Создание хранилища 3D-моделей и документов при работе с трехмерными САПР

Алексей Рындин
Заместитель директора Бюро ESG по связям с общественностью
Олег Турецкий
Заместитель директора Бюро ESG по техническому развитию
Александр Тучков
К.т.н., технический директор Бюро ESG
Ирина Чиковская
Заместитель директора Бюро ESG по развитию технологий автоматизации проектирования

В последние годы стремительно развиваются технологии трехмерного проектирования, новые подходы к информационной поддержке жизненного цикла объектов. Решения требуют вопросы управления проектными данными, большая часть которых содержится в электронном виде.

В процессе автоматизации деятельности отечественных проектных, строительных и эксплуатационных организаций в области ПГС возникает множество вопросов. Прежде всего это вопросы нормативного и методологического обеспечения проектных работ, организации сред проектирования, хранилищ электронных документов, получаемых с использованием современных САПР, прежде всего трехмерных.

Особое внимание стоит обратить на следующую ситуацию. С одной стороны, существуют жесткие требования к структуре и составу проектно­сметной документации (ПСД), определяемые нормативными документами. Например, состав разделов проектной документации и требования к их содержанию определяются Постановлением Правительства Российской Федерации от 16.02.2008 № 87 (далее — Постановление). С другой стороны, представление ПСД в структурах, отвечающих этим требованиям, не является задачей САПР.

Еще недавно, когда основные используемые САПР были двумерными и основная часть хранимых в электронном виде документов получалась методом сканирования бумажных носителей, выполнение требований Постановления не вызывало столько вопросов, как сегодня. Действительно, структуры разделов проекта, тома и комплекты с их «содержимым» несложно было «повторить» в электронном виде, например в системе каталогов и файлов (в файловой системе) или в визуализированной древовидной структуре систем электронного архива, управления техническими документами (TDM). В качестве иллюстрации на рис. 1 приведен фрагмент пользовательского интерфейса системы электронного архива Д’АР, разработанной нашей компанией в среде ПО TDMS.

В случае применения трехмерных САПР создание системы единого хранения и единой среды проектирования усложняется тем, что Постановлением описываются структуры, «наиболее применимые» к двумерной документации, часто неприменимые к 3D­моделям. Подходы при трехмерном проектировании предполагают получение двумерных чертежей из 3D­модели с обязательным сохранением между ними связей. Проектировщики получают чертежи из 3D­моделей и в дальнейшем «раскладывают» их по томам и комплектам в соответствующих разделах структуры ПСД. Таким образом, при использовании трехмерных САПР стоит задача одновременного хранения модели и двумерных чертежей. При этом последние должны быть не только структурированы в соответствии с Постановлением, но и связаны с моделью.

В компании InterCAD были сформулированы первостепенные задачи, которые должны решаться единым хранилищем проектных документов, моделей и единой средой проектирования. К таким задачам можно отнести следующие:

• организация коллективной работы, результатом которой является структурированная ПСД с применением трехмерных САПР, современных систем хранения и управления документами и данными;
• организация совместного хранения 3D­моделей и ПСД с учетом требований нормативов РФ, определяющих состав и структуру ПСД;
• организация процесса проведения изменений ПСД, связанной с трехмерными данными.

После формирования перечисленных задач были сформулированы технические требования к системе, обеспечивающей хранение, единую среду проектирования и работу как с трехмерными, так и с двумерными САПР, а также средствами разработки текстовых документов.

Сразу отметим, что в нашей компании не ставилась задача написания сложного программного продукта «с нуля». Было решено использовать базовые программные средства, имеющие необходимые инструменты адаптации.

Рис. 1. Фрагмент пользовательского интерфейса системы Д’АР (структура ПСД конкретного проекта, соответствующая требованиям Постановления)

Изучение положения на рынке САПР показало, что программные средства компании Autodesk, партнером которой является InterCAD, вполне могут являться базовыми для решения перечисленных нами первостепенных задач. Необходима доработка по интеграции ряда программных продуктов, после чего могут успешно выполняться задачи по созданию единого хранилища и единой среды проектирования. В связи с этим на начальном этапе в качестве стартового решения было выбрано программное обеспечение Autodesk Revit 2013 (всё семейство программных пакетов: Autodesk Vault 2013/2014 и Autodesk Design Review).

