5 мифов и 5 реальностей BIM - интеграция с ГИС

Крис Эндрюс написал ценную статью в интересное время, когда ESRI и AutoDesk искали способы привнести простоту ГИС в структуру проектирования, стремясь воплотить BIM в качестве стандарта в инженерных, архитектурных и строительных процессах. Хотя в статье рассматривается точка зрения этих двух компаний, это интересная точка зрения, хотя и не обязательно совпадающая со стратегиями других выступающих на рынке, таких как Tekla (Trimble), Geomedia (Hexagon) и Imodel. js (Бентли). Мы знаем, что некоторые из позиций до BIM были «CAD, который делает ГИС» или «ГИС, которая адаптируется к CAD».

Немного истории ...

В 80-х и 90-х годах технологии САПР и ГИС стали конкурентоспособной альтернативой для профессионалов, которым необходимо было работать с пространственной информацией, которая обрабатывалась в основном на бумаге. В ту эпоху изощренность программного обеспечения и возможности оборудования ограничивали объем того, что можно было сделать с помощью компьютерных технологий, как для черчения, так и для анализа карт. САПР и ГИС оказались частично совпадающими версиями компьютеризированных инструментов для работы с геометрией и данными, которые позволили бы создавать бумажную документацию.

По мере того, как программное и аппаратное обеспечение становилось все более продвинутым и сложным, мы видели специализацию всех окружающих нас технологий, включая САПР и ГИС, и путь к полностью цифровым (также называемым «оцифрованными») рабочим процессам. Технология САПР изначально была ориентирована на автоматизацию задач ручного черчения. Информационное моделирование зданий (BIM), процесс повышения эффективности проектирования и строительства, постепенно вытеснил инструменты проектирования BIM и CAD от создания чертежей к интеллектуальным цифровым моделям реальных активов. Модели, созданные в современных процессах проектирования BIM, достаточно сложны, чтобы моделировать строительство, находить дефекты на ранних этапах проектирования и генерировать высокоточные оценки — например, для соблюдения бюджета в динамически меняющихся проектах.

ГИС также со временем дифференцировала и углубляла свои возможности. Теперь ГИС может обрабатывать миллиарды событий от живых датчиков, создавать визуализации из петабайтов моделей 3D и изображений в браузере или мобильном телефоне и выполнять прогнозный, сложный и масштабированный анализ на нескольких узлах обработки, разбросанных по всему облако. Карта, которая начиналась как аналитический инструмент на бумаге, была преобразована в информационную панель или коммуникационный портал, чтобы синтезировать сложные анализы в понятной для человека форме.

Чтобы использовать весь потенциал интегрированных рабочих процессов между BIM и ГИС, критически важных для таких областей, как «умные города» и цифровое проектирование, мы должны изучить, как эти два мира могут выйти за пределы отраслевой конкуренции и перейти к рабочим процессам. полная оцифровка, что позволит нам отключиться от бумажных процессов последних ста лет.

Миф: BIM для ...

В сообществе ГИС одной из наиболее распространенных вещей, которые я вижу и слышу, являются определения BIM, основанные на внешнем понимании мира BIM. Я часто слышу, что BIM предназначен для администрирования, визуализации, моделирования 3D или, например, только для зданий. К сожалению, ни один из них на самом деле не является тем, для чего используется BIM, хотя он может расширять или включать некоторые из этих возможностей или функций.

По сути, BIM - это процесс, позволяющий сэкономить время и деньги и добиться высоконадежных результатов в процессе проектирования и строительства. Трехмерная модель, созданная в процессе проектирования BIM, является побочным продуктом необходимости координировать конкретный проект, фиксировать структуру как есть, оценивать затраты на снос или предоставлять юридические или договорные записи об изменениях физического актива. . Визуализация может быть частью процесса, потому что она помогает людям понять динамику, характеристики и эстетику предлагаемого дизайна.

