Bim-системы

Привет, Хабр! Меня зовут Алексей Новиков, уже 5 лет я занимаюсь информационным моделированием систем электроснабжения в компании STEP LOGIC.

Раньше основной ценностью работы проектировщика был комплект чертежей, сейчас это информационная модель, которая является продуктом не конкретного сотрудника, а целой команды. Мы неоднократно сталкивались с ситуациями, когда из-за разного подхода к проектированию информационная модель превращалась в простой набор геометрических форм, параметры и связи в котором были понятны лишь одному проектировщику. Всё это усложняло командную работу. Мы раз за разом задавались вопросом: как сделать процесс проектирования прозрачным для всей команды, а результат более прогнозируемым? Так родилась идея создания системы проектирования электроснабжения, которая должна автоматизировать рутинные процессы и упростить внесение изменений в проект, а значит и нашу жизнь. Выигрывает от этого и заказчик: время подготовки проекта сокращается, а на выходе получается более качественный продукт.

Изначально для проектирования зданий использовались бумага и кульман. Переход от плоских чертежей к трехмерным стал возможен с появлением и развитием AutoCAD и подобных программ. А с ростом популярности Building Information Modeling (BIM) на рынке появился целый ряд технологий для создания информационных моделей зданий.

Для работы я использую Autodesk Revit, который занимает большую нишу. Проектирование в Revit сильно отличается от того же AutoCAD, в котором можно за несколько дней научиться рисовать линии и ставить размер. С Revit это не работает. Здесь нужен другой подход, моделирование осуществляется элементами экземплярами семейств, которые изначально надо создать.

Помимо геометрии, их наделяют набором физических параметров: масса, мощность, сопротивление и т.д. Затем созданные элементы размещаются в пространстве, объединяются в системы и после выполнения соответствующих расчетов можно получить чертежи однолинейных схем, длины и сечения кабелей, значения освещенности помещений, зоны молниезащиты, токи короткого замыкания и другую информацию.

В результате мы имеем максимально наполненную информационную модель базу данных с элементами, их параметрами и зависимостями, правильно используя которую можно сформировать всю необходимую документацию: начиная от планов и однолинейных схем и заканчивая спецификациями и заданиями для смежных отделов. Можно сказать, что мы создаем прототип цифрового двойника объекта.Следующий шаг после создания модели оптимизация ее систем и элементов для принятия наиболее правильных проектных и эксплуатационных решений.

Но, как и другие аналогичные программы в первую очередь Revit заточен под архитектурную и строительную часть проектов, так как они занимают львиную долю всех бюджетов. Функционал же проектирования инженерных систем (которыми я и занимаюсь) здесь во многом ограничен. Конечно, определенный набор инструментов в программе все же заложен, но для создания моделей слаботочных систем, электроснабжения, кондиционирования и вентиляции в полном объеме его явно недостаточно. Поэтому возникла идея создать дополнительный функционал для Revit.

Чего не хватает:

1. Расчетная часть программы минимальна и соответствует западным нормативам и стандартам. Более того, результаты расчетов зачастую неверны. Тестовые расчеты показали, что значения средней освещенности могут различаться на 20-30%. Для примера результаты расчетов для одного и того же помещения в Revit составили 653 лк, а в специализированном софте Dialux Evo - 496 лк.

2. Возможности создания выходных документов сильно ограничены. Например, применять отображение однолинейных электрических схем из Revit можно исключительно от безысходности, так как создать его можно только в виде таблицы. Добавление дополнительных аппаратов или контактов здесь невозможно.

3. Отсутствует возможность создания уникальной топологии схем инженерных систем. Например, нельзя создать и рассчитать схемы с АВР или кольцевые схемы. Но ведь именно с такими решениями приходится сталкиваться при проектировании сложных комплексных объектов.

С чего мы начинали работы по созданию плагинов для Revit

После тщательного анализа и выявления главных трудностей при проектировании инженерных систем в Revit, наша команда обратилась к уже разработанным плагинам. Их можно разделить на две большие группы.

Коммерческие плагины, например, достаточно популярный пакет MagiCAD для Revit или RChain. На начальных этапах работ мы рассматривали возможность применения коммерческих плагинов, но отказались от этой идеи, потому что:

• Плагины решают конкретный ограниченный набор задач. Поэтому их функционал необходимо было вписывать в общую концепцию системы проектирования. И получалось, что проще написать свой модуль, чем интегрировать сторонний. Все алгоритмы и процессы будут понятны в отличие от сторонних плагинов.

• Качество расчетов при тестировании вызывало ряд вопросов, не всегда хватало глубины проработки расчетной части.

• Отсутствовала возможность кастомизации. Например, после генерации однолинейной схемы невозможно добавить в цепь независимый расцепитель, контактор или другое дополнительное оборудование.

• Недостаточная интеграция с информационной моделью.