После формулирования основных концептуальных положений и выбора базовых программных средств в компании InterCAD был осуществлен «переход в практическую плоскость» — к первому этапу реализации системы.

Сначала были проведены бизнес­анализ и техническая постановка задачи.

Для практической реализации системы был использован предыдущий опыт нашей компании в области разработки и внедрения систем управления проектными документами. Такие системы не предусматривают «полноценную» работу с трехмерными САПР, однако структуры хранимых и обрабатываемых документов полностью соответствуют требованиям Постановления, а автоматизируемые основные бизнес­процессы, связанные с отгрузкой, проведением изменений в двумерных электронных документах, их учетом и хранением, полностью удовлетворяют правилам, принятым в любом проектном институте. Из успешных внедрений таких систем в ПГС стоит отметить работы в ОАО «Гипроспецгаз», ПФ «Союзпроектверфь», ОАО «Водопроект» и других организациях. Перечисленные внедрения проведены в среде базового программного обеспечения — системы TDMS разработки компании Csoft Development.

Полученный ранее опыт был использован при создании единого хранилища и единой среды проектирования, основанной на решениях компании Autodesk, Inc. Приведем пример подсистемы, построенной с применением современных инструментов, который, на наш взгляд, достаточно нагляден. Речь пойдет о подсистеме работы с шаблонами структур документов. Остановимся более подробно на описании автоматизации работы главного инженера проекта (ГИПа — помощника ГИПа).

Начиная работу над проектом, ГИП, как правило, строит привычными средствами (в том числе и на бумаге) структуру разделов ПСД. Первое, в чем нуждается ГИП, — это в возможности типизировать проекты, иметь некий инструмент, позволяющий как работать с ранее созданными шаблонами структур проектов, так и создавать новые, сохранять и корректировать их, с тем чтобы начинать работу не «с чистого листа».

Рис. 2. Общая схема решения

Компанией InterCAD реализован функционал для решения задач автоматизации построения структуры ПСД, использования типовых проектов и шаблонов в среде Autodesk Vault, позволяющий:

• построить любую необходимую структуру ПСД;
• построить структуру разделов ПСД в соответствии с требованиями Постановления полностью автоматизированно, с использованием шаблонов;
• откорректировать структуру в соответствии с задачами проекта, например удалить разделы, проектирование по которым производиться не будет;
• внести новые шаблоны (например, «объявив» шаблоном структуру ранее разработанного проекта). Далее полностью автоматизированно строить структуру из этих шаблонов, при необходимости корректировать ее, создавать новые шаблоны и т.д.

Функционал системы также обеспечивает:

• проведение проверок с аннотированием и доведением результатов этих проверок до исполнителя;
• регистрацию и хранение 3D­моделей и двумерных документов. При этом двумерные документы могут являться:

- результатами работы в трехмерных САПР,

- результатами работы в двумерных САПР,

- результатами работы в расчетных пакетах, средствах создания текстовых документов,

- результатами сканирования бумажных носителей;

• автоматизированное формирование комплектов ПСД в структуре ПСД в соответствующих разделах;
• связь между соответствующей версией 3D­модели и двумерными документами, входящими в комплекты ПСД;
• коллективную работу с 3D­моделью (стандартные средства).

Упрощенная общая схема решения приведена рис. 2. На первый взгляд, она проста, но для ее практической реализации пришлось решить немало технических проблем.

В системе учтено, что в состав ПСД входят документы, разрабатываемые не только в трехмерных САПР. К таким документам можно отнести пояснительные записки, технические задания, исходные материалы, результаты расчетов, а также документы, разработанные в двумерных САПР. Кроме того, существует большое количество документов на бумаге, которые переводятся в электронный вид путем сканирования. Они также регистрируются в Autodesk Vault и включаются в формируемые комплекты ПСД «наравне» с документами, порождаемыми трехмерными САПР.

Возможно, описание системы получилось очень кратким, но авторы статьи не задавались целью дать подробное описание технических решений.

