CC BY
167
© С.П. Решетняк, С.Е. Васильев, 2015
УДК 004.94, 622
С.П. Решетняк, С.Е. Васильев
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ BIM-ТЕХНОПОГИЙ В ПРАКТИКЕ ООО «СПБ-ГИПРОШАХТ»
Изложен опыт использования BIM-технологий в практике ООО «СПб-Гипрошахт». Приведены краткие сведения о собственно технологии BIM, приведена методика её применения при проектировании горных предприятий, рассмотрены основные преимущества использования данной технологии в рамках проектирования объектов поверхности горнодобывающих и горно-перерабатывающих предприятий, заказчиков компании. Изложены данные о состоянии внедрения технологии BIM в практику проектирования в ООО «СПб-Гипрошахт». Сделан короткий экскурс в мировые и российские тенденции развития технологии BIM. Дан перечень стран, требующих обязательного использования такой технологии при бюджетном финансировании промышленного и гражданского строительства. Ключевые слова: проектирование горных предприятий, 30-моделирование, технология строительства, выявление коллизий, промышленные здания, BIM-технологии.
Горные предприятия являются сложными системами, прогнозирование функционирования которых не всегда разрешимо даже методами системного анализа. Проектирование горных предприятий всегда производится в условиях нехватки информации о месторождении и будущем карьере или подземном руднике (шахте). Решение проектных задач значительно упрощается при использовании информационных технологий. В частности, 30-модели уже практически всегда применяются при создании: цифровых моделей месторождений с учётом качества полезных ископаемых, модели поверхностного рельефа, динамичной модели карьера или рудника (шахты), модели размещения объектов генерального плана горного предприятия, модели объектов его инфраструктуры.
Однако, для решения последних двух задач 30-моделирования уже не достаточно. Наиболее эффективно они решаются с использованием BIM-технологии, в том числе с применением 4D-, 5D- и 60-моделей.
Инструменты информационного моделирования объектов поверхности (BIM) проектируемых горных предприятий внедряются в компании ООО «СПб-Гипрошахт» с марта 2012 года. Но преж-
де чем описать опыт использования BIM-технологий, стоит кратко рассказать о том, что же такое BIM [1].
Различают два компонента BIM, это:
• Информационное моделирование сооружений (Building Information Modeling) — процесс коллективного создания и использования информации о сооружении, формирующий надёжную основу для всех решений на протяжении жизненного цикла объекта. В основе BIM лежит ЭЭ-информационная модель, на базе которой организована работа всех участников проекта;
• Информационная ЭЭ-модель (Building Information Model) — электронный файл (набор файлов), являющийся результатом работы ПО информационного моделирования, выполненный в трёхмерном формате и содержащий информацию об элементах проектируемого объекта, заложенную в неё разработчиками.
Не всегда ЭЭ-модель это BIM. Но BIM всегда имеет обязательный минимальный набор информационных параметров, таких как:
- реальные геометрические размеры объектов модели;
- объемное визуальное представление;
- позиционирование в пространстве;
- категория (оборудование, металлоконструкции, инженерные коммуникации и т. д.);
- материал и т. д.
Созданную таким образом информационную ЭЭ-модель можно использовать не только как источник проектной документации по объекту, но также есть возможность:
- связывать объекты модели с календарно-сетевым графиком проекта (4D);
- связывать объекты модели с календарно-сетевым графиком проекта и детализацией стоимости проекта или любой другой исчисляемой информацией (5D) для визуального прогнозирования ситуации на объекте на любой момент времени и план-фактного анализа хода реализации проекта;
- вносить эксплуатационные характеристики оборудования и конструктивов (срок службы определенных узлов и т. п.) (6D).
В итоге, когда мы говорим о BIM, мы говорим не о 3D-моделях, не о каком-то программном обеспечении, которое должно заменить традиционный двумерный САПР. Мы говорим о создании информации. В этом и есть принципиальное отличие BIM-проекти-рования от традиционных методов. При BIM-проектировании мы создаём графическую и цифровую информацию о проекте. По сути, мы наполняем базу данных, которая становится единым источ-
ником достоверной информации об объекте проектирования. Извлекаемая из модели информация может быть самой разной — от традиционных чертежей до разнообразных электронных таблиц или вовсе — визуализации. Более того, модель призвана служить единой базой хранения для всех инженерных и распорядительных данных на всём протяжении жизненного цикла объекта. Данные из модели могут быть переданы в сметные системы, системы кален-дарно-сетевого и ресурсного планирования, в ERP и ТОиР системы, что, как минимум, позволяет сократить дублирование ввода данных на переходах из этапа в этап жизненного цикла проекта.
