BIM – от проекта до готового здания. Информационное моделирование в строительной отрасли

BIM – новый этап автоматизации строительной отрасли

Как мы уже сказали, понятие BIM в строительном проектировании приходит на смену более общей, универсальной категории софтверных решений — САПР, ярким представителем которых является широко известная программа AutoCAD. Концептуальную разницу между ними можно описать на простом примере: в последнем случае для проектирования задействованы геометрические инструменты (черчение линиями, отрезками и т. п.), в случае с BIM, проектирование становится объектным и осуществляется уже с использованием геометрии и негеометрических данных (свойства, характеристики). Это выражается в том, что проектировщик начинает оперировать в терминах предметной области: стена, колонна, балка, перекрытие и т.п.

Объектное проектирование в Renga Architecture

Таким образом, идею BIM можно выразить набором тезисов:

• объект предметной области в качестве единицы проектирования,
• проектирование в трехмерном пространстве для более наглядного представления технических решений и согласование разных разделов проектирования между собой
•  формирование в модели информации, которую впоследствии смогут использовать все участники процесса строительства (проектировщики, сметчики, строители, заказчик, контролирующие органы и т. д.),
• получение чертежей и строительных спецификаций на основе модели и их автоматическое обновление при изменении модели,
• интеграция модели с расчетными системами, возможность инвентаризации объектов, расчета необходимых материалов, этапов и стоимости проекта.

Интересным представляется вопрос о том, как позиционируется BIM на рынке — иными словами, какова суть этого термина. На сегодняшний день среди участников отраслевого рынка употребительны сразу несколько определений BIM, которые, как ни удивительно, неплохо уживаются и в целом не противоречат друг другу.

BIM как технология — представляет собой спектр решений по информационному моделированию. Таких решений на рынке достаточно много, и для каждой категории участников строительного процесса они свои.

BIM как концепция (или идеология) — совокупность требований, предъявляемых к системе проектирования (подход к проектированию) и взаимодействию с другими этапами.

BIM как подход (или методология) — это реализация описанной концепции на практике.

BIM как бизнес-процесс — подразумевает вовлеченность в него всех участников строительства на всех этапах (включая этап эксплуатации) и интеграцию BIM-решения с другими информационными системами.

BIM как готовая или разрабатываемая модель — единая информационная модель здания.

В источниках встречается еще и определение BIM как науки — но это, скорее, метафора, отражающая сложность и многогранность данного понятия.

С понятием BIM связывают также концепцию управления жизненным циклом изделия, PLM (Project Lifecycle Management). Принято считать, что BIM — частный случай реализации PLM, учитывающий отраслевые особенности архитектурно-строительного проектирования.

BIM в мире: от зарождения идеи до современности

Концепция компьютерного моделирования зародилась и выкристаллизовалась в разных научных сообществах Европы и США практически одновременно, но в разной терминологии и, в том числе, на разных языках. В 1975 году журнал Американского института архитекторов опубликовал статью профессора Georgia Institute of Technology Чака Истмана (Chuck Eastman) «Building Description System», в которой впервые было введено понятие информационной модели здания.

В 1986 году, англичанин Роберт Эйш (Robert Aish), в то время уже известный как разработчик архитектурной CAD-программы RUCAPS, а впоследствии — сотрудник Bentley Systemes, в одной из статей описал реальный пример компьютерной модели высотного строения, использовав при этом термин «Building Modeling», что в современной интерпретации и означает «информационное моделирование здания». Не так давно Роберт перешел в Autodesk. Вероятно, этот факт вкупе с приобретением Revit на рубеже 1990-2000-х дает американцам право называть себя основоположниками BIM.

На самом деле, существовали более ранние и независимые от Autodesk описания и разработки в области BIM: так, в Венгрии и Германии группа компаний Nemetschek и впоследствии влившаяся в нее Graphisoft реализовали в своих продуктах для архитектурного моделирования (под названием Virtual Building) многие принципы объектного проектирования — тогда как у Autodesk на тот момент был только AutoCAD и несколько приложений под него.

