льтимодального подхода.
Новый век инфраструктуры включает в себя несколько новых факторов:
- доступ к новым технологиям;
- возрастающая сложность проекта;
- заинтересованные стороны экосистемы;
- большее внимание придается 3D-моделированию по обслуживанию и текущему ремонту объектов.
Проблем очень много:
- Отсутствие инфраструктуры и ограниченное финансирование из федеральных и государственных источников вынуждает планировать более тщательно и применять альтернативные способы проверки.
- Транспортные системы, используемые в прошлом, будучи индивидуальными и уникальными, теперь, когда мы вступаем в будущее, больше не являются эффективными.
- Заказчики, инжиниринговые компании и строительные подрядчики, которые работают над этими проектами, должны взаимодействовать и обмениваться информацией.
- Требования к проекту становятся все более сложными, что может вызвать б
ольшую потребность в координации сотрудничества с ещё б
ольшим числом заинтересованных сторон. Эти факторы, а также рост населения в городских районах влекут за собой добавление в транспортные системы и сооружения новых перекрёстков, велосипедных дорожек, зелёных насаждений, а также включают в себя работу в пределах и вокруг экологически чувствительных зон.
- Федеральные и/или государственные программы могут помочь в запуске инновационных проектов. Инжиниринговые компании быстро развиваются, используя более интеллектуальное моделирование рабочих процессов, которое помогает им конкурировать.
Интеллектуальное моделирование рабочих процессов будет играть важную роль в планировании, проектировании и строительстве, а также в эксплуатации и техническом обслуживании. Потенциальное значение его последующего использования для некоторых заказчиков дискутируется на семинарах, где рассматриваются самые разнообразные вопросы. Это помогает понять, как и кем используется интеллектуальное моделирование, что для этого требуется, какая логистическая модель является лучшей и как монетизировать информацию, имеющую значение для процессов, обусловленных жизненными ценностями.
Владельцы строительных объектов учатся у своих поставщиков
В последние годы строительные фирмы широко применяли интеллектуальное моделирование для разного рода инфраструктурных проектов в целях более эффективных торгов. Они представили, как будут предлагать уникальные услуги с добавленной стоимостью и устранять потенциальные проблемы на ранних этапах процесса проектирования. Строительные компании узнали из других отраслей, что рабочие процессы можно улучшить за счет перевода моделирования из формата 2D в 3D, а затем довести его и до 4D/5D. Многомерные процессы помогают улучшить предсказуемость развития проекта и взаимодействие с заинтересованными сторонами, а в конечном итоге помогают найти оптимальные решения для удовлетворения потребностей заказчика, оставаясь в рамках графика и бюджета.
Многие компании считают, что технологии информационного моделирования необходимы, чтобы оставаться конкурентоспособными. Более активный совместный подход к проекту позволяет принимать более обоснованные решения на ранних этапах процесса проектирования, акцентируя внимание на строительстве.
Общественность ожидает, что владельцы транспортных систем и поставщики инжиниринговых услуг рассмотрят вопросы, определяющие весь жизненный цикл строительства:
- Как социальные, экологические и экономические условия могут помочь реализовать проект?
- Где и как население будет передвигаться и работать?
- Как передвигаются люди и что влияет на логистику товаров?
Владельцы строительных объектов должны применить целостный подход к определению транспортных потребностей системы и выработке правильного решения. Это означает, что они должны обращаться к обществу и задавать ему вопросы, чтобы получать инновационные идеи и новые подходы.
Ниже приведены примеры улучшения проектов инжиниринговыми компаниями, работающими над проектами в тесном сотрудничестве с заказчиками, используя интеллектуальное моделирование рабочих процессов.
США. Несколько лет назад компания Gremmer & Associates завершила сложный дизайн-проект в штате Висконсин по расширению дороги USA41. Инженерам пришлось разработать множество новых дорожных развязок, а модельный подход помог им понять, как эти изменения повлияют на проект. Всё это помогло улучшить сотрудничество с владельцем инфраструктуры.
При помощи модели Civil 3D мы можем оценить сценарии «а что, если» и внести необходимые изменения в течение нескольких часов. С нашим устаревшим программным обеспечением сделать это было бы невозможно
— сказал Бен Ойтзингер, инженер проекта компании Gremmer & Associates, Inc.
«Из-за сложности проекта его разработка постоянно развивается. Способность Civil 3D быстро вносить в проект изменения помогло уложиться в срок. Особенно ценно то, что в течение всего срока реализации проекта он не становится дороже, а, напротив, позволяет сберегать ресурсы», — сказал Том Лансер, президент компании Gremmer & Associates, Inc.