Как я давно узнал в Autodesk, буква B в BIM означает «строить, глагол», а не «строить, существительное». Autodesk, Bentley и другие поставщики работали с промышленностью, чтобы внедрить концепции процесса BIM в такие области, как железные дороги, дороги и шоссе, коммунальные услуги и телекоммуникации. Любое агентство или организация, управляющие и строящие основные физические активы, кровно заинтересованы в том, чтобы их подрядчики по проектированию и проектированию использовали процессы BIM.

Данные BIM потенциально могут быть использованы в рабочих процессах для управления активами. Это было замечено, например, в новом Стандарты ISO для BIM, которые были проинформированы процессом стандартизации стандартов Великобритании, установленным за последние 10 лет. Несмотря на то, что эти новые предложения сосредоточены на использовании данных BIM на протяжении всего жизненного цикла актива, по-прежнему ясно, что экономия затрат на строительство, как указано в статье, является основным стимулом для внедрение BIM.

Если рассматривать как процесс, интеграция технологии ГИС с BIM становится намного сложнее, чем просто считывание графики и атрибутов из 3D-модели и их отображение в ГИС. Чтобы по-настоящему понять, как информация может использоваться в BIM и ГИС, мы часто обнаруживаем, что нам нужно переопределить нашу концепцию строительства или дороги и понять, как клиентам необходимо использовать широкий спектр проектных данных в геопространственном контексте. Мы также обнаружили, что сосредоточение внимания на модели иногда означает, что мы упускаем из виду более простые и базовые рабочие процессы, которые необходимы для всего процесса, такие как точное использование данных, собранных в полевых условиях на строительной площадке, для Свяжите местоположение с данными модели для проверки, инвентаризации и обследования.

В конечном счете, мы достигнем общего понимания и результатов только в том случае, если мы «преодолеем разрыв» и будем работать в объединенных командах, которые могут внести разнообразие в решение проблем. Вот почему мы работаем с Autodesk и другими партнерами в этой сфере.
Партнерство между Esri и Autodesk, впервые анонсированное на 2017, стало отличным шагом для объединения междисциплинарной команды для решения некоторых проблем интеграции BIM-GIS.

Миф: BIM автоматически предоставляет функции ГИС

Одна из наиболее сложных концепций, которую необходимо передать неспециалисту-пользователю BIM-GIS, заключается в том, что, хотя модель BIM выглядит точно так же, как мост или здание, она не обязательно обладает характеристиками, которые составляют определение здания или моста для картографических целей или геопространственного анализа.
В Esri мы работаем над новыми возможностями навигации и управления ресурсами внутри зданий, такими как ArcGIS Indoors. Многие пользователи ожидали, что, работая с данными Autodesk Revit, мы сможем автоматически извлекать общие геометрические формы, такие как комнаты, пространства, планы этажей, площадь здания и структуру здания. Более того, мы могли бы извлечь навигационную сетку, чтобы увидеть, как человек будет пересекать структуру.

Вся эта геометрия была бы очень полезна для приложений ГИС и для рабочих процессов управления активами. Тем не менее, ни одна из этих геометрических форм не требуется для построения здания и обычно не существует в модели Revit.
Мы изучаем технологии для расчета этой геометрии, но некоторые из них предлагают сложные исследования и задачи рабочего процесса, которые годами ставили отрасль в тупик. Что такое водонепроницаемая и строительная термоусадочная пленка? Включает ли он фундамент? Как насчет балконов? Каков размер здания? Есть ли свесы? Или это просто пересечение конструкции с землей?

Чтобы гарантировать, что модели BIM содержат функции, необходимые для рабочих процессов ГИС, операторам-владельцам необходимо будет определить спецификации для этой информации до начала проектирования и строительства. Подобно классическим рабочим процессам преобразования САПР-ГИС, в которых данные САПР проверяются перед преобразованием в ГИС, процесс BIM и полученные данные должны указывать и включать характеристики, которые будут использоваться во время управление жизненным циклом конструкции, если это является целью создания данных BIM.

