Практика применения технологии информационного моделирования Autodesk в проектировании промышленных объектов

Анастасия Калимулина — компания «АйДиТи»,
специалист по направлению «Архитектура и строительство», авторизованный инструктор Autodesk

Технология информационного моделирования (BIM) нашла широкое применение в практике архитектурно-строительного проектирования, заняв, по существу, место отраслевого стандарта. Более того, этот фактический статус BIM недавно был закреплен де-юре в приказе Минстроя России № 926/пр. от 29 декабря 2014 года, утверждающем «План поэтапного внедрения технологий BIM в области промышленного и гражданского строительства».
Настоящая публикация посвящена актуальным вопросам использования современных решений САПР и технологии BIM, решение которых показано на примерах практического опыта нескольких заказчиков компании «АйДиТи» — российских организаций, занимающихся промышленным проектированием.

Технология

Технология информационного моделирования применима на всех стадиях жизненного цикла объекта строительства: проектирование, строительство, эксплуатация. Здесь мы затронем только этап проектирования.

Основные цели использования технологии BIM и ее преимущества известны и очевидны.

Прежде всего, это работа с трехмерной моделью объекта. В скобках заметим, что не следует путать программное обеспечение, основанное на технологии BIM, с простыми инструментами построения трехмерной модели. Модель, построенная с помощью BIM­технологий, а точнее — каждый ее конструктивный элемент, несет в себе определенный набор информации, связанный как с размером, площадью или объемом элемента, так и с какой­либо информационной составляющей (номер серии, обозначение позиции элемента на листе и т.д.).

Именно эта особенность информационного моделирования позволяет автоматизировать многие этапы процесса проектирования. Так, при оформлении документации можно сэкономить значительное время на формировании ведомостей и спецификаций: все отчеты формируются автоматически исходя из наличия элементов в модели.

Особенно заметно BIM­тех­нология экономит время при внесении изменений: любое изменение (например, перенос элемента на виде в плане) тут же отражается на всех остальных видах, содержащих этот элемент. Одновременно происходит пересчет значений площади, объема или массы данного элемента, равно как и других элементов, связанных с первым в настроенных ведомостях или спецификациях.

Сокращение сроков проектирования в рамках одной специальности происходит также за счет функции многовариантного проектирования, удобной на первых этапах создания проекта.

В архитектурное проектирование BIM­технология привносит, помимо преимуществ в автоматизации получения строительных чертежей, наличие модели, которая, с одной стороны, связана со всеми чертежами, с другой — является основой создания фотореалистичных изображений для презентации проекта.

Для специалистов по несущим конструкциям наличие модели объекта сводит к нулю время на построение аналитической модели той же конструкции, необходимой для выполнения расчетов.

При комплексном проектировании объекта, когда работа в технологии BIM ведется одновременно представителями всех специальностей, также можно выделить ряд преимуществ. Основным из них является автоматический поиск коллизий (пересечений в модели), что позволяет исключить ошибки проектирования и возникновение сложностей, связанных с ними на стройплощадке.

Процесс передачи заданий на проектирование от одной специальности другой посредством 3D­модели позволяет исключить ряд ошибок и исправлений. Если процесс проектирования для специалистов смежных специальностей организован в едином информационном пространстве, это позволяет облегчить процедуру принятия решений в ходе проектирования за счет наглядности решений. Более того, помимо самих проектировщиков, в процесс просмотра хода проектирования можно более активно вовлечь и заказчика.

Понятно, что технология BIM высокоэффективна в проектировании как гражданских объектов, так и промышленных. Тем не менее в подходах к проектированию разных типов объектов все же есть определенные различия. В рамках тематики этой статьи рассмотрим особенности проектирования промышленных объектов в разрезе использования программного обеспечения:

• комплексность. Круг дисциплин, задействованных в промышленном проектировании, очень широк, поэтому использование одного вида программного обеспечения просто невозможно. Применяется, как правило, несколько САПР с дифференцированными задачами;
•  проверка на коллизии. В отличие от гражданского проектирования, в промышленном проектировании производственных зданий задействованы технологические процессы, которые представляют собой множество элементов оборудования, соединенных между собой участками трубопровода. В связи с этим важно не допустить ошибок, выраженных в пересечении элементов инженерных систем и строительных конструкций, которые неизбежны в процессе традиционного двумерного проектирования;
• двунаправленная ассоциативность. В процессе проектирования, в том числе и на последних его этапах, возможны серьезные изменения в проекте, образовавшиеся в результате замены технологического оборудования, что влечет за собой многочисленные исправления в чертежах проектной документации;
• лазерное сканирование. Также довольно часто имеет место не проектирование объекта «с нуля», а реконструкция существующего объекта. В этом случае проектирование необходимо вести в рамках имеющихся конструкций, а наличие их в трехмерном представлении значительно упрощает процесс проектирования и делает его более точным. Ускорить процесс построения трехмерной модели существующих конструкций позволяет лазерное сканирование.