Когда мы задумывали внедрение BIM в компании, в первую очередь, определили, что BIM должен быть очень нужен Заказчикам. Ниже приведены те преимущества, которые мы видим:
- оперативное визуальное воплощение концепции проекта планировки и объёмно-планировочного решения;
- возможность изучения нескольких вариантов и выбор оптимального на основе проектных данных и оценочной стоимости строительства;
- определение стоимости на основании модели;
- гарантия отсутствия коллизий до выхода на стройплощадку;
- прогнозирование и отслеживание реализации проекта с использованием передачи данных в системы планирования, прогнозирование потребности в деньгах, материалах и человеческих ресурсах с использованием 4D/5D;
- контроль отклонений от проектных решений (строительный надзор на основании модели, измерение объёмов с использованием лазерного сканирования);
- эксплуатационные данные и информация о материалах уже есть в модели в наглядном виде, возможность передачи данных в систему ТОиР (6D) и т. д.
Для себя мы ставили следующие цели:
- донести проектный замысел и ускорить согласования решений с Заказчиком;
- улучшить координацию проектных работ, сократить ошибки проектирования;
- быстро вносить изменения в чертежи и спецификации, если это необходимо;
- передать Заказчику информационную модель его объекта для дальнейшего использования и актуализации при изменении.
На данных момент внедрение технологии BIM в ООО «СПб-Гипрошахт» находится в следующем состоянии (поаспектно):
Организационный аспект:
- в каждом отделе выделены BIM-координаторы по специализациям;
- определён BIM-менеджер, отвечающий за координацию разработки модели;
- внедрено внутренне обучение специалистов специализированному ПО, поддерживающему процедуры информационного 3D-проектирования.
Методический аспект:
- разработан стандарт компании по информационному моделированию, который описывает требования по созданию информационных 3D-моделей, процессы взаимодействия вовлечённых подразделений, включает рекомендации по работе в инструментах BIM в том числе, выгрузки 2D-документации;
- процессы взаимодействия по стандарту вписаны в регламентируемые процедуры управления проектами.
Практический аспект:
- проекты, которые выполняются с применением инструментов BIM, управляются как производственные проекты (планируются, бюджетируются и т. п.);
- ведётся библиотека типовых элементов и база лучших практик.
В цифрах:
- за время реализации выполнено 9 проектов с полной и частичной разработкой по технологии BIM, имеется 2 текущих проекта;
- реальный опыт информационного моделирования имеет 31 человек (по специальностям проектирования поверхностных объектов).
Внедрённая технология позволяет на стадии концепции быстро согласовать с заказчиком проектный замысел. Принципиальная модель создаётся быстро из типовых блоков низкой детализации, и на основании этой модели мы можем быстро прийти к «общему знаменателю» при обсуждении с заказчиком проектных решений (рис. 1).
На дальнейших стадиях разработки проекта информационная модель, которая содержит в себе все проектные решения по зданию или сооружению, проверяется на пересечения решений проектных подразделений автоматически, средствами имеющегося программного обеспечения, что значительно увеличивает качество выпускаемой из модели проектной документации (рис. 2).
Вся выпускаемая проектная документация, содержащая решения по объекту, выгружается из модели и хранится в модели. При внесении изменений в модель автоматически перестраивается документация, как графические виды, так и табличные данные (рис. 3).
Рис. 1. Сводная информационная ЭО-модель
Рис. 2. Отслеживание пересечений в проектных решений в сводной информационной ЭО-модели (светлым показаны коллизии)
Рис. Э. Пример проектной документации, получаемой из сводной ЭО-модели
На данный момент заказчику предлагается сводная информационная ЭО-модель объекта проектирования с возможностью связать её с календарно-сетевым и ресурсным графиком возведения объекта, что дает возможность заказчику осуществить визуальное прогнозирование прогресса строительно-монтажных работ и использования ресурсов. Вводя в графики фактическую информацию строительного контроля на площадке, заказчик может визуально контролировать отклонения от плана производства работ.