Плагины от вендоров (Schneider-Electric, Siemens, ДКС), функционал которых заточен под применение конкретного оборудования. Некоторые из них довольно удобны в применении, но, к сожалению, все они идут в привязке к вендору. То есть, грубо говоря, возможности перейти в проекте на оборудование другого производителя без внешних доработок там нет.

Рис.1. Плагин Bim Electrical Design от Schneider Electric обладает отличным модулем по расчету токов нагрузки. Но здесь мы можем производить расчеты только для оборудования SE.

После анализа стало ясно, что под наши задачи необходимо создать собственную систему проектирования электроснабжения, включающую функционал Revit, плагины сторонних производителей (вендоров) и наши собственные разработки. Чтобы при совершении определенного набора действий мы могли получить понятный, предсказуемый и быстрый результат.

Проектирование первых плагинов

Подробный процесс создания плагинов опишу на примере разработки функционала связи Revit с Dialux Evo.

Как я уже говорил выше, встроенный функционал Revit позволяет рассчитывать освещенность пространств, но проведённое тестирование показала крайне низкую точность этих расчетов. А вот Dialux Evo считается одним из самых передовых софтов в этой сфере. Для повышения точности в наших проектах мы решили провести взаимную интеграцию между Revit и Dialux Evo. В идеале хотелось получить полноценную двустороннюю связь между этими программными продуктами с минимальным набором промежуточных действий.

В первую очередь мы поставили перед собой задачу автоматизировать передачу информации о модели из Revit в Dialux Evo. В Dialux Evo можно импортировать трехмерные модели в форматах .ifc и .stf. Несмотря на то, что в Revit есть собственный функционал по созданию файла .ifc, мы остановились на генерировании файла .stf. Это было обусловлено следующими причинами:

1. .stf в отличии от ifc передает данные не только о геометрии (пространствах), но и о светильниках. Таким образом мы можем передать в Dialux Evo координаты, углы поворота и типы светильников.

2. На больших моделях (высотные здания) .stf гораздо удобнее, так как мы создаем только отметку уровня и не перегружаем расчетную модель избыточной информацией.

Из минусов стоит отметить, что нам необходимо предварительно создать (или скопировать из внешнего файла АР) пространства, так как именно они в итоге будут передаваться в Dialux Evo.

В результате было разработано два плагина по созданию файла .stf на основе выбранного уровня.

Рис.2. В зависимости от этапа работ проектировщику предлагается сгенерировать файл .stf на основе только пространств или пространства плюс светильники.

Через генерирование файла .stf и импорт этого файла в Dialux Evo мы осуществили передачу информации о пространствах (геометрии) и светильниках (координаты, угол поворота, тип).

Одной из основных сложностей при создании плагинов стала корректность передачи углов светильников. Мы разработали собственные алгоритмы конвертации углов при переходе из Revit в Dialux Evo и обратно, которые производят обработку более 60 различных вариантов размещения светильников в пространстве. Сейчас в нашей системе реализована возможность создания светильников на потолке, стенах, полу или же произвольно в пространстве под любым углом.

Следующей задачей стала передача информации из Dialux Evo в Revit. Экспортировать из Dialux Evo можно файл формата .dwg. Он содержит блоки светильников и таблицы с данными об их типах и расчетных значениях освещенностей пространств. В блоках светильников находится информация о координатах и углах светильников, а принадлежность блока к слою указывает на тип светильника. Таким образом, сгенерированный в Dialux Evo файл .dwg, содержит всю необходимую нам информацию.

В результате получаем плагин, который на основе .dwg файла создает светильники в модели Revit. Расставляет их на свои места с нужными углами и прописывает в пространства результаты расчетов из Dialux Evo.

То есть двусторонняя интеграция Revit и Dialux Evo выглядит следующим образом: Revit - файл.stf Dialux Evo - файл.dwg Revit.

Рис.3. Так модель выглядит в RevitРис.4. Эта же модель в Dialux Evo

В результате работы мы создали более 100 плагинов. Их основной функционал включает в себя:

1. Анализ кабельных конструкций и раскладку кабелей

2. Электротехнические расчеты и расчеты токов короткого замыкания

3. Конфигурирование электрических щитов и построение однолинейных схем

4. Построение структурной схемы системы электроснабжения всего объекта

5. Интеграция между Revit и Dialux Evo

6. Аналитика по заполнению кабельных лотков. Происходит построение разрезов лотка и расчет горючей массы кабелей в лотке.

7. Создание таблиц и интеграция с Excel. В частности, происходит выгрузка полной спецификации ЭМ. И приведение спецификации к гостированному виду.

8. Создание планов оборудования, распределительной и групповой сети, кабельных трасс и планов освещения

9. Мониторинг параметров оборудования смежных разделов

10. Расчет и построение зоны молниезащиты

11. Расчет сопротивления заземляющего устройства

12. Создание кабельных проходок

Как выглядит система проектирования электроснабжения

Для того, чтобы создать внешний вид системы электроснабжения, я представил свое понимание этого процесса в виде блок-схем. Через несколько итераций и упрощений родилось такое отображение.