Европа. Совсем недавно в Норвегии инженерно-проектная фирма COWI (КОВИ) в тесном контакте со своими клиентами — заказчиками строительства проезжей части E16 усовершенствовали имеющиеся данные до детального проектирования. В прошлом для создания серии карт в формате 2D они использовали данные Географических информационных систем (ГИС), чтобы отслеживать существующие условия и доводить эту информацию до клиентов.
«Без использования 2D-инструментов людям, которым не хватает инженерного опыта, сложно понять детали проекта. — сказала Гьермунда Даль, координатор BIM в COWI. — Лишь немногие способны без 2D-карт увидеть, как будет выглядеть дорога. Это усложняет общение со всеми заинтересованными сторонами в больших проектах: слишком много остаётся для воображения».
Для проекта Е16 COWI создала интеллектуальную 3D-модель на основе нескольких источников данных. Чтобы спроектировать гарантированно хорошие дороги, в проекте были учтены 200-летние данные по наводнениям и заболоченным территориям, которые помогли определить оптимальный более быстрый маршрут и дали возможность обогнуть районы, где требуется дополнительная работа по укреплению почвы. С помощью графического модуля для визуализации в трехмерной информационной модели был представлен виртуальный обзор окружающей среды с высоты птичьего полета.
Инженеры сумели изменить проект в реальном времени с использованием обратной связи с заказчиком, имеющим мгновенный и постоянный доступ к самой последней, обновлённой версии.
«Наши клиенты ожидают, что мы можем предоставить им более крупные, сложные проекты, и у нас есть специалисты практически во всех инженерных дисциплинах, — сказал Мариус Сексе, стратегический менеджер BIM в COWI. — Наши консультанты создают единую платформу для совместной работы инвесторов, заказчиков и исполнителей, привносящих свои коррективы в строительный объект. Пять лет назад мы разработали более сложные 3D-модели и предоставили их 3D-специалистам. Прежде, когда требовалось внести в модель изменения, на это уходили недели. Но сегодня наши инженеры и проектировщики могут прийти к девелоперу с презентацией проекта и внести изменения непосредственно на заседании. Имеющуюся 3D-модель можно легко корректировать в соответствии с изменившимися условиями, и это помогает заказчикам и инвесторам быстрее принимать обоснованные решения. Мы используем BIM-процессы на многих проектах. Это наше будущее».
Роль государственных требований
Инженеры-конструкторы теперь должны решать большие проблемы, с которыми сталкиваются заказчики и инжиниринговые компании на всех этапах жизненного цикла проекта при планировании, проектировании и передаче проектно-строительного замысла. Для их решения в будущем использовавшегося в прошлом подхода к реализации проектов теперь уже недостаточно. Концепция единой рабочей среды способна учитывать все особенности будущего объекта. Службы технического обслуживания и заказчики должны работать вместе, чтобы понимать и совместно учитывать такие факторы, как:
- социальные, экологические и экономические условия, обеспечивающие цели и нужды проекта;
- взаимодействие рассматриваемого проекта с другими транспортными системами в регионе;
- правильное решение по обеспечению базовых потребностей инвестиционно-строительного проекта.
После подписания проекта MAP-21 и в 2012 году вступления его в силу, на 2013 и 2014 финансовые годы финансирование составило уже примерно 105 млрд долларов. Это был первый с 2005 года долгосрочный разрешительный документ по строительству автомагистралей. Согласно MAP-21 выполняются не только условия финансирования, но и поддерживаются условия по модернизации транспортных проектов, в том числе и требования для 3D-моделирования / виртуального конструирования и технологии визуализации.
Сочетание инвестиций в инфраструктуру со стратегическим и инновационным использованием технологии 3D обеспечивает заказчикам транспортной инфраструктуры и инвесторам более глубокое понимание масштабов и сложности проектов, куда направлены их инвестиции.
Они могут также повысить эффективность маршрута, сделав изменения в направлении финансирования будущих проектов, поскольку для всех проектов с государственным финансированием очень важно иметь возможность «делать больше с меньшими затратами».
Программа «Каждый день на счету» (EDC), законодательно привязанная к МАР-21, является моделью, ориентированной на государство, для выявления и быстрого развёртывания недостаточно используемых инноваций, для ускорения процесса разработки проекта. С МАР-21 мы сейчас имеем стимул для эффективного внедрения инноваций при поддержке федеральных и государственных транспортных ведомств. Но помимо проектирования и инноваций в системе снабжения была повышена также безопасность дорожного движения, уменьшены заторы, а также улучшена экологическая устойчивость.
В свете новых требований некоторые заказчики активно меняют стиль в работе — они начинают сознательно сотрудничать с расчётом на будущее:
- Быстро и количественно оценивают влияние любых изменений объёма работ по проекту с помощью информационной модели при внесении изменений в конструкции.
