28 апреля 2021 г. Dassault Systèmes и Bouygues Construction объявили о продлении стратегического партнерства, которое призвано открыть новые горизонты строительной отрасли.

«Но Dassault Systèmes — это же для машиностроения» — подобные тезисы мы встречаем до сих пор. Почему же признанные лидеры в области промышленного и гражданского строительства, как Bouygues Construction, Zaha Hadid Architects, ExxonMobil, McDermott, «Атомстройэкспорт» и не только, выбирают решения Dassault Systèmes? Об этом расскажем в данной статье.

Действительно, DS является ведущим поставщиком решений для машиностроения. Приведем некоторые факты:

компании TOYOTA, Boeing, AIRBUS и другие лидеры в своих отраслях используют CATIA для создания сложнейшей наукоемкой техники;
SolidWorks является самой используемой 3D САПР в мире;
решения DS используют больше 290 тысяч компаний из одиннадцати индустрий и более 25 миллионов пользователей;
в рейтингах систем управления производством (MES) 3DS уверенно занимает лидирующие позиции (рис. 1)

Сегодня компания создает решения на платформе 3DEXPERIENCE для одиннадцати индустрий, объединенных в три сектора:

промышленное производство (транспорт, аэрокосмическая и оборонная промышленность, судостроение, промышленное оборудование и другое);
науки и здравоохранение;
инфраструктура и города (энергетика, промышленное и гражданское строительство, города и регионы).

К примеру, в соответствии с годовым корпоративным отчетом за 2020 г. 21% общего дохода Dassault Systèmes от программного обеспечения поступает из сектора «Естественные науки и здравоохранение» и 10% — от сектора «Города и регионы». В ближайшей перспективе эти сектора станут равнозначными для 3DS с точки зрения дохода от ПО. А это означает долгосрочную стратегию и запланированные инвестиции в развитие решений на платформе 3DEXPERIENCE.

Платформа 3DEXPERIENCE

3DEXPERIENCE — уникальная цифровая дата-центричная среда управления информацией и процессами проектирования и управления проектами на всех этапах жизненного цикла Актива. Платформа может быть развернута как в локальной инфраструктуре компании, так и в общедоступном «облаке». Конечно, российская специфика и традиционные опасения в отношении «облаков» дают основание разворачивать Платформу в так называемом «корпоративном облаке».

Основой Платформы являются методология, процессы и технологии управления жизненным циклом (PLM), которые активно развиваются с начала девяностых годов и хорошо зарекомендовали себя в машиностроении. К данному уровню зрелости процессов управления информацией стремятся и современные BIM-решения (BIM уровня 3). Так как 3DEXPERIENCE объединяет функции системы управления жизненным циклом (PLM), возможности создания и управления информационными BIM-моделями и передовые методы работы с данными, можно утверждать, что развертывания системы управления жизненным циклом объектов строительства на 3DEXPERIENCE — это практическая реализация принципов технологии BIM уровня 3, в основе которой лежит расширенное взаимодействие специалистов при работе с моделями объектов промышленно-гражданского строительства.

Приложения платформы принято делить на четыре функциональных группы:

инструменты для проектирования и управления единой информационной 3D-моделью;
инструменты для управления процессами и данными;
инструменты для моделирования и оптимизации объекта, логистики и процессов сооружения;
инструменты интерактивной аналитики и работы с большими объемами данных (Big Data).

Рис.2 Функциональные области платформы 3DEXPERIENCE

Необходимо отметить, что данное разделение на функциональные области и приложения является условным, так как все инструменты реализованы в едином интерфейсе и предназначены для работы с единой информационной моделью объекта без необходимости ее выгрузки или конвертации.

Индустриальные решения

Индустриальные решения для управления жизненным циклом объектов транспортной, гражданской и промышленной инфраструктуры основаны на приложениях платформы 3DEXPERIENCE и учитывают отраслевую специфику организаций с различными видами деятельности: от проектирования и строительства до эксплуатации.

Для транспортной и гражданской инфраструктуры выделяются следующие индустриальные решения:

Inclusive Urban Future — уровень региона и города;
Integrated Built Environment — единое пространство совместной работы;
Civil Infrastructure Engineering — проектирование и сооружение объектов инфраструктуры;
Building Design for Fabrication — проектирование и сооружение гражданских зданий и сооружений.

Для управления жизненным циклом Промышленных активов выделяют семь индустриальных решений. Они позволяют выполнять задачи проектных институтов и EPC компаний, а также используются на этапе эксплуатации, например, для подготовки к плановым ремонтам или для вывода объекта из эксплуатации.

Рис.3. Решения для управления ЖЦ капиталоемких объектов

Модель данных платформы позволяет реализовать многоуровневые решения: от масштаба регионов, города до отдельных объектов инфраструктуры и их элементов с высоким уровнем детализации, например, до уровня детализации LOD 500, необходимого для этапа эксплуатации этих объектов.

