Альберт Сумин
Сегодня хотел бы затронуть одно распространенное заблуждение, касающееся использования в проектировании технологии информационного моделирования (BIM).
Существует мнение, что использование технологии BIM ускоряет процесс проектирования. Это, на самом деле, не соответствует действительности в большинстве случаев.
Мнение это появилось из-за того, что BIM-программы действительно умеют оптимизировать выполнение некоторых рутинных операций. Например, те же разрезы или спецификации можно получить нажатием пары кнопок, и в любой презентации, популяризирующей технологию, обязательно будут эффектные кадры, демонстрирующие подобные действия. Что же здесь не так? Давайте разбираться.
Для начала следует понимать, что любой чертеж (план, разрез) или спецификация — это следствие построенной трехмерной информационной модели. На самом деле, эффектному фокусу создания спецификации в один клик предшествует скрупулезное наполнение модели геометрическими элементами и информацией. Скорость этой работы очень сильно зависит от требований к результатам моделирования.
Степень детализации модели является ключом к скорости её создания. При этом сама степень детализации зависит от задач проекта, которые ставит перед собой и проектировщиком заказчик.
Приведу примеры таких задач:
- работа над проектом в среде общих данных;
- формирование комплектов чертежей, связанных с BIM-моделью;
- аналитические расчеты (расчеты конструкций, инсоляции, инженерных систем и так далее);
- проверка и устранение коллизий в проекте;
- формирование ВОР на основе BIM-модели.
Это не все возможные задачи. Полный список состоял бы более чем из ста позиций, но приведенные выше задачи — те, которые сейчас уже являются стандартом на рынке проектирования. Теперь давайте разбираться с каждой из этих задач по отдельности.
Работа над проектом в среде общих данных
Среда общих данных (СОД) — это хранилище, к которому имеют доступ все проектные команды, участвующие в работе, сметчики, заказчик проекта, а также, в идеале, подрядчики строительства, производители оборудования и других элементов здания, банковские работники и все те, кому нужен доступ к данным по проекту.
Идея формирования среды общих данных важна с той точки зрения, что это хранилище является единственным источником информации для всех. Никакие письма с прикрепленными файлами, диски или флешки на BIM-проектах не могут быть хоть сколько-нибудь значимыми, а все участники проекта обязаны обновлять информацию в среде общих данных по своей части проекта с определённой периодичностью (обычно — раз в неделю или чаще). Эта идея в общих чертах закреплена в СП 333.1325800.2017, п. 8.3.
Первая проблема, которая здесь возникает и требует определенных трудозатрат — это, собственно, организация среды общих данных. С появлением облачных сервисов, таких, как BIM 360, проблема почти исчезла. Организовать проект и дать к нему доступ всем участникам можно за полчаса, если в проекте используются такие облачные сервисы. Если нет, то можно сделать так:
Такой вариант или ему подобные гораздо сложнее в организации и обслуживании, но зато все данные будут храниться не где-нибудь в облаке, а на собственных серверах компании. Для нашей темы важно, что этот процесс займёт некоторое время, также потребуется время на периодическую обработку и выгрузку данных в СОД. Такая организация информации положительно повлияет на качество проекта, но усилия приложить придётся.
Формирование комплектов чертежей, связанных с BIM-моделью, и аналитические расчёты
Подготовительный этап перед непосредственно проектированием не ограничивается задачей организации СОД.
Если проект действительно можно классифицировать, как BIM-проект, то со стороны заказчика будут сформированы требования к модели (EIR), со стороны проектировщика будет написан и утверждён исполнительный план (BEP). В нём будут рассмотрены многие процессы, часть из которых также придётся реализовывать в ходе подготовительного этапа: например, создание структуры федеративной модели и настройка системы координат или подготовка моделей для совместного доступа групп проектировщиков. Все эти процессы также потребуют усилий, но я не буду подробно останавливаться на каждом. Однако, учтите этот момент в оценке разницы между 2D-CAD-проектированием и BIM-подходом.
Аналитические расчёты
Сейчас мы поговорим именно о проектных работах — начнём с аналитических расчётов. Задачи, связанные с ними, возникают на любом проекте и обычно решаются в специализированном программном обеспечении. В случае, когда у нас есть BIM-модель, мы можем выиграть по трудозатратам на этих задачах, так как для расчётов из модели можно получить больше исходных данных, а часто и так называемые аналитические модели. Но, всё же, любой расчёт — это отдельный итерационный процесс, который при любом подходе к проектированию фактически остаётся независимым, поэтому в данной статье я вынесу задачи по расчётам за скобки.
