«

»

MODELUL INFORMATIC AL CLADIRII – Importanta BIM in proiectarea structurilor (II)

Share

(Urmare din numarul anterior)

Interoperabilitatea in BIM

Unul dintre factorii cheie ai adoptarii BIM ca principal mijloc de realizare si livrare a proiectelor este abilitatea membrilor echipei de proiectare de a partaja si accesa cu usurinta informatiile din proiect. Atat dezvoltatorii de software cat si altii incearca, din greu, sa faciliteze schimbul de informatii dintre puzderia de programe software folosite de membrii echipelor de proiectare pe parcursul proiectarii si al executiei.

Interoperabilitatea intre diversele aplicatii software poate fi realizata in mai multe feluri. Trei dintre cele mai comune sunt:

• Folosirea de software care citeste direct formatul proprietar de fisier, continut in aplicatia software BIM. Acesta poate fi cazul pentru o suita de programe ale aceluiasi dezvoltator software;

• Folosirea de software care incor­poreaza API (Aplication Programming Interface), care ofera (cel putin in teorie), o interfata bine dezvoltata intre programele diversilor producatori;

• Folosirea de software care suporta fisiere cu formate conforme cu standarde larg acceptate in industrie. CIS/2 (CIM Steel Integration Standards) folosit in industria otelului este un exemplu de aplicare, cu succes, a unui standard de transmitere a datelor.

IFC (Industry Foundation Classes) intentioneaza sa ofere cadrul pentru un model neutru, care va integra o varietate de programe software de design si mana­gement intr-un model BIM. Inca se lucreaza la dezvoltarea unui convertor intre CIS/2 si IFC, care ar trebui sa imbunatateasca, considerabil, schimbul de date in privinta segmentului structurilor de otel din cadrul mediului BIM.

Toate aceste metode de interconectare sunt folosite, in prezent, cu diverse grade de succes.

Problemele de interoperabilitate intalnite intre comunitatile de design si constructie sunt regasite, in mod similar, si in cadrul profesiei de inginer structurist. Sunt o duzina de programe de analiza si design (A&D) disponibile pentru modelarea dife­ritelor aspecte ale unei structuri. Majoritatea firmelor de proiectare structurala au la dispozitie cateva dintre aceste instrumente.

In mod uzual, pe parcursul proiectarii, inginerii fac uz de unul sau mai multe astfel de programe. Cu toate acestea, reprezentarea grafica a designului inginerului este transpusa in mod traditional in desene bazate pe CAD. Aceste desene CAD sunt, de obicei, create „de la zero”, cu foarte  mica legatura sau fara nicio legatura cu modelele tridimensionale create in procesul de design. In plus, datele incluse in fisierele CAD, care pot fi folosite de investitori sau de ceilalti membri ai echipei de proiectare si de executie, sunt foarte limitate sau nu sunt deloc. Cu alte cuvinte, desenele CAD aproape ca nu reprezinta nimic altceva decat versiuni electronice ale desenelor realizate, in trecut, manual.

O imbunatatire semnificativa a procesului de proiectare poate fi realizata prin integrarea modelelor create pentru analiza si designul proiectului cu modelul BIM care va fi livrat clientului (fie ca fisier electronic fie, mai uzual in aceasta etapa a evolutiei BIM, sub forma unui set conventional de planuri, sectiuni si detalii bidimensionale).

Programele BIM actuale nu au capacitatea de a efectua analiza si design; aceste atribute sunt, inca, apanajul programelor de A&D precum RISA 3D, RAM Steel, SAP2000 si multe altele. Pentru ca un singur model sa fie creat si sa serveasca drept instrument de design si ca livrabil, interfata dintre programele A&D si BIM este critica.

Companiile care creeaza programele BIM se ocupa si de dezvoltarea acestor unelte de inter­fa­­­tare. Oricum, datorita diverselor programe BIM si A&D existente, si a faptului ca un standard deschis de interoperabilitate, precum IFC, este, inca, in stadiu de dezvoltare, multe dintre aceste legaturi sunt dezvoltate pe baza de standarde proprietare intre diversele companii de software.