Рис.4. Различные масштабы информационной модели

Города и регионы

Для уровня региона и города платформа 3DEXPERIENCE является системой управления информацией, включая 3D-данные различной детализации и документацию, а также средой разработки специализированных бизнес-приложений в соответствии с потребностями города.

Рис.5. 1. Примеры экранных форм решения для Городов

Рис.5.2. Примеры экранных форм решения для Городов

В качестве базовых сценариев использования Платформы можно выделить следующие:

прямое участие горожан в формировании комфортной городской среды;
предварительная оценка предлагаемых проектных решений;
управление информацией по подземным коммуникациям;
анализ эффектов от озеленения;
анализ зон пешей доступности;
анализ ветровых потоков и тепловых процессов для обеспечения комфорта;
визуализация аналитических данных в 3D;
поддержка целостности единого архитектурного стиля и многое другое.

Объекты транспортной, гражданской и промышленной инфраструктуры

Являясь партнером альянса BuildingSmart, компания Dassault Systèmes активно участвует в разработке стандарта IFC (ISO 16739-1). В данный момент платформа 3DEXPERIENCE по умолчанию поддерживает требования стандарта IFC 4.2, что позволяет обеспечить интероперабельность (совместимость) данных для всех участников процесса создания Актива, какие бы системы информационного моделирования они ни использовали. Помимо IFC 3DEXPERIENCE позволяет импортировать данные из REVIT (RVT), AutoCAD (DWG, DXF), AVEVA (RVM + ATT), Smart3D (VUE + XML) и других BIM- и CAD-систем. Таким образом платформа 3DEXPERIENCE позволяет создать единую интегрированную информационную модель объекта и организовать работу с ней на всех этапах жизненного цикла.

В качестве ключевых возможностей Платформы для проектирования мы выделяем следующие:

инструменты BIM-менеджера для проверки качества проектных данных;
уникальные возможности для работы со сложными Архитектурными формами;
специализированные инструменты для проектирования уникальных фасадов;
сквозной цикл проектирования технологических систем (разделы ОВ, ВК, ТХ);
проектирование КИПиА;
параметрическое проектирование металлоконструкций (разделы КМ, КЖ);
инженерные расчеты нетиповых строительных конструкций;
методология и инструменты модульного проектирования строительных конструкций;
использование интеллектуальных шаблонов для автоматизации рутинных операций;
бесшовный переход от 3D к 4D;
управление проектами и поручениями с контролем результатов выполнения задач;
уникальные возможности совместной работы распределенных команд за счет дата-центричной информационной модели проектируемого объекта.

Ниже приведем несколько примеров. Детальное описание возможностей платформы для BIM-проектирования будет предметом наших последующих статей.

Инструменты BIM-менеджера. В Платформе 3DEXPERIENCE реализованы инструменты, которые позволяют BIM-менеджеру контролировать качество информационной модели. Он может настроить правила проверки качества информации для различных уровней проработки BIM-модели. Например, в компании принят определенный BIM-стандарт. Платформа позволяет его цифровизировать, а далее автоматически проверять качество проектирования на соответствие этому стандарту. Результаты проверки будут отображаться на модели в виде цветовых кодов или отчета.

Проектирование технологических систем. Можно сказать, что в Платформе 3DEXPERIENCE реализовано сразу два подхода: классический BIM-подход, когда проектирование технологических систем выполняется непосредственно в 3D-пространстве, и Plant Design, когда проектирование начинается с технологических 2D-схем, после чего на основе 2D-информации происходит компоновка топологии в трехмерном пространстве. Благодаря встроенным в платформу инструментам имитационного математического 1D-моделирования на основе технологических схем могут выполняться 1D-расчеты. Как результат, система позволяет получить детальные ведомости и спецификации, производственную технологическую документацию и монтажные интерактивные инструкции с возможностью их использования в системе управления производством (MES).

Рис.7. Сквозной процесс проектирования технологических систем

Преимущества дата-центричного подхода. Ценность формирования трехмерной модели становится очевидна, когда определены сценарии использования данной модели для различных участников процесса создания и эксплуатации Актива. Приведем один из возможных сценариев использования среды общих данных, который наглядно демонстрирует ценность дата-центричного подхода. Сценарий условно назовем «Контроль устранения отклонений».

Шаг 1. Обнаружение отклонений.

В данном случае отклонения могут быть выявлены различными способами:

Поиск геометрических коллизий по заранее установленным правилам, сохранение результатов в платформе.
Экспертная оценка и пометки красным карандашом на 3D-модели или 2D-документах.
Обнаружение коллизии на реальном объекте. Данный подход может быть использован на этапах проектирования и сооружения объекта (строительный контроль): выдача замечаний с фиксацией фактического состояния объекта при помощи фото и видео) и на этапе эксплуатации для фиксирования в системе дефектов, выявленных при обходах.

Рис.8. Обнаружение геометрических коллизий в 3DEXPERIENCE

Шаг 2. Создание объекта «Отклонение» (Issue) в платформе.

