам нужно от BIM и будет ли он совместим с бизнес-процессами вашей организации и выгоден ли он вам.

Цели использования данной технологии напрямую влияют на BIM-технологию. От них зависит назначение данной модели и самого рабочего процесса. Начиная от общих задач использования данного продукта информационного моделирования (концепция, проектирование, строительство, эксплуатация), заканчивая частными вопросами (требования к атрибутной и графической проработке).

Немаловажным будет прогнозирование роста своей организации совместно с BIM технологией. Вы должны понимать, что BIM можно развивать качественно. После внедрения данной технологии вы рано или поздно столкнетесь что вам придется автоматизировать бизнес-процессы вашей организации и BIM является мощным фундаментом для формирования этого.

Временные и материальные ресурсы

В основу BIM технологии закладываются материальные и трудовые затраты. К материальным затратам можно отнести покупку профессионального софта, обучающих курсов, дополнительных компьютерных мощностей. Немаловажным фактором будет то, что для формирования BIM-отдела вам нужны специалисты, которых на рынке мало.

 Для построения BIM процесса, а также его наладке и будущей автоматизации потребуются существенные временные затраты. Как правило – на начальном этапе становлении компании на путь BIM появляется потеря скорости темпа работы. Это связано с тем, что все новые технологии довольно сложны в восприятии и их адаптация происходит только со временем.

ВЫВОДЫ

BIM – это цифровая модернизация процессов проектирования и строительства. Данная технология позволяет эффективно взаимодействовать с графическими и параметрическими данными и использовать их для не только в проектных институтах, но и в строительных процессах. Несмотря на свою дороговизну и сложность информационное моделирование повышает качество и эффективность проектно-строительных работ за счет первоначальных материальных и трудовых затрат. Но как показывает практика – BIM в последствии окупает себя. Именно это является основным фактором, который повышает интерес к данной технологии. Нынешним проектным и строительным компаниям остается только понять для каких целей, задач и перспектив им нужен BIM.

 

 

BIM technologies

We are constantly trying to make our lives easier with the help of technology. Recently, computer power has been developing faster and faster. Digitalization is already beginning to cover a variety of industries and come into use. Thanks to the Internet, it becomes much easier to exchange information. These phenomena further accelerate the process of development and digitalization. The design and construction industry does not stand still and at the moment allows you to use information technology to solve your tasks. The main commonly understood term for this phenomenon is the abbreviation BIM (or the translation of drawings from 2D to 3D).

What is BIM

Many people say that BIM is a model of a building or a way to develop design and working documentation. These concepts are quite narrowly focused. At its core, BIM has two terms. It can be explained on the one hand as a process, and on the other hand as a product.

BIM as a process

If we look at information technology as a process, we can say that:

BIM (Building information modeling) is a process that involves the creation, exchange, and regular use of digital information about a building or part of it throughout the entire life cycle of an object.

Along with this process, new areas of work arise, and consequently, new specialists. These specialists form a certain structure, which is called the “BIM Department”.

The specialists in this department are very closely connected with IT. There are some, but statistics say that basically the majority of BIM specialists have a technical and construction education. It should be understood that BIM is a process related to construction, so basically a future BIM specialist needs to initially have competencies and experience in this particular industry. Also, this specialist needs to delve into the IT sphere. For example, to have a basic understanding of what programming is, to learn to classify information, to work in a certain software.

BIM as a product

So, we have a BIM process, and it is aimed at creating a specific product. The product is a BIM model:

BIM (Building information model) is a model that, in addition to a graphical representation, contains attribute information in the form of elements and parameters that describe it based on certain requirements of the BIM process. LOD (the level of graphical detail) is responsible for the graphical representation of the model, and LOI (the level of attribute information) is responsible for the informative representation.

Consider the gradation of the representation of models:

There are 2D models. These are two-dimensional elements, primitives (or their combination). In the CAD system of 2D design, the addition of “Custom” attributes can be observed, but it does not have a three-dimensional representation, or it is incomplete.


Image 1 – is a two-dimensional representation of the structure – a drawing of the format .dwg

A 3D model inherently has a three-dimensional graphical representation. But it has practically no attribute information that describes its physical and technical properties. The elements of this model may contain basic attributes, but they will only describe its geometry.


Image 2 – Three-dimensional representation of the structure

A BIM model, in turn, is a collection of elements that have numerous attributes with different types of data. It is possible for the user to interact with these attributes, and its creator can put the necessary information into these elements. The composition of this information is regulated by the user.

Изображение 3 – BIM модель сооружения – модель формата. rvt

ADVANTAGES OF USING BIM TECHNOLOGY

Advantages of using BIM for design institutes

1. Trend and compliance with state requirements

The mandatory use of BIM at state order facilities from January 1, 2022 has already been legalized. On March 5, 2021, Prime Minister Mikhail Mishustin signed the Decree of the Government of Russia No. 331 on the introduction of mandatory use of information modeling technologies at state order facilities. This has become the main reason for many companies to switch to BIM. The trend shows that the use of BIM technologies allows you to gain an advantage for potential customers. It is in their interests to get the highest-quality product.

  • Unification of the project development process

Information modeling makes it possible to unify the process of developing project and working documentation. This allows you to build an effective work on the delivery of the final product, which in turn allows the organization to interact with elements according to a pre-created logic, shifting labor costs from designers to computer power. There is a decrease in the number of internal errors of the organization. The information related to the project is in the model. It is possible to access it, interact with it, create functions based on it. This allows you to reduce labor costs for routine operations.

  • Standardization of design work.

