Антон Тёмкин, руководитель отдела аналитики решений
для промышленного и гражданского строительства АСКОН
Статья подготовлена на основе выступления автора в подкасте «ТИМ-Содействие», организованного НОТИМ.
Технология информационного моделирования универсальна в своём применении на объектах любого масштаба. В BIM проектируют как отдельные здания, так и жилые кварталы, и целые промышленные предприятия. В этой статье речь пойдёт о крупных строительных проектах, в которых задействованы тысячи специалистов, а к единой среде общих данных (СОД) подключаются десятки организаций. На что стоит обратить внимание при организации СОД и какие технические решения упрощают работу с информационными моделями-тяжеловесами?
Архитектура СОД
Очевидно, что все участники BIM-проекта из разных организаций не находятся в одной локальной сети. В этом случае возникает альтернатива, какую среду общих данных выбрать: клиент-серверную систему или WEB-решение с доступом через браузер.
Браузер удобен, когда данных не очень много. Если же мы имеем дело с BIM-моделью, например, целого микрорайона, завода или даже крупного промышленного цеха, каждый раз обращаться к серверу, чтобы получить с него большие объемы информации, становится слишком накладно. Большие потоки данных нагружают серверы и каналы связи, что в условиях ограничений, которые практически всегда имеют место в реальной жизни, заставляет пользователя постоянно долго ожидать загрузки модели, отключать загрузку её частей, то есть непроизводительно растрачивать свои рабочие ресурсы. Гораздо эффективнее на стороне пользователя использовать базу данных и взаимодействовать с сервером в режиме обмена изменениями. В этом случае данные, которые пользователь один раз получил на свой компьютер, сохраняются там для последующего использования и никогда не загружаются с сервера повторно, если в них не внесены изменения.
Поэтому, создавая Pilot-BIM, мы в качестве основного варианта взаимодействия с сервером решили предложить нашим заказчикам использовать клиентское приложение, работающее с собственной базой данных и подключающееся к серверу по тем же протоколам, что и WEB-системы: http или https. И сводную проектную модель объекта капитального строительства мы решили вести как базу данных, а не как файл или набор файлов. В этом случае сервер не собирает каждый раз при появлении изменений всю сводную модель целиком, как это делается, например, в программе Navisworks, а обрабатывает только изменённые версии исходных файлов частей модели, рассчитывает дельту изменений, сохраняет её в своей базе данных и рассылает пользователям.
Как собрать консолидированную BIM-модель
Информационная модель объекта строительства может включать в себя цифровые информационные модели (ЦИМ), цифровые информационные модели местности (ЦИММ), чертежи, спецификации, сметы, результаты инженерных расчётов, лазерного сканирования и иные данные.
ЦИМ создаются в системах автоматизированного проектирования (САПР или BIM-системах) как отдельные части будущей информационной модели. Необходимость разбиения модели объекта на части обусловлена тем, что САПР работает со сложной для обработки твердотельной геометрией, необходимой для внесения изменений. И если в САПР попробовать собрать сводную модель, например, завода со всей необходимой детализацией, для её обработки потребуются вычислительные ресурсы, которыми не обладают не только современные персональные компьютеры, но даже специализированные графические станции.
Поэтому сводные модели обычно собираются в специальных программах, которые «упрощают» геометрию BIM-объектов, готовят её специальным образом для повышения быстродействия её обработки на видеокартах персональных компьютеров. Эти программы не предназначены для внесения в модель изменений (то есть для продолжения проектирования), но позволяют отображать большие сводные модели, проверять координацию, находить коллизии и т. д.
В системе Pilot-BIM мы используем термин «консолидированная информационная модель», обозначающий сводную проектную модель объекта капитального строительства, представленную в виде базы данных и автоматически формируемую на сервере из отдельных ЦИМ, которые проектировщики разрабатывают в САПР и BIM-системах.
Рис 01
Принцип формирования консолидированной модели следующий. Цифровые информационные модели поступают в СОД в оригинальных форматах программ разработки, которые для автоматической обработки переводятся в универсальный обменный формат IFC (Industrial Foundation Classes). Конвертацию осуществляют либо сами проектировщики, выгружая разработанные ими модели в этом формате, либо специализированный компонент системы Pilot «CAD-Farm», запускающий на сервере конвертацию с использованием тех же программ разработки, в которых работают проектировщики.
Почему именно IFC? На сегодня это лучший механизм обмена данными между различными BIM-системами, который даёт свободу использовать при проектировании программные продукты разных разработчиков. Оригинальные форматы зачастую закрытые, их спецификации известны только их разработчикам, что делает невозможным использование этих форматов напрямую без тесного сотрудничества с разработчиками каждой применяемой САПР. Уточню, что «лучший» — не значит идеальный или даже хороший. Это значит, что все остальные обменные форматы для решения подобных задач подходят хуже и развиваются медленнее.
Далее следующий компонент системы «Pilot-BIM-Server» автоматически на сервере производит структурный разбор (парсинг) полученных IFC и на основе полученных данных собирает или обновляет консолидированную информационную модель. В процессе сборки помимо оптимизации геометрической составляющей также формируются специализированные представления модели для последующей проверки на геометрические коллизии.
