Najważniejsze etapy wdrożenia BIM w infrastrukturze Zobacz jak stosowanie BIM może zmienić Twój sposób realizacji projektów 1
Streszczenie Wraz z coraz większą liczbą projektów infrastrukturalnych wykorzystujących modelowanie informacji o budynku (Building Information Modeling, BIM), wiele osób z branży uświadamia sobie, że konkurowanie na rynku i zdobywanie nowych zamówień wymaga stosowania BIM. Projektom wykorzystującym BIM towarzyszy szereg interesujących korzyści - mniej zmian, mniej błędów, sprawniejsza współpraca oraz dane projektowe, które można ostatecznie wykorzystać do obsługi, konserwacji i zarządzania aktywami. Nie chcąc tracić tych korzyści, właściciele obiektów infrastruktury lądowej, w tym agencje rządowe, coraz częściej wymagają stosowania BIM w swoich projektach. Mimo całego szumu wokół BIM dla infrastruktury, wciąż jest sporo niejasności co do tego, co to naprawdę znaczy stosować BIM. Firmy i organizacje inżynierskie rozważające przejście na BIM często zastanawiają się nad najlepszym sposobem wdrożenia tej technologii. Niektórzy martwią się, jak bardzo BIM zmieni funkcjonujące u nich procesy. Inni wahają się czy lub uważają, że są zbyt zajęci by w ogóle zainwestować czas we wdrożenie BIM. Niektórzy w branży uważają być może, iż już stosują BIM, ale realnie jedynie kreślą w 3D. Kiedy zrozumie się czym jest BIM, proces potrzebny do jego wdrożenia nabiera więcej sensu. BIM jest ogólnie rozumiany jako oparty na inteligentnym modelu proces służący do planowania, projektowania, budowania i zarządzania infrastrukturą. Żeby jednak wdrożyć BIM, Ty i Twój zespół musicie się przygotować na zmianę myślenia o sposobie wykonywania projektów. Zamiast pracować z punktami, liniami, łukami czy kształtami przedstawiającymi obiekty, będziesz tworzyć i pracować na inteligentnych modelach. Modele te są przestrzennie dokładne i zapełnione inteligentnymi obiektami. Zaczynasz od zdefiniowania wyglądu i sposobu zachowania tych obiektów. Następnie mapujesz proces, dzięki któremu wszyscy biorący udział w projekcie będą mogli czerpać najwięcej korzyści z informacji zawartych w modelu. Brzmi zbyt prosto? W porównaniu z rozległą wiedzą potrzebną do skonstruowania nawet najmniej złożonego projektu, wdrożenie BIM nie jest skomplikowane. Wymaga nieco planowania i czasu, a także - na początku - szkolenia. Proces opisany w niniejszym materiale to przegląd działań, jakie musisz podjąć, aby zacząć realizować projekty z użyciem BIM. Od 2D przez 3D do BIM Aby zrozumieć czym jest BIM, przydatne jest zrozumienie, czym on nie jest. To więcej niż tylko następny krok w rozwoju rysowania 2D czy inne określenie projektów 3D. Przed 1990 r., obiekty infrastruktury lądowej, budynki i produkowane towary projektowano w większości przy użyciu ołówka i papieru. Leonardo Da Vinci mógłby wejść do typowej ówczesnej kreślarni i wciąż rozumieć stosowane w niej procesy. Mógłby się zdumieć, jak bardzo ulepszono ołówki i papier, ale podstawy procesu projektowania byłyby mu znajome. Kreślarstwo przeszło rewolucję wraz z nadejściem rysowania wspomaganego komputerowo (CAD), które zmieniło sposób, w jaki ludzie tworzyli wszelkie projekty - od mostów, przez budynki, po samochody. Procesy projektowania przyspieszyły, a przekazywanie projektów w ramach dużego zespołu stało się łatwiejsze. Mimo to, językiem projektowania wciąż były dwuwymiarowe linie, łuki i okręgi. Wyzwania związane z CAD 2D i 3D: Ręczna koordynacja zwiększa ryzyko konfliktów Brak inteligentnych danych wymusza ponowne przetwarzanie dla innych zastosowań, takich jak analiza i operacje Wprowadzanie zmian w projektach jest czasochłonne Trudność w