- Включают инновационные методы строительства, которые ускоряют деятельность на местах и оптимизируют выполнение путём подключения проектных и строительных процессов с непрерывным потоком скоординированных последовательных данных.
- Формируют зрительные образы, которые помогают в идентификации дорогостоящих проектов и уменьшают риск возможных конфликтов с жителями предлежащих районов и органами местного самоуправления.
- Благодаря визуализации нескольких вариантов проектных решений, снабженных исчерпывающей аргументацией, лучше понимают, из чего складывается стоимость проекта, а также как можно избежать коллизий между различными инженерными системами и строительным объектом, что приводит к экономически более эффективным предложениям.
- Используют более скоординированные, согласованные данные для расчёта объёмов земляных работ, смоделированные и подготовленные в 4D-планировании, для координации с субподрядчиком. Поставляют подрядчикам высококачественные модели для автоматизированного управления механизмами.
Многофазные жизненные циклы объектов приводят к растущему спросу на более полные и целостные BIM рабочих процессов. Это видно из работ МАР-21, нацеленных на проектирование и строительство. Овладение BIM-технологиями и моделированием рабочих процессов является необходимым условием при сооружении и эксплуатации дорожной инфраструктуры.
В контексте проектирования необходимо решать вопрос по объединению больших объёмов данных с оптимизированным моделированием и аналитикой с помощью беспрерывной облачной вычислительной среды.
А возможность заниматься более крупными и сложными проектами потребует переноса акцента от окончательного проектирования и строительства к более ранним этапам, где реализуются преимущества большой важности. Традиционно заказчики, как правило, не участвуют в этой части работы, тем не менее понимают, что она имеет решающее значение.
Ниже приведены примеры того, как меняются требования. Использование моделирования помогло реализовать проекты более продуктивно и успешно.
Южная Каролина. Для улучшения доступа транспорта к местной начальной школе компания Lexington County Public Works восстановила заброшенный мост, который к тому же улучшил транспортный поток, уменьшил заторы в окрестностях малых улиц, а также обеспечил прямой доступ машинам пожарной слудбы и машинам скорой помощи. Первоначально проект нового моста был представлен публике в виде традиционных 2D-чертежей, которые аудитории без технического образования понять было сложно. Для более эффективной связи с общественностью округ создал 3D-модель и анимационный фильм о концепции проекта в контексте имеющихся дорог и окружающей среды. Анимация помогла обеспечить более чёткое видение нового моста и его роли в улучшении транспортной инфраструктуры, вследствие чего жители уверенно поддержали проект.
Нью-Мексико. В сентябре 2013 года департамент транспорта штата Нью-Мексико одобрил использование интеллектуальных средств проектирования и моделирования дорог, магистралей и мостов. Департамент предусматривал экономию средств за счёт сокращения заказов на изменения и ускоренного ввода общественных поправок с использованием модуля визуализации, а также улучшение конструкции с помощью BIM для поддержки последовательного виртуального планирования строительства. Полномасштабное развёртывание проекта идёт полным ходом, а c 2014 года BIM используется на большей части новых проектов. Теперь департамент транспорта штата Нью-Мексико проводит более внимательный анализ фактора «а что, если», а также выгоды от автоматического обновления чертежей и другой документации, когда в конструкцию вносятся изменения, использует динамическую связь между проектными моделями и размерами материалов.
Когда департамент впервые объявил о своём решении, он предполагал, что программное обеспечение окупится в течение двух лет за счёт экономии средств при сокращении заказов на изменения
— сказал Элвин Домингес, отставной министр транспорта Нью-Мексико.
Следующая эволюция: обслуживание активов
Когда в следующий раз будут рассматриваться изменения для дорог и магистралей, инновации уже будут задокументированы. Программа «Каждый день на счету», в своей третьей итерации (EDC-3), ориентирована на инженерные 3D-модели. Основной строительный блок на сегодняшний день в BIM — доступ к инфраструктуре Федерального управления шоссейных дорог США, «цифровым магистралям, которые позволяют быстрее, точнее и эффективнее проектировать строительство».
Для EDC-3 упор делается на три вида деятельности:
- использование полученных данных по обследованию из 3D-модели, созданной для инвентаризации проезжей части и необходимой для управления активами;
- включение расписания (4D) и стоимости (5D) информационных ресурсов в модели для улучшения связи между заинтересованными сторонами. Подключение подрядчиков для оптимизации графиков строительства, а также сокращения затрат по смете;
- использование данных по обследованию после строительства, корректировка проектных моделей и создание точных чертежей, которые включают в себя полезные детали, такие как неявные коммунальные услуги.
Заказчикам и инвесторам необходимо связать данные BIM с существующими бизнес-системами и адаптировать их к изменяющимся условиям, а также включать входные данные (датчик по взрывозащите) на протяжении всего жизненного цикла сооружения и эксплуатации дорожной инфраструктуры.