Рис.5. Интерфейс системы проектирования электроснабжения

По сути в этом интерфейсе расписан весь процесс, который проходят инженеры при проектировании объекта, разбитый на наиболее характерные этапы работ.

В соответствующей вкладке можно получить наиболее полную информацию о выполняемых работах и инструментах. Здесь же размещается панель навигации и ссылки на все используемые на данном этапе работ плагины, где содержится информация об их функционале и соответствующий видеообзор.

Рис.6. Так выглядит вкладка Проведение электротехнических расчетов

На основе разработанной системы проектирования электроснабжения инженер-электрик понимает всю процедуру, инструменты и шаги по созданию информационной модели, а инженеры-оформители получают информацию о том, как и с помощью какого функционала создавать выходные документы. То есть разработанный инструментарий позволяет нам на постоянной основе поддерживать высокое качество информационной модели.

Переход от бумажных чертежей к проектированию в 2D, далее 3D и BIM требует смены инструментария. При наличии системы, пройдя соответствующее обучение на тестовых моделях в системе, проектировщик в короткий срок сможет понять всю процедуру проектирования и создания информационной модели.

Из-за меняющихся нормативных документов и требований заказчиков систему проектирования необходимо постоянно развивать. Описание этого процесса можно проиллюстрировать с помощью цикла Деминга-Шухарта (PDCA plan, do, check, act). С определенной периодичностью мы планируем и проводим изменения, а затем проверяем и актуализируем их.

С помощью системы мы можем максимально грамотно внедрять лучшие практики, повышая уровень проектировщиков и проектирования в целом. Проектировщику больше не нужно заниматься рутинными процессами, высвобождается время для принятия наиболее обоснованных схемных или компоновочных решений.

Если заглянуть на 5-10 лет вперед, то я вижу некоторое переформатирование роли проектировщика. Человек со стопкой ГОСТов и калькулятором превратится в своего рода архитектора решений, задача которого заполнение модели оборудованием, задание параметров и организация связи между этими элементами. А выбор кабелей, подбор коммутационных аппаратов, создание чертежей и многое другое будет выполняться автоматически.

В заключении минутный ролик, в котором мы собрали основной функционал нашей системы и показали, как он его можно использовать при проектировании.

Остались вопросы обязательно задавайте их в комментариях.

Мы продолжаем серию статей, посвященных технологиям информационного моделирования в промышленном и гражданском строительстве. Ранее в материале Российские BIM-технологии: комплексное проектирование на базе Model Studio CS мы рассказали, как комплекс Model Studio CS реализует на основе единой программной линейки концепцию среды общих данных, информационного моделирования и комплексного проектирования. Следующие статьи мы посвятим автоматизированным рабочим местам (АРМ) для специалистов различного профиля.

Начнем с Model Studio CS Генплан решения, предлагающего все необходимое для эффективной работы инженера-генпланиста. Программный комплекс построен по модульному принципу. Модуль Model Studio CS содержит общие основные команды. Инструменты для работы с объектами собраны в модуле CADLib Проект. Работа с поверхностями осуществляется средствами модуля Генплан, а для решения прикладных задач предназначен модуль Гео.

Model Studio CS Генплан: основные инструменты

Model Studio CS Генплан это система комплексного трехмерного проектирования объектов промышленного и гражданского назначения, обеспечивающая быстрое и удобное создание существующих и проектных поверхностей, размещение на плане зданий и сооружений, объектов благоустройства, а также выпуск проектной/рабочей документации. Продукт адресован специалистам отделов изысканий и генплана.

Охватывает круг задач, связанных с созданием цифровых моделей местности и рельефа. Формирование таких моделей, необходимых при BIM-проектировании, позволяет минимизировать проектные ошибки, решать различные прикладные задачи, получать актуальные данные при эксплуатации объектов.

Технология совместной работы с единой базой Model Studio CS

Как и все продукты комплексной линейки трехмерного проектирования Model Studio CS, программный комплекс Model Studio CS Генплан позволяет работать на платформе nanoCAD Plus 21.0, nanoCAD Plus 11.1 или AutoCAD 2017-2022.

О решениях, положенных в основу коллективной работы, подробно рассказано в статье Российские BIM-технологии: комплексное проектирование на базе Model Studio CS, поэтому здесь лишь вкратце напомню основные моменты.

Параллельную совместную работу над 3D-проектом обеспечивает технология CADLib Проект инструмент, позволяющий объединить в едином информационном пространстве спроектированные модели объекта по всем специальностям, использовать модели смежников в качестве подосновы, привязывать 3D-модели к заданиям и к переписке между участниками проекта.

Коллективный доступ к комплексной BIM-модели и управлению инженерными данными информационной модели, структурирование, хранение, визуализация информационных моделей, их проверка на предмет коллизий осуществляются в среде общих данных CADLib Модель и Архив (рис.1).

В самом начале работы проектировщики, работающие в Model Studio CS, подключаются к базе проекта из специализированных приложений с помощью технологии CADLib Проект. Это позволяет осуществлять доступ к актуальным настройкам проекта и 3D-моделям, а также быстро публиковать изменения в общую базу данных.