Чертежи и стадийность
Теперь рассмотрим процесс создания чертежей.
Давайте возьмём для примера задачу формирования комплекта чертежей стадии «П» согласно ПП № 87. Что он из себя представляет? Если совсем упрощать, то это — поэтажные планы (для типовых этажей достаточно одного), фасады, пара разрезов... и всё.
В случае с BIM-технологией уже на стадии «П» придется замоделировать каждый уголок вашего здания (не два разреза построить, а разобрать каждое сечение) в достаточной степени детализации, чтобы получить точные спецификации и корректные чертежи. Всему этому сопутствует создание параметрических библиотечных компонентов, наполненных информацией, продумывание всех стыков и соединений элементов модели — ведь если неверно состыковать те же стены, то корректно посчитать объемы их материалов в автоматически формируемой спецификации программа не сможет.
Кроме того, в традиционном подходе к проектированию инженерные сети на стадии «П» разрабатываются в виде принципиальных схем, но для BIM проектирования этого недостаточно. Чтобы создать корректную модель, все проектировщики должны работать вместе с самого начала, передавая данные друг другу через СОД, иначе потом будет много работы по перемоделированию и перевыпуску чертежей.
Таким образом, я бы сказал, что стадия «П» в BIM-моделировании трудозатратнее стадии «Р». С этим соглашается, в том числе, и государство. Так в последнем издании МРР для Москвы расценки по этим стадиям относительно всего проекта устанавливаются в соотношении 60% для «П» и 40% для «Р».
Если мы не будем рассматривать стадии проектирования отдельно (а это было бы правильнее с точки зрения всего процесса, и, лично я бы деление на стадии отменил вовсе), а просто сравним трудозатраты на выпуск чертежей в ходе всего проекта в ситуациях, когда чертежи формируются из BIM-модели или создаются по отдельности в 2D-CAD-программах, то, на мой взгляд, проектировщики, работающие в BIM-программах, справятся с задачей быстрее. Это произойдет в силу того, что в этих программах сильны инструменты автоматизации формирования чертежей, НО только в том случае, когда в проекте нет следующих факторов:
- в проекте нет требований к формированию модели, которые превышали бы требования, достаточные для оформления чертежей. То есть, если на чертежах не нужно показывать какие-то детали, то и в модели эти детали создавать не требуется;
- к модели не предъявляются специальные требования по её структуризации и именованию объектов внутри модели, не связанные с оформлением чертежей;
- у проектировщиков, создающих модель, имеется достаточная библиотека компонентов для формирования этой модели;
- у проектировщиков, создающих модель, имеется достаточная квалификация по работе с BIM-программой.
Итак, если вышеобозначенные факторы отсутствуют, а сравнение BIM-подхода к проектированию с 2D-CAD-подходом происходит на одних и тех же задачах (то есть в обоих случаях всё, что требуется от проектировщика — это выпуск чертежей, производство расчётов, прохождение экспертизы только с чертежами, без учета требований экспертизы к моделям и дальнейший авторский надзор), то в этой ситуации BIM-проектирование даст выигрыш по срокам.
Проблема тут в том, что таких ситуаций на практике не встречается.
Точнее, даже не так — такие ситуации всё же встречаются, когда использование BIM-технологии инициировано со стороны проектировщика, а заказчик проекта даже об этом не знает. Иными словами, заказчик подходит к проектированию, как к обычному процессу, и в качестве результатов проекта требует всё то, что было принято требовать ещё 20 лет назад. А проектировщик, в свою очередь, автоматизирует свою работу по некоторым частям проекта, используя BIM-программы, но модель в итоге заказчику не отдаёт, а тот его по этой модели не проверяет и не предъявляет к ней каких-либо требований — вот тогда скорость проектирования будет у такого проектировщика выше, чем у того, кто создаёт чертежи в условном Autocad, при условии равной квалификации.
Но штука тут в том, что подобный проект нельзя назвать BIM-проектом даже с формальной точки зрения, если мы будем оценивать его согласно тому же СП 333.1325800.2017. А вот если говорить о настоящем BIM-проектировании...
Проверка и устранение коллизий в проекте
К этому моменту вы могли прийти к выводу, что BIM-подход к проектированию всё-таки даёт прирост к скорости работы, если его сравнивать с 2D-CAD-подходом на абсолютно одинаковых задачах. Но, как я уже оговорился, если мы рассматриваем настоящее BIM-проектирование, то такого не бывает. У вас всегда будет больше задач в BIM, чем было когда-то в CAD, и заказчик будет предъявлять требования, которые ранее на проектах не предъявлялись. Связано это с самим фактом существования BIM-модели в проекте.
