Potencjał tworzenia inteligentnych bibliotek w technologii BIM

1. Obiekty parametryzowane i ich znaczenie w nowoczesnym przemyśle budowlanym

Najprościej rzecz ujmując, parametrycyzm jest nałożeniem warstwy informacyjnej lub przypisaniem parametrów z ich wartościami do konkretnego obiektu. Powszechnie rozróżnia się 3 rodzaje parametrów:
sterujące – wpływające na wygląd i geometrię obiektu
opisowe – opisujące specyfikę produktu
klasyfikujące – przypisujące obiekt do konkretnej klasy produktów w nawiązaniu do określonego systemu klasyfikacji
Można powiedzieć, że tworzenie obiektów parametryzowanych jest odpowiedzią na dwa podstawowe problemy, z którymi przemysł AEC boryka się od zarania dziejów: „W jaki sposób ograniczyć czynności powtarzalne przy projektowaniu dużych, skomplikowanych projektów?” oraz „W jaki sposób ograniczyć liczbę błędów, wynikających z barku koordynacji rysunków projektowych?”. Ważnym jest jednak, aby pamiętać, że ilość informacji zawarta w danym obiekcie (a więc również ilość parametrów nim sterujących) powinna być zawsze dostosowana do stopnia zaawansowanie ( z ang. Level of Detail and Level of Information) na danym etapie projektu.

2. Klasyfikacja obiektów - czyli jak to wygląda w programie Revit

W zależności od oprogramowania, obiekty używane do tworzenia modelu BIM będą określane i klasyfikowane w różny sposób. Omówmy to zagadnienie na przykładzie programu Revit. Aby lepiej zrozumieć system klasyfikacji obiektów w Revicie, należy zapoznać się z czterema podstawowymi pojęciami:
rodzina (z ang. family) – Zbiór elementów mających ten sam cel użytkowania, wspólne parametry i podobną geometrię, Należą do konkretnych kategorii, których nie da się usunąć z projektu np. kategoria drzwi, ścian, czy rur. W obrębie jednej kategorii może być wiele rodzin, np. drzwi balkonowe dwuskrzydłowe, drzwi balkonowe jednoskrzydłowe lub drzwi balkonowe uchylno-przesuwne. W projekcie wyróżnia się 3 rodzaje rodzin: systemowe, wczytywalne i lokalne.
typ (z ang. type) – Podkategoria rodziny, np. drzwi balkonowe jednoskrzydłowe mogą mieć kilka różnych rozmiarów: 865×2095 mm, 865×2295 mm… – W przeciwieństwie do kategorii, typy mogą być dodawane i usuwane z projektu w zależności od preferencji użytkownika.
wystąpienie/instancja (z ang. instance) – Pojedynczy element wstawiony do projektu. Każde wystąpienie ma swoje własne właściwości (z ang. instance properties), ale również właściwości charakterystyczne dla danego typu, które są współdzielone z innymi wystąpieniami, p. : gdy w projekcie w ścianie widzimy szereg tych samych drzwi.
biblioteka (z ang. library) – Jest to zbiór rodzin. Program Revit zawiera standardowe biblioteki. Niestandardowe mogą zostać ściągnięte ze strony konkretnego producenta

Definicje zostały stworzone w oparciu o stronę Autodesk, do której link znajduje się tutaj: link

Zagadnienie dobrze ilustruje poniższa grafika.