Unele firme de inginerie care detin resursele si cunostintele necesare isi creeaza propriile API-uri, desi aceasta optiune nu este feza­bila pentru majoritatea.

O vedere de ansamblu, orientativa, asupra diverselor solutii BIM, grupate pe functiuni, este prezentata in urmatoarea enumerare:

• Software de modelare BIM pentru inginerii structuristi: Revit Structure; Bentley Structural; Tekla Structures; Arhicad; altii precum AutoCAD Architecture (fost ADT) si RAM CADStudio.

• Software de analiza structurala: ETABS/SAP2000; RAM Structural System/RAM Advanse; RISA; STADD; ROBOT.

• Software de detaliere: SDS/2; Tekla Structures, ProSteel.

• Software de colaborare: NavisWorks Jetstream; Interference Checking Tool in Revit Structure; Bentley Interference Manager; Tekla Structures conflict checker.

• Altele: software de fabricare; software de montaj; software de mentenanta.

Ceea ce este critic este modul cum sunt transferate datele intre aceste categorii diferite de instrumente. O cale este prin integrare iar alta prin interoperabilitate, care poate fi de tipul „legatura directa” sau „conversie de fisier”.

Metoda legaturii directe are mai putine sanse de pierdere sau alte­rare a informatiei, deoarece datele sunt transferate direct.

Iata o lista a programelor de ana­liza si a aplica­tiilor de modelare BIM cu care au o legatura directa:

• RISA – Revit Structure

• ETABS – Revit Structure, Tekla Structures

• SAP2000 – Tekla Structures

• RAM Structural System – Revit Structure, Bentley Structural

• STADD.Pro – Tekla Structures, Bentley Structural

• ROBOT – Tekla Structures, Revit Structure

Prin contrast, in metoda conversiei fisierelor, un fisier trebuie exportat, de una dintre aplicatii, intr-un format neutru, apoi importat din fisierul neutru in cea de a doua aplicatie. Desi aceasta este o metoda eficienta, sansele de degradare ale modelului sunt mai mari.

Formatele de fisiere neutre care sunt utile in domeniul ingineriei structurale includ CIS/2, IFC si SDNF (Steel Detailing Neutral File, folosit pentru a transmite modelele structurale catre detailisti). Majoritatea programelor de analiza ofera posibilitatea exportarii de fisiere CIS/2, care pot fi importate in programe populare de modelare precum Bentley Structural, Tekla Structures si Revit Structures. Astfel, formatul IFC este folosit pe orizontala pentru integrarea diferitelor discipline de proiectare, in timp ce formatul CIS/2, dezvoltat special pentru industria otelului, este folosit pe verticala pentru a integra procesele de design, analiza, detaliere si fabricatie.

In ciuda problemelor actuale si viitoare de interoperabilitate, sunt mult mai multe aspecte pozitive ale procesului de proiectare bazat pe BIM. Interoperabilitatea poate afecta ritmul tranzitiei la BIM, dar nu si inevitabilitatea acesteia.

IFC (Industry Foundation Classes) reprezinta modelul de date folosit pentru BIM (Building Information Modeling) care devine tot mai uzual. Este un format deschis si neutru, care nu este controlat de niciun producator sau grup de producatori. Este un format de fisier bazat pe obiect dezvoltat de building SMART (International Alliance for Interoperability, IAI) pentru a facilita interope­rabilitatea in industria constructiilor (AEC, arhitectura, inginerie si constructii). Specificatia modelului IFC este deschisa si disponibila. Este inregistrata de ISO (International Organization for Standardization) ca ISO/PAS 16739 si este, in prezent, in curs de a deveni standardul international oficial ISO 16739.

Datorita focalizarii sale pe aspectul simplificarii interoperabilitatii dintre platformele software, guvernul olandez a stabilit ca obligatorie folosirea formatelor IFC pentru toate proiectele cu buget public. De ase­menea, compania finlandeza de stat Senate Properties, care gestioneaza proiec­tele cu statul, impune folosirea BIM si a platformelor software compatibile IFC in toate pro­iectele sale.

Dintre platformele BIM care supor­ta formatul IFC merita men­tionate printre altele Autodesk Revit Structure, Nemetschek Allplan, Tekla Structures si Bentley Structural.

