W jednym z poprzednich artykułów na BIM Corner opisaliśmy czynności, które musi wykonać BIM Koordynator w początkowej fazie projektu. Przypomnijmy, że zwieńczeniem fazy początkowej jest stworzenie BEP, czyli BIM Execution Plan. Jest to edytowalny dokument w postaci cyfrowej, najczęściej w formacie PDF. Są w nim opisane wszystkie procedury oraz rutyny zachodzące w projekcie. Znajdziemy tam takie informacje jak nazewnictwo modeli, sposób wymiany danych, struktura folderów itd. Dokument jest edytowany w trakcie trwania projektu. Stałej aktualizacji ulegają metody, praktyki, procedury.
Idąc zgodnie z chronologią projektu, przejdźmy do omówienia następnej fazy w kolejności, czyli fazy Realizacji Projektu.
W celu lepszego omówienia tej fazy podzieliłem ją na 5 procesów:
- File Managment – Zarządzanie plikami,
- Dataflow Mangament – Import oraz konwersja plików,
- Model Managment – Zarządzanie Modelem Wielobranżowym,
- Collaboration – Współpraca w projekcie,
- Data Export – Dokumentacja, Dane tyczeniowe
Każdy proces wymaga indywidualnego omówienia. W poniższym tekście skupię się na pierwszym procesie, czyli roli plików w świecie BIM otwierając tym samym serię poświęconą omówieniu Fazy Realizacji Projektu.
Spis Treści
Formaty BIM
Patrząc na cyfrowy świat BIM można się zorientować, iż występuje w nim wiele formatów plików, zarówno otwartych jak i zamkniętych. Plik otwarty to plik, który można otworzyć i procesować w każdym oprogramowaniu wspierającym openBIM. Plik zamknięty jest plikiem natywnym, przypisanym do konkretnego programu. Podczas importu do innego oprogramowania, może stracić część danych, które zawiera. Ponadto bardzo trudno jest wyłapać przeznaczenie poszczególnych plików oraz jakie informacje mogą one zawierać. Przykładowo jedne pliki będą odpowiednie do eksportu linii oraz punktów, inne do płaszczyzn oraz bryły 3D. Kolejne będą zawierały obiekty istniejące, a jeszcze inne będą zawierały modele projektowane.
Po dłuższej analizie tego tematu odnoszę wrażenie, że poprawne poznanie oraz wykorzystanie plików zgodnie z ich przeznaczeniem jest jednym z fundamentów działania w BIM na najwyższym poziomie. Przyjrzymy się zatem roli oraz przeznaczeniu formatów plików występujących w projektach infrastrukturalnych wspieranych technologią BIM.
DWG – Dużą zaletą jest uniwersalność formatu. Zazwyczaj zapisuje geometrię modelów branżowych, projektowanych obiektów z informacją zakodowaną w nazwie warstwy. Często służy jako dokumentacja cyfrowa. Może zawierać obiekty projektowe takie jak profil podłużny, plan zagospodarowania, przekroje. Jest wykorzystywany jako podkład do projektowania geometrii budowli infrastrukturalnych, tj. droga, kolej, kanalizacja. Może zawierać dane GIS, ortofotomape, obiekty opisujące sytuację istniejącą, pomiary, warstwicowy plan terenu.
IFC – Najczęściej używany w formacie 2×3. Z reguły zawiera modele branżowe, obiekty projektowane. Może zawierać sporą ilość informacji niegeometrycznych. Wykorzystywany w projektach bez rysunkowych. Z pliku IFC można pobierać informacje, które służą np. do obliczenia ilości materiałów. Format IFC posiada informacje wykorzystywane w fazie utrzymania budynku.
SOSI – Norweski standard. Wspomniany w artykule: BIM w infrastrukturze… Zacznijmy od początku – Obiekty BIM. Zawiera dane o warunkach istniejących (GIS). Format SOSI posiada ustandaryzowaną strukturę klasyfikującą obiekty. Dzieli obiekty na kategorie zgodnie ze standardami norweskimi. Każdy obiekt posiada unikalny kod oraz nazwę.
LandXML – Format głównie wykorzystywany do tyczenia obiektów infrastrukturalnych. Może opisywać płaszczyzny, krzywe oraz punkty. Pozwala na zapis informacji o przechyłce kolejowej oraz prędkości projektowej. Jest obsługiwany przez systemy sterowania maszyn.
LAS – format przeznaczony do zapisu chmury punktów pochodzącej ze skaningu laserowego. Często jest dużych rozmiarów, nawet kilkanaście GB.
JPG – W świecie infrastruktury bardzo ważne jest posiadanie dobrej jakości zdjęć pochodzących z nalotów dronowych, obrazujących sytuację istniejącą, czyli ortofotomapy. Najczęściej są zapisywane w formacie JPG. Zdjęcia mogą także odwzorowywać progres robót budowlanych.