3. Proces tworzenia rodzin - wywiad z ekspertem i omówienie procesu na bazie programu Revit (rozmowa z Dominikiem Krzywikiem – Inżynierem BIM)

Zacznijmy od krótkiego opisu wstępnego. Kim jesteś? Gdzie pracujesz? Jakie masz doświadczenie w BIM’ie? Co najbardziej lubisz w swojej pracy i w jaki sposób Twoja praca przyczynia się do rozwoju metodyki/technologii BIM?
Pracuję w branży blisko 8 lat. Przez 3 lata zbierałem doświadczenie na stanowiskach typowo projektowych – jako projektant systemów kanalizacyjnych i grzewczych. Zdobyte doświadczenie oraz zainteresowania nowymi technologiami pozwoliły mi na kontynuację mojej pracy, tym razem jako BIM inżynier. Zajmowałem się głównie tworzeniem modeli parametrycznych produktów wchodzących w skład tzw. „paczek” czyli całych systemów instalacyjnych. Ponadto brałem udział w projektach realizowanych wspólnie z projektantami, inwestorami, wykonawcami. Poznanie środowiska BIM od strony praktycznej samoczynnie wywołało potrzebę ulepszeń, przyspieszenia oraz usprawnienia pracy w tym środowisku. Występujące kłopoty często wymagały wykroczenia poza schemat. Właśnie wtedy zaczęła się przygoda z programowaniem oraz tworzeniem dodatków, pluginów, które usprawniają codzienną pracę. Moje obecne obowiązki skupiają się na wyszukiwaniu i tworzeniu rozwiązań, które ułatwią codzienną pracę projektanta oraz ograniczą czynności powtarzalne.

Z jakiego typu rodzinami pracujesz i ile rodzin/paczek masz już na swoim koncie?

W pracy zajmuję się tworzeniem bibliotek MEP. Można powiedzieć, że jestem ojcem dziesiątek, o ile nie setek rodzin. Tworzę rodziny dla kilkunastu krajów i jeśli pomnożymy to przez dziesiątki systemów, liczby mogą przerażać. Oczywiście warto zaznaczyć, że za tworzenie rodzin odpowiada cały zespół. Biorąc pod uwagę skalę przedsięwzięcia, nie jest to praca dla jednej osoby. Tzw. „paczka” stanowi zbiór kilku/kilkudziesięciu rodzin wchodzących w skład systemu. Paczka to plik z wieloma rodzinami, dzięki którym projektant może zbudować kompletny system instalacji. Budujemy głównie rodziny parametryczne, czyli takie gdzie np. jedna rodzina kolana zawiera w sobie kilkadziesiąt elementów. Oznacza to, że za pomocą jednej rodziny np. kolana jesteśmy w stanie stworzyć kilkadziesiąt instancji/wystąpień obiektów różniących się między sobą średnicami, kolorem itd.. Oczywiście w Revicie instalacje tworzymy poprzez rysowanie przewodów rurowych. Odpowiednie kolana, trójniki itp. wstawiają się automatycznie wraz ze zmianą kierunku instalacji. O tym, jakie elementy są wstawiane decyduje zarówno sam program, jak i wbudowana przez nas logika zaimplementowana wewnątrz rodziny. Z naszymi paczkami/bibliotekami rodzin projektant nie musi zastanawiać się nad dostępnością produktów. Rysujemy tym, co aktualnie posiadamy w naszym portfolio, tym samym dając możliwość skompletowania dokładnego zestawienia materiałów. Unikamy żmudnej konieczności liczenia elementów ręcznie, jak często bywało w przeszłości (niestety taka praktyka nadal bywa stosowana i jest źródłem wielu pomyłek).

Jak wygląda proces tworzenia rodziny Revit?

Startujemy od danych, musimy wiedzieć ile, oraz jakie elementy wchodzą w skład systemu. Musimy znać ich wymiary oraz pozostałe dane, np. katalogowe. Później zabieramy się za modelowanie. Program Revit posiada wewnętrzny kreator obiektów (tzw. rodzin). Właśnie w nim budujemy geometrię elementu, nadajemy odpowiednie wymiary oraz implementujemy logikę działania. W zależności od przeznaczenia danego obiektu proces bywa mniej lub bardziej skomplikowany. Należy zwrócić uwagę na to, że stworzenie naprawdę dobrej rodziny oraz jej przetestowanie może zająć od kilku godzin do kilku dni.