Рис. 1. Отображение поверхностей в среде CADLib Модель иАрхив

База оборудования, изделий и материалов

В среду проектирования встроена база данных оборудования, изделий и материалов (рис.2), содержащая наборы типовых зданий и сооружений, элементы благоустройства (деревья, кустарники, малые архитектурные формы) и автодорог (дорожные знаки, дорожное оборудование, освещение), а также макеты людей и техники. Пользователь может самостоятельно пополнять базу новыми объектами параметрической графики.

Рис. 2. База данных оборудования, изделий и материалов

Работать с базой данных легко и просто. Требуется лишь выбрать в ней объект и разместить его на модели оборудование отобразится на чертежах в необходимых размерах, а также будет учтено в спецификациях и других документах. Все объекты библиотеки параметрические: им можно задавать собственные необходимые размеры. Предусмотрена возможность без вставки в чертеж просмотреть, как выглядит объект, и (также без вставки) получить полную информацию о нем. База данных может работать как в локальном режиме на рабочем месте пользователя, так и в режиме общего доступа с разграничением прав использования на сервере организации.

Инструменты построения модели

Model Studio CS Генплан состоит из нескольких модулей:

• Model Studio CS содержит общие основные команды;

• CADLib Проект включает средства работы с объектами проекта;

• модуль Генплан предоставляет инструменты для работы споверхностями;

• модуль Гео позволяет решать прикладные задачи.

Цифровая модель рельефа

Одной из важнейших задач при проектировании генплана является создание трехмерной цифровой модели рельефа. Такая модель формируется в виде 3D-граней и строится с использованием отметок и структурных линий. Model Studio CS Генплан позволяет быстро и просто построить модели как существующего, так и проектного рельефа.

В качестве исходных данных для проектирования (рис.3) могут использоваться:

• отсканированные чертежи, по которым можно выполнять сколку существующего рельефа и ситуации;

• облако точек, полученное в результате лазерного сканирования;

• текстовый файл с точками, имеющими координаты XYZ;

• поверхность, созданная в виде 3D-граней в любом другом программном обеспечении;

• плоский чертеж формата *.dwg, на котором есть отметки в виде текста и маркера. Программа считывает высотное положение отметок из текста.

Рис. 3. Исходные данные для проектированияРис. 4. Цифровая модель рельефа

Для редактирования модели (рис.4) используются такие операции, как переброс ребер, изменение отметки, перемещение узла, вставка и удаление точек. По созданной поверхности создаются и подписываются горизонтали (рис.5).

Рис. 5. Горизонтали по существующей поверхности

Для создания проектной поверхности и расчета вертикальной планировки (рис. 6) в Model Studio CS Генплан предложены удобные инструменты. На плане расставляются опорные точки и уклоноуказатели между ними. Точки динамически связаны с уклоноуказателями. При изменении уклона, расстояния или проектной отметки выбранные параметры пересчитываются. Выполняется расчет точек по заданному уклону и расстоянию и расчет откосов с выходом на заданную поверхность.

Рис. 6. Расчет вертикальной планировки площадки

Горизонтальная планировка

Посадку на генплан зданий и сооружений (рис. 7) можно осуществить несколькими способами:

• вставить типовые здания из библиотеки изделий и материалов;

• отобразить проектируемые здания, созданные специалистами смежных разделов, из базы данных проекта в CADLib Модель и Архив;

• применить специальную команду;

• использовать возможности платформы.

Рис. 7. Расположение зданий и сооружений на генплане

На генплане расставляются элементы благоустройства и озеленения (рис.8). Все элементы (рис.9) хранятся во встроенной библиотеке стандартных компонентов, открытой для пополнения пользователем.

Рис. 8. База данных оборудования, изделий и материалов в части благоустройстваРис. 9. Пример благоустройства и озеленения площадки

Выпуск документации

Математическое ядро Model Studio CS формирует чертежи (рис.10) на основе трехмерной модели. Программа генерирует планы, виды и разрезы, в автоматическом режиме проставляя отметки, выноски, позиционные обозначения и размеры.

Процесс получения чертежа прост, понятен каждому проектировщику и сводится к выполнению несложных действий:

• определить линию разреза, а также его глубину и высоту, то есть установить границы вида на модели;

• указать место на чертеже, задать масштаб чертежа и выбрать из списка размеры и обозначения, подлежащие автоматической простановке.

В дополнение к правилам оформления разрезов, видов, планов и схем, основанным на ГОСТ, пользователь может настроить собственные правила для этого применяется Мастер оформления, который позволяет создавать, редактировать, импортировать и экспортировать профили простановки размеров, выносок, отметок уровня.

Рис. 10. Получаемые чертежи

По всем объектам, размещенным в модели на генплане, можно автоматически получить ведомости и спецификации (рис.11), соответствующие требованиям ГОСТ. Предусмотрена возможность самостоятельной настройки шаблонов документов.

