CC BY
171АРХИТЕКТУРА
ЭКСПЕРТИЗА ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ И КОНТРОЛЬ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Белоносов Д.Н.
Белоносов Даниил Николаевич - магистрант,
кафедра промышленного, гражданского строительства и экспертизы недвижимости, Институт строительства и архитектуры Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина,
г. Екатеринбург
Аннотация: проанализирована проблема «Экспертиза проектных решений с использованием цифровых информационных моделей (СП 328.1325800.2017)». Приведен детальный разбор положений при экспертизе, описана классификация проверок цифровых информационных моделей (ЦИМ) и способы их реализации. Ключевые слова: информационные технологии, экспертиза, цифровая информационная модель, контроль проектных решений, коллизии.
В данный момент происходит активное развитие и внедрение информационных технологий в строительную область. Переход на информационные технологии подразумевает использование всеми участниками проекта информационных цифровых информационных моделей (далее - ЦИМ) на всех стадиях жизненного цикла проекта.
Создание ЦИМ характеризуется высокой трудоёмкостью и подразумевает большую вероятность ошибки. В данный момент в нормативных документах, относящихся к информационному моделированию в строительстве, есть требования по наполнению информационных моделей на различных стадиях жизненного цикла проекта, однако, отсутствуют положения и четкая интерпретация и классификация различных типов проверок для экспертизы моделей и контроля проектных решений. Проверка - это необходимая процедура при создании ЦИМ, нужна для повышения качества модели, контроля и оценки проектных решений. В статье приведена классификация проверок и основные идеи экспертизы ЦИМ.
Постепенно строительная отрасль переходит на информационные технологии, которые подразумевают принципиально другой подход к проектированию, строительству, документообороту, эксплуатации. Он основывается на информационном моделировании объектов строительства - процессе создания и использования информации по строящимся, а также завершенным объектам строительства в целях координации входных данных, организации совместного производства и хранения данных, а также их использования для различных целей на всех стадиях жизненного цикла. Цифровая информационная модель - результат процесса моделирования, содержащая в себе всю информацию о проекте на всех этапах его жизненного цикла [1, с. 3]. ЬОБ - классификация ЦИМ в зависимости от наполнения и количества информации [2, с. 3].
Преимущества использования информационного моделирования по сравнению традиционными способами реализации проекта:
- Использование компонентов вместо примитивов. Компоненты ЦИМ уже содержат необходимые графические, функциональные и физические характеристики элемента. Это, в свою очередь, сокращает количество ошибок и увеличивает скорость разработки проекта
- Все элементы ЦИМ связаны между собой, и любое изменение отображается во всей проектной документации.
- Совместная работа. Информационное моделирование позволяет организовать эффективную совместную работу разных подразделений в одной модели. Такая технология исключает дублирование работы разными специалистами.
- Автоматизация типовых задач. Использование связанных компонентов позволяет полностью или частично автоматизировать различное задачи. Например, создание смет, спецификаций, разрезов, видов, и т.д.
Однако при использовании информационных технологий при проектировании значительно увеличиваются трудозатраты. Необходимо создавать команду специалистов, которые будут вести проекты, выполняемые по технологии информационного моделирования.
В настоящие время в Российской федерации введено 9 ГОСТ и 4 СП, которые описывают и регламентируют процессы и задачи, связанные с использованием информационных технологий. Все они носят рекомендательный характер и основываются на международных стандартах ИСО. В нормативах прописаны требования наполнения моделей и приведена их классификация, однако, полностью отсутствует терминология, классификация и требования к экспертизе ЦИМ. В зарубежных нормативах вопросы проверки моделей также отсутствуют. Хотя, на мой взгляд, экспертиза моделей является одной из ключевых задач, влияющая на качество, стоимость и реализуемость проекта с использованием технологий информационного моделирования.
Экспертиза ЦИМ это процедура проверки информационной модели на соответствие определённым правилам. Экспертиза ЦИМ состоит из трех частей -набор правил, файл ЦИМ и программный комплекс для экспертизы [3].
Правила экспертизы ЦИМ. Правила проверки моделей — это алгоритмы обработки информации, которые должны соответствовать требованиям построения и наполнения информационных моделей, общим требованиям к проектным решениям, отображениям графики на чертежах и т.д. Правило можно представить в виде логического выражения с результатом «Да», «Нет», «Не проверено». Входными данными служит информация из проверяемой модели. Наборы правил - это проверки, сгруппированные в рамках одной темы, являются частью программного обеспечения. Классификация экспертных проверок цифровых информационных моделей. На данный момент существует только одна исследовательская работа по изучению и классификации проверок информационных моделей [4]. В ней выделяют:
- проверка валидации;
- проверка содержимого модели;
- проверка параметрических объектов;
- проверка вариантов проектирования.
Проверка валидации
Целью является проверка того, что разработанное решение находится в пределах определенного правила в наборе правил. Наборы правил могут основываться на нескольких источниках, таких как: стандарты, контракты, практики или на других требованиях.
Принцип проверки валидации сравнивает ограничения в информационной модели с предопределенными ограничениями в правилах. Чтобы соответствовать требованиям, ограничения в модели должны быть в пределах ограничений правила.