Кроме того, девелоперы сталкиваются с более строгими требованиями по отчётности, и поэтому нужно использовать комбинацию инструментов проектирования и будущих методов овладения реальностью.
Технология развивается и может поддерживать методы, которые специалисты используют в работает с данными — от CAD и GIS до сбора данных обследования, выявления признаков, управления проектными данными, чтобы объединять в одном проекте все имеющиеся типы данных. Технологии позволяют наблюдать, как протекает сбор данных от планирования, проектирования и до строительства, а затем в системе управления активами. Поскольку технология эволюционирует, то должны быть изменения и в командной работе, чтобы создать общий набор стандартов между транспортными ведомствами и региональными городами и округами.
Объединиться для изменения
Хотя многие строительные фирмы в процессе интеллектуального моделирования ушли дальше, чем инвесторы и заказчики, они до сих пор пытаются адаптировать BIM для развития своих организаций, чтобы суметь перенять передовой опыт и поделиться им. В архитектурно-строительной отрасли BIM практически заменил термин CAD, и экспертные знания BIM- процессов являются предпосылкой для участия в этих отраслях. Инженеры-строители начинают задавать вопросы о том, какую роль BIM может сыграть в бизнес-процессах и в объёме услуг, которые BIM может предложить владельцам/операторам.
Технология, безусловно, помогает изменить то, что люди думают о работе с данными, о телекоммуникациях и совместной работе на небольших или крупных междисциплинарных проектах, и даже работе со всей проектной командой — от заказчика до строительно-подрядных организаций.
В контексте федеративных данных в развитии проекта для заказчика и инжиниринговой компании важна также правильная логистика. Информация больше не может оставаться закрытой; интеграция данных требует, чтобы все сведения (независимо от собственных форматов, типов и размеров) могли взаимодействовать в едином информационном пространстве. BIM-модель должна наполниться реальным контекстом и смыслом; она должна иметь возможность выйти за пределы проекта транспортной системы, в которой проект будет функционировать.
Технология является инструментом, но не окончательным ответом. Переход на интеллектуальное моделирование включает в себя несколько изменений, которые должны произойти в мышлении, бизнес-практике, в рабочих процессах «день в день», используемых данных и многом другом.
Маленькими шагами к освоению
Интеллектуальное моделирование не является термином, который часто озвучивается большинством заказчиков или инвесторов, но сейчас он более понятен, чем всего лишь несколько лет назад. Некоторые владельцы активов и проектные фирмы на различных мероприятиях начали обсуждать удавшиеся проекты и вести беседы об интеллектуальном моделировании рабочих процессов:
- Представитель транспортного отдела отметил, что они работали с подрядчиками, чтобы улучшить управление и обмен данными, решить проблемы доступа к информации и координации совместной работы. Для этого использовалось перекрёстное обучение. Подрядчики хотят улучшения коммуникации для того, чтобы иметь обоснованные цены, а заказчики хотят последовательного исполнения проекта, а также использования принятой модели на протяжении всего жизненного цикла.
- Представитель аэропорта отметил, что BIM — это не «имеющийся в наличии готовый продукт», он между ожиданиями и тем, что поставляет подрядчик. Программа BIM-комплектующие может быть адаптирована в соответствии с тем, что требуется.
Принято считать, что уровень готовности BIM в составе рабочей силы имеет решающее значение для успешной реализации интеллектуального документооборота на основе модели. С этой целью организации должны вкладываться в обучение, чтобы помочь командам полнее использовать потенциал BIM в контексте строительных проектов и выгоды, которую можно получить в связи с изменениями, обусловленными моделированием рабочих процессов на основе внедрения и обмена передовым опытом с внутренними группами и экосистемами.
Предпринимать небольшие шаги с возможностью увидеть преимущества и скорректировать курс является наилучшим подходом, как во всяком случае, связанном с чем-либо новым, освоение которого происходит не вдруг.
Такой подход, основанный на отработанной на небольшом проекте модели, — желательно, чтобы проект был новым, — помогает свести неудобства к минимуму, а затем постепенно внедрить BIM через большее количество новых проектов, параллельно занимаясь сбором и анализом передового опыта и его обменом. Или вносить небольшие конкретные изменения, например добавление в модель плана технологических процессов или возможностей 3D-визуализации.
Инженеры-конструкторы и владельцы должны двигаться дальше с лучшим пониманием проблем, информации и знанием технологий. Те, кто осваивает современную эру BIM в сфере строительства и реконструкции автомобильных дорог, легко найдут себе место в жизни, вступая в эпоху, которая последует в будущее за интегрированной в проектно-строительные технологии BIM.
2205