Инструментарий

Основным программным продуктом для проектирования, построения модели и оформления документации является Autodesk Revit, а в некоторых случаях — AutoCAD MEP.

Однако процесс проектирования включает целый ряд задач, которые невозможно решить посредством какого­либо одного программного продукта. Именно поэтому компания Autodesk предлагает пользователям комплексные решения на основе специализированных программных комплексов. В нашем случае это Autodesk Building Design Suite.

Рассмотрим взаимосвязь и предназначение продуктов комплекса на примере Autodesk Building Design Suite Ultimate.

Рис. 1. Программный комплекс Autodesk Building Design Suite и применение его продуктов, поддерживающих технологию BIM

Кроме представленных на рис. 1 программных продуктов в составе комплекса имеются:

• привычный 2D­инструмент — AutoCAD;
• 3D­инструменты, такие как AutoCAD Architecture, AutoCAD MEP;
• Inventor, приложение для проектирования оборудования;
• различные инструменты для выполнения презентации проекта: 3Ds MAX, Showcase.

Практика

Проиллюстрируем применение технологии BIM примерами от некоторых наших заказчиков.

Компания ООО «Олекс Холдинг» использует Autodesk Revit для проектирования внутренних инженерных систем здания (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Пример модели внутренних инженерных систем здания, выполненной в Autodesk Revit (компания ООО «Олекс Холдинг»)

Рис. 3. Пример фрагмента чертежа внутренних инженерных систем здания, выполненного в Autodesk Revi (компания ООО «Олекс Холдинг»)

Рис. 4. Пример 3D-модели фундамента под турбоагрегат, выполненной в Autodesk Revit (ЗАО «ПИЦ УралТЭП»)

Рис. 5. Пример чертежей фундамента под турбоагрегат, выполненных в Autodesk Revit (ЗАО «ПИЦ УралТЭП»)

Проектно­инженерный центр УралТЭП использует Autodesk Revit для проектирования строительных конструкций объектов энергетики (рис. 4 и 5).

Расчет строительных конструкций выполняется в Robot Structural Analysis, который позволяет осуществить расчет пластинчато­стержневой и объемной твердотельной модели (рис. 6).

Рис. 6. Пример модели для расчета верхнего строения фундамента под турбоагрегат в Autodesk Robot Structural Analysis (ЗАО «ПИЦ УралТЭП»)

Рис. 7. Фрагмент комплексной модели проекта, собранной в Autodesk Navisworks (ЗАО «ПИЦ УралТЭП»)

При проектировании комплексных объектов достойным инструментом­помощником может стать программа Navisworks. Главное назначение этой программы — объединение файлов моделей проекта различных специальностей в единую комплексную модель проекта, которую можно использовать с целью просмотра общей модели в процессе проектирования. Помимо этого, имея комплексную модель проекта в Navisworks, можно обеспечить проверку ее составляющих на пересечения (рис. 7).

ООО «Управляющая компания «Уралэнергострой» использует Autodesk Revit для построения моделей по чертежам проектов, присланным проектировщиками, с целью проверки на коллизии в Navisworks (рис. 8 и 9).

Рис. 8. Построение модели в Autodesk Revit (ООО «УК «Уралэнергострой»)

Рис. 9. Инструмент проверки на коллизии
Autodesk Navisworks помог выявить ряд ошибок
до начала строительства (ООО «УК «Уралэнергострой»)

Рис. 10. Управление облаком точек
в Autodesk ReCap (ЗАО «ПИЦ УралТЭП»)

Как упоминалось ранее, при реконструкции объектов строительства для оптимизации процесса формирования модели применяется технология лазерного сканирования. Результатом съемки, проведенной с помощью лазерного сканера, является набор облаков точек, которые представляют собой цифровую трехмерную модель объекта. Инструментом, который позволяет управлять облаками точек, настраивать их плотность, сохранять определенную область, является Autodesk ReCap (рис. 10­12).