wizualizacji i prezentacji alternatyw projektowych Powielanie danych zwiększa ryzyko błędów Nieco później, CAD weszło w erę 3D. Osoby nie będące projektantami mogły łatwiej wizualizować swoje projekty, ale obraz 3D np. systemu kanalizacyjnego wciąż był obrazem nieinteligentnym tak samo jak rysunek 2D. Typowy tok pracy nad projektem transportowym w 3D wyglądał podobnie jak w projekcie 2D. Na każdym jego etapie opracowaniu koncepcji, dokumentacji środowiskowej, opracowaniu projektu wykonawczego i planów, planowania budowy oraz sporządzenia dokumentacji powykonawczej niewiele było ponownego wykorzystywania czy dzielenia się danymi. www.autodesk.com/solutions/building-information-modeling/infrastructure 2
W przypadku CAD 2D i 3D, dane muszą być odtwarzane dla poszczególnych celów na każdym etapie procesu projektowania. Chociaż niewydajne i narażone na błędy, odtwarzanie danych jest często niezbędne, ponieważ nieinteligentne dane nie potrafią dostosowywać się do nowych potrzeb. Niektóre technologie CAD 3D próbują pokonać wady nieinteligentnych danych umożliwiając projektantom dodawanie atrybutów do elementów projektu. Na przykład, każdemu punktowi projektu oznaczającemu hydrant przeciwpożarowy można przypisać etykietę, co ułatwia policzenie i zlokalizowanie wszystkich hydrantów w projekcie. Jednakże, każdemu z tych hydrantów brakuje świadomości towarzyszącej inteligentnym danym. Hydranty nie wiedzą, czy spełniają specyfikacje dla swoich lokalizacji, albo czy włączono je do sieci zgodnie z przyjętymi standardami. Projekt 3D z etykietami nie spełnia założeń BIM. Pod wieloma względami bliżej mu do tradycyjnego projektu 2D niż prawdziwego procesu BIM. BIM pozwala pracować z inteligentnymi obiektami w ramach inteligentnego modelu. Ta inteligencja ma postać definicji, związków i danych geometrycznych, które kierują sposobem, w jaki model reaguje w miarę swojego rozwoju. Jeżeli dany element zmienia się, cały model dostosowuje się w taki sposób, by reszta modelu dynamicznie uwzględniała te zmiany. W przeciwieństwie do projektowania 3D i opartego na bazach danych, dane BIM znajdują się wewnątrz modelu, a nie są atrybutami w zewnętrznej bazie danych. Tak więc to samo oprogramowanie sprawia, że cały projekt jest spójny i skoordynowany. Potęga inteligencji BIM to całkowicie nowy sposób pracy. Inteligencja modelu BIM otwiera drzwi do nowych poziomów wydajności. Powiedzmy, że przy użyciu BIM projektujesz wiadukt. W ramach modelu, projektujesz konstrukcję wspierającą ten wiadukt. Każdy element tej konstrukcji - nasypy, filary i balustrady - jest zgodny ze specyfikacjami, które wyznaczyłeś dla projektu lub wybrałeś z biblioteki specyfikacji dla swojego regionu. Klient prosi o zmianę profilu. Modyfikujesz profil, a zmiana jest automatycznie odzwierciedlana w całym projekcie. Nie musisz ręcznie wprowadzać zmian do każdego elementu. Ale łatwość dokonywania zmian przy użyciu BIM to nie wszystko. Najbardziej imponujące zalety technologii tkwią w tym, co Ty wraz z całym zespołem projektowym, możecie zrobić z informacjami zawartymi w modelu. Wyobraź sobie, że pracujesz nad projektem w ramach inteligentnego modelu 3D, który obejmuje wszystkie sieci transportowe, media, otwarte przestrzenie, budynki oraz obiekty infrastruktury. Wybierz dowolną ulicę w mieście. Natychmiast widzisz jej lokalizację, dochodzące do niej ulice, uzbrojenie nad i podziemne, pobliskie budynki i inne informacje. Taki model ułatwiałby pracę nad projektem mającym wpływ na tę ulicę, a także usprawniał planowanie działań i obsługi technicznej na przedmiotowym terenie. Miasto oraz inni właściciele infrastruktury mogliby