Рис 02. Модель хранилища светлых нефтепродуктов
Приведенная в качестве примера консолидированная модель хранилища светлых нефтепродуктов состоит из 113 файлов формата IFC общим объёмом около гигабайта. С этой моделью в режиме онлайн могут одновременно работать все участники инвестиционно-строительного проекта на своих персональных компьютерах.
Работа с моделями: просмотр, проверка коллизий, замечания
Поскольку СОД — это среда для совместной работы и взаимодействия участников, иногда располагающихся в разных городах, мы должны иметь возможность показывать собранную модель другим участникам проекта с определенными настройками вида. Для этого в Pilot-BIM можно создавать «точки взгляда» — именованные информационные объекты, которые сохраняют настройки положения камеры, фильтров видимости элементов модели и секущих плоскостей. Ссылку на точку взгляда мы направляем другому пользователю внутри СОД (в задании, корпоративном чате) или через внешние информационные системы, электронную почту, всевозможные мессенджеры и т.д. При необходимости, когда нужно поработать с отдельными частями модели объекта, или если слабый компьютер не справляется с отображением модели целиком, можно скрыть отдельные части консолидированной модели, чтобы они не загружались на 3D-сцену при просмотре, не занимали оперативную память компьютера и быстрее работали на маломощных видеокартах.
Рис. 03. Точка взгляда на BIM-модель
Далее собранную в автоматическом режиме модель нужно проверить, дать к ней замечания и проконтролировать, чтобы все коллизии и несоответствия были устранены. Pilot-BIM, в отличие от большинства других СОД, имеет собственные средства автоматического выявления коллизий на сервере. Вот как выглядит результат их применения: красным цветом отображено тело пересечения геометрических объектов и двумя цветами, зелёным и синим, выделены те объекты, которые пересекаются. Остальные объекты по выбору пользователя могут быть затенены или скрыты.
Рис. 04. Обнаруженные коллизии
Для организации и контроля процессов доработки модели и исправления ошибок Pilot-BIM предоставляет возможность создания разных видов замечаний с привязкой к элементам модели. Для каждого типа замечаний настраивается перечень атрибутов, стадии жизненного цикла, по каждому замечанию возможна переписка между участниками проекта в режиме чата. Добавлять замечания могут любые участники проекта с соответствующими правами в СОД.
Когда проектировщик получает замечание, он от конкретной части модели переходит к исходному IFC-файлу на диске, рядом с которым обычно располагается файл оригинального формата САПР с тем же именем, но другим расширением. Исходные файлы находятся на виртуальном диске Pilot-Storage (компонент Pilot-BIM), т.е. для пользователя хранилище файлов проекта из базы данных системы Pilot выглядит как обычный локальный жесткий диск (C: или D:), на котором в определённой структуре располагаются все файлы проекта независимо от их форматов. Чтобы облегчить проектировщику поиск элемента, который надо исправить в САПР, в Pilot-BIM реализована возможность перехода от элемента консолидированной модели к этому же BIM-объекту в системе Renga. Такая же возможность может быть реализована и для других средств разработки моделей, т. к. переход осуществляется по уникальному идентификатору элемента (GUID), который формируется в САПР.
Рис. 05. Просмотр коллизий
Рис. 06. Устранение коллизий: переход к BIM-инструменту
После внесения изменений в ЦИМ проектировщиками, на сервере снова производится конвертация исходных файлов в IFC, парсинг новых версий IFC, расчёт дельты изменений, обновление консолидированной модели и автоматическое обновление журналов проверок с присвоением статуса «Исправлено» устранённым коллизиям. Таким образом в СОД Pilot-BIM контролируется устранение найденных коллизий и отработка замечаний к модели. При этом эволюция модели абсолютно прозрачна: система отслеживает все добавленные, удалённые и измененные объекты и их атрибуты на уровне базы данных, с возможностью открытия любой версии модели в клиентском приложении в интересующей пользователя точке взгляда. Также предусмотрен удобный механизм сравнения версий консолидированной модели с автоматизированным выявлением различий: система раскрасит разными цветами добавленные, удаленные и измененные элементы, при изменении атрибутов покажет их значения в виде «было/стало».
Рис 07. Сравнение версий консолидированной модели
Помним, что Pilot-BIM не собирает каждый раз целиком новую сводную модель, а записывает и рассылает на компьютеры пользователей только дельту изменений. Для крупных моделей это имеет особое значение.
Заключение
Среду общих данных Pilot-BIM активно применяют на крупных проектах в промышленных холдингах, госкорпорациях и девелоперских организациях. Такие заказчики по мере освоения имеющихся технологий совместной работы формируют новые требования, что позволяет нам постоянно развивать и совершенствовать систему, добавляя ей как новую функциональность, так и возможности масштабирования.
В прошедшем 2022 году, например, мы реализовали помимо прочего средства горизонтального масштабирования серверного файлового хранилища, возможность распределения больших объёмов файлов между разными дисковыми массивами и системами хранения данных (СХД). А сейчас работаем над повышением отказоустойчивости и горизонтальным масштабированием за счёт кластеризации серверов приложений и серверов баз данных системы Pilot.
Комментарии (0)