Области применения BIM-технологии – весь жизненный цикл здания

Однако стоит отдать должное и американской компании, чьи евангелисты определенно преуспели в популяризации BIM по всему миру, и, в том числе, в России. Так, их активность привела к созданию международного «Alliance of Interoperability», направленного на взаимодействие программных платформ различных производителей и создание единого подхода к основам BIM. В альянс входили крупнейшие отраслевые вендоры: такие, как сам Autodesk, Tekla, Graphisoft, Trimble.

Таким образом, к середине 2000-х годов в США и Европе информационное моделирование становится неотъемлемым компонентом деятельности архитекторов и проектных бюро, активно поддерживается государственными регуляторами. СМИ приводят данные McGraw-Hill Construction, согласно которым к 2007 году уровень вовлеченности проектных бюро США и Канады в технологии BIM составлял 28%, к 2009 – 49%, а к 2012 – уже 71%. В Великобритании, демонстрирующей в результате применения BIM рекордные показатели по сокращению стоимости строительства (более 20% к 2015 году), применение технологий информационного моделирования для всех проектов, осуществляемых при государственном финансировании, с 2016 года является обязательным.

BIM в России: рынок впереди законодательства

В нашей стране первые софтверные решения, реализующие подходы BIM, появились в начале 2000-х годов: это были уже получившие мировую известность ArchiCAD (от Graphisoft), Allplan (от Nemetschek) и другие. Российскими пионерами в области применения BIM стали такие компании, как   «КБ Высотных и Подземных сооружений» (самый известный проект — Вторая сцена Мариинского театра в Петербурге), «Белэнергомаш» (металлоконструкции для объектов Олимпийского парка в Сочи, в том числе «Фишт», стадионов «Казань Арена», «Санкт-Петербург Арена»). Технологии BIM взяли на вооружение и игроки рынка жилой недвижимости: сегодня многие крупные девелоперы и застройщики в той или иной степени пользуются ими.

Сложнее и противоречивее складывается ситуация с государственным регулированием отрасли. Еще в декабре 2014 года Минстрой утвердил Программу внедрения информационного моделирования строительства, подразумевающую, в частности, разработку и экспертизу пилотных проектов на его основе, а также разработку BIM-классификатора и перечня нормативной базы. По той же программе на 2017 год намечалось введение требования обязательного использования BIM при исполнении государственных заказов на проектирование. Для понимания: это огромная доля от всех строящихся объектов недвижимости, включая школы и детские сады, больницы, здания судов и муниципальных администраций, стадионы и социальное жилье. Однако сейчас, в 2018 году, в электронном виде происходит только государственная экспертиза проектов на уровне электронных чертежей, а полный переход гражданских и промышленных государственных объектов на технологии BIM-проектирования «заморожен» как минимум до 2020-го.

Одновременно с этим, Правительство РФ, опять же силами Минстроя, подготовило «дорожную карту» по внедрению технологий BIM в строительстве, которая была, также с некоторым опозданием, утверждена зампредом Правительства Дмитрием Козаком в апреле 2017 года (первоначальный дедлайн — ноябрь 2016-го). Главной ценностью этого документа эксперты строительной отрасли называют появление в перечне стадий строительства стадии обоснования инвестиций: до этого законодательно она не была закреплена.

«Дорожная карта» делалась в несколько подходов, и параллельно разрабатывались семь сводов правил, каждый из которых касался определенного этапа жизненного цикла строительства: использование информационной модели на строительной площадке, передача данных между участниками строительства с помощью информационной модели и т. д. На данный момент утверждены только четыре из них.

Таким образом, несмотря на оптимистичные заявления чиновников, окончательное законодательное урегулирование всех методических и нормативных нюансов BIM-подхода к проектированию и строительству можно ожидать не ранее, чем через два года. При этом, к счастью, ничего не мешает проектировщикам и строителям использовать этот подход самостоятельно. Как мы уже выяснили, применение BIM-проектирования российскими игроками рынка, и тем более местными представительствами зарубежных строительных компаний, сегодня распространено почти так же повсеместно, как и за рубежом: BIM входит практически во все строительные кейсы и рассматривается игроками как конкурентное преимущество.