przeprowadzać symulacje, by lepiej ocenić ryzyko i ulepszyć funkcjonowanie swoich zasobów. Mogliby również łatwiej porównywać alternatywne rozwiązania planistyczne w kontekście aktualnie panujących warunków. W przeciwieństwie do CAD 2D lub 3D, dane BIM mogą być wykorzystywane w procesach wielobranżowych bez konieczności większych zmian. Stosowanie procesów BIM umożliwia: Stworzenie inteligentnego modelu i korzystanie z zawartych w nim danych przez cały okres eksploatacji obiektu Aktualizowanie poszczególnych obiektów w ramach modelu bez konieczności edytowania wszystkich elementów tych obiektów z osobna Udostępnianie modeli specjalistom z innych branży Modelowanie elementów tak, by odzwierciedlać ich rzeczywiste położenie w przestrzeni i relację względem pozostałych obiektów Proces projektowania w BIM różni się od CAD podobnie jak praca z danymi w tej technologii. W pozostałej części niniejszego dokumentu przedstawiono przegląd tych różnic wraz z radami, jak owe różnice uwzględnić przy przejściu na BIM. Wdrożenie BIM Czy wdrażając BIM dla infrastruktury powinieneś od razu wskoczyć na głęboką wodę i zmienić każdy aspekt swojej pracy? A może powinieneś przygotować bardzo szczegółowy plan uwzględniający każde kolejne działanie na drodze do całkowitego wdrożenia? Pierwszy sposób z pewnością okaże się bardzo frustrujący, nawet jeśli zaplanujesz przeszkolenie swojego zespołu na samym początku. Zespół nie zrozumie jasno ani planu przejścia na BIM, ani wspólnych celów, do których należy dążyć. Drugi sposób również ma swoje wady. Niektóre organizacje przesadzają z planowaniem wdrożenia BIM. Zdając sobie sprawę ze znaczenia przejrzystych standardów dla wdrożenia BIM, próbują ustanowić takie standardy dla wszystkiego, co robią jeszcze przed wdrożeniem BIM dla danego projektu. www.autodesk.com/solutions/building-information-modeling/infrastructure 3
Widok 3D rur w modelu BIM. Najlepszym wyborem jest przeanalizowanie tego, co Ty, Twoi klienci oraz reszta zespołu chcecie uzyskać w danym modelu w trakcie opracowywania projektu. Trzeba też rozważyć sposób, w jaki ten model może być wykorzystywany do zarządzania obiektem po jego realizacji. Wyznacz cele wspierające rzeczywiste wykorzystanie modelu i poinformuj o nich zespół. Zwróć uwagę, które informacje - jak atrybuty fizyczne i relacje między obiektami w ramach modelu - są ważne dla osiągnięcia Twoich celów. Wtedy będziesz gotowy do określenia standardów, które pomogą zacząć wdrożenie. Aby wdrożyć BIM musisz ustalić standardy dla obiektów, które wykorzystujesz w swoich projektach. Przydadzą się również szablony odpowiadające preferencjom Twojej firmy co do sposobu, w jaki przedstawiane są obiekty. Standardy BIM mają różne formy, w tym: Szablony modeli Scentralizowana biblioteka treści w ramach narzędzi BIM Plik z parametrami w ramach Twoich narzędzi, który można aktualizować i udostępniać w zespole Biblioteki obiektów dotyczące konkretnych branż. Często można je przekonwertować z istniejących bibliotek szczegółowych Standardy będą potrzebne dla wszystkich powszechnie używanych obiektów. Najprościej zacząć od biblioteki standardów BIM pasujących lub zbliżonych do tego, czego potrzebujesz Ty i Twoi klienci. Standardy można modyfikować, dostosowując je do własnych potrzeb i preferencji. Na przykład, oprogramowanie Autodesk AutoCAD Civil 3D zawiera bibliotekę standardów dla wielu rodzajów obiektów infrastruktury lądowej, takich jak sieci rurociągów grawitacyjnych i ciśnieniowych oraz ich klasy. Standardy z bliska: sieci kanalizacyjne Korzystając z sieci kanalizacyjnych jako przykładu, przyjrzyjmy się inteligencji i atrybutom obiektów, które