Принципиально новый подход к дизайну появился в шестидесятых годах двадцатого столетия. Это связано с созданием и распространением персональных компьютеров. В тех же шестидесятых годах начали появляться первые программы для моделирования, а уже в семидесятых и восьмидесятых годах двадцатого столетия годах все они — по способу отображения и способу записи данных формы — были четко разделены на две группы: конструктивная стереометрия или Constructive Solid Geometry — техника моделирования, которая комбинирует простые твердые формы, или примитивы, в более сложные и представительство в пределах границ (brep) [1].
Программы 1-й группы (Конструктивная объемная геометрия) оперировали набором примитивных элементов (которыми могли быть пустоты): любая форма представлялась как комбинация и суперпозиция этих элементов друг на друга. Метод Brep (representational boundaries), напротив, проводил четкую границу между пустотами и твердыми телами — он служил для обозначения формы. Так или иначе, программы обоих типов ознаменовали начало эры САПР — автоматизированного чертежа, «рисование с помощью компьютера» [1,2].
Первая программа, где можно было собрать здание из конкретных архитектурных элементов, BDS (Building Description System), появилась в начале семидесятых годов. Кроме того, программа позволила добавить в объектную модель такие параметры, как материал изготовления или название поставщика. Его спроектировал архитектор Чарльз Истман (Charles Alexander Eastman), выпускник Калифорнийского университета в Беркли, а также профессор Технологического института архитектуры Джорджии и эксперт по проектированию BIM. В то время Истман (Eastman) подсчитал, что использование BDS снизило затраты на проектирование на половину. Но проблема заключалась в том, что программа была создана еще до распространения персональных компьютеров, и только очень ограниченное количество архитекторов могло ее использовать. Но следующий проект Истмэна (Eastman) в 1977 году, GLIDE (Graphocal Language for Interactive Design), уже установил все основные особенности современных платформ BIM [1] (см.рисунок 1).
Рис. 1. Этапы формирования BIM-технологий
Разработки в этом направлении велись в том числе и в Великобритании. В восьмидесятые годы там было создано целое семейство программного обеспечения: GDS, EdCAAD, Cedar, RUCAPS, Sonata, Reflex. Например, программа RUCAPS, разработанная в 1986 году компанией GMW Computers, была первой, в которой использовалась концепция поэтапного строительства, что очень помогло при строительстве третьего терминала в аэропорту Хитроу в Лондоне [1,2,3].
Чуть позже, параллельно с исследованиями того, как повысить эффективность строительства за счет компьютерного моделирования, стали пытаться моделировать определенные сценарии и проводить виртуальные «испытания» на моделях. Одна из первых программ для анализа проектных трансформаций в зависимости от материалов, конструкций, расположения и ориентации называлась Building Design Advisor. Он был разработан в 1993 году в Беркли в Национальной лаборатории Лоуренса (Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley Lab) [2].
Так родилась концепция САПР, что означает автоматизированное проектирование. Она пришла на смену рутинному рисованию планов от руки. Тогда же были созданы одни из первых комплексов программ для дизайнеров и архитекторов. В эпоху САПР были распространены два типа приложений, классифицированных по способу отображения:
– CGS — конструктивная стереометрия;
– brep — форма представляется в границах.
Программа была выпущена в 1982 году компанией Autodesk. Колоссальный прорыв в развитии САПР произошел с появлением этой первой версии системы AutoCAD. В конце двадцатого века проектирование перестало существовать только лишь в плоскости чертежа и перешло в трехмерные модели. Аббревиатура BIM вошла в лексикон примерно в двухтысячных годах. С выпуском основных приложений данное понятие прочно закрепилось в профессиональной терминологии. С этого момента можно говорить о распространении концепции информационного моделирования зданий и начале истории BIM-технологий. Способствовали этому не только приверженцы нового подхода к моделированию и проектированию, но также разработчики программных продуктов. [3].
