Продолжение. Начало здесь
С 80-х годов прошлого века возникли работающие инструменты цифрового проектирования, и стала понятна их эффективность по сравнению с классическими инструментами черчения. САПР – системы автоматического проектирования (русское наименование) или CAD – Computer-Aided Design (английское). Многие слышали о продукте для конструирования AUTOCAD компании AUTODESK . Первая версия системы была выпущена в 1982 году. Почти тогда же – в 1984 году на рынок вышла первая версия программы ArchiCAD, предназначенная для архитектурного проектирования.
До сих пор компания AUTODESK , выпустившая программное обеспечение AUTOCAD , остается в составе лидеров, хотя список лидеров является «живым», он меняется, появляются новые игроки – Dassault Systems, Siemens, Intergraph (Hexagon), Tekla, разрабатывающие целый набор разных специализированных продуктов цифрового проектирования и конструирования.
Под конструированием здесь и далее имеется в виду детальная проработка изделия – элементов конструкции со всеми их геометрическими параметрами, с точными размерами, с конструкциями соединений (резьбовых, сварных, паяных, клееных и так далее).
Под проектированием обычно понимается более укрупненная работа – например проектирование завода. Здесь единицы оборудования обычно берутся укрупненными моделями – вплоть до простейших массогабаритных макетов. А систему – связи и коммуникации между элементами – «прорисовываем» в цифровом пространстве детально, чтобы можно было выполнять операции по сооружению и следующим стадиям, осуществлять в дальнейшем монтаж, запуск и наладку, затем эксплуатацию и ремонт, и наконец – утилизацию. То есть при проектировании мы выстраиваем схемы из укрупненных готовых блоков.
В цифровом инструменте есть графическая часть, визуализация вида зданий, оборудования, коммуникаций. Система моделируется как визуализация расположения в пространстве.
Каждая деталь, изделие, единица конструкции или оборудования имеет, кроме геометрии и чертежа, иные параметры – например, материал, из которого она изготовлена, или массу. Насос характеризуется давлением, потоком жидкости, тем, с какими жидкостями или газами он способен работать. Такие параметры в цифровой модели носят название атрибутов, атрибутивной информации.
Это простейшая атрибутивная информация. Есть и более сложная. Как атрибутивная информация могут восприниматься, например, файлы, которые описывают изделие – инструкции по изготовлению и монтажу, регламент технического обслуживания, паспорт изделия. Все это может являться атрибутивной информацией. В отличие от проектирования и конструирования на ватмане, атрибутивная информация может включаться напрямую в состав комплексной цифровой модели.
Применительно к промышленному объекту это носит название BIM-подхода, BIM-технологии. BIM переводится как Building Information Model. При использовании BIM цифровая модель интегрирует в себя все виды информации об объекте, какие только есть.
BIM-подход, что называется, ставит с ног на голову привычный нам подход к графическому моделированию, когда сначала мы детально очерчиваем отдельные детали, затем делаем более приближенный, зачастую с искажениями, сборочный эскиз или чертеж (в зависимости от требований нормативной документации). Но на этом сборочном чертеже, даже если он точно вычерчен, нам крайне неудобно разбирать все отдельные подробности или детали – там именно сборка, общая компоновка происходит.
Когда мы говорим про BIM-моделирование, мы все здание, а иногда даже комплекс зданий, моделируем как единое целое. Потом, когда нам требуется, мы из комплексной модели вытаскиваем соответствующие детали, опускаясь вниз по детализации. Объект в целом, или производственную систему декомпозируем на детали (единицы оборудования, узлы, инженерные коммуникации и так далее), то есть идем от общей модели.
У нас уже достаточно мощные компьютеры и достаточно мощное программное обеспечение, чтобы оперировать и работать со всей моделью, детализированной от общего вида здания (или другого общего вида, если это, к примеру, самолет). «Опускаясь» по этим ступеням, мы можем дойти до самой низкой точки детализации, условно говоря – от дома до винтика, который крепит у вас какой-нибудь кронштейн.
Кроме графического проектирования и конструирования у нас существуют другие информационные процессы, которые также используются при BIM -моделировании, при описании жизненного цикла объектов. Например, нам достаточно важен график сооружения объекта – что, на каком этапе, в какой последовательности должно происходить, сметный цифровой инструментарий, управление персоналом - и так далее.
О компоновке различных процессов, подходов и данных в одном комплексном инструменте Mульти-D моделирования мы расскажем в следующий раз.
По материалам лекций ВИШ МИФИ "Основы цифрового проектирования" с разрешения автора курса Жабицкого Михаила Георгиевича