Логика проверки соответствия основана на обработке критериев, где результатом может быть: «Пройдено», «Сбой» или «Не проверено» (если правило не активировано из-за отсутствия информации). Набор правил может иметь ограничения, существование/отсутствие. Должна быть предоставлена обратная связь, почему проверка не проводится. Обнаружение коллизий является наиболее распространенным примером проверки валидации.
Проверка содержимого модели
Идея проверки содержимого модели состоит в том, чтобы иметь автоматический процесс проверки содержимого в цифровой информационной модели. Намерение здесь состоит в том, чтобы исследовать компоненты в модели для определенного использования. Нет необходимости в программировании расширенных правил, просто «фильтры» для сообщения соответствующей информации. Это может быть дополнительно проанализировано в программном обеспечении в виде электронных таблиц, текстовых процессоров или баз данных, что дает этой концепции большую гибкость. Этот тип проверки модели особенно важен при передаче модели в программные комплексы для расчетов или последующей обработки.
Принцип проверки содержимого модели: информационное наполнение ЦИМ сравнивается с определенным списком соответствующей информации. Эта проверка имеет два варианта: идентифицирован или нет. Дальнейшим действием может стать написание отчета для подтверждения соответствия.
Проверка содержимого модели также может быть использована для определения, содержит ли модель слишком много или мало информации. Это может использоваться в целях зашиты информации, безопасности и интеллектуальной собственности.
Проверка смарт компонентов
Смарт компоненты - это компоненты со встроенными правилами, которые реагируют на изменения в других выбранных объектах, и изменяют атрибутивные и геометрические данные компонента. Это может быть сделано путем вложения правил в компонент.
Цель проверки смарт-компонента - позволить самому компоненту автоматически адаптироваться к изменяющейся среде, по предопределенным правилам или алгоритмам. Использование смарт компонентов постоянно способствует обновлению конструкций.
Примеры. Класс огнестойкости может быть примером, где характеристики дверей и окон меняются в зависимости от пожара рейтинга стен, в которых они встречаются, или пространств, которые они связывают. Изменение проектного решения, например, изменение назначения здания или помещения, вызывает изменение в классе опасности, что будет означать, что степень огнестойкости дверей изменяется. Эта адаптация приводит к изменению атрибутивных данных компонента, а его геометрия остаётся неизменной. Адаптации в смарт компонентах могут основываться на кодах или правилах, определенных в соответствии с передовой практикой, или алгоритмах вычислений, или предпочтительных решениях.
Проверка вариантов проектирования
Цель концепции проверки вариантов проектирования - помочь специалисту рассмотреть более широкий диапазон возможных решений. Этот тип проверки находится на очень незрелом уровне в отрасли информационных технологий в строительстве.
Принцип проверки вариантов проектирования основан на правилах, которые идентифицируют предопределенную ситуацию, и на её основании производят поиск соответствующих решений для рассмотрения. Поиск может быть основан на «базе данных знаний». База данных может быть внутренней базой данных или «архивом проектных решений», или она может состоять из правил поиска соответствующих решений.
Экспертные системы для экспертизы моделей.
Существует два типа ПО для проверки ЦИМ: отдельные экспертные системы и плагины, подключаемые к основной программе информационного моделирования. Основное различие этих двух типов заключается в том, что при использовании отдельной программы, необходимо произвести экспорт модели в «родном» или ШС [5] формате, что зачастую вызывает определённые трудности и дополнительные затраты времени. Чтобы исключить проблемы экспорта была разработана концепция
openBIM [6], которая регламентирует вопросы взаимодействия между системами. Программные решения для экспертизы просты в эксплуатации и предлагают больше функции, которые понадобятся большинству пользователей. Программное обеспечение не ограничивает реализацию проверок в строительной отрасли. Системы тесно связаны с использованием цифровых моделей в целом и использованием openBIM на основе IFC, в частности. Заключение
Экспертиза ЦИМ имеет нереализованный потенциал для изменения и улучшения всего процесса проектирования в строительной отрасли с использованием специальных правил. Проверки напрямую влияют на качество проектирования, строительства и эксплуатации и являются приоритетным направлением в развитии информационных технологий.
Классификация типов проверок ЦИМ способствует расширению разработки различных типов проверок, адаптированных к различным целям. Использование экспертных систем показывает уровень развития информационных технологий в компании. На данном этапе экспертные системы используется в качестве координационного инструмента для обнаружения коллизий, это говорит о недостаточном уровне развития информационных технологий. Возможности экспертных систем имеют более широкий потенциал по работе и обмену информацией в моделях среди всех участников строительного проекта.
Список литературы
1. СП 333.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла».
2. СП 328.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила описания компонентов информационной модели».
3. Eilif Hjelseth BIM-based Model Checking (BMC) // Building Information Modeling, 2015. P. 34.
4. Eilif Hjelseth CLASSIFICATION OF BIM-BASED MODEL CHECKINGCONCEPTS // Journal of Information Technology in Construction, 2016. P. 2-9.
5. Ушаков Д. Новый стандарт IF4 для обмена данными BIM. [Электронный ресурс] ISICAD, 2013. Режим доступа: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=15980/ (дата обращения: 03.03.2019).
6. Ожигин Д. Концепция OpenBIM: понятия, принципы реализации, некоторые выводы. [Электронный ресурс]. ISICAD, 2013. Режим доступа: http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=15855/ (дата обращения: 04.03.2019).