Co jest najtrudniejsze w tworzeniu paczek i z jakimi wyzwaniami musi na co dzień mierzyć się inżynier BIM? 

Myślę, że najtrudniejsze jest wykonanie najłatwiejszej rodziny, tj. działającej w sposób intuicyjny dla użytkownika. Tworzymy kontent głównie dla instalatorów i projektantów instalacji MEP dlatego ważne jest, aby to, co można zrobić z daną rodziną miało swoje odzwierciedlenie w rzeczywistości. Celem jest, aby kontent był intuicyjny dla kogoś, kto nie zna perfekcyjnie programu, ale ma choć minimalną wiedzę na temat swojej branży. Niemal każda z naszych rodzin posiada swoje charakterystyczne cechy, które projektant może modyfikować w czasie tworzenia swojej własnej instalacji. Parametry, które użytkownik może zmieniać z poziomu projektu znajdują zawsze w tym samym miejscu. Można zaryzykować stwierdzenie, że jeśli poznasz jedną z naszych paczek, poznasz je wszystkie. Przykład poniżej (1) przedstawia funkcję „Add Pipe Segment” pozwalającą dodać fragment rury o zadanej długości (tutaj Pipe Segment Length =250 [mm] )między kolanami. Można też, odwrócić daną kształtkę w zależności od kierunku przepływu medium (przycisk „Reverse Direction”), a korzystając z przycisku „Alternative” zamienić dwa kolana 45° w jedno 90° (2).

To tylko kilka prostych przykładów ukazujących z jaką łatwością można użytkować rodziny i jaką siłą jest parametryzacja. Czy gra jest warta świeczki? Myślę, że każda czynność, która pozwoli zaoszczędzić czas, poprawić jakość projektu oraz zwiększyć wydajność procesu jest warta uwagi. Prawidłowo wykonane biblioteki to czysty zysk. Trzeba pamiętać, że za wszystkimi powyższymi czynnikami kryją się realne korzyści finansowe.

Jakie korzyści dla użytkowników stwarzają przygotowane bibliotek BIM?

Sam proces tworzenia rodzin jest dość pracochłonny, dlatego korzystanie z gotowych i przede wszystkim dobrze wykonanych pakietów producenckich pozwala użytkownikowi oszczędzić czas, pieniądze, zminimalizować stres i uzyskać pewność, że to, z czego korzysta znajduje swoje odzwierciedlenie w rzeczywistości. Samoistnie unikamy wielu problemów np. kolizji na budowie spowodowanych poprzez użycie generycznych kształtek. Tu przytoczę przykład z życia. Budynek był nietypowy, a użytkownik korzystał z generycznych rodzin kolan o kącie 80° (generalnie większość kształtek miała nietypowe kąty). Takie kolana w rzeczywistości nie istnieją, nie są standaryzowane. Kolan nie udało się zamówić, więc na budowę zamówiono takie, których kąt był najbliżej zadanego. Taka zamiana miała olbrzymi wpływ na trasy instalacji, ponieważ powodowała kolizje z wentylacją, ścianami itd. W tym momencie temat trafił do nas. Żeby znaleźć wyjście z patowej sytuacji, zaproponowaliśmy zamianę elementów najpierw w modelu BIM, tym razem z użyciem naszych paczek/rodzin, następnie na bazie modelu i skorygowanych tras odtworzono instalacje na budowie. Udało się, ale problemu można by uniknąć, gdyby skorzystano z rodzin producenckich od początku. Nasze rodziny nie pozwalają użytkownikowi na zamodelowanie czegoś, co nie istnieje.

W jaki sposób producenci mogą przyczynić się do rozwoju wiedzy na temat BIM na rynku budowlanym?

