BIM и эксплуатация: не надо путать информационную модель с вечной иглой для примуса

Талапов В.В.

Информационное моделирование зданий – процесс со многими участниками, причем переходящий из одной стадии в другую. Ранее в публикации «Роль технического заказчика в организации процесса информационного моделирования» (https://ardexpert.ru/article/16191 ) рассматривались особенности BIM на стадии возведения здания.

Сегодня речь пойдёт о второй части жизненного цикла строительных объектов – их эксплуатации.

Пять лет назад в статье «Технология BIM и эксплуатация зданий» (http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=17409 ) эта тема уже затрагивалась, и хотя всё изложенное в ней за прошедшие годы не устарело, наше понимание вместе с развитием BIM ушло далеко вперёд, так что есть смысл снова вернуться к этой теме.

Также важно отметить, что этапы информационного моделирования обычно не совпадают с общепринятыми этапами жизненного цикла здания, их гораздо больше, но они очень тесно связаны между собой, поскольку являются частями общего процесса. Более подробно об этом написано в статье «Жизненный цикл здания и его связь с внедрением технологии BIM» (https://ardexpert.ru/article/8445 ).

Место периода эксплуатации в процессе информационного моделирования

В сложившейся мировой практике в зависимости от этапа работы с объектом и решаемых при этом задач информационные модели подразделяются на два типа - проектную (PIM) и эксплуатационную (AIM). Особо хочется подчеркнуть, что в общемировой терминологии к проектным моделям относится всё, что связано с созданием или существенным изменением объекта, а к эксплуатационным моделям – всё, что связано с управлением этим сооружением. 

При такой логике проектные модели могут возникать не только при проектировании или строительстве здания, но и на стадии его эксплуатации, когда появляется необходимость существенных изменений объекта, например, реконструкции или капитального ремонта, а также вывода из эксплуатации и даже сноса.

Рис 1. Два типа информационных моделей объекта строительства (согласно международным стандартам PAS-1192-3:2013 и ISO 19650).

Таким образом, у жизненного цикла любого рукотворного объекта и связанного с ним процесса информационного моделирования четко выделяются два больших и весьма различающихся по своей сути этапа – возведение и эксплуатация, причём каждый из них управляется самостоятельно. К тому же этап эксплуатации является более сложным и многократно включает в себя действия по созданию (изменению) объекта. Фактически в области информационного моделирования возведение здания – это некоторая «разминка» перед этапом его эксплуатацией.

«Эффект примуса» как предвосхищение судьбы информационной модели

Думаю, что многим запомнился короткий, но глубоко философский разговор героев «Золотого телёнка» Остапа Бендера и Адама Козлевича про вечную иглу для примуса.

Рис 2. Авторы романа Илья Ильф и Евгений Петров вряд ли предполагали, что поднятый ими вопрос имеет прямое отношение и к судьбе информационного моделирования зданий.

Есть подозрение, что вряд ли кто-то из наших читателей пользовался примусами или даже просто их видел, так что будет весьма полезно дать по этим устройствам небольшую историческую справку.

Рис 3. Слева – примус одной из ранних моделей, справа – современный аппарат.

Примус был для своего времени довольно удачным и весьма востребованным изобретением, позволившим отказаться от дровяных и угольных печей и значительно улучшившим человеческий быт. А усовершенствованный примус служит и в наши дни. Но беда примуса в том, что затем появились другие, более совершенные технологии, обеспечивающие приготовление пищи, которые полностью захватили наш быт. А примус, при всём его новаторстве и заслуженном успехе, ушёл в историю, уступив им место. Но при этом сам подход приготовления пищи через тепловую обработку принципиально не изменился.

В случае с BIM явно просматривается прямая аналогия с примусом. Действительно, на стадии возведения объекта появляется некая итоговая модель, которая передаётся организации, в дальнейшем эксплуатирующей это сооружение. Процесс создания объекта, а вместе с ним и процесс информационного моделирования, занимают несколько лет. То есть они укладываются в период действия одного поколения инструментария информационного моделирования, да и вообще компьютерных технологий.

Теперь посмотрим на сроки эксплуатации зданий. Вот некоторые примеры:

1. Панельный пятиэтажки, которые сейчас начали сносить в Москве – срок эксплуатации 50 лет.
2. Панельные девятиэтажки более поздних серий – срок эксплуатации 100 лет.
3. Курская АЭС – срок эксплуатации 30 лет, вывод из эксплуатации 70 лет.
4. Оперный театр в Сиднее – гарантированный срок эксплуатации 250 лет.
5. Храм Василия Блаженного – уже простоял 500 лет.
6. Жилой комплекс Интерлэйс в Сингапуре (https://ardexpert.ru/article/16882 ) – создатели надеются, что простоит столько же.
7. Египетские пирамиды – простоят хоть сколько, если люди не разрушат.

Конечно, всё это не может не радовать, ведь срок службы рукотворных объектов увеличивается! Но это также означает, что этот срок теперь в десятки, а то и в сотни раз превышает период действия одного поколения инструментария информационного моделирования. Другими словами, информационная модель здания, построенная при его возведении и переданная в службу эксплуатации, в первозданном виде долго не проживёт. Вот вам и примус с его вечной иглой – хороший, но никому уже не нужен!