trzeba określić wdrażając BIM. Zanim wejdziemy w szczegóły, trzeba pamiętać dlaczego tak ważne jest wcześniejsze określenie standardów. Z BIM projektujesz przy użyciu obiektów, a nie linii, łuków i kształtów. Elementy odwodnienia i struktury kanalizacji, takie jak rury i studzienki, to obiekty jednego większego modelu. Każdy obiekt zawiera informacje o sobie i swoich relacjach względem innych obiektów w tym modelu. Na przykład, rura to nie tylko kilka linii i tekst. W procesie BIM, informacje, które określają taką rurę obejmują: Geometrię fizyczną rury, w tym grubość ścian i średnicę Wytrzymałość strukturalną Zasady projektowe rządzące układaniem rury, takie jak wymogi dotyczące dopuszczalnego pokrycia Nachylenie minimalne wobec prędkości przepływu wody Informacje o warunkach, takie jak spójność strukturalna www.autodesk.com/solutions/building-information-modeling/infrastructure 4
Widok z góry projektu wykonanego w procesie BIM. Po wstawieniu rury do modelu, będzie ona mogła sama zasugerować swoje właściwości w oparciu o standardy projektowe, które ustaliłeś oraz położenie i charakterystykę pozostałych obiektów modelu. Jak już wspomniano, rozpoczęcie pracy z gotowymi standardami BIM, dopasowanymi lub zbliżonymi do tych, które już stosujesz, pozwoli oszczędzić czas. Przed rozpoczęciem projektu, dokładnie dostosuj definicje wszystkich ważniejszych elementów sieci do używanych przez Ciebie standardów. Ponieważ zestawy planów są wciąż często wymaganym produktem pracy, dopilnuj, by określono sposób, w jaki chcesz, by każdy obiekt wyglądał w drukowanej dokumentacji budowlanej. Preferencje te są bardzo często charakterystyczne dla danej organizacji albo obszaru geograficznego. Zdefiniowanie własnych standardów drukowania zapewni, że praca wykonana w BIM zachowa styl Twojej firmy również w dokumentach. W przypadku sieci kanalizacyjnych, potrzeba zdefiniować takie obiekty, jak wloty, pokrywy studzienek i rury. Pomyśl o materiałach, które chcesz wybrać dla każdego z nich. Czy rury będą z tworzywa sztucznego, metalu czy betonu? Dopasuj wszelkie gotowe standardy materiałów istniejące w narzędziach BIM do preferowanych specyfikacji. Równie ważne jest zdefiniowanie kryteriów rządzących zachowaniem obiektów. Wcześniej zdefiniowane standardy będą zapewne dotyczyć wielu powszechnych kryteriów, takich jak rozmiar i grubość rur. Inne kryteria będą bardziej charakterystyczne dla Twojego regionu czy sposobu pracy. Dokładne zdefiniowanie kryteriów pozwoli później oszczędzić wiele czasu. Na przykład, kiedy określisz minimalną separację między rurami kanalizacji burzowej i innymi elementami uzbrojenia, twoje narzędzia BIM pomogą utrzymać tę odległość automatycznie w całym projekcie. Tworzenie modelu stanu istniejącego Używanie BIM w projekcie infrastrukturalnym rozpoczynasz od stworzenia inteligentnego modelu istniejących warunków, który pomoże przyspieszyć tempo prac nad projektem. Porównaj to teraz z tradycyjnymi rysunkami, którym często brakuje wystarczających szczegółów i dokładności, by mogły się przydać na późniejszych etapach projektu. W procesie BIM, model istniejących warunków będzie miał formę 3D oraz będzie przestrzennie dokładny i bogaty w dane nie będzie to zwykłe 2D czy zbiór elementów 2D wyświetlonych z efektami 3D. Droga do sukcesu zaczyna się od gromadzenia wszystkich potrzebnych danych i przypisania odpowiedniej inteligencji do poszczególnych obiektów w modelu. Proces tworzenia modelu istniejących warunków w Autodesk InfraWorks 360 do projektowania koncepcyjnego, który wspiera procesy BIM rozpoczyna się od zgromadzenia danych. Prawdopodobnie zaczniesz dysponując