Рис. 11. Пример получаемых ведомостей и спецификаций

По расставленным зданиям и сооружениям автоматически формируется экспликация (рис.12).

Рис. 12. Пример экспликации зданий и сооружений

Работа с геоданными

Model Studio CS Генплан позволяет интегрировать геологическую модель (рис. 13) например, созданную в программе CREDO с трехмерной моделью Model Studio CS и использовать данные этой модели для генерации продольного профиля, а также для расчета земляных работ по геологическим слоям.

Рис. 13. Пример геологической модели

Заключение

Model Studio CS Генплан это новый перспективный продукт, эффективный и простой в использовании, значительно расширяющий возможности платформ nanoCAD/AutoCAD, делающий работу инженера более комфортной и эффективной.

Программа активно развивается. Разработчики, стремясь создавать инструменты, максимально полезные пользователям, находятся в постоянном диалоге с проектировщиками. В ближайших планах создание функционала для построения дорог, примыканий и перекрестков по внутриплощадочным проездам; формирование базы данных условных обозначений для изыскателей; специализированные объекты (разбивочный базис, раскладка плит, формирование монолитных участков) и многое другое.

Ольга Белкина,
эксперт по решениям генплана
отдела комплексной автоматизации
в строительстве
ГК CSoft
E-mail: belkina@csoft.ru

Введение

Проектирование сложных общественных игражданских зданий исооружений невозможно без надежных исовременных средств автоматизации проектирования. Одним из таких инструментов, чья эффективность уже доказана на практике, стала линейка продуктов Model Studio CS. Созданная для российской инженерной школы, она включает в себя лучшие мировые достижения вобласти информационных технологий иСАПР, учитывает российскую технологию проектирования изарубежный опыт, предлагает русскоязычную среду проектирования ибазы данных материалов и изделий.

Model Studio CS современная и мощная российская программная система, обеспечивающая все необходимое для комплексного параллельного трехмерного информационного проектирования.

Продолжая знакомить читателей с материалами, представленными ГК CSoft на вебинаре Унифицированные АРМ на базе Model Studio CS и nanoCAD, который состоялся 20октября 2020г., предлагаем вашему вниманию обзор АРМ Строителя (АР, КМ, КЖ).

В основу АРМ Строителя положен Model Studio CS Строительные решения эффективный и простой в использовании программный продукт для быстрого и удобного создания цифровой трехмерной модели объектов промышленного и гражданского назначения по разделам АР, АС, КМ и КЖ. Несомненным его плюсом является мультиплатформенность: в качестве графической платформы может использоваться и nanoCAD, стремительно набирающий популярность в нашей стране, и AutoCAD версий 2017-2022.

Технология совместной работы с единой базой Model Studio CS

О решениях, на которых базируется коллективная работа, подробно рассказано в статье Российские BIM-технологии: комплексное проектирование на базе Model Studio CS, поэтому здесь ограничимся кратким упоминанием основных моментов.

Параллельную совместную работу над 3D-проектом обеспечивает технология CADLib Проект инструмент, позволяющий объединить в едином информационном пространстве спроектированные модели объекта по всем специальностям, использовать модели смежников в качестве подосновы, привязывать 3D-модели к заданиям и к переписке между участниками проекта.

Коллективный доступ к комплексной BIM-модели и управлению инженерными данными информационной модели, структурирование, хранение, визуализация информационных моделей, их проверка на предмет коллизий осуществляются в среде общих данных CADLib Модель и Архив.

Информационная модель в CADLib Модель и Архив

В самом начале работы проектировщики, использующие Model Studio CS, подключаются к базе проекта из специализированных приложений с помощью технологии CADLib Проект. Это позволяет осуществлять доступ к актуальным настройкам проекта и 3D-моделям, а также быстро публиковать изменения в общую базу данных.

Экспорт в расчетные системы

Для выполнения прочностного анализа конструкции предусмотрена возможность прямой, без использования промежуточных форматов, передачи 3D-модели здания и данных по нему из Model Studio CS Строительные решения в расчетные комплексы ЛИРА-САПР, ЛИРА-СОФТ и SCAD Office. В случае ЛИРА-СОФТ обеспечена двусторонняя связь: модель можно не только передать для расчетов, но и получить обратно.

Экспорт модели железобетонного каркаса в расчетные комплексы

Кроме того, Model Studio CS Строительные решения обеспечивает выпуск проектной и рабочей документации в соответствии с требованиями ГОСТ, включая автоматический расчет объемов работ. Недавно в программе реализована интеграция с системой АВС для разработки сметной и ресурсной документации.

Интеграция с CADLib Модель и Архив позволяет исследовать модель на коллизии с разработками, выполненными в смежных дисциплинах: например, проверить столкновения и пересечения объектов, а также нормативные расстояния между строительной частью и инженерными коммуникациями.

Работа с базой данных

Впрочем, рассмотрим основной функционал Model Studio CS Строительные решения по порядку. Начнем с базы данных, поскольку именно она содержит те кирпичики, из которых выстраивается вся модель, и является самой важной составляющей программного комплекса.