Przede wszystkim poprzez wsparcie projektantów, inwestorów i utrzymywanie stałego kontaktu w czasie realizacji inwestycji. BIM jest ściśle powiązany z ciągłą komunikacją i rozwiązywaniem problemów w czasie rzeczywistym na wirtualnym modelu, jeszcze zanim te problemy pojawią się na budowie. Producenci, często dysponują doskonałymi narzędziami i posiadają ekspertów, którzy mogą wesprzeć inwestora w realizacji przedsięwzięcia. Mogę posłużyć się przykładami z branży instalacyjnej. Samo użycie rodzin producenckich pozwala na stworzenie dokładnego kosztorysu, zamówienia dokładnie tych elementów, które są potrzebne, nie mniej , nie więcej. Ponadto tworząc projekt bazując na elementach z dokładnymi i rzeczywistymi wymiarami unikamy setek kolizji. To olbrzymia oszczędność czasu i pieniędzy. Producenci od czasu do czasu prowadzą szkolenia branżowe. To dobra okazja, aby równocześnie nawiązać do tematyki BIM i pokazać przykłady, gdzie ta metodologia jest realną pomocą dla każdego uczestnika inwestycji. Każda inwestycja przeprowadzona zgodnie z ideologią BIM często jest reklamą samą w sobie. Sprawia, że zarówno inwestorzy, jak i projektanci oraz wykonawcy samodzielnie chcą rozwijać wiedzę w tym kierunku, bo widzą realne korzyści. Co prawda sam projekt przygotowuje się dłużej, natomiast poprawki wprowadza się zdecydowanie szybciej. Dodatkowo większość kłopotów można rozwiązać już w samym modelu, zanim jeszcze pierwsza łopata zostanie wbita w ziemię. Przekaz jest prosty: „w 3D lepiej widać”. Jeśli do tego dołożymy dane, wówczas otrzymamy komplet informacji w jednym miejscu. Zarządzanie rzeczywistym obiektem poprzez działania na wirtualnym modelu to olbrzymie ułatwienie.

4. W jaki sposób gotowe rodziny/paczki wspierają pracę projektantów? (rozmowa z Adrianną Maćkowską – Projektantem Instalacji)

Tak jak poprzednio, zacznijmy od krótkiego opisu wstępnego. Kim jesteś? Gdzie pracujesz? Jakie masz doświadczenie w projektowaniu i w BIMie? Co najbardziej lubisz w swojej pracy?
Nazywam się Adrianna Maćkowska. Ukończyłam studia o kierunku inżynieria środowiska o specjalności zaopatrzenia w ciepło na Politechnice Poznańskiej. Pracuję jako projektant. Na co dzień projektuję instalacje sanitarne, w tym m.in. instalacje ogrzewania podłogowego. Od roku działam w Revicie, choć pierwszy kroki w tym programie stawiałam jeszcze w czasie studiów. W swojej pracy lubię różnorodność tematów oraz możliwych rozwiązań.
Jakich programów używasz najczęściej do projektów?
Na co dzień pracuję w programach InstalSystem, AutoCad oraz Revit.

Przy jakich projektach używałaś paczek systemowych?

Najczęściej używamy paczek systemowych w projektach kanalizacji sanitarnej, choć nie brakuje projektów instalacji wodociągowej. Ponadto dostajemy projekty skupiajace się na systemach ciepłowniczych. W przyszłości będziemy również przcować z wentylacją mechaniczną.

Co jest wyzwaniem i na co powinni zwracać uwagę projektanci przy pracy z gotowymi rodzinami/paczkami?

Myślę, że każde nowe narzędzie wymaga odrobiny czasu, aby lepiej je poznać. To samo dotyczy bibliotek produktów Wavin. Jednak z każdym kolejnym tematem, czy projektem, w którym je użyjemy, zauważymy, jakie dodatkowe możliwości dają nam paczki. Jest to m.in. gotowe zestawienie materiałów danego systemu pozwalające zaoszczędzić czas, który musielibyśmy włożyć w stworzenie filtrów pozwalających nam takie zestawienie uzyskać. Ponadto, każda paczka zawiera swój szablon ze specjalnie wcześniej utworzonymi filtrami, dzięki którym łatwo jest nam odróżnić realne systemy od tzw. „Generic Objects”. Co ciekawe, biblioteki cały czas podlegają udoskonaleniom. Wszelkie idee z nimi związane mogą zgłaszać do działu BIM nie tylko nasi projektanci, ale również osoby z zewnątrz, które na co dzień wykorzystują paczki w swojej pracy.