Одно из преимуществ использования программных комплексов Autodesk заключается в том, что все процессы конвертации данных в различные форматы автоматизированы. Например, у Robot и Revit имеется двусторонняя связь: расчетная модель строится автоматически с построением модели в Revit, после выполнения расчета в Robot модель строительных конструкций в Revit обновляется автоматически на основе результатов расчета.

Рис. 11. Импорт облака точек в Autodesk Revit для моделирования существующих конструкций
или их реконструкции (ЗАО «ПИЦ УралТЭП)

Рис. 12. Импорт облака точек в Autodesk Navisworks для просмотра существующих конструкций
и вновь возводимых зданий и сооружений в их среде (ЗАО «ПИЦ УралТЭП»)

При использовании иных расчетных комплексов обычно бывает реализована только односторонняя связь: то есть возможно получить аналитическую модель из Revit в расчетный комплекс, а после выполненного расчета по его результатам необходимо будет вручную обновлять модель в Revit.

Если для решения каких­либо узких задач в проектировании применяются продукты других вендоров, важно обращать внимание на наличие возможности интеграции моделей, выполненных сторонним разработчиком, и моделей, выполненных в ПО Autodesk. Бывают случаи, что интеграции между используемыми программами сторонних разработчиков не существует. Конечно, в этом случае возможно написание собственных надстроек экспорта и импорта модели из одного формата в другой через интерфейс прикладного программирования (API). Но это требует особой квалификации специалистов, а главное — времени на создание и отладку интегратора.

Каждое проектное предприятие имеет свою специфику и объемы задач проектирования. Общие принципы применения технологии BIM в одинаковой мере распространяются на всех, однако персональная специфика, несомненно, определяет особые индивидуальные требования к организации процесса проектирования. Отлаженную работу с инструментами BIM­технологии обеспечивает стандарт, который устанавливает те или иные правила — от простейших, как, например, наименования файлов, до таких, как порядок выдачи заданий на проектирование специалистам смежных областей. Крайне желательно, чтобы эти процессы направлял отдельный сотрудник на специально выделенной должности, в обязанности которого, в частности, входило бы составление и мониторинг исполнения стандарта.

Результат

Как более эффективно организовать работу на основе технологии BIM? Ответ на этот вопрос вы можете получить у специалистов компании «АйДиТи» в любом региональном представительстве. У нас накоплен обширный опыт внедрения самых современных инструментов и решений САПР в практику проектно­конструкторских работ любого уровня сложности. Лучшим подтверждением служат представленные в этой статье примеры наших заказчиков.

ЗАО «ПИЦ УралТЭП» специализируется на комплексном проектировании тепловых электростанций и электросетевых объектов.

Всего за несколько лет «Проектно­инженерному центру УралТЭП» удалось преодолеть путь от внедрения систем автоматизации проектирования базового уровня до систем высокого уровня и увязки их с системами документооборота и управления проектами.

Применение современных технологий и программных продуктов от ведущих производителей позволяет ЗАО «ПИЦ УралТЭП» повышать качество проектной документации, оказывать заказчикам полноценные инжиниринговые услуги, соответствовать требованиям организаторов конкурсов, успешно сотрудничать с зарубежными поставщиками основного энергетического оборудования.

Приведенные в данной статье примеры проектов уже реализованы и успешно функционируют в производстве.

ООО «Олекс Холдинг» выполняет работы по проектированию, строительству «под ключ», поставке оборудования, монтажу и сервисному обслуживанию внутренних инженерных систем и систем промышленного и коммерческого холодоснабжения.

Компания «Олекс Холдинг» начала сотрудничать с компанией «АйДиТи» в 2012 году. На данный момент на предприятии внедрено программное обеспечение Autodesk Revit для выполнения проектов.

ООО «Управляющая компания «Уралэнергострой» образована в 2003 году в процессе реорганизации ОАО «Уралэнергострой». Это был ответ на вызов времени, которое потребовало создания прогрессивной модели строительства крупных энергетических объектов.

В настоящее время УК «Урал­энергострой» занимается реализацией целого ряда серьезных проектов, например, таких, как генеральный подряд на строительстве энергоблока БН­800 Белоярской атомной электростанции.

На объектах УК «Уралэнергострой» сегодня работают более ста субподрядных организаций Свердловской, Пермской и Челябинской областей. 

САПР и графика 6`2015