KOF – Format wykorzystywany w pomiarach. Zawiera dane o nazwie, punkcie oraz linii. Może np. zawierać informacje o umiejscowieniu znaków pionowych lub pomiarach umiejscowienia krawężnika.
TXT – Format wykorzystywany w pomiarach. Punkty COGO są zapisane w tym formacie. Format TXT znajduje zastowanie także w wielu innych miejscach jak np. plik wejściowy w narzędziu tworzącym klasyfikacje obiektów w Quadri. (omówimy szerzej w kolejnej części artukułów)
DMI/DMR – Ustandaryzowany format norweski. Dostarcza dane korytarza drogowego. Format pliku umożliwia odbiorcy (firma wykonawcza) dalszą obróbkę modelu. Model nie jest ‘martwy’ i zablokowany, jak w przypadku pliku DWG. Pomaga to w przypadkach, gdy np. odsłonięta warstwa skały w trakcie robót ziemnych będzie się różnić od skały, która została zakożona na podstawie pomiarów podczas projektowania. Wykonawca jest w stanie edytować model 3D, w celu uzyskania prawidłowych wyliczeń mas ziemnych. Format obsługiwany przez systemy sterowania maszyn
Rodzaje i poziomy informacji w pliku
Tak więc poznaliśmy główne pliki, które towarzyszą BIM Koordynatorowi w jego pracy. Przeanalizujmy kolejny element, czyli rodzaj informacji zawartych plikach. W tym celu wybiorę najbardziej popularne formaty. Będą to IFC, DWG oraz LandXML. Porównajmy te formaty z budową objektową programu Quadri (MMS – Model Manadment System, przystosowany dla branży infrastrukturalnej).
Każdy z powyższych formatów ma podobną strukturę informacji, ktorą mozna podzielić na 3 poziomy* (W pliku DWG występuje podział na 2 poziomy). W oparciu o ten podzial, możemy założyć następujące poziomy:
- poziom 0 – obiekt,
- poziom 1 – atrybut,
- poziom 2 – rodzaj właściwości,
- poziom 3 – informacja.
Każdy format posiada mozliwosc zapisu informacji geometrycznych oraz niegeometrycznych. Informacje geometryczne zawierają typowe atrybuty opisujące elementy takie jak:
- Krzywa,
- Objętość,
- Powierzchnia,
- Punkt
Ilość informacji niegeometrycznych zależy od formatu pliku. Przyjrzyjmy się zatem informacją przenoszonym przez 3 najczęściej używane pliki w branży infrastrukturalnej.
DWG – Plik DWG posiada możliwość zapisu informacji nie geometrycznych bezpośrednio na atrybutach, na poziomie 1. Są to następujące atrybuty:
- nazwa pliku,
- nazwa warstwy,
- opis warstwy,
- rodzaj Linii,
- kolor.
Często spotykaną praktyką jest kodowanie informacji projektowych w nazwach warstw. Zazwyczaj takie opisy zawierają informacje takie jak: rodzaj obiektu, materiał, tekstura. Przykład: 00_D_fundament_concrete_B40_t-concrete. Informację można także zakodować w atrybucie odpowiedzialnym za rodzaj lini (Linetype). Nazwa pod którą jest opisany rodzaj linii jest przedstawiona jako np. ByLayer, Dashed, Continous, Dashdoted. AutoCad daje możliwość kompozycji własnego rodzaju linii oraz zapisu pod własną nazwą. W ten sposób mamy możliwość zakodowania dodatkowej informacji kryjącej się pod nazwą linii. Informacja ta jest widoczna w dalszej edycji pliku DWG. Tą informacją może być np. LOI, LOD, MMI
IFC – Format IFC przenosi najwięcej informacji nie geometrycznych spośród wszystkich wymienionych plików. Jest podzielony na 3 poziomy. Na poziomie 0 znajduje się obiekt pod nazwą ifcObject oraz wyższe struktury. ifcProject można przyrównać do Blocku wykorzystywanego w programie AutoCad. Posiada informacje ogólne takie jak np. nazwa projektu, rodzaj oprogramowania w którym powstał plik. Najważniejsze informacje opisują poszczególne obiekty projektowe zapisywane są na najniższym poziomie. Format IFC daje możliwość zapisu informacji pod atrybutami NameValuePairList, który jest odpowiedzialny za zapis informacji o Nazwie, Materiale, Nazwie Warstwy, czy numerze GUID. Atrybut PropertySetDataList daje możliwość przypisania większej ilości informacji, które charakteryzują projekt. Mogą się tu znaleźć informacje w postaci Textstingu.
