Ключевым элементом любого проекта информационного моделирования является определение целей и разработка соответствующих им BIM-сценариев (BIM Use).
BIM-сценарий является способом достижения целей проекта (решения инженерных и управленческих задач) на основе применения BIM-моделей и инструментов информационного моделирования.
Определение целей и разработка или применение соответствующих им BIM-сценариев определяют дальнейшие процессы информационного моделирования, которые строятся для проекта и описываются в плане реализации BIM-проекта.
Сценарий использования BIM является эффективным инструментом планирования и организации работ по информационному моделированию, а также служит механизмом коммуникации между участниками проекта. Определение BIM-сценариев является отправной точкой при планировании проектов с применением BIM и определении объемов работ и необходимых ресурсов по информационному моделированию в проекте. Целесообразность использования того или иного BIM-сценария во многом зависит от вида строительного объекта, его характеристик, компетенций команды и стадии реализации инвестиционно-строительного проекта.
Применение BIM-сценариев позволяет:
1) Улучшить коммуникацию между участниками проекта;
2) Определить требования и конкретные результаты от применения BIM;
3) Реализовать отдельные принципы методологии BIM, что облегчает достижение пользы от ее применения в проекте;
4) Преобразовать цели проекта в результаты проекта, что вносит ясность в получаемую выгоду от применения методологии BIM;
5) Подходить к цифровизации производственных процессов поэтапно и более осознанно.
Существует целый ряд установленных списков BIM-сценариев. Один из самых ранних представлен в методическом руководстве по разработке Планов реализации BIM-проектов «The BIM Project Execution Planning Guide (Penn State)», первоначально опубликованным в 2009 году. Согласно методике планирования BIM-проекта, изложенной в документе The BIM Project Execution Planning Guide (Penn State), были сформированы основные и второстепенные BIM-сценарии. Все перечисленные BIM-сценарии в документе ориентированы на площадные объекты (здания и сооружения), а не объекты инфраструктуры. Но тем не менее, можно выделить BIM-сценарии, которые применимы и наиболее востребованы для проектирования объектов транспортной инфраструктуры:
1. Создание моделей (Design Authoring)
Процесс, в результате которого посредством программных продуктов, поддерживающих технологию информационного моделирования, создаются BIM-модели, насыщенные информацией согласно информационным требованиям заказчика.
2. 3D-координация (3D Coordination)
Процесс, в ходе которого происходит совмещение элементов сводной модели, анализ BIM-модели на коллизии и увязка проектных решений между собой.
3. Проверка и оценка технических решений (Design Review)
Процесс, в ходе которого происходит наглядная (трехмерная) проверка проектных решений всеми ключевыми участниками проекта с выдачей комментариев, замечаний, рекомендаций. Проверка может происходить не только визуально, но и с использованием специализированных инструментов анализа и измерений, в том числе, с применением технологии виртуальной реальности.
4. Подсчет объемов работ и оценка сметной стоимости (Cost Estimation)
Процесс, в ходе которого происходит подсчет количественных и объемных показателей на основе BIM-модели для получения максимально точных смет, внесения оптимальных проектных решений на ранних стадиях и повышения эффективности распределения бюджета.
5. Выпуск чертежей и спецификаций (Drawing Generation)
Процесс, по результатам которого на основе BIM-модели формируются чертежи, спецификации и ведомости объемов работ.
6. Анализ площадки/плана трассы (Site Analysis)
Процесс, в ходе которого в том числе на основе информационной модели изысканий проводится анализ местоположения проектируемого объекта на предмет пригодности прокладки трассы, расположения объекта, инженерно-геологической, а также экологической ситуации будущего объекта строительства.
7. Моделирование существующей инфраструктуры (Existing Conditions Modeling)
Процесс, в ходе которого на основе результатов инженерных изысканий формируется существующая инфраструктура для разработки проектной BIM-модели. Степень проработки данного BIM-сценария определяется информационными требованиями заказчика.
8. Прочностной анализ (Structural Analysis)
Процесс, в ходе которого аналитическая модель, созданная в ходе BIM-сценария «Создание модели», подвергается прочностному анализу. В случае инфраструктурного проекта это в основном конструктивная схема искусственного сооружения (далее – ИССО).