Объект типа Issue является одним из ключевых в системе и первым этапом комплексного процесса управления изменениями и отклонениями. Данный объект агрегирует все данные, полученные при выявлении отклонения, а также обладает всей необходимой дополнительной информацией, например, ответственный, приложенные документы, история работы, обсуждения данного замечания экспертами. Жизненный цикл Issue, то есть набор статусов, контролируемых системой, позволяет реализовать эффективный процесс устранения «Отклонений». Благодаря специальным маркерам в 3D все активные «Отклонения» и их статусы можно увидеть на информационной модели объекта.

Каждому пользователю платформы доступна возможность создания новых объектов Issue и реестр всех «Отклонений», которые он идентифицировал или на устранение которых был назначен.

Рис.9. Просмотр объекта «Отклонение» (Issue) в Web-интерфейсе

Шаг 3. Аналитика.

Для руководителей доступны специальные аналитические формы, которые позволяют оценить качество проекта, например, по статусам отклонений, по времени их выявления и устранения, по организациям или типам строительных конструкций или систем. Данная аналитика выводится по объектам в системе, что сокращает риски, связанные с ошибками при ручном внесении информации или отклонениях в данных. В случае необходимости можно «провалиться» от диаграммы до конкретных объектов («Отклонений» или элементов 3D-моделей) для изучения деталей интересующей проблемы.

Таким образом, платформа позволяет не только выявить всевозможные коллизии и отклонения, используя различные инструменты, но и помогает контролировать процесс их устранения.

Рис.10. Аналитика по отклонениям в разрезе Организаций и по времени обнаружения и устранения

Примеры использования платформы 3DEXPERIENCE

Rennes Métropole

В настоящее время Rennes Métropole работает над своим проектом Bento, который направлен на разработку энергетической карты зданий города. Данные должны быть доступны для внутренних и внешних заинтересованных сторон. С помощью 3DEXPERIENCity данные, полученные из различных источников, могут быть интегрированы в платформу для совместной работы, что способствует разработке эффективной государственной политики.

«Сегодня городские службы склонны мыслить разрозненно. Но город живет иначе. Что нам нужно сегодня, так это более системный подход, чтобы все заинтересованные стороны могли сотрудничать вокруг общей справочной информации для моделирования развития города. Совместно с Dassault Systèmes мы создали облачную платформу под названием 3DEXPERIENCity Virtual Rennes. С ее помощью все заинтересованные стороны города могут удаленно обмениваться данными, моделировать городские явления и наблюдать за ними».
— Алексис Мариани, директор по городскому планированию и жилищному строительству, город Ренн.

Рис.11. Анализ энергопотребления зданий города Rennes Métropole. Виртуальный двойник

Zaha Hadid Architects: проект Danjiang Bridge

Учитывая сложность проекта, масштаб, инженерные задачи и географическую распределенность команд, в качестве основного инструмента проектирования было принято решение использовать облачную версию CATIA 3DEXPERIENCE. Эта облачная система проектирования обеспечила общую платформу трехмерных данных для всех участников из Европы и Азии, то есть является средой общих данных в терминах BIM.

China Railway Design Corporation (CRDC)

В 2019 г. компания CRDC стала лауреатом специальной награды BuildingSMART International в номинации «Инфраструктура» с проектом, который был реализован в 3DEXPERIENCE. Данный проект — 370 км высокоскоростной железной дороги на северо-востоке Китая от Муданьцзян до Цзямусы— является одним из двух проектов Smart Railways,” реализуемых China Railway. CRDC создала и утвердила проектную модель (LOD 300) в CATIA 3DEXPERIENCE. А девять подрядных организаций используют CATIA для создания рабочего проекта (LOD 400) на основе модели CRDC. Все участники проекта работают в единой информационной среде на платформе 3DEXPERIENCE.

Заключение

В данной статье мы затронули большое количество важных тем и задач и, конечно, понимаем, что они не раскрыты в должной мере. В дальнейшем мы планируем подготовить ряд дополнительных материалов по отдельным решениям платформы. Будем признательны, если вы поможете нам расставить приоритеты для новых материалов, задавая вопросы в комментариях к данной статье.

Ниже приведен список ссылок на уже доступные ресурсы:

Статья — BIM УРОВНЯ 3 ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ BIM
Единая среда 3DEXPERIENCE и интеграция с Autodesk Revit (ООО «ЛМП Проджект Груп»)
Опыт компании SHoP Architects
Опыт компании Zaha Hadid Architects (на английском)
Опыт компании SNC-Lavalin Group Inc (на английском), а также видео BEYOND BIM – HOW DASSAULT SYSTÈMES LEADS THE CHANGE IN INFRASTRUCTURE DESIGN & PROJECT DELIVERY
YouTube-канал CATIA для AEC (на английском)

Dassault Systèmes — новые горизонты строительной отрасли