Model Studio CS Строительные решения, как и вся линейка Model Studio CS, позволяет работать с базой данных строительных элементов, изделий и материалов, встроенной в среду проектирования и не требующей вызова сторонних программ: доступ к ней осуществляется посредством удобного диалогового окна. Более 18000 единиц строительных элементов, хранящихся здесь, содержат параметрические геометрические объекты с необходимым набором атрибутивной информации, а также дополнительную информацию и специальные элементы управления геометрией, обеспечивающие интеллектуальное поведение. Пользователь может самостоятельно пополнять базу данных новыми объектами с помощью встроенного Редактора параметрического оборудования.

База данных строительных элементов и изделий встроена в среду проектирования

Model Studio CS Строительные решения предоставляет все необходимое для использования базы данных: средства поиска (простого или с предварительно заданными условиями), инструменты работы с предопределенными выборками, классификаторами. Предусмотрена возможность без вставки в чертеж просмотреть, как выглядит объект, и получить полную информацию о нем: марку, размеры, название завода-изготовителя, материал, вес, состав и другие данные, необходимые для принятия оптимального решения.

База данных может использоваться как локально, так и в режиме общего доступа на сервере и разбивается по соответствующим разделам проекта посредством выборок и классификаторов.

Ознакомившись с базой данных, сделаем краткий обзор технологий проектирования в Model Studio CS Строительные решения. Прежде всего остановимся на технологии проектирования разделов АР и АС.

Model Studio CS Строительные решения: основные инструменты

Model Studio CS Строительные решение предлагает инструменты, которые обеспечивают размещение в пространстве модели ограждающих конструкций в виде стен, перекрытий и кровли. В новейших версиях появился объект Стена, позволяющий при отрисовке автоматически производить сопряжение в углах поворота и создавать примыкающие соединения. Программа располагает инструментами раскладки стеновых сэндвич-панелей в пределах стен, размещения окон, дверей, технологических отверстий и других объектов, которые обеспечивают взаимодействие со стеной. Кроме того, пользователю доступны средства создания перекрытий с заданным уклоном и расширенный интерфейс для работы с маркером помещения, позволяющий формировать на выходе ведомость отделки помещения и экспликацию полов. Следует отметить, что ведомость полов формируется автоматически при вводе соответствующих данных в свойства объекта. И наконец, Model Studio CS Строительные решения предоставляет обширную базу данных мебели и оборудования.

Размещение ограждающих конструкций

Теперь о технологии проектирования раздела КМ, позволяющей работать с базой профилей металлопроката и сталей по ГОСТ, СТО и ТУ. Отметим, что при изменении нормативных документов база данных пополняется и актуализируется. Обеспечена возможность использовать библиотеку типовых параметрических узлов, а также разрабатывать пользовательские параметрические узловые соединения и сохранять их как библиотечные элементы.

Формирование трехмерной информационной модели по разделу КМ

В Model Studio CS Строительные решения реализован функционал, позволяющий генерировать металлический каркас путем ввода основных параметров. При этом отдельно хотелось бы упомянуть некоторые аспекты, касающиеся формирования металлических сборок КМ с последующим сохранением их в базу данных. При создании сборки КМ стало возможным автоматически определять вес изделия. Кроме того, для внесения новых элементов или удаления существующих металлическую сборку не требуется расформировывать. Отслеживание состава сборки при ее редактировании, а также расчет количества и состава подчиненных элементов выполняются в онлайн-режиме.

Отдельная тема технология проектирования кабельных эстакад. База данных содержит огромное количество параметрических объектов (фундаменты, стойки, балки кабельной эстакады). Процесс построения кровли эстакады автоматизирован. В новых версиях Model Studio CS база данных пополнилась узлами сопряжения кровли эстакады: крестообразными и примыкающими соединениями, а также угловым соединением, в котором можно редактировать угол наклона примыкающих частей кровли, а подрезка будет осуществляться автоматически. При работе со стойками и фундаментами поддерживается расстановка объектов с привязкой к рельефу местности.

Кабельная эстакада

Теперь рассмотрим технологию проектирования раздела КЖ. Model Studio CS Строительные решения предоставляет проектировщикам широкие возможности для работы со сборными и монолитными железобетонными конструкциями из базы данных. Например, существует команда, позволяющая производить детальное армирование монолитных конструкций с учетом защитного слоя бетона. В программе заложены такие объекты, как рабочая арматура, сварные арматурные сетки по ГОСТ, арматурные изделия хомуты, шпильки, скобы. После создания конструкции из набора отдельных элементов можно заняться сборкой и маркировкой элементов армирования для последующего сохранения готового изделия в базу данных. По этим арматурным изделиям можно выводить табличные документы в виде ведомости расхода стали, а также групповую спецификацию.

Мастер армирования типовых конструкций (столбчатых фундаментов, плит, стен, фундаментов под резервуары и др.) позволяет, введя основные параметры, получить армированную конструкцию и отчетную документацию.