Сегодня есть проблема с трактовкой этого термина. Многие под BIM понимают только цифровой 3D-макет сооружения. Но это лишь один аспект. BIM можно оценить как информационную модель здания, которая представляет собой максимально полную базу данных по объекту. В нее входят архитектурный проект, техническая документация, развернутые сметы, календарный график строительства и другие важные сведения. Кроме того, проектирование с применением BIM-технологий — это коллективный процесс, в котором принимают участие сотрудники разных специальностей. С информационной моделью работают архитекторы, проектировщики, дизайнеры, сметчики, инженеры, строители и др [3].
BIM создана и выполняет следующие задачи, которые можно разделить на два типа представленных в таблице 1
Таблица 1
Задачи BIM
|
Инженерные |
Бизнес |
|
– Автоматизация жизненного цикла инфраструктурных проектов |
– Снижение издержек и ошибок на стадии проектирования и строительства |
|
– Упрощение внедрения и интеграции BIM в бизнес-процессы компаний |
– Формирование точной сметной документации по объекту |
|
– Создание цифрового двойника инфраструктурного объекта |
– Легкость координации проекта и принятия решений |
|
– Простота и удобство эксплуатации объекта инфраструктуры |
– |
|
– Планирование и организация строительных работ |
– |
|
– Сокращение сроков работ на всех этапах жизненного цикла |
– |
BIM-технологии сначала было разработаны для строительства знаний, но затем их применение распространилось на следующие отрасли, на другие
искусственные сооружения и др. (Смотри рисунок 2)
Рис. 2. Отрасли применения BIM
Принцип работы — взаимодействие нескольких программ, таких как проектно-сметная документация assistant build (клиент серверное решение), а также C3D Labs, Autodesk Revit, Autodest Advance steel, 5DXML и АРПС сметы, Oracle primavera + Microsoft project + 1C
Принцип работы — взаимодействие нескольких программ, таких как проектно сметная документация assistant build (клиент серверное решение), а также C3D Labs, Autodesk Revit, Autodest Advance steel, 5DXML и АРПС сметы, Oracle primavera + Microsoft project + 1C
Вполне возможно охарактеризовать BIM (Building Information Modeling — информационное моделирование зданий) как одну из наиболее перспективных технологий, позволяющих решить задачи повышения прибыли и возврата инвестиций. Эта технология не только позволяет обеспечить бесперебойную передачу данных об объекте от одного держателя к другому и сделать картину на любом этапе жизненного цикла объекта, но абсолютно наглядно оптимизировать все процессы, связанные с проектированием, строительством и эксплуатацией зданий. Опыт западных стран, который традиционно с небольшой задержкой приходит и в Россию, демонстрирует перспективность и востребованность технологии BIM, т. к. за счет этого может быть достигнута экономия. [2].
В начале января 2014 начался международный процесс внедрения BIM технологий, а именно — за внедрение электронных инструментов, прежде всего для информационного моделирования объектов, для государственных заказов и при проведении тендеров на проектирование. Теперь этот процесс касается возможности использовать новые технологии для модернизации и улучшения процесса государственных закупок. Широкое внедрение BIM в отраслях архитектуры, инжиниринга и строительства в Европе не только позволило сократить стоимость строительных проектов, финансируемых из бюджета, но и обеспечить прогрессивный скачок конкурентоспособности европейских компаний на глобальном уровне в борьбе за международные строительные контракты [3]. Процесс продолжил свое движение с принятием документа, который официально носит название Директива Европейского союза по бюджетным закупкам (EUPPD), и постановил, что с 2016 года все 28 стран-участниц ЕС поощряют и обязывают (первыми были: Норвегия, Великобритания, Дания) использовать технологию BIM для бюджетных проектов.
В России также происходят процессы внедрения BIM, так постановлением Правительства № 331 от 5 марта 2021 г. прописано обязательное применение BIM для объектов, строительство которых финансируется из бюджета любого уровня — муниципального, регионального или федерального. Но развитие BIM в России тормозится, чаще всего из-за неготовности подрядчиков и/или субподрядчиков работать с трехмерной моделью. Есть единичные примеры, когда компании передавали своим заказчикам модель для использования ее на этапе стройки, но теми это не использовалось. Однако это только одна из причин, но есть и другие. Например, полностью отсутствует понимание того, что именно требуется передать на строительную площадку, чаще всего это связано с отсутствием нужных компетенций. Профессиональные стандарты не диктуют требования к самой модели объекта на разных стадиях ее существования (проектная, строительная, эксплуатационная). Сейчас формируются требования к строительной модели, тем не менее унификация требований ко всем видам модели смогла бы стать определяющей в вопросе утверждения технологии BIM в России.