pewnymi danymi geodezyjnymi dotyczącymi danego obszaru. Techniki geodezyjne oparte na skanowaniu laserowym generują szczegółowe chmury punktów, które można wprowadzić bezpośrednio do oprogramowania. Uzupełnij swoje dane geodezyjne o dane z innych źródeł. Przekonasz się, że dla wielu obszarów można skorzystać z wielu gotowych danych z systemu informacji przestrzennej(gis), pomiarów lotniczych, danych o mediach, a także danych planistycznych i środowiskowych. W swoim modelu istniejących warunków możesz wykorzystać nawet takie źródła, jak Bing Maps. 5
Proces BIM pozwala łatwiej badać projekty w kontekście stanu istniejącego. Dane przestrzenne w wielu najpowszechniejszych formatach możesz włączać do swojego modelu bez konieczności konwersji. Obiekty w ramach modelu posiadają atrybuty, które czynią je bardziej inteligentnymi. Na przykład, w modelu 3D rura wygląda jak rura. Ma ona również średnicę, głębokość pod powierzchnią gruntu oraz relację względem innych obiektów modelu. Inaczej niż w przypadku tradycyjnych projektów wstępnych w CAD, gdzie elementy takie jak uzbrojenie są widoczne jako warstwa 2D, której brakuje zdefiniowanych relacji względem elementów uwidocznionych w pozostałych warstwach. Na tym wstępnym etapie, możesz szybciej dodawać elementy modelu. W stosunkowo krótkim czasie możesz w bardziej wydajny sposób tworzyć i oceniać wiele alternatyw oraz przedstawiać decydentom różne opcje dla istniejących warunków. Przenosząc swój model do chmury, możesz udostępnić go na urządzeniach mobilnych w terenie. Możesz zbadać proponowane miejsce realizacji projektu wspólnie z decydentami, którzy będą mogli lepiej obejrzeć proponowane alternatywy w kontekście rzeczywistych warunków. Decydenci widzą dostępne opcje w bogatym wizualnie kontekście, co pomaga im dokonywać bardziej świadomych wyborów. Kiedy podejmą już odpowiednie decyzje, możesz przenieść wstępny model do AutoCAD Civil 3D. Oprogramowanie rozpozna obiekty w modelu. Stosując wcześniej zdefiniowane standardy do tych obiektów, automatycznie czynisz model bardziej szczegółowym i inteligentnym. To przykład korzyści, jakie odniesiesz, jeżeli włożysz trochę wysiłku w zdefiniowanie swoich standardów. Możesz zaoszczędzić więcej czasu w praktycznie każdym późniejszym projekcie, który będzie wykorzystywał te same standardy. Procesy projektowe w technologii BIM Do skutecznego wdrożenia BIM potrzebne jest stworzenie planu wykonania projektu. W przypadku mniejszych projektów, plan taki może być stosunkowo prosty. Przy większych projektach, w których jest wiele zainteresowanych stron, konieczne może być sporządzenie bardzo szczegółowego planu, dzięki któremu wszyscy będą zmierzać w tym samym kierunku. Dlaczego zawsze potrzebny jest plan? W BIM projektuje się przy użyciu inteligentnych obiektów. Musisz wiedzieć, jaką informację powinny posiadać te obiekty od samego początku projektu. Poza tym, kiedy udostępniasz projekt oparty na inteligentnych obiektach, jedna zmiana może mieć wpływ na cały projekt. Podstawowy plan wykonania projektu powinien: Przedstawiać, jak dużo informacji przypisać kluczowym obiektom modelu; na przykład, plan geodezyjny, który będzie wykorzystywany do nanoszenia punktów na podstawie pomiarów GPS, będzie wymagać większej precyzji Definiować jakie dane i w jaki sposób będą wykorzystywane przez cały cykl życia obiektu Określać czas i sposób przekazywania danych między uczestnikami projektu 6
