建物情報モデリング（BIM）：スタジアム（または他の建物）を初めて構築し、管理する方法

CAD図面と現在の運用情報の共通部分。



20の建設現場があり、毎日何かが起こっていると想像してください。 あなたは当然、何を、どのように、そしてなぜ知りたいのです。 以前はそれらを回避してからWebカメラデータの使用を開始しましたが、今では業界の標準は建物/構造の情報モデリング、またはBIM（Building Information Modeling）です。 これは、1つのIDEでの設計、構築、および操作です。 実際、このアプローチはすでに英国、シンガポール、ノルウェー、中国で公開されています。 同時に、BIMは、プロジェクト前またはプロジェクト段階で何を構築するかを視覚化するために、わが国でもまだ使用されています。 そして今、彼らは問題が報告されたときではなく、その出現時に問題を発見するための第一歩を踏み出しています。



当然、金融に関連し、「非常に視覚的な」という言葉で始まるすべてのものが敵意に合わないのは奇妙です。



適切なソリューションの別の例は、新しいトラックの敷設です。 最適な軌道を計算し、障害物を迂回し、土地台帳に従って償還されたセクションを最適化し、既存の道路ネットワークとインフラストラクチャと相互接続するという問題を解決する必要があります。 それは、非線形方程式のかなり膨大なシステムであり、その解決策はBIMの始まりにすぎません。



または、たとえば、スタジアムを建設しています。



この場合、プロジェクトはBIM環境に組み込まれ、構造分析、一般計画の設計、PICまたは内部通信など、すべての部分が相互に接続されます。 すべてのセクションは1つの環境に存在し、相互作用します。情報はさまざまなソース（調達データ、請負業者のレポート、制御、調査、マシンビジョンデータ）から取得され、構築プロセスのモデルが構築され、各イベントは他のイベントに関連付けられます。 具体的な機械が入った-どこに行ったのか、どれくらいの費用がかかったのか、何が影響したのかは明らかだ。



次に、同じプロジェクトが運用に転送されます。 フロアプラン、センサーからの情報の削除、エンジニアのための正確な規制、文書管理-レンタル契約、清掃請負業者、メンテナンス、消耗品。 非常に明確な原価計算。

どのくらいの情報モデリングが必要か

2014年の春、ロシア連邦評議会の幹部会で、産業および土木建築における情報モデリングの実施のための段階的計画を作成するタスクが形成されました。 応用ロシア語に翻訳すると、これは次のことを意味します。

• 作業と予算の明確な計画。 どれだけの人と誰がそれを盗んだかは明らかです（推定されていないコストがあった場合）。
• プロジェクトが計画どおりに進まなかった瞬間を見ることができます（遅すぎる場合は、すぐに行動できます。 実装中のオブジェクトは、認識を超えて変化する可能性があります。
• 建設中にオブジェクトが変更された場合（これは、ガウジングだけでなく意識的にも発生します）-基準に従ってすぐに新しい計算。
• 見積もりと資料の変更は、少なくとも3つの独立した情報源によって追跡されます。
• 毎日、何が誰によって行われたかを正確に確認できます。
• 上記のすべての結果として-実装コストの削減、または簡単な方法での節約。

モデルをクリックして、レポートを表示できます。



春に、ロシア連邦の建設・住宅・公益事業省の専門家は、20個のパイロットBIMプロジェクトを選択しました。 2017年には、これらのベータ建設プロジェクトの結果に基づいて、ロシア連邦のBIM標準がコンパイルされます。 現在、BIM技術の大量適用の条件を作成するために、規制の枠組みが並行して準備されています。そして（数千！



しかし、トラックを作成するという前述のタスクに戻りましょう。

作業進捗の例

そのため、すべてのデータ（航空写真、レーザースキャン、地質調査）、自然保護区、地理、地籍の地籍値、その他の道路インフラなどに関するデータソースを収集しました。 次に、このルートの最適な場所を計算しました。



道路の再構築に関するものであっても、データ収集は既存の通信、通信、水道、ガス供給に影響しません。 線形部品の設計段階では、多くの規制を設けることが重要です。 特に、高速道路の旋回半径は基準を満たし、制限を超えないようにする必要があり、高速道路沿いのガソリンスタンドの場所に関する規制もあります。 同様に、人工構造物の設計-橋、トンネル、擁壁。



最もおいしいのは、何かが忘れられたり、行われなかったり、または時間通りに行われなかったりするという事実の結果を予測することです。 これにより、損失が大幅に削減されます。