9. 4D-планирование (Phase Planning)
Процесс, в котором специализированные программные инструменты информационного моделирования используются для интеграции данных BIM-модели и календарно-сетевого графика строительства с целью:
· анализа и оптимизации последовательности выполнения работ по проекту;
· поиска пространственно-временных коллизий, которые могут возникнуть в процессе строительных работ;
· проверки выполнимости организационно-технологических решений;
· контроля выполненных физических объемов строительно-монтажных работ и визуализации план-фактного анализа;
· контроля логистики поставки строительных материалов.
10. Создание исполнительной информационной модели (Record Modelling)
Процесс, в ходе которого исходя из актуальной информации, полученной со строительной площадки, формируется BIM-модель «Как построено». Модель должна быть подготовлена для передачи заказчику на основании его требований для формирования эксплуатационной модели.
11. Производство на основе цифровых моделей (Digital Fabrication)
Процесс, после которого полученные BIM-модели могут быть использованы для передачи на производство. Например, для изготовления металлоконструкции для ИССО на станках с ЧПУ. Либо для применения в земляных работах с использованием строительной техники с системами автоматического управления, работающей по моделям, дающим проектные отметки.
12. Визуализация
Процесс, в ходе которого BIM-модели используются для представления содержащейся в них информации для зрительного наблюдения и анализа. Визуальный способ передачи информации дает возможность существенно улучшить коммуникацию между различными участниками проекта.
Перечень BIM-сценариев не ограничивается вышеприведенным списком. BIM-сценарии могут формироваться исходя из целей и типа проекта, в ходе подготовки к реализации или в момент реализации проекта.
Подбор и разработка BIM-сценариев является основополагающей задачей для любой BIM-команды. Процесс выбора BIM-сценария осуществляется следующим образом:
· определяются совместно с ключевыми участниками цели проекта;
· для достижения этих целей формируется предварительный список используемых BIM-сценариев;
· создается таблица приоритетов BIM-сценариев и происходит выбор главных и второстепенных BIM-сценариев.
Процесс выбора или создания BIM-сценария в области инфраструктурного проектирования имеет ряд особенностей. Необходимо определить, какие преимущества может дать информационная модель инфраструктурного объекта и насколько это соответствует определенным ранее BIM-сценариям.
В ходе разработки плана реализации BIM-проекта необходимо разработать детальную процессную карту каждого BIM-сценария. Эта карта позволяет понимать, как выглядит процесс выполнения сценария, информационный обмен в рамках сценария, кто в нем участвует и из каких этапов состоит процесс выполнения сценария.
Уровни проработки
Уровень проработки элементов BIM-модели (LOD) определяет минимальный объем геометрической, пространственной, количественной, а также любой атрибутивной информации (LOI), необходимой для решения задач моделирования на конкретном этапе жизненного цикла объекта строительства.
Система уровней проработки предназначена для:
· оказания содействия всем участникам проекта, в том числе заказчикам, для однозначного понимания и конкретизации требуемых результатов работ по информационному моделированию;
· планирования процесса информационного моделирования (процессов информационных обменов). В среде общих данных планирование работ приобретает огромное значение: пользователям модели необходимо знать, как и когда они смогут получить необходимую информацию, чтобы соответствующим образом спланировать свою работу;
· оценки трудозатрат на создание модели для каждой стадии жизненного цикла объекта.
Система уровней проработки включает пять базовых уровней проработки: LOD 100, LOD 200, LOD 300, LOD 400, LOD 500, которые характеризуют процесс разработки элемента от концептуального до состояния законченного строительством объекта. Полное описание уровней проработки можно найти по ссылке https://bimforum.org/LOD.
BIM-модель может содержать элементы в различных LOD. При необходимости допускается наличие промежуточных уровней проработки (см. примеры спецификаций LOD в Приложение А «Базовая спецификация LOD для объектов инфраструктуры»), которые должны быть специфицированы в плане реализации проекта с использованием информационного моделирования.
Требования к уровням проработки носят уточняющий характер – определение каждого последующего уровня проработки элемента уточняет и дополняет определения всех предыдущих уровней.
Между уровнями проработки и стадиями проекта не существует строгого соответствия, поскольку разделы проекта разрабатываются разными темпами. Таким образом, некорректно использование такого понятия, как «модель уровня проработки LOD N» (где N – 100, 200 и т. д.), а понятие «уровень проработки» применимо только к отдельным элементам BIM-модели.
