ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ 4D-МОДЕЛИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА

УДК 004.94:69

doi 10.24411/2221-0458-2022-94-14-20

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ 4D-МОДЕЛИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬНЫХ ОРГАНИЗАЦИЯХ РЕСПУБЛИКИ ТЫВА

Биче-оол Х.В.

Тувинский государственный университет, г. Кызыл

PRACTICAL APPLICATION OF 4D BIM MODELING IN CONSTRUCTION ORGANIZATIONS OF THE REPUBLIC OF TUVA

Kh. V. Biche-ool Tuvan State University, Kyzyl

Информационное моделирование зданий (Building Information Modeling или BIM) считается фундаментальным инструментом в архитектуре, инженерии и строительной деятельности. Использование цифровых инженерных инструментов, таких как BIM, в строительной отрасли может с высокой степенью вероятности оптимизировать производственный процесс, визуализировать строительство объектов и решить проблему экономической эффективности при строительстве объектов недвижимости. 4D-моделирование - это прорыв в организации и управлении. В статье рассматриваются различные программы по 4D-моделированию и способы их внедрения в строительные организации Республики Тыва. Кратко описаны наиболее популярные программные продукты; приведены их преимущества и недостатки; приведен алгоритм внедрения 4D-моделирования в практику деятельности строительных организаций; и описаны основные трудности, с которыми могут столкнуться строительные организации при внедрении и использовании 4D BIM технологии.

Ключевые слова: 4D-проектирование; 4D-моделирование; BIM-технологии; практическое применение; информационная модель

Building Information Modeling (BIM) is considered to be a fundamental tool in architecture, engineering and construction activities. The use of digital engineering tools, such as BIM, in the construction industry makes it possible to optimize production processes with high probability, visualize the construction of objects, solve problems of economic efficiency in the construction of real estate. 4D BIM modeling is an important innovative breakthrough in the field of organization

Vestnik of Tuvan State University

Issue 3. Technical sciences, physical and mathematical sciences, No. 2 (94), 2022

and management. The article discusses various 4D modeling programs and ways of their implementation in the construction organizations of the Republic of Tuva. The most popular software products are briefly described. Their advantages and disadvantages are given. The algorithm for implementing 4D modeling in the practice of construction organizations is presented, and the main difficulties that construction organizations may face for the introduction and use of 4D BIM technology is regarded.

Keywords: 4D-design; 4D-modeling; BIM-technologies; practical application; information model

Развитие технологии информационного моделирования зданий (Building Information Modeling - BIM) в мировой практике проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений до сих пор не утратило своей актуальности: создаются новые программные продукты, применяется методология работы в цифровой среде, появляется нормативно-технические документация. В России данный процесс законодательно работает с 2014 года с появлением плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства.

4D-модель - связка 3D-модели объекта с календарно-сетевым графиком производства работ, которая позволяет осуществить имитацию производства работ, выполнить вариантную проработку, выявить пространственно-временные

коллизии, увязать технологии строительно-монтажных работ с обеспечивающими процессами, с выдачей руководящих документов и поставками строительно-

монтажных материалов, тем самым обеспечивая правильное планирование и оптимизацию графика строительства [1]. Автором данной работы выделен следующий пример, объект может быть построен, но его вводу в эксплуатацию может помешать строительство других объектов. Предсказать данную коллизию вполне возможно, если с помощью BIM-моделирования визуализировать процесс застройки комплекса [2, с. 179-185]. Для решения данной проблемы формируются 4D-модели.

В статье [3] приводится методика формирования, расчета и оптимизации расписания работ при комплексной застройке селитебной территории. Из представленного материала следует, что для реализации комплексной застройки с помощью применения таких программ как Microsoft Project, Project Expert, Revit и сравнительно небольшого числа вариантов, определяющих возможные очередности освоения объектов, необходимо на основе полного перебора вариантов оценить

каждый из них по выбранным критериям экономической эффективности и выбрать оптимальный вариант. Благодаря технологиям появляется возможность определять и оперативно устранять коллизии задолго до начала строительства объектов недвижимости, снижать финансовые издержки и экономить время, а также уменьшать риск возможных конфликтов.

В настоящее время в Республике Тыва большинство процессов проектирования в строительной отрасли по-прежнему основаны на 2D-чертежах. А создание нового проекта с использованием 3D-программного обеспечения - слишком трудоемкий процесс.

Практика внедрения технологий информационного моделирования и

Наиболее перспективные программные продукты для использования 4D-моделирования - это Revit, Autodesk

цифровизации строительной деятельности показала, что для высокоэффективного применения программного обеспечения и организации строительства необходимы специалисты соответствующего уровня, которые имеют навыки создания 3D, 4D BIM моделей из двумерных чертежей.

Четырёхмерное проектирование невозможно без специализированного программного обеспечения. 4D-

моделирование может быть использовано на протяжении всего жизненного цикла строительства - от этапов запуска и планирования до этапа эксплуатации.