Пример армирования столбчатого фундамента

Предусмотрены отдельные команды для работы со свайным полем: в новых версиях Model Studio CS Строительные решения можно одним щелчком мыши сформировать свайное поле по сетке осей либо с одиночной расстановкой свай по пересечению осей, либо с расстановкой свайного куста, также с последующей спецификацией.

Выпуск документации

После формирования модели в Model Studio CS Строительные решения мы можем приступить к выпуску проектной документации. Планы, разрезы и сечения здесь формируются автоматически. Также автоматически по заранее определенным правилам оформляется графика (с возможностью проставить выноски, отметки уровня, оси). Автоматизирован и процесс получения табличной документации в различных форматах (nanoCAD, AutoCAD, MS Word, MS Excel и др.). Пользователь может настроить собственные правила оформления чертежей и спецификаций.

Автоматическая генерация чертежей в Model Studio CS Строительные решения

Помимо отчетной документации в виде таблиц, есть возможность сформировать ведомость объемов работ. А если объектам назначены сметные свойства, вы можете с помощью специального инструмента экспортировать данные модели в систему ABC Смета и получить отчетные документы в виде смет.

Формирование ведомости объемов работ

В Model Studio CS Строительные решения при выпуске проектной документации можно учитывать рельеф местности: в пределах строительной площадки создавать модели траншеи, площадки и скважины, получать ведомости объемов земляных масс в зависимости от геологических слоев грунта и формировать продольные профили с учетом строительных конструкций.

Учет рельефа местности

Заключение

Model Studio CS Строительные решения является гармоничной составляющей комплексной системы проектирования единственной на платформе nanoCAD/AutoCAD, работающей с учетом национальных стандартов и традиций проектирования.

Программа активно развивается. Разработчики, стремясь создавать новые инструменты, максимально полезные пользователям, находятся в постоянном диалоге со специалистами ведущих проектных институтов.

Приятным сюрпризом для новых пользователей станет тот факт, что в комплект поставки Model Studio CS Строительные решения входит обширная русскоязычная документация в виде руководства пользователя, учебного пособия, тестовых примеров для получения тех или иных видов спецификаций и чертежей. Кроме того, срок обучения этой системе составляет всего 3-4 дня.

Александр Белкин,
заместитель руководителя
отдела комплексной автоматизации
в строительстве
ГК CSoft
E-mail: belkin@csoft.ru

В 17 веке каждый продвинутый голландский крестьянин хотел достать тюльпан, в 2017 продвинутый пользователь интернет хотел купить Биткойн. В наше время каждая продвинутая строительная компания мечтает о применении 4D-7D BIM в своем планировании и о тех конкурентных преимуществах, которые принесет им эта технология.

Эта серия статей посвящена неравномерному развитию BIM в разных странах. Эту тему нельзя начать без краткого экскурса в историю возникновения BIM-программ или, точнее, - форматов данных, которые привели сейчас к лоббистской борьбе за возможность планировать $10 триллионов новых строительных договоров каждый год и, как следствие, - к очень неравномерному развитию BIM в разных странах.

Также в статье коротко упомянем роль Советского Союза, который косвенно и прямо повлиял, хоть и в небольшой степени,на развитие BIM программ.

Создание IFC и buildingSMART

С чего началось активное внедрение BIM, без которого уже в 2030 году нельзя будет представить строительство любого объекта в любой стране мира?

Как и многое в этом мире, BIM начался с конфликта -> гонки вооружений и -> технологий военной отрасли, а точнее, с формата STEP. Этот формат был создан в конце холодной войны между СССР и США компаниями, занятыми проектированием сложной военной техники в первых программах для 3D-моделирования.Конфликт закончился поражением и развалом Советского союза в 1991 году. Уровень заказов на военную технику и ракеты снизился, и военные бюро перепрофилировали свою работу на гражданский сектор.

Маржа при производстве кастрюль и зданий меньше, чем при производстве танков и самолётов, поэтому интерес к дальнейшему развитию 3D формата STEP стал утихать, а создатели САПР (систем автоматизированного проектирования или CAD) для военной отрасли переориентировались на менее прибыльную отрасль гражданского строительства.

В это же время, к концу 80-х, новая программа AutoCAD, как флагманский продукт молодой компании Autodesk, всего через 4 года после создания стал самой распространенной программой для автоматизированного 2D проектирования в мире.

Underwater Archaeology with AutoCAD The Wreck of HMS Pandora 1984 Expedition

Вместе с успехом формата DWG для 2D моделирования Autodesk начал смотреть в сторону нового перспективного направления - 3D проектирования, при этом встал вопрос о создании нового формата, который придёт на замену DWG и STEP.

К этому времени пик популярности военного формата STEP уже прошёл, но при этом он оставался лидером, пока ещё мало кому известному, 3д проектирования. Так как вокруг формата STEP была уже создана богатая инфраструктура в виде массы спецификаций в статусе ИСО-стандартов, этот формат привлек внимание компании Autodesk, которая, после успеха своей первой программы AutoCAD, занималась разработкой новых продуктов для разных отраслей, включая архитектуру, гражданское строительство и машиностроение.