建設現場のライフサイクルのさまざまな段階でのBIMの使用。



2番目の重要な部分は、すべてのドキュメントを1か所にまとめたものです。 契約上の問題と予算を考慮することが重要です。 1つの環境では、使用される個々のサブタスクとツールの詳細を考慮して、道路建設オブジェクトのライフサイクルのさまざまな段階で使用されるすべてのデータを収集します。 ロシア語への翻訳-事業者は10年経ってもプロジェクトを抱えており、プロジェクトに関する噂はありません。











さらに掘ります。 設計は通常3〜4の異なる設計機関によって行われ、何らかの形で互いに通信する必要があります。 コミュニケーションが建設的であり、すべての決定が即座に適用され、その結果が他のサブシステムへの影響と同様に見える単一の環境で良い場合に役立ちます。 BIMは、誰もが同意するように必要です（地獄、アンテナの代わりにブラケットが既に点灯していることが判明したとき、スタジアムでこの機能がどれだけ不足しているか）。



次に、オブジェクトのこの単一モデルが建設機器の自動制御のBIMモジュールにロードされ、すべての機器のGPSセンサーが接続されます。 リンクは、建設会計、トラッカー、またはその他の媒体で作成されます。 私はチェックしませんでしたが、私の同僚は、土工作業が2〜3センチメートルの精度で実行できるのではないかと恐れています。 単純な建設機械を同時に削減しました。





顧客が「ここでは不足しているが、ここでは速度が低下する」と呼んだ建設管理インターフェースの例。



「コマンドセンター」から、サブシステムに決定を下し、タスクを設定することもできます。 これにより、ある時点から何かをすばやく変更し、1日で全員に伝えることができます。



道路または人工構造物の建設が完了すると、運用フェーズが開始されます。これは平均30〜80年続くことがあります。



施設の修理作業を計画し、その機能を考慮し、欠陥を修正し、照明の状態を考慮し、フェンスを分割するなどのために、すべての設計およびプロジェクト前のドキュメントにアクセスすることも重要です。 単一のスペースで。







建設管理のパッチワーク自動化と、BIMコンセプトのフレームワーク内での作業組織との比較



もう1つの重要なポイント-視覚化はどの段階でも可能です。 事前プロジェクトで、何が起こるかを確認します。 建設現場で、1週間で建設されたものを追跡します。 運用中であっても、ドキュメントが長期間存在せず、重要な決定を下すためにモデルが必要な場合。



視覚化に仮想現実の機能を使用すると、すべてがはるかに興味深いものになります。 最適な効果を得るには、仮想現実室（CAVE）または仮想現実ヘルメット（VR）、または少なくともホログラフィック視覚化システム。



実際、これは何のためですか？ 一番下の行は、BPの助けを借りて、サイトにアクセスしてオブジェクトがどのように見えるかを自分で確認でき、将来は個々の建物の構造にも触れることができるということです。 しかし、すべてのBPのほとんどは、プロジェクトを擁護したり、潜在的な投資家を探したりするときに興味深いものになります。

しかし、それらは唯一のプレゼンテーションではありません。BPの助けを借りて、最高レベルの知識とスキルを維持する必要がある専門家を訓練して、エラーのない操作、たとえば緊急事態省に対する一定の準備を確保することができます。



私たちの顧客（NRU MGSU）は彼の研究室にVR視覚化モジュールを装備し、それを使用して彼のプロジェクトを視覚的に表示することを計画しています。 大学に基づいて、学生設計局があります。 共同の商業プロジェクトを準備するさまざまな建築局とのコラボレーションに非常に成功しています。 つまり、このモジュールは大学の科学的および技術的基盤を開発するだけでなく、その利益にも影響を与えます。



次に、仮想現実のCROCオフィスのホログラフィックモデルを受け取り、ホログラフィックテーブルにアップロードしました（詳細については、 前の投稿を参照してください）。







美しくなりました。



一般的に、バーチャルリアリティツールが安価になるにつれて、プロジェクトや建設プロジェクトを表示するための人気が高まっています。 ちなみに、多くの資金は、為替レートの修正にもかかわらず、2、3年前の状況と比べて著しく手頃な価格になっています。

例から

あるアメリカの建設会社（McCarthy Building Companies）は、仮想現実室（CAVE）を使用して、建設中のロサンゼルスの病院に装備しました。 その助けを借りて、病院管理と医療スタッフは、建設が始まる前に建物全体を回り、医療機器の正しい物流と最適な配置を考えました。



テキサス大学でも同様のシステムが使用されており、建設専門の学生を教育しています。 プロジェクトをアップロードして、仮想現実画面に表示できます。 その結果、対象物を通過したり、内壁を貫通して、機械システム、電気システム、配管システムの構造を確認できます。