Примером имитации проекта может служить расчет объекта в 4D-программе, на рис. 1.

Navisworks, Oracle Primavera, ArchiCAD, Microsoft Project и пр. [4, с. 506]. Каждый

Рисунок 1 - Четырёхмерное проектирование

Vestnik of Tuvan State University

Issue 3. Technical sciences, physical and mathematical sciences, No. 2 (94), 2022

из этих программных продуктов имеет свои преимущества и недостатки.

Сведения о программных обеспечениях 4D моделирования для управления строительством

1. Autodesk Navisworks - это программа, разработанная компанией Autodesk для интегрированного управления проектами BIM. Существует несколько типов программ: Freedom, Manage, Simulate, Review. К преимуществам относят навигацию в реальном времени, совместный анализ проекта, объединение файлов и данных модели в разных форматах (например, NWD и DWF), создание 5D графиков, реалистичную визуализацию моделей и т.д. Из недостатков - высокая стоимость.

2. Oracle Primavera - это программный продукт Oracle, который помогает повысить эффективность управления проектами за счет автоматизации задач, выполняемых в проектах, в частности, за счет контроля планирования и исполнения. Его преимущества: разумная цена, возможность совместной работы и планирования как в единой системе, так и в глобальной. Недостатки: высокая сложность разработки рабочих структур, экономически неэффективная покупка программы для малого бизнеса, для управления проектами, в которых необходим расчет графиков с учетом производительности ресурсов, программа не подходит.

3. ArchiCAD - это программный комплекс, работающий на основе информационного моделирования (BIM). Разработана эта программа компанией «Graphisoft». ArchiCAD использует концепцию «Виртуального здания». То есть пользователь фактически «строит» сооружение в цифровом формате на основе реальных аналогов: лестницы, стены, окна, двери и прочие элементы. Преимущества: адаптирован под технологии BIM; возможна взаимосвязь как отдельных частей объекта, так и работа с объектом целиком; легок при экспорте чертежей в формат PDF. Недостатки: высокая стоимость программного обеспечения, неудобство в проработке более сложных элементов конструкции и объектов со сложной геометрической формой.

4. Microsoft Project - это программа для управления проектами, которая была разработана корпорацией Microsoft. Программа была создана, чтобы помочь пользователю проекта в разработке планов, распределении ресурсов по задачам, отслеживании прогресса и анализе объемов работ. Достоинства: трудоемкость при разработке структур работ, удобный интерфейс, малое время на обучение программе персонала, минимальные требования к ИT и т.д. Недостаток заключается в том, что для установки полного пакета программного обеспечения Microsoft требуются опытные инженеры.

5. Revit - это программа для автоматизированного проектирования, сделанная на основе BIM и разработанная компанией «Autodesk». Достоинства: продукт основан на базе BIM; простота и удобство моделирования; высокая степень готовности документации; широкие возможности платформы и др. Недостатки: отсутствие шаблонов оформления, несовершенная система позиционирования.

Использование вышеназванных

программных продуктов позволяет увеличить скорость и качество выпуска проекта и, как следствие, избежать возможных проблем при строительстве объекта. Визуальная модель последовательности выполнения строительных работ создается для того, чтобы проектировщики, подрядчики и даже владельцы смогли проанализировать весь процесс и принять необходимые эффективные решения по его реализации.

Алгоритм реализации 4D-моделирования в практике строительных организаций

1. Определить, какое программное обеспечение необходимо организации, чтобы начать внедрять BIM.

2. Рекомендуется понимать интересы и возможности сотрудников, прежде чем внедрять программный продукт, потому что не каждый сотрудник может научиться чему-то новому.

3. Предупредить сотрудников заранее (за 1-2 месяца), чтобы они планировали внедрение нового программного обеспечения в рабочий процесс.

4. Предложить предпочтительно молодым специалистам повод попрактиковаться в новом плане, что повысит заработную плату на определенную сумму.

5. После набора группы перспективных молодых инженеров, можно пригласить эксперта для обучения их новой программе.

6. После успешного обучения можно создать полный отдел для работы с программным обеспечением или равномерно распределить молодых экспертов по отделам.

Основные сложности перехода организации на технологию информационного моделирования

Совершенно очевидно, что все проекты, как правило, уникальны, и каждая организация имеет свои собственные критерии и возможности для внедрения и использования BIM, но есть некоторые основные сложности, с которыми могут столкнуться организации строительной отрасли:

1. BIM - это не CAD. Например, не все организации готовы заменить AutoCAD на Revit. И многие «опытные» специалисты считают, что такой переход на BIM является неудачным. Поскольку для перехода на BIM необходимо время для того, чтобы организация вышла на прежний уровень производительности.

Проект Документация Согласование

Рисунок 2 - Перераспределение рабочего времени при работе в BIM

2. Завышенные ожидания. Положительный эффект перехода на BIM технологий проявляется не сразу, и во многом зависит от организации [5]. Не стоит переводить на BIM всех сразу, это может привести к тяжелым последствиям. Нужно более внимательно подойти к вопросам перехода организации на технологию информационного моделирования.