Во всем мире есть организации, обычно правительства и операторы контролируемых кампусов или систем активов, которые начали требовать, чтобы характеристики и атрибуты жизненного цикла были включены в контент BIM. В США Управление государственных служб продвигает новое строительство с помощью требований BIM, а такие агентства, как Управление по делам ветеранов, приложили все усилия, чтобы детализировать элементы BIM, такие как комнаты и пространства, которые будут полезны в управление объектами после постройки здания. Мы обнаружили, что аэропорты, такие как Денвер, Хьюстон и Нэшвилл, жестко контролируют свои данные BIM и часто имеют очень согласованные данные. Я видел несколько замечательных выступлений от SNCF AREP, которые создали полную программу BIM для железнодорожных станций, основанную на концепции, согласно которой данные BIM будут использоваться в рабочих процессах операций и управления активами. Я надеюсь увидеть это в будущем.

Данные, предоставленные нам из международного аэропорта имени Джорджа Буша в Хьюстоне (показанные здесь в Web AppBuilder), демонстрируют, что если данные BIM стандартизированы, обычно с помощью инструментов проверки чертежей, их можно систематически включать в ГИС. . Обычно мы видим информацию о конструкции в моделях BIM перед просмотром информации, связанной с FM.

Миф: существует формат файла, который может обеспечить интеграцию BIM-GIS

В классических рабочих процессах бизнес-интеграции одна таблица или формат могут быть сопоставлены с другой таблицей или форматом для надежной передачи информации между различными технологиями. По разным причинам этот шаблон становится все более неадекватным для удовлетворения потребностей ^tИнформационные потоки 21 века:

• Информация, хранящаяся в файлах, трудно передать
• Распределение данных через сложные домены имеет потери
• Распределение данных подразумевает неполное дублирование контента в системах
• Отображение данных часто является однонаправленным
• Технологии, сбор данных и рабочие процессы пользователей меняются так быстро, что гарантируется, что сегодняшние интерфейсы будут меньше, чем то, что потребуется завтра

Для достижения истинной цифровизации цифровое представление актива должно быть быстро доступным в распределенной среде, которая может быть модернизирована и обновлена ​​для адаптации к более сложным запросам, анализу и проверкам во времени и на протяжении всего процесса. срок полезного использования актива.

Одна модель данных не может охватить все, что может быть интегрировано в BIM и ГИС в самых разных отраслях и потребностях клиентов, поэтому не существует единого формата, который мог бы охватить весь этот процесс таким образом, чтобы доступен быстро и двунаправлен. Я надеюсь, что интеграционные технологии со временем будут развиваться, поскольку BIM становится более содержательной и появляется необходимость использовать данные BIM в контексте ГИС для управления активами жизненного цикла, и это станет более важным. для устойчивого проживания людей.

Целью интеграции BIM-GIS является обеспечение рабочих процессов для создания активов и управления ими. Между этими двумя рабочими процессами нет четко определенных дискретных передач.

Миф: Вы не можете напрямую использовать контент BIM в ГИС

Вопреки обсуждению того, как найти функции ГИС в данных BIM, мы часто слышим, что прямое использование содержимого BIM в ГИС нецелесообразно и невозможно по самым разным причинам: от семантической сложности, плотности активов до масштаб активов. Обсуждение интеграции BIM-GIS обычно ориентировано на форматы файлов и рабочие процессы извлечения, преобразования и загрузки (ETL).

Фактически, мы уже напрямую используем BIM-контент в ГИС. Прошлым летом мы представили возможность прямого чтения файла Revit в ArcGIS Pro. В этот момент модель могла взаимодействовать с ArcGIS Pro, как если бы она состояла из объектов ГИС, а затем вручную преобразовывать в другие стандартные форматы ГИС, если желательно. В ArcGIS Pro 2.3 мы выпускаем возможность публикации слоя нового типа, слой строительной сцены , который позволяет пользователю инкапсулировать семантику, геометрию и детали атрибутов модели Revit в высокомасштабируемом формате, созданном для работы с ГИС. Слой сцены здания, который будет описан в открытой спецификации I3S, воспринимается пользователем как модель Revit и позволяет взаимодействовать с использованием стандартных инструментов и методов ГИС.