Все изменения модели по факту завершения строительно-монтажных работ также должны быть внесены в информационную 30-модель, далее модель передается заказчику для целей эксплуатации.
На этапе эксплуатации объекта на основе информационной 30-модели может быть осуществлён процесс сбора дефектов и поломок, составлен план обслуживания и ремонтов, как на основании данных об оборудовании, которые уже содержаться в модели, так и новых, которые могут быть внесены в информационную 30-модель сотрудниками заказчика.
В таблице приведены виды работ, которые специалисты компании выполняют с помощью технологии информационного 3D-проектирования, используемое программное обеспечение и характеристики результата для Заказчика.
В заключение отметим, что технология BIM активно внедряется во всём мире и принята на уровне законодательства во многих странах мира. В апреле 2014 года введён в действие документ Директива Европейского союза по бюджетным закупкам (EUPPD), который означает, что с 2016 года все 28 стран-участниц ЕС могут поощрять или даже обязывать использовать технологию BIM для финансируемых из государственного бюджета проектов. Соединенные Штаты Америки, Великобритания, Нидерланды, Дания, Финляндия, Норвегия, Сингапур, Китай, Южная Корея, а с недавнего времени и Белоруссия, уже требуют применения технологии BIM при строительстве объектов, финансируемых государством.
На уровне коммерческих компаний мира, по результатам исследования проведённого агентством McGraw Hill Construction в 2015 году, востребованность выполнения проектной документации по технологии BIM среди заказчиков приведена на рисунке 4.
Российские законодательные инициативы идут в ногу со временем, делая шаги навстречу данной практике. 13 марта 2014 г. на сайте Правительства Российской Федерации были опубликованы поручения, в том числе по внедрению информационного моделирования [3, 4]. С 01 декабря 2014 года Государственное автономное учреждение города Москвы «Московская государственная экспертиза» принимает в экспертизу проекты, выполненные в виде комплексных информационных 3D-моделей вместе с традиционной проектной документацией [5]. В августе 2015 г. Минстрой отобрал 23 пилотных проекта в сфере BIM-технологий для анализа и формирования стандартов, нормативных и правовых актов.
Таблица
Виды работ, выполняемые соответствующим программным обеспечением
Виды работ/ разделы проекта Используемое ПО Результат
Технико- экономическое обоснование (ТЭО) Autodesk Civil 3D Autodesk Infra Works Autodesk Inventor Autodesk Revit Autodesk Vault Координаты местоположения объекта. Упрощённые 30-модели зданий и сооружений. Данные рельефа. Варианты размещения объектов подъездов автодорог, и т. д. Оформленные приложения к отчёту
Стадия проект (П). Технологические разделы проекта Autodesk Inventor Autodesk Revit Autodesk NavisWorks Autodesk Vault 30-информационный макет, содержащий информацию о технологических элементах модели. Информация о коллизиях (пересечениях) между элементами информационного макета. Информация об этапах монтажа. Необходимые виды и разрезы, оформленные чертежи, спецификации
Стадия проект (П). Строительные разделы. Генплан. Архитектура Autodesk Civil 3D Autodesk Infra Works Autodesk Revit Autodesk Robot Autodesk NavisWorks Tekla 30-информационный макет, содержащий информацию о строительных и архитектурных элементах модели. Информация о коллизиях (пересечениях) между элементами информационного макета. Информация об этапах строительства. Генплан, дороги и расположение внешних и внутриплотладочных инженерных сетей. Необходимые виды и разрезы, оформленные чертежи, спецификации
Стадия рабочие чертежи (Р). Строительные разделы. Технологические разделы. Конструкторская документация Autodesk Inventor Autodesk Revit Autodesk NavisWorks Tekla Autodesk Civil 3D Autodesk Vault ЗБ информационный макет, содержащий уточненную информацию о строительных и технологических элементах модели. Узлы конструкций, закладные конструкции технологического оборудования, конструкторская документация. Информация о коллизиях (пересечениях) между элементами информационного макета. Необходимые виды и разрезы, оформленные чертежи, спецификации
Рис. 4. Требования использования BIM коммерческими структурами (по данным McGraw Hill Construction Report [2])
Вместо вывода отметим, что если информационное моделирование в геологии и горном деле уже заслужило авторитет и доказало полезность в России, то информационное ЭЭ-моделиро-вание только ищет свой путь в практику заказчиков, но понимание того, что легко и удобно взаимодействовать на основании одной комплексной информационной модели объекта — это эффективно, уже совсем недалёкая действительность.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Википедия, BIM, режим доступа открытый - https://iu.wikipedia.oig/wiki/BIM.