ディズニーは、ブランドの下にある施設、つまり遊園地やホテルの建設に仮想現実を使用しています。 上海のディズニーランド、オーランドのディズニーアニマルキングダムのアバターランド、香港アイアンマン会場、さまざまな公園のスターウォーズスタイルの乗り物がこれに基づいて作成されます。



そしてここにマナマの都市（バーレーン）の実際のエリアがあり、その計画は仮想現実に移されました：







これは、タタールスタンの道路交差点の視覚化です。







そしてここにある-ルジニキの大規模なスポーツアリーナ：

引渡し

最初の体系的なギャップは、プロジェクトと結果の間です。 原則として、古いジョークは有効です。「まあ、それを水平にしないで、トリムで閉じてください-...そして、私たちは終了しません、壁紙で均一になります」。 つまり、結果は遠くからのみプロジェクトに似ているかもしれません。 これを回避するには、プロジェクトからの逸脱をバッドでキャッチする必要があります。そうしないと、常にロールバックして正しくビルドできるとは限りません。



建物はソフトウェアではなく、建設現場にはバックアップがありません。また、何かが巻き上げられた場合、今後80年はそこに残ります。







2番目のギャップは、異なる企業が作成するため、建設と運用の間で同じです。 ほとんどの場合、問題は一般的な規制の欠如とさまざまな請負業者間のデータストレージに関連しています。 データが失われます。 BIM環境では、20年経っても何も行きません。



もちろん、必要なすべてをサポートしない限り。 そして、これは価格とワークフローの設定の問題です。 プロセスは状態を標準レベルに設定し、価格を設定します...-価格ではすべてが少し悲しくなります。もちろん、統合は一度限りであり、ストリームには何も配置されません。 したがって、プロジェクトコストの2〜3％です。





サービスデスクインターフェイスの構築。 材料の耐久性、材料またはデバイスの稼働年のコストなどに関する統合レポートを作成できます。 さらに興味深いことに、あなたが1年間探していたものがありました。電球が50回燃え尽き、おそらく配線が壊れていると結論付けました。





会計および機器管理のためのインターフェース。





予算ステータスチャートを備えたCADベースの要求インターフェイス。

世界の例

パートナーであるBentley Systemsは、ノースハンプシャー州のイングランド地下鉄であるCross Railプロジェクトに参加しています。 10年、約250億ドル。 その結果、ロンドンの近くに新しい10キロメートルのラインができ、西に35 km、東に50 kmのラインが再構築されます。 年間2億人の乗客。 インフラストラクチャの効果は、モスクワで完全な2番目のリングを作成した場合と同様です。 建設のピーク時に14,000千人。



当然、これらすべては州によって正当化されなければなりませんでした。 それはプロジェクトの経済の計算から始まりました-鉄道の建設に投資されたすべてのポンドは英国経済に2.5倍以上を返します。



その後、線形部分、マスタープラン、アーキテクチャ、強度計算、電気、低電流システムなどが単一の複合体に削減され、単一のスペースでの設計、下請業者の効果的な管理、建設段階での関連情報の提供など、さまざまな段階ですべての参加者の行動を調整することが重要です仮想現実の運用の初期段階のオブジェクトモデルの作成。 これは、混乱を最小限に抑え、10年すべての建設計画を明確に守るために行われます。



同様のBIMプロジェクトを使用して、ロチェスターにバイパス道路を建設しました。これは、モスクワ環状道路の類似物で、小規模なものです。 また、明白な理由のために、全体を通して-当局との合意から条件と契約と操作の管理まで。



別の例（これは、テクノロジーの機能を実証するための事実の後の誤算の例です）。 すでに稼働している2車線のAksai橋を取り上げ、その環境をシミュレートしました。





アクサイ橋の例での人工構造物の建設プロセスの可視化。



インターチェンジを設計するのに十分な興味深い瞬間もありました。タタールスタン共和国政府にBIMですべてがどのように計算されるかを示しました-彼らは投資家の検索を調整し、スピードアップするためにこれを本当に必要とし、作業がどのように進んでいるかを理解しました。

一般に、私たちは約15年間、道路工事に取り組んできました。 基本的に、大規模な作業にはドキュメントを交換するタスクがありますが、近年、全国の34のロザヴドルの下位機関からの377個のオブジェクト（2016年のオブジェクト）の構築と配置の進捗に関する情報とレポートを要約するプロジェクトを「上げました」。 GUIで、この橋またはその橋の建設段階、設置されている支柱の数、掘削作業が完了したかどうか、条件が契約に従っているかどうかを確認できます。 主に2つの要素があります。すべてのプロジェクト文書の統合と分析と視覚化です。 以前は、紙を掘り下げてデータを比較し、単一のオブジェクトのステータスを理解するのに約2週間かかりました。