3. Бесплатно BIM не внедряется. Переход к BIM-проектированию всегда влечет за собой дополнительные затраты. Основные затраты: новые программы, обучение сотрудников, консультации специалистов, регулярное обновление компьютеров, что в результате приводит к снижению производительности при переходе на новую технологию проектиро-вания. Тем не менее, затраты на переход к BIM проектированию достаточно быстро окупаются (примерно, в течение 2-3 лет) [6].

Библиографический список

1. Ермолов, Д. Е. 4D-моделирование строительства в России и за рубежом // Материалы IX Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум». -

Несмотря на все сложности, использование технологии 4D BIM является глобальной моделью и предписано на законодательном уровне во многих странах. Можно констатировать, что внедрение BIM-технологий в республике неизбежно.

В будущем только применение инструментов информационного моделирования (BIM) позволит оставаться лидером в отрасли строительства. Благодаря этой технологии развивается коммуникация с участниками девелоперского проекта (заказчиками, подрядчиками, проектировщиками и др.), появляется возможность определять и оперативно устранять коллизии задолго до начала строительства объектов недвижимости, снижать финансовые издержки и экономить время, а также уменьшать риск возможных конфликтов.

URL: https://scienceforum.ru/2017/article/2017031031 (дата обращения: 21.04.2022 ). - Текст : электронный.

2. Болотин, С. А. Методика визуализации календарного планирования в программе Autodesk

Revit / С. А. Болотин, Х. В. Биче-оол, А. К. Х. Дадар. - Текст : непосредственный // Вестник гражданских инженеров. - 2019. - № 6(77). - С. 179-185.

3. Болотин, С. А. Формирование оптимизированного расписания строительства при комплексном освоении территории / С. А. Болотин, Х. А. Бохан, А. К. Х. Дадар, Х. В. Биче-оол. - Текст : непосредственный // Недвижимость : экономика, управление. - 2021. - № 4. - С. 49-57.

4. Куперштейн, В. И. Microsoft Project 2010 в управлении проектами. - Москва : ООО «ЛитРес», 2010. - 506 с. - Текст : непосредственный.

5. Strategy Paper for the Government Construction Client Group // Building Information Modelling (BIM) Task Group. - URL: http://www.bimtaskgroup.org/wpcontent/uploads/2012/ 03/BIS-BIM-strategy-Report.pdf (дата обращения: 09.04.2022). - Текст : электроный.

6. Коровина, М. Д. СЛОЖНОСТИ ПЕРЕХОДА К BIM ПРОЕКТИРОВАНИЮ // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. -2016. - № 2-3. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n7slozhnosti-perehoda-k-bim-proektirovaniyu (дата обращения: 23.04.2022). -Текст : электронный.

References

1. Yermolov D.E. 4D-modelirovanie stroitel'stva v Rossii i za rubezhom // Materialy IX Mezhdunarodnoj studencheskoj nauchnoj konferencii «Studencheskij nauchnyj forum» [4D-modelling of construction in Russia and abroad // Materials of Student Conference of the Student's Scientific Forum]. Available at: https://scienceforum.ru/2017/article/2017031031">https ://scienceforum.ru/2017/article/2017031031

2. Bolotin S.A., Biche-ool Kh. V., Dadar A.Kh. Metodika vizualizacii kalendarnogo planirovanija v programme Autodesk Revit 2018 [The methodology of visualization of calendar planning in the Autodesk Revit 2018 program]. Vestnik grazhdanskih inzhenerov [Journal of Civil Engineers], 2019, no. 6

3. Bolotin S. A., Bokhan Kh.A., Dadar A.-K.Kh., Biche-ool Kh.V. Formirovanie optimizirovannogo raspisanija stroitel'stva pri kompleksnom osvoenii territorii [Formation of an optimized construction schedule for complex development of the territory]. Nedvizhimost': jekonomika, upravlenie [Real Estate: Economics, Management]. 2021. No. 4. P. 49-57.

4. Kuperstein V.I. Microsoft Project 2010 v upravlenii proektami [Microsoft Project 2010 in project management]. Moscow, LitRes Publ., 2010, 506 p.

5. Strategy Paper for the Government Construction Client Group [Building Information Modelling

6. Korovina M.D. Slozhnosti perekhoda k BIM-proektirovaniju [Issues of transition to BIM design]. Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk [Relevant Issues in Humanities and Natural Sciences], 2016, no. 12-3. Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/slozhnosti-perehoda-k-bim-proektirovaniyu

Биче-оол Хензиг Владиславовна, преподаватель кафедры строительства и жилищно-коммунального хозяйства Тувинского государственного университета, Кызыл, Россия, Email: ms.khenzig@mail.ru

Khenzig V. Biche-ool, Lecturer at the Department of Construction, Housing and Utilities, Tuvan State University, Kyzyl, Russia, E-mail: ms.khenzig@mail.ru

Статья поступила в редакцию 23.05.2022