Каждый элемент BIM-модели на разных уровнях проработки включает в себя три аспекта: уровень проработки геометрических данных, графическое отображение и уровень проработки атрибутивных данных.
Уровень детализации определяет набор требований к графической и геометрической проработке элементов модели (форма, пространственное расположение, габарит, длина, ширина, высота, толщина, диаметр, площадь, объем, площадь сечения, внешний образ/вид, цвет и пр.).
Уровень проработки атрибутивных данных определяет объем неграфической информации, который должен быть связан с геометрическим элементом модели (маркировка, код по классификатору организации, материалы, масса, технические и технологические параметры, производитель, наименование по каталогу, артикул по каталогу и др.).
Необходимые графические, геометрические и атрибутивные данные должны назначаться элементам модели исходя из:
· целей, задач и требуемых результатов моделирования;
· BIM-задач;
· стадии реализации проекта;
· требований к оформлению проектной и рабочей документации;
· требуемых данных для подготовки технической документации;
· требований к интеграции модели с календарным графиком и сметными расчетами;
· прочих требований.
Перечень необходимых атрибутивных данных, в зависимости от элемента, должен соответствовать СП333.1325800.2020, Классификатору строительной информации https://ksi.faufcc.ru/, требованиям Экспертизы, а также требованиям заказчика, в части наполнения элементов информационной модели атрибутивными данными. В настоящий момент требования по атрибутивному наполнению модели в соответствии с СП333.1325800.2020 являются избыточными, и мы не рекомендуем в ТЗ включать ссылку на СП333.1325800.2020 в части атрибутивного наполнения, до момента публикации его обновленной редакции. Рекомендуется набор необходимых атрибутов согласовывать с заказчиком.
Далее информационные атрибуты могут быть использованы в различных сценариях на каждом из этапов жизненного цикла.
Примеры использования:
• При разработке стадии «П» и «Р» - см. 9.14
• При прохождении государственной экспертизы - п. 9.22
При разработке Плана реализации BIM-проекта (BEP) должна быть сформирована и согласована таблица (матрица) информационных обменов. Пример таблицы приведен в разделе 5.3.
Примерный состав элементов моделей и требования к их уровням проработки приведены в Приложении А «Базовая спецификация LOD для объектов инфраструктуры».
Так же следует учитывать, что требования СП 333.1325800.2020 описывают несколько отличные требования к уровням детализации и проработки для различных стадий проекта.
Таблица 5‑1. Сопоставление требований LOD и СП 333
| Обязательные требования по СП 333.1325800.2020 | Уровни проработки ЦИМ по СП 333.1325800.2020 на различных этапах жизненного цикла | ||||
| A | B | C | D | G | |
| Определение границ элемента | 100 -200 | 100 -200 | 100 -200 | 100 -200 | 100 -200 |
| Границы материалов в структуре элемента[1] | 300 -400 | 300 -400 | 300 -400 | 200 -300 | |
| Узлы сопряжения с другими элементами | 300 -400 | 300 -400 | 200 -300 |
Где:
А – Инженерные изыскания
B – Архитектурно-строительное проектирование (проектирование)
C – Строительство, реконструкция, капитальный ремонт
D – Эксплуатация
G - Снос и утилизация (ликвидация)
5.3 Методика планирования BIM-проекта
Методика планирования процесса реализации BIM-проекта определяет процедуру, состоящую из четырех этапов, необходимых для создания плана реализации BIM-проекта:
1) Определить цели, соответствующие им BIM-сценарии для каждой фазы проекта;
2) Разработать общий процесс реализации BIM-проекта и карты процессов по применяемым BIM-сценариям;
3) Определить требования к информационным обменам;
4) Определить требования к материальным, нематериальным и трудовым ресурсам и требованиям к их квалификации.
Целью данной процедуры является планирование и непосредственное общение с командой на ранних этапах проекта. Команда, ведущая процесс планирования, должна включать участников от всех организаций, играющих значимую роль в проекте. Поскольку не существует единого метода для реализации BIM по любому проекту, команда должна эффективно разработать стратегию выполнения с учетом понимания целей проекта, характеристик проекта, а также возможностей членов команды.