Я был очарован, обнаружив, что из-за доступности большей пропускной способности, более дешевого хранилища и более дешевой обработки мы переходим от ETL к ELT или рабочим процессам. В этой модели данные по существу выгружаются в любую систему, которая нуждается в них в исходной форме, а затем могут быть доступны для перевода в удаленную систему или хранилище данных, где будет проводиться анализ. Это снижает зависимость от исходной обработки и сохраняет исходный контент для лучшего или более глубокого преобразования по мере совершенствования технологии. Мы работаем над ELT в Esri, и кажется, что мы осознали основную ценность этого изменения, когда я упомянул «удаление E и T из ETL» на конференции в прошлом году. ELT радикально меняет разговор по сравнению со сценарием, в котором пользователь всегда должен быть связан за пределами ГИС для поиска или запроса модели в целом. При прямой загрузке данных в шаблон ELT,

Миф: ГИС является идеальным хранилищем информации BIM

У меня есть два слова: «юридическая запись». Документация BIM часто является юридическим документом о бизнес-решениях и информации о соответствии, записанной для анализа строительных дефектов и судебных исков, налоговой и кодовой оценки, а также в качестве доказательства доставки. Во многих случаях архитекторы и инженеры должны поставить печать или удостоверить, что их работа действительна и соответствует требованиям их специальности и применимым законам или кодексам.

В какой-то момент можно предположить, что ГИС может быть системой записи для моделей BIM, но на данный момент я думаю, что это произойдет через годы или десятилетия, закрепленные правовыми системами, которые все еще являются компьютеризированными версиями бумажных процессов. Мы ищем рабочие процессы, чтобы связать активы в ГИС с активами в репозиториях BIM, чтобы клиенты могли воспользоваться преимуществами контроля версий и документации, необходимой в мире BIM, а также возможностью карты для размещения информации об активах в богатый геопространственный контекст для анализа, понимания и общения.

Как и в части обсуждения «функций ГИС», интеграции информации из BIM и репозиториев ГИС будет в значительной степени способствовать стандартизированные информационные модели в ГИС и BIM, которые позволяют приложениям надежно связывать информацию между двумя областями. Это не означает, что будет единая информационная модель для сбора информации как ГИС, так и BIM. Слишком много различий в том, как следует использовать данные. Но нам нужно убедиться, что мы создаем гибкие технологии и стандарты, которые могут обеспечить использование данных на обеих платформах с высокой точностью и сохранением содержимого данных.

Университет Кентукки был одним из первых клиентов, предоставивших нам доступ к своему контенту Revit. UKy использует строгую проверку чертежей, чтобы убедиться, что в данных BIM есть правильные данные для поддержки эксплуатации и обслуживания полного жизненного цикла.

Резюме

Изменения в возможностях аппаратного и программного обеспечения и переход к цифровому обществу, основанному на данных, создают возможности для интеграции различных технологий и областей, которых раньше не было. Интеграция данных и рабочих процессов через ГИС и BIM позволяет нам добиться большей эффективности, устойчивости и пригодности для жизни в городах, университетских городках и рабочих местах, которые нас окружают.

Чтобы извлечь выгоду из технологических достижений, нам необходимо создавать интегрированные команды и партнерские отношения, чтобы предлагать решения сложных проблем, которые затрагивают целые системы, а не отдельные, статические рабочие процессы. Мы также должны коренным образом перейти к новым моделям технологий, которые могут решать вопросы интеграции более надежно и гибко. Шаблоны интеграции ГИС и BIM, которые мы используем сегодня, должны быть «с расчетом на будущее», чтобы мы могли вместе работать над более устойчивым будущим.