Кроме того, начали появляться собственные отечественные комплексные решения для проектирования по технологиям информационного моделирования. Первопроходцем здесь выступила компания Renga Software, совместное предприятие компании АСКОН и фирмы «1С», разработчик одноименных продуктов: Renga Architecture (BIM-система для архитектурно-строительного проектирования), Renga Structure (для конструктивной части зданий и сооружений: железобетонных и металлических конструкций), Renga MEP (для проектирования внутренних инженерных систем зданий).

Максим Нечипоренко, заместитель директора Renga Software

«В компании АСКОН в определенный момент сформировалось понимание, что для строительного рынка, как и для других отраслей, нужно создавать специализированное решение, так как применение универсальных продуктов здесь оказалось не до конца востребованным. Необходимо было разработать именно объектную систему трехмерного проектирования, которая позволила бы проектировщику, конструктору, инженеру работать на новом уровне эффективности. Исследования в этой области начались еще в конце 2010-х годов. С 2011 по 2015 годов существовал проект Tornado AEC (Architecture Engineering Construiction), который стал основой новой торговой марки и новой компании — Renga, Своим первоочередным рынком мы считаем российский. Мы лучше зарубежных конкурентов понимаем ситуацию на строительном рынке и разбираемся в нормативных документах и стандартах, поэтому оперативно реагируем на все запросы клиентов. Кроме того, наш продукт стоит намного дешевле иностранных аналогов, что также добавляет ему привлекательности среди строителей и девелоперов», — рассказал заместитель директора Renga Software Максим Нечипоренко.

Преимущества использования BIM участниками строительства

Итак, если взять идеальный бизнес-процесс, охватывающий весь жизненный цикл здания начиная с проекта, — для каждого из его участников подход BIM предполагает ряд преимуществ.

Заказчику важно, чтобы в систему BIM были включены данные об объекте строительства, его предполагаемом расположении. Например, учет движения людских потоков крайне важен для строительства торгового центра. Кроме того, заказчик должен понимать, как будет выглядеть здание, хотя бы с низким уровнем детализации объектов, и при необходимости иметь возможность быстро изменить модель.

Проектирование в BIM-системе Renga Structure

Проектировщик, разработав информационную модель объекта строительства, может быстро получить необходимые чертежи и спецификации. На этапе создания проекта в процесс включается большое количество специалистов разных специальностей: соответственно, единая информационная модель позволит оптимизировать и ускорить их совместную работу, исправить неточности и выпустить согласованные между собой чертежи — даже если эти специалисты изначально работают в отдельных файлах и программах.

На этапе строительства альтернативой бумажной проектно-сметной документации могут стать электронные чертежи. В качестве технических средств могут использоваться защищенные ноутбуки и планшеты.

На этапе эксплуатации здания уточненная после строительства информационная модель позволит, к примеру, сделать реконструкцию, учитывая расположение инженерных систем, рассчитать необходимость замены того или иного оборудования, тем самым прогнозируя затраты.

* * *

В целом, отраслевые эксперты, основываясь на многолетней практике, практически единодушно признают ведущую роль BIM в контроле сроков строительства, сокращении его стоимости и минимизации рисков. При этом необходимо еще раз подчеркнуть многоплановость этой концепции, которая применима на каждом этапе жизненного цикла строящегося здания – и может быть реализована в самых разных форматах, от проектирования до документооборота и проектного менеджмента. Особенно радует, что отечественные разработчики программных решений, поддерживаемые регуляторами, включились в гонку BIM-вооружений и выводят на рынок собственные продукты, адаптированные под российские реалии. Результаты их труда можно оценить, к примеру, на одном из отраслевых мероприятий, посвященных трехмерному информационному моделированию и смежным областям.

Ну, а то, что технологии BIM пришли на смену «эпохе кульмана», – это, пожалуй, уже свершившийся факт.