Дело в том, что из такой модели можно получить данные, которые из чертежа получить невозможно. Это — данные по ошибкам в проекте, данные по объёмам материалов, данные, связанные с процессами строительства и эксплуатации здания и так далее. И заказчик, если он разбирается в предмете, захочет эти данные получить. Проблема только в том, что эти данные сами по себе в модели не появляются.
Чтобы они там были, модель нужно структурировать под те задачи и требования, что стоят на проекте, и само по себе создание такой модели гораздо сложнее, чем создание модели только под выпуск чертежей. И, кроме того, выполнение всех этих задач влечёт за собой организацию отдельных рабочих процессов.
Один из таких процессов — это проверка и устранение коллизий. Коллизия — это ошибка в модели, которая повлечёт за собой проблемы в ходе строительства, самый распространённый тип коллизий — это пересечение элементов. Например, труба канализации пересекается в модели с воздуховодом. На чертежах эти объекты вместе можно увидеть только на сводном плане сетей, но и там, во многих ситуациях, проблему сложно будет поймать.
BIM-подход предоставляет инструменты для автоматического поиска подобных ошибок. По нашей статистике, на таких объектах, как жилые дома 10-15 этажей, обычно имеется порядка 2000-4000 коллизий. В проектах уникальных общественных зданий — от 10000 коллизий, на крупных объектах (стадионы, аэропорты) — 100000-200000 коллизий.
Найти ошибки легко — проблема в их устранении. По нашим подсчётам 10000 коллизий можно устранить, затратив три человеко-месяца (обычно в процессе устранения одной коллизии участвуют два проектировщика и один менеджер — чаще всего это ГИП). Если у вас в проекте 200000 таких проблем, то несложно увидеть, что свойство BIM-моделей, которое позволяет легко обнаружить все пересечения элементов и другие ошибки, приводит к тому, что заказчик знает об этой неидеальности проекта и будет требовать устранения всех или значительной части этих проблем. Иначе их придётся решать в ходе строительства, что, собственно, и происходит, когда заказчик получает от проектировщика только чертежи.
Здесь, скорее всего, найдётся много людей, которые скажут, что в 2D-CAD можно создавать идеальные проекты без коллизий, и что мы работаем с плохими проектировщиками. Но правда заключается в том, что нельзя. Мы работаем с лучшими в стране компаниями, которые проектируют сложнейшие уникальные объекты. Дело тут в том, что современное проектирование — это сложный процесс, в котором участвует большое количество специалистов. Иногда сотни людей работают над одним проектом, и вся команда просто не может быть настолько идеально скоординирована, чтобы исключить ошибки и выдавать идеальный продукт изначально. Поэтому важны средства проверки, которые при 2D-CAD-подходе предоставить просто невозможно.
Для примера ниже представлено изображение фрагмента инженерной части информационной модели Лахта-центра. Эта модель настолько плотная (состоит из сотен тысяч элементов), что, глядя на инженерные сети, понятен силуэт здания. Ни один человек не в состоянии в своей голове свести всю эту информацию, если бы она была сформирована через плоские чертежи. Это наглядный пример качества, которое BIM позволяет предоставить по сравнению с традиционным подходом.
Формирование ВОР на основе BIM-модели
ВОР — ведомость объёмов работ. Чтобы сформировать её автоматически из BIM-модели, нужно структурировать модель согласно классификатору, предоставленному заказчиком. Классификатор, если упрощать и разбирать понятие только в контексте озвученной задачи, — это перечень материалов и элементов, которые необходимо посчитать на проекте: получить из них численные характеристики объёма, площади, массы и т.п.
Что значит «структурировать модель»? Есть несколько вариантов: например, можно разбить все элементы по типам или в каждый элемент прописать специальный код, сопоставляющий его с позицией в классификаторе. При этом для решения данной задачи сама модель геометрически также должна быть более дробной по сравнению с моделью под задачу только выпуска комплекта чертежей. Насколько дробной — зависит от классификатора, но, в целом, здесь уже нельзя будет использовать многослойные элементы (например, стены). Каждый слой нужно будет моделировать отдельно за исключением ситуаций, когда структура многослойного элемента непрерывна (то есть все слои имеют равную площадь поверхности). Или нельзя использовать элементы, проходящие через несколько этажей.
То есть, помимо решения самой задачи настройки автоматизированного подсчёта, нужно позаботиться о структуризации модели — саму модель создавать более сложным образом и с большей детализацией, чем в ситуации, когда такой задачи на проекте нет. Данная работа позволит сэкономить время сметчика и предоставит более точные результаты, чем при «ручном» подсчёте ВОР, но трудозатраты на моделирование значительно увеличатся.