Fluxul de proiectare in BIM

Proiectele traditionale, care nu folosesc BIM, devin foarte aglome­rate catre final, necesarul de oameni crescand foarte mult in preajma predarii. In faza de inceput (pre-design) a proiectului lucreaza doar cativa oameni; in general, arhitectii si inginerii sunt singurii implicati in aceasta faza. Pe masura ce proiectul progreseaza, din ce in ce mai multi oameni sunt implicati in proiect. Din pacate, unii dintre cei care iau decizii de design incipiente nu sunt implicati si mai tarziu in proiect, creandu-se, astfel, o fragmen­tare a procesului de proiectare.

La proiectele BIM, o incarcare mare este in stadiile initiale, cu majoritatea timpului de modelare petrecuta in fazele initiale ale proiectului schematic si ale proiectului tehnic. In timpul fazelor de  intocmire a documentatiei de executie si in timpul asistentei de santier, fluxul de lucru se ingusteaza si este relativ scazut in termeni de modelare. Echipele sunt formate inca de la inceputul procesului de design si incep colaborarea mai devreme.

Prin utilizarea tehnologiei BIM, echipele de proiectare pot fi reduse. Pe masura ce echipa alcatuieste modelul, tot mai multa informatie devine disponibila. Utilizand echipe mai mici, oamenii care iau deciziile din fazele initiale sunt implicati pe tot parcursul proiectului, ceea ce conduce la un produs de calitate superioara.

In orice caz, este esential ca echipa sa fie compusa din indivizi cu experienta in proiectare si, nu in ultimul rand, in executie, care stiu cum sunt construite cladirile. Cu BIM, nu se mai poate proiecta intr-un mod superficial. Modelul va evidentia rapid echipei de proiectare orice deficienta. Scurtaturile care puteau fi adoptate in privinta documentatiei atunci cand aceasta era elaborata in mod traditional nu mai pot fi utilizate in cazul proiectarii bazate pe BIM.

Impreuna cu acest nou volum de informatii disponibile si cu aceasta importanta eficientizare au aparut si asteptarile nerealiste din partea clientilor sau a altor membri ai echipei de proiectare, referitoare la nivelul de precizie si detaliere al modelului. Industria din ziua de astazi inca nu are standarde bine puse la punct pentru BIM, similare celor care exista pentru  CAD-ul 2D traditional. Aceasta expune arhitectii si inginerii unui risc.

In 2008, AIA (American Institute of Architects) a publicat Document E202™, care defineste rolul si responsabilitatile diversilor membri ai echipei de proiectare in folosirea BIM si specifica nivelul necesar de detalii al modelului, in fiecare faza a proiectului.

Fiecare firma trebuie sa isi dezvolte propriul plan de aplicare BIM, pe baza nivelelor de detalii specificate in E202. Un astfel de plan poate include, de asemenea, instructiuni de lucru detaliate referitoare la definirea modelului, care sa coreleze nivelul de detalii cu cel asteptat a fi gasit in modelul propriu-zis. Astfel de instruc­tiuni de lucru elimina, in principal, neclaritatile echipei de pro­iectare referitoare la ceea ce se asteapta de la model pe masura ce proiectul avanseaza. De exemplu, un arhitect stie care este nivelul de informatie necesar pentru o usa la faza de proiect schematic, proiect tehnic si detalii de executie. In acest fel nimeni nu modeleaza un nivel excesiv de detalii inca de la inceputul procesului de design si nici nu modeleaza un nivel insuficient de detalii sau cu informatii lipsa la faza de detalii de executie sau cand desenele sunt gata pentru licitatie.

In acelasi timp, firmele pot dezvolta o cronologie a procesului de modelare BIM pentru a asista echipa de proiectare la asamblarea mode­lelor. Aceasta cronologie, spre deosebire de planificarea proiectului, arata evolutia modelului: ce trebuie modelat si in ce ordine.

