8 - 2020

4D-моделирование в строительстве

Ричард Хамфри

BIM — информационное 3D­моделирование зданий — по­прежнему остается наиболее передовой технологией для реализации комплексных проектов, поэтому строительные организации ищут различные способы внедрения BIM­моделей в строительные рабочие процессы. Но уже сегодня инженеры начинают применять в своей работе технологию 4D­моделирования. Эта концепция добавляет к 3D­модели САПР временной аспект, с помощью которого проектные команды могут анализировать последовательность событий на временной шкале и визуализировать выполнение строительных задач. Эта концепция может быть расширена до «n­мерной», где дополнительные измерения представляют собой другие типы информации, добавленные в контекст 3D­модели.

Ричард Хамфри (Richard Humphrey) — вице­президент по управлению продуктами для строительства в Bentley. Его отдел специализируется на разработке строительных решений. Ричард имеет более 20 лет опыта работы в сфере маркетинга и управления продуктами в высокотехнологичных компаниях. В недавнем времени он занимал должность вице­президента по маркетингу в компании B2W Software, где под его руководством шла разработка маркетинговой стратегии для продуктов, специализирующихся на проектировании крупных объектов гражданского строительства. В течение 10 лет г­н Хамфри работал старшим директором в Autodesk, где он руководил бизнесом по разработке программного обеспечения для гражданского проектирования и строительства. Получив степень магистра в области гражданского строительства в Университете Карнеги­Меллонан, он начал свою карьеру в области машиностроения, архитектуры и строительства в качестве менеджера проектов в инженерных войсках США и компании Clark Construction. Ричард Хамфри является лидером в области энергетического и экологического проектирования, аккредитованным профессионалом. Он сотрудничает с лидерами в строительной и инфраструктурной отраслях, чтобы обеспечить дальнейшее развитие устойчивого проектирования, технологических инноваций и BIM/VDC.

В строительстве 4D­моделирование используется инженерами, руководителями строительных работ и подрядчиками, и их выбор вполне обоснован: данный тип моделирования вносит положительные изменения в рабочие процессы, которые ранее считались слишком рискованными и неэффективными на этапе строительства. Вот несколько примеров:

  • визуализация и планирование на основе модели. 4D­модель позволяет планировщикам и строителям визуализировать как последовательность строительных работ, так и саму строительную площадку (например, краны, зону складирования материалов и доступ к объекту). 4D­модель помогает выявить ошибки на этапе планирования и оптимизирует строительный процесс. Кроме того, это очень удобный способ донести идею проекта до всей строительной команды. Гораздо лучше заранее выполнить строительные работы в виртуальной среде и тем самым оградить себя от ошибок, чем выявлять несостыковки уже на строительной площадке;
  •  оценка расхода материалов на основе модели. Подход с использованием модели базируется на средствах, методах, количественных расчетах и кодах категорий затрат, позволяющих получать более точную оценку. Данный подход также обеспечивает быструю итерацию при внесении изменений в проект. Кроме того, он позволяет включать затраты уже на этапе планирования, что существенным образом оптимизирует процесс создания проекта. Наличие всей этой информации помогает организациям составлять более точные заявки для участия в тендере;
  •  альтернативная/виртуальная реальность, контроль процесса строительства и отслеживание хода выполнения работ на основе модели. Мобильные и веб­приложения позволяют использовать строительную модель с географической привязкой на строительной площадке: они обеспечивают доступ к данным и оптимизируют их поиск с применением 3D­модели в качестве контекста. Этот процесс гарантирует, например, то, что сотрудники на площадке собирают данные о правильно сконструированном объекте, потому что используют его модель (виртуальную копию) в качестве ориентира для задачи, которую они выполняют.

Смысл использования 4D­моделирования в том, что разработка строительной модели из проектной BIM­модели с выстроенными рабочими 4D­процессами приводит к созданию проектов, которые с большей вероятностью будут выполнены в установленные сроки и принесут ожидаемую прибыль.

Нынешняя ситуация с крупными проектами в сфере гражданского строительства

Итак, если применение 4D­моделирования в строительстве является практичным, почему оно не используется в каждом проекте? И почему оно так редко применяется при проектировании объектов гражданского строительства? Зачастую в строительстве гораздо проще использовать рабочие процессы на основе моделей, если соответствующие проектные модели созданы. Но это не всегда так. В частности, в случае с проектами строительства объектов гражданской инфраструктуры это происходит реже (по сравнению с проектами строительства зданий или промышленных предприятий), поскольку владельцы инфраструктуры (например, министерства транспорта) не указывают 3D­модели в качестве проектной документации, поставляемой подрядчикам. Однако время вносит свои коррективы: такие крупные страны, как Великобритания, продвигают применение BIM­технологий, поэтому проектные/строительные модели постепенно получают признание.