Вывод
Вывод очень простой: если нам нужно выполнить одинаковые задачи с использованием BIM-модели и без неё, то с BIM-моделью мы справимся быстрее даже с учётом того, что её ещё нужно создать.
Однако, на практике сам факт появления BIM-модели будет означать, что проект можно сделать качественнее за счёт дополнительных работ с этой моделью. Как раз эти работы, будь то организация среды общих данных, устранение коллизий, подсчёты ВОР, симуляция процессов строительства, подсчёты материалов согласно этапам строительства и многие-многие другие — как раз эти работы и привнесут дополнительные трудозатраты, которые лягут на плечи проектировщиков.
Это будет означать, что BIM проектирование, при использовании равного количества человеческих ресурсов, медленнее 2D-CAD-проектирования.
Следствием того, что BIM-проектирование трудозатратнее 2D-CAD-проектирования, является удорожание. Помимо трудозатрат, добавьте сюда стоимость программного обеспечения, компьютеров и серверов (да, с 3D-моделью не получится работать на простеньких дешёвых компьютерах), специалистов (они тоже дороже, чем 2D-CAD-проектировщики со сравнимым профессиональным опытом, кроме того, потребуются дополнительные специалисты, вроде BIM-координаторов — без них вряд ли удастся уследить за соответствием результатов работ требованиям заказчика).
Проектные компании и заказчики должны очень чётко осознать этот момент, иначе первые не смогут выполнять требования вторых, а это никому не будет выгодно. Важно понимать, что результатом BIM-проектирования является качественно иной продукт по сравнению с 2D-CAD-проектированием. Очевидно, что создание виртуальной копии будущего здания сложнее традиционного проектирования, как очевидно и то, что такая копия предоставляет для всех участников процесса качественно иные возможности. Руководство проектных компаний также должно понимать, что передавая заказчику вместе с привычными комплектами чертежей информационную модель, оно передаёт ему и большое число интеллектуальных наработок компании, и такой результат работы просто не может стоить столько же, сколько комплект чертежей.
Ещё раз повторю главную идею статьи: BIM-проект — это совершенно иной продукт, нежели традиционный комплект чертежей, аналитических расчётов и спецификаций. Иной как в плане своей сущности (фактически проектировщик в результате BIM-проектирования формирует основу базы данных, содержащей информацию о будущем здании, чем ранее проектные компании и близко не занимались), так и в плане интеллектуальной собственности (обозначенная выше база данных наполняется авторскими разработками, компонентами и средствами автоматизации управления информацией, которые, как результат проекта, передаются заказчику). Другое дело, что не всем нужен продукт, представляющий собой базу данных по объекту, и им ещё надо уметь воспользоваться. Поэтому каждый заказчик должен решить для себя, готов ли он платить деньги за такой продукт, и, если нет, то всегда можно выбрать более дешёвую команду для проектирования.
К сожалению, удачная находка маркетологов, которые часто рекламируют BIM-программы с лозунгом, что их использование позволит сократить сроки проектирования, обесценивает труд проектировщиков. Если считать, что с помощью BIM можно создавать проекты быстро, то и платить за них можно меньше, и требовать результатов можно в меньшие, чем ранее, сроки.
Выше я постарался объяснить ситуацию, каковой она является на самом деле, и считаю крайне важным продвигать идею о том, что современные технологии проектирования позволяют добиться качественно иных результатов, но вовсе не ускоряют процесс именно на этапе формирования проекта. Хотя, в идеальных условиях, ускорения можно достигнуть за счёт этапа строительства, который, с учётом меньшего количества ошибок на проекте при использовании BIM, должен проходить более гладко. И дело тут вовсе не в том, что производители программного обеспечения не стремятся упростить и ускорить работу проектировщиков, а в том, что для реализации современных проектов часто уже просто недостаточно предоставлять те же результаты проектных работ, что и ранее.
P.S. Чтобы вы могли оценить сложность BIM-проектирования, было бы неплохо опубликовать требования к моделям. В качестве примера здесь можно привести ссылку на требования московской экспертизы:
https://www.mos.ru/mke/documents/prikazy/view/227197220/
Хотел бы также ещё раз отметить, что не любой проект, где используется BIM-программа и создаётся модель, является BIM-проектом. Если проектировщик сам для себя придумал правила формирования модели, а как результат проекта выдаёт заказчику плоские чертежи и картинки, то это не BIM-проект.