Atunci cand echipa stie care sunt obiectele ce trebuie modelate si ordinea in care trebuie sa fie plasate in model, conflictele sunt eliminate. De exemplu, peretii trebuie modelati inaintea tavanelor, usilor sau feres­trelor. Tavanele trebuie modelate inainte ca inginerul electrician sa adauge corpuri de iluminat. Aceasta cronologie se dovedeste foarte utila si managerilor de proiect, pentru planificarea si alocarea resurselor umane si, de asemenea, ofera echipei o mai buna intelegere a modului cum se va desfasura lucrul privitor la asamblarea modelului in proiectul respectiv. Pe de alta parte, ea ajuta si investitorul sa inteleaga mai bine la ce trebuie sa se astepte cand primeste un model BIM.

Colaborarea in BIM

Avand in vedere ca BIM repre­zinta o abordare colaborativa centrata pe un model digital, industria constructiilor si companiile indivi­duale incearca sa dezvolte metode noi de a lucra impreuna. Modelele sunt acum alcatuite cu participarea si contributia clientului, echipei de proiectare, echipei de constructori cat si a altora. Aceasta metoda a condus la aparitia abordarii IPD (Integrated Project Delivery).

AIA explica diferitele aspecte ale IPD cum ar fi:

1) colaborarea si comu­nicarea in cadrul echipei;

2) rolu­rile, responsabilitatile si ce­rintele;

3) masu­rarea obiectivelor proiectului;

4) contracte si evaluarea riscului.

IPD este privit ca un anumit tip de metoda de predare a unui proiect, care vizeaza potentarea posibilita­tilor oferite de uneltele BIM. Ar putea fi argumentat ca IPD a aparut ca un raspuns la dezvoltarea tehnologiilor BIM cuplata cu ineficienta flagranta a metodelor si uneltelor de proiectare traditionale.

Daca ar fi sa comparam proiec­tele traditionale cu proiectele IPD, ar arata ceva de genul acesta:

Proiectele traditionale:

• Echipele sunt fragmentate, alca­tuite pe baza de „cand e nevoie” si puternic ierarhizate;

• Procesul de proiectare este liniar, distinct si segregat;

• Riscul este gestionat individual si transferat in cel mai mare grad posibil;

• Recompensarea este urmarita individual cu efort minim pentru profit maxim;

• Bazat pe hartie si livrabile 2D;

• Acordurile se bazeaza pe eforturi unilaterale, prin alocarea si transferul riscului, fara partajarea informatiei.

Proiectele IPD:

• Echipele sunt deschise si colabo­rative, create inca din fazele incipiente ale procesului de design si compuse din factorii de decizie cheie ai proiectului;

• Procesul incorporeaza contributii si cunostinte de timpuriu, informatia fiind partajata deschis si bazata pe incredere si respect;

• Riscul este gestionat colectiv si impartit in mod corespunzator;

• Recompensa are la baza succesul echipei, legat de succesul proiectului, bazat pe valoare;

• Livrabilele sunt in format digital, bazate pe BIM;

• Acordurile sunt incurajate, ocrotite, echipele fiind incurajate sa promoveze si sa sustina colaborarea si partajarea multilaterala si des­chisa a informatiei.

 

Importanta BIM in proiectarea structurilor

In mai putin de 10 ani, BIM va schimba definitiv si permanent profesia de inginer structurist impreuna cu universitatile, firmele, clientii, piata, codurile de proiectare, programele software, contractele, poli­tele de asigurare, recrutarea personalului, modul de lucru si multe alte aspecte legate de aceasta.

Este deja evident ca cei ce nu vor lua in consideratie cu suficienta seriozitate aceasta tehnologie disruptiva vor avea mari greutati in a recu­noaste o firma obisnuita de pro­iectare de structuri in 2020. O afirmatie atat de cutezatoare cu pri­vire la importanta BIM poate parea exagerata si necesita justificare in continuare.

Industria constructiilor – constand din arhitecti, ingineri, antreprenori si investitori – obisnuia sa transfere informatia in mod tradi­tional prin mijloace manuale, cu ajutorul hartiei, telefonului, faxului, postei si prin transferul e-mail al docu­mentelor printate. In prezent, cu ajutorul BIM, folosind EDI (Electronic Data Interchange), sunt create noi proceduri de afaceri pentru a permite schimbul electronic de date intre toate partile interesate in proiect (fig. 8).