Ile czasu (mniej więcej) udaje się zaoszczędzić przy pracy z paczkami konkretnych systemów, w porównaniu z pracą na bazie generic objects?

Szczerze mówiąc, nawet nie chcę tego szacować. To jest zupełnie inny standard pracy. Ponadto nasi inżynierowie BIM stworzyli specjalny plug-in do programu Revit, który nie tylko pozwala kilkoma kliknięciami zamienić instalacje na bazie generic obcject w rzeczywiste systemy, ale również pozwala łatwo łączyć elementy instalacji (jak np. rurę i trójnik). Wykonując to manualnie, nie zawsze uda się połączyć oba elementy od razu. Co więcej, dzięki nowym plug-inom otrzymujemy gotowe zestawienie materiałów zastosowanego systemu, w oparciu o które klient może złożyć zamówienie. Bazując na stworzonym modelu instalacji sanitarnej przy użyciu plug-inu możemy stworzyć rysunki oraz zestawienia materiałów dla prefabrykatów, które wędrują prosto na produkcję. Tam są one składane, a następnie gotowy komponent trafia na budowę.

Czy Twoim zdaniem biblioteki to przyszłość przy pracy z BIMem? Na co czekają projektanci w związku z rozwojem BIMu? Czy BIM naprawdę jest przyszłością projektowania?

Nie wyobrażam sobie pracy bez bibliotek BIM. Jest to ogromne ułatwienie i usprawnienie pracy projektanta. Uważam, że większość projektantów z branży ma świadomość, że postępu technologii i współtowarzyszących mu możliwości nie zatrzymamy i nie unikniemy. Myślę, że powinniśmy z niego korzystać i iść z duchem czasu. Dzięki technologii BIM nie tylko dużo szybciej i łatwiej wykonamy projekt lub go zmodyfikujemy. Dzięki BIM mamy możliwość prowadzenia dialogu pomiędzy uczestnikami projektu. Każdy z nich, czy jest to projektant, wykonawca lub inwestor, ma możliwość pracy na tym samym modelu w tym samym czasie co inni, mając jednocześnie wpływ na proces realizacji inwestycji. Odpowiadając na pytanie, tak, BIM jest przyszłością projektowania.

Podsumowanie

W powyższym artykule skupiliśmy się na parametrycyźmie, tworzeniu bibliotek BIM oraz zasięgnęliśmy opinii ekspertów. Jak widać z przeprowadzonych rozmów, stworzenie inteligentnych bibliotek, działających w sposób intuicyjny, jest nie lada wyzwaniem i z pewnością wymaga wiedzy nie tylko z zakresu obsługi programu, ale również umiejętności postawienia się na miejscu potencjalnego użytkownika. Dobrze zrobiona biblioteka ułatwi pracę wszystkich uczestników procesu budowlanego, podczas gdy biblioteka zrobiona w sposób nieprawidłowy może przyczynić się do zwiększenia kosztów inwestycji. Mimo, iż biblioteki są tylko jednym z wielu zagadnień związanych z metodyką BIM, warto się z nimi zapoznać, aby mieć pewność, że użyte przez nas produkty w realny sposób odzwierciedlają elementy budowlane i pozwalają na cieszenie się ze wszystkich korzyści, jakie ma do zaoferowania BIM. A Wy, jakie macie doświadczenia z gotowymi bibliotekami BIM?

 

 

Autorka:

Karolina Poczobutt, inżynier BIM w Wavin Shared Services 

artykuł opublikowany w: https://bimcorner.com/pl/potencjal-tworzenie-inteligentnych-bibliotek-w-technologii-bim/