Разбейте крупные проекты на небольшие части и компоненты конструкций для более качественных расчетов и эффективного планирования

Разбейте крупные проекты на небольшие части и компоненты конструкций для более качественных расчетов и эффективного планирования

Кроме того, в отличие от BIM­моделей зданий или заводов, модели объектов гражданской инфраструктуры не очень удобны для использования в формате 4D. Такая ситуация сложилась еще в прошлом десятилетии, когда появились первые программные инструменты для 4D­моделирования. Модели зданий и заводов проектируются с высокой степенью детализации и соответствующей технической информацией. Например, модель здания включает двери, окна, стены, освещение, трубы и т.д. — это очень точные элементы, поэтому они могут быть напрямую включены в график строительства. Модели проектов гражданского строительства таким образом не компонуются и поэтому требуют дополнительных этапов обработки, которые превращают объекты модели в компоненты конструкции. Например, модель 40­километровой дороги/трассы часто представляет собой один длинный объект, если он не разделен мостом или развязкой. Этот тип модели не является компонентом конструкции, поскольку он не создает представление о том, как именно спроектированы 40 километров дорожного покрытия с наполнителями, ограждениями, бордюрами, в результате чего данная модель не может быть напрямую привязана к временным и финансовым затратам. Именно эта дилемма на протяжении всего последнего десятилетия вынуждала строительные организации делать из одной модели множество моделей объекта в рамках всего набора инструментов для проектирования. Это послужило серьезным препятствием для внедрения BIM: моделирование комплексных проектов требует большого багажа знаний в этой области.

Укажите коды затрат и перечень работ, а также количество материалов, ресурсы и другие структурированные данные

Укажите коды затрат и перечень работ, а также количество материалов, ресурсы и другие структурированные данные

Решение, которое позволит проектировать объекты гражданской инфраструктуры в режиме 4D

Многим строительным организациям пришлось взять решение проблемы в свои руки. Они стали нанимать инженеров по виртуальному проектированию и строительству (VDC), у которых уже был опыт работы с программным обеспечением для проектирования объектов гражданской инфраструктуры или ими предпринимались попытки самостоятельно разработать решения в рамках данного направления. Всё это может измениться в ближайшее время, поскольку компания Bentley Systems, лидер в разработке программных приложений для инженерно­технического проектирования гражданской инфраструктуры, усовершенствовала свое лидирующее в отрасли решение для 4D­моделирования, а это значит, что теперь вы можете с легкостью создавать комплексные модели горизонтальных объектов гражданской инфраструктуры. В частности, Bentley SYNCHRO 4D расширило новый портфель SYNCHRO Construction для решения всех вышеуказанных проблем. SYNCHRO 4D включает среду моделирования, созданную специально для строительных организаций, которая позволяет:

  • осуществлять простую навигацию по любой модели (гражданской, промышленной или строительной) и объединять модели;
  • разбивать объекты моделей, включая модели объектов гражданской инфраструктуры, на компоненты конструкции. Это включает разбивку сеток и объектов монолитной модели вдоль осей, граней объектов и внутри многоугольников. Данный процесс позволяет инженерам легко создавать модели, которые могут быть построены на основе поэтапной реализации проекта (строительные площадки) или средств и методов (рабочие пакеты);
  • применять строительные данные к новым объектам модели, которые сохраняют свою связь с исходным объектом родительской модели. Эти данные включают пооперационный перечень работ, графики, ресурсы, коды категорий затрат и количественные расчеты. В результате получается единая строительная модель, которая обеспечивает последующие рабочие процессы: оценку расхода материалов на основе моделей, составление графика работ и визуализацию в 4D, планирование производственных работ и отслеживание хода выполнения работ на площадке.

Теперь все типы проектов и все классы объектов моделей могут быть частью рабочих процессов 4D­моделирования, а значит создание крупных проектов гражданского строительства становится проще.

Узнать более подробно о SYNCHRO Construction, полном портфеле комплексного программного обеспечения и услуг Bentley для управления цифровым строительством, можно на сайте https://www.bentley.com/ru/products/brands/synchro.