Сегодня, рассматривая рынок потребителей систем автоматизированного проектирования, можно констатировать, что он более или менее насыщен. Предприятия, нацеленные на интенсивный и высокотехнологичный подход в проектировании, по большей части являются обладателями внушительного набора лицензий различного программного обеспечения. Среди них — средства трехмерного проектирования, моделирования, проведения инженерных расчетов и другие программы. Однако это совершенно не означает автоматический перевод предприятия на более высокий уровень работы по показателям скорости, качества и сложности разрабатываемых проектов. Всё больше организаций в области градостроительства не только задумываются, но и пытаются организовать на практике среду группового проектирования, систему управления инженерными данными. Закупленным программным обеспечением не только необходимо уверенно и умело пользоваться — важно выстроить технологическую цепочку, сформировать единую среду проектирования, чтобы обеспечить преемственность перехода объекта на различные стадии жизненного цикла. Определяющую роль на данном этапе развития рынка играют новые технологии, ключевой из которых является BIM [3].
Вывод
BIM технология строительства — это отраженная в совокупности программ идея о полноценном информационном планировании, для повышения контроля над объектом.
Данный подход может быть использован для планирования и моделирования объектов в других областях с условием наличия избыточной информации о внешней и внутренней среде объекта.
Также рекомендуется изучение BIM технологий в рамках программ подготовки и повышения квалификации технических и управленческих кадров.
Литература:
- Тенденции развития BIM в России. — Текст: электронный // Журнал «САПР и графика» | (8–10): [сайт]. — URL: http://sapr.ru (дата обращения: 23.01.2023).
- Сферический дисплей в вакууме. — Текст: электронный // Журнал «САПР и графика» | (121): [сайт]. — URL: http://isicad.ru/ru/digest/isicad.ru_articles_8_2014.pdf (дата обращения: 23.01.2023).
- https://www.tadviser.ru/index.php/ %D0 %A1 %D1 %82 %D0 %B0 %D1 %82 %D1 %8C %D1 %8F:BIM- %D1 %82 %D0 %B5 %D1 %85 %D0 %BD %D0 %BE %D0 %BB %D0 %BE %D0 %B3 %D0 %B8 %D0 %B8_(%D1 %80 %D1 %8B %D0 %BD %D0 %BE %D0 %BA_ %D0 %A0 %D0 %BE %D1 %81 %D1 %81 %D0 %B8 %D0 %B8)#:~:text= %D0 %9F %D0 %BE %D1 %81 %D1 %82 %D0 %B0 %D0 %BD %D0 %BE %D0 %B2 %D0 %BB %D0 %B5 %D0 %BD %D0 %B8 %D0 %B5 %D0 %BC %20 %D0 %9F %D1 %80 %D0 %B0 %D0 %B2 %D0 %B8 %D1 %82 %D0 %B5 %D0 %BB %D1 %8C %D1 %81 %D1 %82 %D0 %B2 %D0 %B0 %20 %E2 %84 %96 %20331 %20 %D0 %BE %D1 %82, %E2 %80 %93 %20 %D0 %BC %D1 %83 %D0 %BD %D0 %B8 %D1 %86 %D0 %B8 %D0 %BF %D0 %B0 %D0 %BB %D1 %8C %D0 %BD %D0 %BE %D0 %B3 %D0 %BE %2C %20 %D1 %80 %D0 %B5 %D0 %B3 %D0 %B8 %D0 %BE %D0 %BD %D0 %B0 %D0 %BB %D1 %8C %D0 %BD %D0 %BE %D0 %B3 %D0 %BE %20 %D0 %B8 %D0 %BB %D0 %B8 %20 %D1 %84 %D0 %B5 %D0 %B4 %D0 %B5 %D1 %80 %D0 %B0 %D0 %BB %D1 %8C %D0 %BD %D0 %BE %D0 %B3 %D0 %BE.