Чтобы взять под контроль создание нового формата, стандартов и их дальнейшее развитие, Autodesk вместе с группой консалтинговых и телекоммуникационных контор создает новый формат взамен устаревшего STEP.

Так в 1994 году рождается формат IFC, который в будущем успешно заменит формат STEP. Можно предположить, что сам формат полностью разработал Autodesk, и под его чутким руководством должно было бы проходить его дальнейшее развитие, а стандарты и правила использования для него - написали остальные участники сделки.

Но при этом уже через год товарищи из свежесобранного консорциума - по своей воле или по принуждению - приходят к пониманию, что IFC формат должен стать открытым и разрабатываться организацией с открытым членством. Таким образом в 1997 г. появился новый и уже переименованный консорциум - International Alliance for Interoperability.В 2005 году организация с непонятной аббревиатурой IAI была переименована в более хайповое и понятное название - buildingSMART.

REVIT - мировой лидер в планировании

В этом же, 1997 году, советский физик-ядерщик из Санкт-Петербурга, Леонид Райц, который после окончания Ленинградского государственного университета и ещё до развала Советского Союза эмигрировал на западное побережье Америки, основывает новую компанию - Charles River Software - и начинает заниматься разработкой новой программы для 3Д проектирования с именем Revit. Реальная разработка нового продукта началась в 1998 году, после присоединения математика Irwin Jungreis и привлечения инвестиций от Atlas Venture. С первым релизом в 2000 году программа получит название Revit.

left Irwin Jungreis, right Leonid Raiz. Sources: cadpanacea.com

С самого начала Revit был предназначен для того, чтобы позволить архитекторам и другим специалистам в области строительства проектировать и документировать здания путем создания параметрической трехмерной модели, включающей как геометрию, так и не геометрическую информацию о проектировании и строительстве, что также известно как информационное моделирование здания или BIM.

Два ключевых отличия в Revit от уже существующих на то время решений (например, от Archicad) заключались в том, что пользователи создавали параметрические компоненты в графическом редакторе семейств, а не на языке программирования, и модель фиксировала все взаимосвязи между компонентами, видами и аннотациями, так что изменение любого элемента автоматически распространялось на всю модель.

Program interface Revit 2000. Справа можно найти много русских фамилий

В 2002 году Autodesk, увидев огромный потенциал новых методов конструирования, созданных компанией Леонида Райца, покупает всю компанию и программу Ревит за 133 миллиона долларов.

С этого момента, то есть с 2002 года, выручка компании Autodesk на продукте Revit начинает удваиваться каждый квартал. Уже через 4 года после покупки Autodesk продавала более 15 000 коммерческих лицензий Revit в квартал. Revit сразу становится золотой антилопой для всего консорциума. Если в 2005 году Revit (вместе с Civil3d) давал 15% всей чистой выручки Autodesk, то всего через год, в 2006 г., - уже 25%.

Annual revenue Autodesk 2005. Page 79

С 2007 года упоминания о Revit пропадают из финансовых отчётов Autodesk, и в последующих финансовых отчетах за год тяжело или, точнее, уже невозможно найти данные о количестве купленных лицензий Ревит и об общем проценте от $3,4 млрд. годовой выручки, который приносит Revit компании Autodesk.

Можно догадываться по параболическому распространению Revit как стандарта проектирования, что сегодня основная выручка и прибыль компании Autodesk состоит из продажи лицензий Ревит и продуктов, построенных для него, таких как, например, BIM360. Это удачная покупка, сделанная в 2002 году, и сегодня дает движение и рост всей компании Autodesk.

Conclusion

Трехмерной печати, вероятно, не было бы, если бы не Леонид Райц. И самолета Боинг 777 тоже. Равно как и Revit, ставшего отраслевым стандартом BIM, в котором проектируются трехмерные модели зданий и где эти здания потом оживают. Это не моё мнение, это дословный перевод - выдержка из статьи Форбс за 2019 год.

Что же мы получаем к началу 2000-х? Новый формат IFC, как новая версия устаршего военного формата STEP, и набирающий обороты Revit со своими новыми методами проектирования и новым форматом данных. Безоговорочный лидер прошлых лет Archicad постепенно отдаёт рынок Revit. Allplan, стартовавший в 3D в то же время и в тех же условиях, что и Revit, не может набрать скорость и способен продавать себя только в Германии.

Google Trends since 2004. Revit vs Archicad vs Allplan

В следующей статье более подробно будет рассмотрено использование разных продуктов планирования в разных странах, борьба за рынок САПР (CAD) и связанные с этим проблемы.

Буду рад вашим комментариям, уточнениям и критике.

Низкий поклон всем, кто создал формат STEP, IFC, Revit и компании Autodesk и спасибо хабру за наконец человеческий редактор.