2. Сайт компании Autodesk, отчёт «The Business Value of BIM for Construction in Major Global Markets», режим доступа открытый. http:// www.autodesk.com/ temp/pdf/McGraw_Hill_Business_Value_of_BIM_ANZ.pdf.
3. Сайт Министерства строительства Российской Федерации. Статья «30-проектирование будет использоваться в области промышленного и гражданского строительства», режим доступа открытый. http://www.minstroyrf.ru/press/ 3d-proektirovanie-budet-ispolzovatsya-v-oblasti-promyshlennogo-i-grazhdanskogo-stroitelstva.
4. Сайт Министерства строительства Российской Федерации. Приказ Минстроя России № 926/пр от 29 декабря 2014 года, режим доступа открытый. http://www.minstroyrf.ru/upload/iblock/383/prikaz-926pr.pdf.
5. Сайт Государственного автономного учреждения города Москвы «Московская государственная экспертиза». «Статья «МОСГОСЭКСПЕРТИЗА закончила рассмотрение первого BIM проекта», режим доступа открытый. http://ехр.mos.ru/presscenter/news/detail/1492457.html. [ДШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Решетняк Сергей Прокофьевич - доктор технических наук, доцент, Горный институт КНЦ РАН, главный технолог, ООО «СПб-Гипрошахт», reshetnyak@spbgipro.ru,
Васильев Станислав Евгеньевич - руководитель проектного офиса, se.vasiliev@spbgipro.ru, ООО «СПб-Гипрошахт».
UDC 004.94, 622
OJSC SPB-GIPROSHAKHT EXPERIENCE IN BIM-TECHNOLOGIES USING
Reshetnyak S.P., Dr.Sci. (Eng.) Mining Institute KSC RAS, Chief Technologist, SPb-Giproshakht, Russia, reshetnyak@spbgipro.ru,
Vasiliev S.E., head of design office, se.vasiliev@spbgipro.ru, SPb-Giproshakht, Russia.
The paper describes OJSC SPb-Giproshakht experience in BIM-technologies using. Brief information about actually BIM-technology has been given as well as methods of its application in designing mining enterprises. The main advantages of using this technology have been examined in the design of facilities of the mining and processing enterprises surface. Data on the status of the BIM-technology implementation into practical design in OJSC SPb-Giproshakht is presented. Short excursion into the world and Russian tendencies of BIM-technologies development is made. Countries requiring mandatory use of such technology with budgetary financing of industrial and civil construction are listed.
Key words: mining engineering, 3D modeling, construction technology, identifying conflicts, industrial buildings, BIM-technology.
REFERENCES
1. Wikipedia, BIM. - https://ru.wikipedia.org/wiki/BIM.
2. Site Autodesk Company, Report «The Business Value of BIM for Construction in Major Global Markets». http://www.autodesk.com/temp/pdf/McGraw_Hill_Business_ Value_of_BIM_ANZ.pdf.
3. Site Construction Ministry of Russian Federation. Stat'ja «3D-proektirovanie budet ispol'zovat'cja v oblasti promyshlennogo i grazhdanskogo stroitel'stva» (The article «3D design will be used in the field of industrial and civil construction»). http://www.minstroyrf.ru/ press/ 3d-proektirovanie-budet-ispolzovatsya-v-oblasti-promyshlennogo-i-grazhdanskogo-stroitelstva.
4. Site Construction Ministry of Russian Federation. Prikaz Minstroja Rossii N 926/pr. Ot 29 dekabrja 2014 goda. http://www.minstroyrf.ru/upload/iblock/383/prikaz-926pr.pdf.
5. Site State Autonomy Enterprise of Moscow City «Moskovskaja gosudarstvennaja expertiza». Stat'ja «Mosgosexpertiza» zakonchila rassmotrenie pervogo BIM proekta» (Article «Mosgosekspertiza has completed its consideration of the first BIM project», the mode of access open). http://exp.mos.ru/presscenter/news/detail/1492457.html.