LandXML – plik LandXml w obecnej wersji posiada 3 poziomy informacji. Nie ma możliwości rozszerzenia ilości właściwości. Następcą pliku jest plik GML. Na poziomie 2 znajdą się takie informacje jak np. nazwa linii trasowania, nazwa powierzchni, czy opis powierzchni.
QuadriModel – jest przykładem formatu natywnego programu służącego do zarządzania wizualnym modelem 3D. Program posiada własny katalog obiektów wykorzystywanych w infrastrukturze bazujący na ISO 19100. Katalog posiada zbliżone kategorie jak plik SOSI. Każdy obiekt (poziom 0) posiada atrybut (poziom 1) oraz ewentualnie właściwość (poziom 2). Odpowiednikiem PropertySetDataList znanym z IFC jest genericProperty w Quadri (pomaga zapisywać informacje na poziomie 3). Obecnie Trimble pracuje nad udoskonaleniem sposobu dodawania informacji do obiektu.
Informacje w pliku IFC
Format IFC ze względu na swoją strukturę daje możliwość kodowania informacji na kilku poziomach. Przyjeło się, że format IFC przystosowany jest do przenoszenia informacji znajdujących się w budownictwie kubaturowym. Jest to tylko częściowo prawda. Format IFC w obecnej formie z powodzeniem jest wykorzystywany w budownictwie infrastrukturalnym. Dzieje się tak ponieważ można bez trudu wydobyć informację, znajdującą się na poziomie 2 i 3 przy jednoczesnym pominięciu podziału na rodzaje obiektów (IfcSlab, ifcBeam, ifcWall, itd).
Obecnie istnieją narzędzia mające możliwość zaawansowanego filtrowania informacji zawartych w pliku IFC. W projekcie E39 Krsitriansand – Mandal, w którym biorę udział wszystkie modele branżowe dostarczane są w postaci plików IFC. Następnie pliki te umieszczane są w programie, umożliwiającym obiektową wizualizację graficzną. Narzędziem wspomagającym przechowywanie oraz wyświetlanie modelu wielobranżowego we wspomnianym projekcie jest narzędzie ISY Projekt. Program ten został stworzony specjalnie na potrzeby projektu, aby umożliwić przeglądanie dokumentacji projektowej w jednym miejscu bez używania rysunków. Pośród swojej dużej funkcjonalności program posiada możliwość wyświetlania tylko potrzebnych informacji opisujących model. Przykładowo, po naciśnięciu na dowolny obiekt w modelu branżowym, program wyświetla tylko te informacje, które znajdują się na poziomie 2 i 3, pomijając tym samym strukturę pliku IFC.
Przykładem informacji niegeometrycznych zawartych w pliku IFC mogą być informacje znajdujące się w tabeli rysunkowej dokumentacji papierowej, a także informacje opisujące parametry, występujące na rysunkach detali konstrukcyjnych. Mogą to być takie informacje jak:
- Objętość warstwy (np. 200m3),
- Długość (16,2 m),
- Rodzaj materiału (np. Beton C30),
- Nazwa warstwy (Warstwa Mrozoochronna),
- Osoba projektująca (Marcin Pszczolka),
- Osoba sprawdzająca (Krzysztof Wojslaw),
- Koszt za 1m3 materialu (300 PLN),
- Status (MMI 300).
Dlaczego nie czekam na IFC dla infastruktury?
Mam nadzieję, że przekonałem Ciebie, iż warto jest znać rodzaje plików oraz ich przeznaczenie. Zapamiętaj, że znajomość systemu podziału informacji w pliku jest solidną podstawą tworzenia plików konwersji, które omówimy sobie w kolejnym artykule. Jest to kluczowy element decydujący o tym, czy wszystkie dane tworzone w cyfrowym świecie BIM będą odpowiednio przetwarzane oraz należycie wykorzystywane.
Na koniec chciałbym dodać, iż nie czekam na IFC dla infrastruktury. Uważam, że nowa wersja pliku IFC pomoże w usystematyzowaniu modeli oraz określeniu miejsca zapisu informacji, ale nie będzie wybawieniem dla branży infrastrukturalnej jak wiele osób myśli. Plik IFC w obecnej formie jest wystarczający i pasuje do poziomu dzisiejszego BIM. Posiada odpowiednią geometrię oraz atrybuty dające możliwość przypisywania dużej ilości informacji niegeometrycznych. Dzięki językowi programowania takim jak python, bądź narzędziom takim jak ISY Projekt, czy Bimsync można bez problemy wyodrębniać dane znajdujące się w pliku IFC na poziomie 2 i 3. Co więcej dzięki programom takim jak Power BI można poddawać je analizie oraz tworzyć różne zestawienia.