Este adevarat ca in prezent mai sunt multe probleme de rezolvat pentru a netezi calea transferului de date intre partile interesate intr-un proiect. In orice caz, aceste proble­me sunt pe cale sa fie rezolvate intr-un ritm alert, care poate fi masurat mai degraba in luni si ani decat in decenii.

Ca punct de referinta, pentru evaluarea importantei BIM in pro­iectarea structurala, trebuie avuta in vedere istoria schimbarilor din profesia noastra, incepand de la revolutia industriala, in contrast cu schimbarile potentiale datorate BIM. Sunt doar o mana de evenimente singulare, care au modificat permanent profesiunea de inginer structurist. Printre exemple pot fi incluse: procesul Bassemer de producere industriala a otelului ieftin, primul aparat comercial de sudura electrica, betonul precomprimat, calculatorul personal si Internet-ul. Fiecare dintre aceste evenimente au schimbat fundamental profesia de inginer structurist in una sau mai multe din urmatoarele sapte domenii: (1) codu­rile de proiectare, (2) procesul de proiectare inginereasca, (3) posibi­litatile de realizare a structurilor, (4) clientii, (5) personalul angajat, (6) marketingul si (7) practicile de afaceri, incluzand problemele de risc si responsabilitate.

BIM are poten­tialul de a crea efecte chiar mai profunde asupra profesiei ingineriei structurale.

 

DE CE SE INTÂMPLÃ BIM ACUM?

Pentru ca industria sa convearga catre folosirea modelelor tridimensionale, orientate pe obiecte precum BIM este necesara conlucrarea a trei elemente esentiale: putere compu­tationala, o platforma pentru o baza de date comuna si o retea cu suficienta latime de banda. In trecut, cand industrii precum cea aero­spatiala, cea auto sau cea producatoare si-au putut permite aceste trei elemente esentiale, au facut tranzitia la o modelare bazata pe obiect.

Profesia de inginer structurist este pregatita pentru BIM deoarece criteriile identificate sunt disponibile si, in sfarsit, sunt considerate accesibile din punct de vedere economic de catre comunitatea proiectantilor de constructii.

Daca adoptarea BIM este similara multor altor inovatii, ea va urma modelul ritmului clasic de adoptie al tehnologiilor dezvoltat initial in anii 1950 (fig. 8).

Implementarea BIM, ca tehnologie dictata de piata, are potentialul sa creasca la fel de rapid cum a crescut Internet-ul, incepand de la mij­locul anilor 1990. Viteza de adoptie este un aspect important al BIM ce ii va lua prin surprindere pe inginerii structuristi care l-au tratat cu refuz sau cu mare scepticism (fig. 9).

Estimarile curente prevad ca profesia de inginer proiectant de structuri este pregatita pentru a face tranzitia la BIM in urmatorii 4 ani a primei majoritati si partial a celei de-a doua majoritati.

Ritmurile posibile de adoptie ale BIM sunt de o importanta aparte pentru profesia inginerilor structuristi, atunci cand se ia in considerare perioada de timp relativ scurta in care firmele sunt nevoite sa se adapteze la cele sapte domenii afectate, enumerate anterior.

Imaginea firmelor de proiectare de structuri actuale trebuie privita in perspectiva, pentru a intelege importanta pe care o are BIM in cele sapte domenii identificate.

Un studiu recent, efectuat in Statele Unite, afirma ca durata de instruire pentru BIM ar dura intre 4 si 6 saptamani (160-240 ore) in primul an de implementare, timp ce este scazut din timpul alocat activitatii de proiectare curente. De asemenea, in cadrul aceluiasi studiu, la intrebarea „cand vor face trecerea la BIM”, doua treimi dintre firmele de pro­iectare structurala au raspuns ca vor fi nevoite sa treaca la proiectarea BIM in urmatoarele 12-24 luni, iar peste 30% au afirmat ca vor face trecerea „ACUM”.

(Va urma)

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 84 – august 2012, pag. 28

 

Autor:
ing. Florin VOICA –  Senior Project Manager SC POPP & ASOCIATII SRL



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2012/08/06/modelul-informatic-al-cladirii-importanta-bim-in-proiectarea-structurilor-ii/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.