Теперь хотелось бы остановиться на проблеме внедрения. Расскажем о наиболее важных, на наш взгляд, вопросах этого процесса. Возможно, не всем читателям понятно, зачем это нужно. Поясним. Для перехода к работе в единой среде проектирования недостаточно наличия только программного инструмента. Ни у кого не вызывает сомнений, что для достижения положительного результата при эксплуатации самого «умного» программного средства необходимо, как минимум, уметь грамотно его использовать. Когда же речь идет об организации единого хранилища, коллективной работе при управлении проектными данными, то все процессы должны быть четко определены. В связи с этим прежде всего следует говорить о разработке стандартов, регламентирующих применение средств автоматизации в производственных процессах.

Отметим, что иногда процесс внедрения сводится к адаптации ПО, разработке функционала, позволяющего максимально «приблизить» автоматизируемые процессы к существующим устоям. Зачастую стандарты «путают» с эксплуатационной документацией. Мы же акцентируем внимание на СТП­документах системы менеджмента качества, регламентирующих производственную деятельность в основной предметной области (в нашем случае  — в проектировании).

Одной из «типичных» ситуаций, с которым приходится сталкиваться при внедрении, является попытка «повторить» при помощи средств автоматизации принципы и подходы, выработанные ранее. Наш опыт показывает, что не только InterCAD, но и другие игроки на рынке САПР совсем недавно «грешили» тем, что старались избегать серьезных изменений в существующих бизнес­процессах проектирования при внедрении систем электронного архива. Часто мы пытались «привязаться» к принятому порядку и правилам, моделируя их в «электронном виде». Это имело определенный смысл, поскольку в таком случае не требовалось «ломать годами отработанные процессы», проще было их сохранить, используя лишь другие инструменты. С приходом же трехмерных САПР подобная практика становится невозможной. САПРы начали диктовать новые подходы, новые бизнес­процессы и новые бизнес­роли.

В заключение вновь вернемся к «более техническим» вопросам организации единого хранилища на платформе Autodesk. Кратко остановимся на наших дальнейших планах по наращиванию ее функционала. Прежде всего, дальнейшую деятельность в этой области компания InterCAD предполагает сфокусировать на подключении других САПР, в первую очередь Autodesk AutoCAD Civil 3D и Autodesk AutoCAD MEP.

Другим важным направлением развития технологии организации единого хранилища является тиражирование сформированного подхода для организаций, уже использующих программные продукты как отечественного, так и зарубежного производства, например TDMS разработки компании Csoft Development, ProjectWise компании Bentley и др.

Подведем краткие итоги:

• в работе компании InterCAD по созданию концепции и элементов единой среды, позволяющей хранить и управлять как 3D­моделями, так и  двумерными электронными документами, структурированными в соответствии с требованиями Постановления, достигнут положительный результат;
• разработанные подходы позволяют максимально эффективно применять трехмерный САПР в современном нормативном поле. При этом, с одной стороны, используются все преимущества трехмерного проектирования, а с другой — выполняются требования по составу разделов ПСД;
• современные средства трехмерного проектирования диктуют свои правила при создании единых хранилищ и сред проектирования, адаптированных к требованиям к составу ПСД, определенных в РФ;
• существующая нормативная база, определяющая подходы к структурированию ПСД в ПГС, не ориентирована на применение трехмерных САПР без дополнительной адаптации. Структурирование документов в соответствии с требованиями Постановления не является функцией САПР «по умолчанию»;
• системы — хранилища моделей и документов, единые среды проектирования затрагивают основные производственные бизнес­процессы и в большинстве случаев требуют их корректировки при внедрении. 

Список литературы:

1. Галкина О., Кораго Н., Рындин А., Тучков А. Система электронного архива Д’АР — первый шаг к построению системы управления проектными данными // САПР и графика. 2013. № 9.
2. Рындин А., Тучков А. Системы управления проектными данными в области промышленного и гражданского строительства: наш опыт и понимание // САПР и графика. 2013. № 2.
3. Чиковская И. Внедрение BIM — опыт, сценарии, ошибки, выводы // САПР и графика, 2013. № 8.
4. Чиковская И., Турецкий О. Цифровое моделирование зданий. Новые разработки компании InterCAD // Электронный сборник публикаций http://esg.spb.ru/articles/126.
5. Малашкин Ю., Шатских Т., Юхов А., Галкина О., Кораго Н., Рындин А., Фертман И. Опыт разработки системы электронного документооборота в ОАО «Гипроспецгаз» // САПР и графика. 2011. № 12.

САПР и графика 10`2013