レポートの例：

別の例：

まとめ

そのため、BIMテクノロジーは、すべてのプロジェクト情報がGUIで交差、相互作用、表示される包括的なツールセットです。 BIMは、プロジェクトの作業中にジオベースからAXOに送信され、必要なすべてのデータが内部に蓄積されます。



BIMアプローチが適切に機能するには、関連する情報ソースが必要です。 静的なドキュメント（航空写真データなど）に加えて、CAD（設計）、建設機器管理システム、会計（1Cなど）、チケットシステムまたは請負業者の規制などとの統合ポイントが必要です。 建設管理-Spiderのようなプランファクトシステム、またはレポートを手動で入力するためのモジュール。



そのため、BIMは「あなたが持っているものを捨てて、石器時代です。今からやり直します」というレベルの新しいシステムではありません。これは、建設会社の内部システムのオプションを統合することを可能にするアドオンです。 Avtodeskで設計する場合、引き続き設計を行います。BIM環境で後で使用するために特定のルールに従ってプロジェクトを作成する必要があり、必要な情報は他の隣接システムに送られます。



モジュールによるBIMのライセンスされた実装（ほとんどの場合）。 最初に基本的なことを行い、次に建設管理、分析レポート、AXOデータ、メーターやセンサーとの統合などをねじ止めします。 通常、本当に必要なものだけが購入されて運用されるため、さまざまなユースケースが可能です。 私たちのプラクティスでは、BIMアプローチを使用して、開発者がプロ​​ジェクトの終了前にエンドユーザーにアパートを見せることができ（誰もがアパートの窓から景色を見て評価し、バーチャルリアリティでツアーできるようにする）、プロジェクトを投資家に提示することができます、そして私たち自身がオフィスのエンジニアリングサブシステムの操作に同様のツールを使用します（ほとんどの場合、自己記述型ですが）。 多くのスペースと多くの機器があるオフィスや医療施設では、すべてが考慮されます。 たとえば、あるクリニックでは、すべてがBIM環境にリストされています。MRIデバイスからすべての殺菌灯、さらには日常の修理、消耗品の会計までです。



主な機能は、情報モデルの繰り返し使用です。 住宅用の最高級不動産では、BIM環境から最終顧客レベルへの輸入が最も頻繁に確立され、石油およびガス部門-独自の運用タスク、道路建設-正しい自動レポート（実際に砂がどれだけ注がれているか、アスファルトがどれだけ舗装されているか）、およびそれに応じて、どの価格で競争に参加するのが現実的であり、この価格でどのレベルに落ちることができるのか。



実装は、Mosgorekspertizaの直前のゼロサイクルで行うのが最適です（近い将来、電子検査に切り替える予定です）。



ロシアでは、情報を保存するという観点から顧客が成熟するにつれて、BIMのストーリーが高まることがよくあります。 かつて次のようになりました。「みんな、これは非難です。 オブジェクトのパスポートはありません-大量のディブを保存することができます。また、サポートがどれだけ埋められたか、どのように埋められたかさえわかりません。何も予測できません。 その場合、誰が修理しているかはわかりません。再びすべてを確認する必要があります。」 繰り返しますが、わずか2年前のオブジェクトがありましたが、ドキュメントはもうありません。 施設は複数の請負業者によって建設されたためです。 文書は紙の形で送信され、その結果、一部は受信されませんでした。その結果、どの紙が適切であり、何を信じるべきかが不明確です。 BIMの概念の最も重要な目的の1つは、1つの信頼できる情報源を持つことです。 矛盾が生じた場合、責任者はそれらを手動で削除します。たとえば、持ち込まれたセメントの立方体の数を個人的に確認します（経理部が1つのことを言っており、建設機械の制御が別のものである場合、請負業者のレポートは3番目です）。 重大な矛盾が生じた場合、責任者は、たとえば監督官のDNAや簿記のどこにエラーがあるかを判断します。



BIMツールの導入の2番目の確実な理由-「お尻を隠す」タスク。 オブジェクトが落ちた場合、チーフアーキテクトが最初に説明します。 彼の文書が断片化されている場合-驚き、彼は責任があります。 すべての文書が電子形式である場合は、すぐに引き取り、操作の請負業者を見つけ、テレビに乗る時間さえありません。 運がよければ

参照資料

• ベンダー： Bentley Systems 、 Trimble 、 Loy＆Hutz 。
• ITサブシステムと統合機能を評価するエクスプレスサービスについて少し説明します。
• 射撃に基づいたエンジニアリングオブジェクトの3Dモデルの取得
• 私のメールはychalyy@croc.ruです。