Давайте назовём такое положение дел «эффектом примуса».

Особенности информационного моделирования на этапе эксплуатации здания

Несмотря на бурное развитие BIM в последние годы, сегодня мы всё ещё мало знаем об информационном моделировании на этапе эксплуатации строительного объекта. Но всё же три основных особенности этого этапа можно выделить.

Особенность 1. Изменение решаемых задач.

Рис 4. Если при возведении здания моделируется в основном объект, то при эксплуатации основное внимание уделяется процессам обслуживания и управления.

Целью этапа возведения объекта является проектирование и построение этого объекта, доведение его до требуемого состояния и передача в дальнейшее использование. На этой передаче этап возведения заканчивается, а информационное моделирование выдаёт итоговую модель здания.

У этапа эксплуатации здания конечной цели практически нет. Наоборот, главная задача – как можно дольше обеспечивать жизнеспособность созданного объекта, причём при постоянно изменяющихся внешних условиях и требованиях к зданию.

В такой ситуации главными при моделировании становятся технологические процессы, связанные с использованием здания, и комплексное управление этими процессами. А переданная от строителей модель здания подходит лишь для мониторинга состояния и текущего обслуживания конструкций и систем.

Особенность 2. Принципиально более длительный, по сравнению с возведением, срок работы со зданием.

Рис 5. Принципиально более длительный срок эксплуатации – главное отличие BIM от PLM.

Об этом мы уже писали выше. И всё же, срок эксплуатации зданий настолько большой, что никто не возьмётся предугадать даже общий вид и принципы работы компьютерной техники, скажем, через пятьдесят лет, а это – лишь небольшая часть жизненного цикла строительного объекта.

Здесь «эффект примуса» проявляется в чистом виде – первоначальная модель быстро становится ненужной. А что остается? Остаётся само информационное моделирование как основная технология работы с объектом.

Особенность 3. Спиралевидная цикличность этапа эксплуатации.

Рис 6. После возведения здания периоды его текущей эксплуатации сменяются изменениями объекта.

Капитальный ремонт, реконструкция, переоснащение и перепрофилирование, а также много других действий, возможных в период использования строительного сооружения, вносят существенные изменения в существующий объект, после чего опять начинается период текущей эксплуатации.

Для информационного моделирования это означает, что первоначальная модель AIM многократно меняется с учетом возникающих при каждом таком действии моделей PIM. Но с учётом длительности этапов эксплуатации здания информационная модель не обновляется, как можно сначала подумать, а радикально переделывается, уже на новом технологическом уровне. Вот вам ещё одно проявление «эффекта примуса» - переданная от строителей информационная модель в лучшем случае доживёт до ближайшего капитального ремонта.

Рис 7. В Новосибирске железнодорожный мост Транссибирской магистрали, отслуживший почти сто лет, был заменен на новый, с усилением опор, а секция старого моста стала памятником на набережной города.

Таким образом, информационное моделирование на этапе эксплуатации объекта строительства – это целый комплекс подходов к работе с сооружением, определяемых как решаемыми задачами, так и изменяющимися технологиями моделирования. При этом сами решаемые задачи можно разбить на две категории.

Управление обслуживанием (не требует существенного изменения модели):

1. Операционное обслуживание (однако предполагает добавление к модели технологических процессов).
2. Техническое обслуживание.
3. Мониторинг состояния.
4. Текущий ремонт.
5. Действия по изменению объекта (требуют серьезного изменения модели):
6. Развитие объекта с учетом текущих потребностей.
7. Капитальный ремонт (реставрация).
8. Реконструкция (перепрофилирование).
9. Вывод из эксплуатации (консервация).
10. Снос.

Подведём итог.

К основным проблемам, с которыми сталкивается информационное моделирование на этапе эксплуатации строительного объекта, в первую очередь следует отнести:

1. Необходимость моделирования процессов, связанных с обслуживанием зданий.
2. Длительный срок использования моделей, даже без необходимости изменения в них.
3. Цикличность процесса с переходом на новые технологические уровни и связанная с этим радикальная переделка моделей.

Также можно сформулировать основные заблуждения относительно применения BIM при эксплуатации зданий, которые весьма распространены сегодня и явно мешают правильному подходу к решению возникающих проблем:

1. Существует одна модель на весь период эксплуатации, создаваемая на стадии возведения проектировщиками и строителями и передаваемая затем оператору здания.
2. Эксплуатанту в процессе работы со зданием не надо самому ничего моделировать, всё уже сделано заранее.
3. Процесс информационного моделирования и требования к информационным моделям для этапа эксплуатации можно регламентировать уже сейчас.

Если же взглянуть в целом на дальнейший путь информационной модели, переданной строителями оператору здания, и посмотреть, чем она «обрастает», то можно заметить, что мы приходим к технологии «умного дома». Но не в упрощенном понимании, что всё увешано датчиками и автоматизировано, а в виде нового подхода к комплексному управлению рукотворным объектом.

Рис 8. BIM при эксплуатации строительных объектов – это в точности идеология «умного дома».

Эта статья написана по материалам лекции, прочитанной автором в Университете Минстроя НИИСФ РААСН. С полной записью лекции можно познакомиться здесь https://www.youtube.com/watch?v=1PZDPUO-p3I&t=25s .