BIM represents the modernization of the design process by creating BIM technology based on your company’s business processes. If this technology is regulated by the company’s internal documents, then interaction with new performers, contractors will be carried out with the lowest costs. If desired, the organization can flexibly change the amount of graphic and attribute information to suit its needs or customer requirements.

2. Design automation

When the information modeling process is built up, it becomes possible to automate large-scale internal processes of the company. There is an opportunity for the API of most BIM complexes to develop their own plugins and solutions for automating modeling, calculation and design. If necessary, it is possible to create the necessary automated library-catalog based on your BIM process, as necessary, this database can be replenished and used in future projects to accelerate the development work in the future. These libraries can be developed on their own, found on the Internet or requested from the manufacturer. When making design and working documentation, you can use information from the information model. The information on the graphic part of the project automatically changes along with the model change. This minimizes the labor costs of working out changes in the project.


Image 4 – The use of unification of information modeling elements in order to automate design work

3. Effective use of developments

Information modeling allows you to use previous design solutions and developments as efficiently as possible. Editing and using engineering components, pre-assembled structures becomes a less labor-intensive process than in traditional design technologies, which in turn speeds up the project development process.


Image 5 –Using a group of BIM elements for modeling

4. Improving the quality of documentation development

When using information modeling technology, it becomes possible to more effectively detect design errors, collisions between sections during development. This is what makes it possible to avoid costly mistakes during the development of project documentation and at the construction stage. The visibility of the visual part provides more information, which makes it possible to develop a high-quality project with maximum probability. Interaction with the attribute information of the information model allows you to comprehensively perform certain checks of the future project for human errors.

Effective collaboration

The use of information modeling technology allows you to effectively set up collaboration between specialists. Using a local or cloud-based CDE (common data environment) in the BIM process, you can protect the main project files from technical problems. The ability to track previous versions of the project and synchronize it with a backup copy reduces the percentage of technical errors, and also makes the project development process transparent to the customer. Also an important advantage of BIM will be a single data exchange format .IFC, which allows you to work together even for those specialists who work in different software. Format .IFC allows you to transmit not only graphic, but also attribute information. Informative .The IFC of a model can be adjusted using attribute mapping, the process of matching attributes of your model with IFC parameters with data type conversion.

Image 6 – Schematic diagram of CDE (Common Data Environment)

Advantages of using BIM for construction organizations

1. Cost control of the future project

Information modeling technology makes it possible to accurately calculate the amount of work. This allows you to effectively manage the cost of the facility, and also contribute to reducing the financial risks associated with the inaccuracy of estimating the cost of the future structure.

Image 7 – Verification of BIM model design solutions using Autodesk Navisworks

2. Visual presentation of the project

The BIM model is more visual for the customer. A general understanding of the future of the object allows you to predict a large number of errors during construction, and the understanding of the project participants’ design decisions improves. This factor allows you to coordinate and make changes to the project in time with the lowest costs.

Image 8 – Section Coordination in Autodesk Naviswork

3. Elaboration of design solutions at the initial design stage

At the stage of consideration of design solutions, the use of information modeling technology makes it possible to effectively create and reproduce an assessment of several project execution options. This provides an opportunity to compare several options for space-planning solutions in order to optimize investment costs.

  • Effective management and control of the future facility

The use of modern solutions that form or modernize the common data environment allows effective interaction with all project participants. The information model provided for construction has all the necessary information. Verification of this model can be performed using specialized software.

  • Effective facility planning

The project customer can use various information modeling tools in 4D for effective quality control of project planning, control of deadlines and completed volumes of work. This implies the use of a BIM model in conjunction with a calendar and network schedule. Analysis of the 4D model will help to identify planning errors, visually establish the intersection of resources, calendar and network schedule, and obtain analytical data on the need for materials.

Изображение 9 – 4D моделирование сооружения на основе план-графика

WHAT IS NEEDED FOR THE FORMATION OF BIM-TECHNOLOGY IN YOUR ORGANIZATION

Defining goals and prospects

To modernize your work processes, it is necessary to determine the main goals of using this technology. You should study the software market, get acquainted with the experience of using BIM from other companies, study the basics of this technology in order to objectively see the internal picture of your company and understand what you need from BIM and whether it will be compatible with your organization’s business processes and whether it is beneficial to you.

The goals of using this technology directly affect BIM technology. The purpose of this model and the workflow itself depends on them. Starting from the general tasks of using this information modeling product (concept, design, construction, operation), ending with specific issues (requirements for attribute and graphic elaboration).

Forecasting the growth of your organization together with BIM technology will be important. You should understand that BIM can be developed qualitatively. After the introduction of this technology, sooner or later you will come across that you will have to automate the business processes of your organization and BIM is a powerful foundation for the formation of this.

Time and material resources

The basis of BIM technology is material and labor costs. The material costs include the purchase of professional software, training courses, additional computer capacity. An important factor will be that in order to form a BIM department, you need specialists who are few in the market.

To build a BIM process, as well as its setup and future automation, significant time costs will be required. As a rule, at the initial stage of the company’s formation on the path of BIM, there is a loss of speed and pace of work. This is due to the fact that all new technologies are quite difficult to perceive and their adaptation occurs only with time.

CONCLUSIONS

BIM is a digital modernization of design and construction processes. This technology allows you to effectively interact with graphical and parametric data and use them not only in design institutes, but also in construction processes. Despite its high cost and complexity, information modeling improves the quality and efficiency of design and construction work at the expense of initial material and labor costs. But as practice shows, BIM pays for itself in the future. This is the main factor that increases interest in this technology. Current design and construction companies can only understand for what purposes, tasks and prospects they need BIM.

[:]