Model powinien być wystarczająco szczegółowy, by móc posłużyć do wszystkich zamierzonych zastosowań w całym cyklu życia obiektu infrastrukturalnego. Ponieważ nasze dane można wykorzystywać w o wiele szerszym zakresie niż tradycyjne dane CAD 2D lub 3D, może się zdarzyć, że na początku projektu zadasz sobie wiele nowych pytań. Na przykład: Czy oprócz dokumentacji, model zostanie użyty również do montażu? W jaki sposób model zostanie wykorzystany podczas budowy? Do czego jeszcze mogę wykorzystać ten model? Do analizy, symulacji, optymalizacji? Co zawsze chciałem zrobić, a nie mogłem, w projektach realizowanych w CAD 2D albo 3D? Kiedy i w jaki sposób będziemy wymieniać się danymi z innymi branżami w ramach projektu? Codziennie? Co tydzień? Co miesiąc? Jak często powinniśmy koordynować modele tworzone dla projektu? Dobrze zdefiniowany plan pomoże Twojemu zespołowi utrzymać dobry kierunek na drodze do opanowania BIM. Pomyśl o wzbogaceniu swojego planu o proces śledzący realizację ważnych etapów w procesie wdrażania BIM. Kiedy Twój zespół zobaczy i zacznie dzielić się korzyściami ze stosowania BIM, łatwiej mu będzie dostrzec wartość wysiłku wkładanego na początku w definiowanie standardów i procesów. Na przykład, takim przełomowym momentem może być pierwszy raz, kiedy inżynier zmieni profil i związane z nim elementy modelu, a cała dokumentacja zaktualizuje się automatycznie. Nie ważne jak dobrze rozumiemy i jak dużo czytamy o BIM, to właśnie takie chwile uświadamiają nam dlaczego branża przechodzi na stosowanie inteligentnych modeli. BIM: wdrażaj, wspieraj i realizuj Wdrożenie Standardy i procesy Technologia Modele Wsparcie dla zespołu Szkolenie i edukacja Określenie celów i dzielenie się nimi Realizacja projektu Koordynacja projektu Zarządzanie modelami Przekazywanie wiedzy Przygotuj się do udanego przejścia na BIM. Zacznij od ustalenia, jakich standardów i technologii potrzebujesz na początek. Wspieraj swój zespół przez szkolenia i wyznaczanie celów, które są możliwe do zrealizowania. Następnie opracuj procedury koordynacji i zarządzania. Wreszcie, dopilnuj byś gromadził i dzielił się wiedzą o projekcie. Wnioski Przejrzysty plan może pomóc z powodzeniem wdrożyć BIM dla infrastruktury. Działania, które powinieneś podjąć: Zaplanuj przeszkolenie swojego zespołu; wdrożenie BIM będzie wymagać nowego sposobu myślenia, ponieważ proces ten znacząco różni się od tradycyjnego procesu CAD Określ standardy i zasady, które trzeba zdefiniować Zastanów się nad potrzebnym oprogramowaniem i sprzętem; aby jak najlepiej wykorzystać przejście na BIM, rozważ technologię umożliwiającą przenoszenie informacji projektowych z planowania, przez projekt koncepcyjny, projekt wykonawczy do etapu budowy bez potrzeby ponownego opracowywania lub powielania danych Sporządź plan dla każdego projektu infrastrukturalnego w BIM, który będzie określać potrzeby w zakresie udostępniania danych i procesów dotyczących cyklu życia modelu Dokumentuj i udoskonalaj procesy Nie musisz przechodzić przez ten proces sam. Autodesk oraz partnerzy Autodesk mogą pomóc opanować BIM a jednocześnie uniknąć błędów po drodze. Dowiedz się więcej o rozwiązaniach Autodesk BIM dla infrastruktury. Ilustracja na stronie tytułowej dzięki CSoft-Terra, Samara, Rosja Autodesk, the Autodesk logo, AutoCAD, Civil 3D, and InfraWorks 360 are registered trademarks or trademarks of Autodesk, Inc., and/or its subsidiaries and/or affiliates in the USA and/or other countries. All other brand names, product names, or trademarks belong to their respective holders. Autodesk zastrzega sobie prawo do zmiany oferty produktów i usług, a także specyfikacji i cen w dowolnym terminie bez uprzedniego zawiadomienia. Autodesk nie ponosi odpowiedzialności za ewentualne błędy graficzne lub typograficzne w niniejszym dokumencie. 2015 Autodesk, Inc. Wszelkie prawa zastrzeżone. 7