12 maja 2016

BIM w Infrastrukturze – projekt pilotażowy UK

Tematyka BIM jest coraz częściej poruszana przez

12 maja 2016

Tematyka BIM jest coraz częściej poruszana przez środowisko związane z branżą infrastruktury. Głównym powodem wzrostu zainteresowania BIMem w branży budowlanej jest potrzeba redukcji strat powstających w wyniku procesu budowlanego. Na podstawie analizy przeprowadzonej przez Construction Industry Institute z 2004 wynika, iż średnio 57% kosztów inwestycji w sektorze budowlanym w USA nie stanowi wartości dodanej tejże inwestycji (Eastman et al., 2009). Tym samym spadek współczynnika produktywności w budownictwie (Construction Productivity Index) na przestrzeni ostatnich lat sprawił, że sektor zarówno publiczny, jak i prywatny krajów rozwiniętych zaczął stosować miedzy innymi technologię BIM w celu ograniczenia strat.

rys1
Rysunek 1 Wskaźnik produktywności w budownictwie
Źródło: Paul Teicholz, “Labor Productivity Declines in the Construction Industry: Causes and Remedies.” AECBytes, 14 Kwiecien, 2004

BIM z założenia skierowany był do budownictwa kubaturowego. W związku z tym wszelkie standardy i systemy klasyfikacji były dostosowane właśnie dla takich inwestycji. Jednakże, dostrzegając korzyści z zastosowania BIMu, branża infrastruktury stara się zaadoptować te technologie dla swoich celów.
Ale czym właściwie jest BIM dla infrastruktury? W Polsce dość często akronim BIM mylony jest z projektowaniem powierzchniowym 3D, używaniem Numerycznego Modelu Terenu (NMT) do projektowania niwelety lub korzystaniem ze skaningu laserowego. Jednakże samo korzystanie z oprogramowania do modelowania 3D BIM-em nie jest.

Building Information Modelling (BIM) to przede wszystkim proces obejmujący wytwarzanie i zarządzanie przestrzennym cyfrowym modelem wraz z jego informacjami funkcjonalnymi. Powstała w ten sposób informacja/model staje się wspólnym zasobem wiedzy o obiekcie w celu wsparcia procesu podejmowania decyzji przez cały cykl życia projektu.

Zatem jak wygląda BIM w sektorze infrastruktury w Wielkiej Brytanii? Aby to zobrazować posłużę się przykładami projektów Highways Agency (Obecnie Highways England (HE)). Projekty drogowe wykonywane są komercyjnie w technologii 3D od początku lat 80. Wtedy to oprogramowanie MOSS (Modeling Of Surfaces with Strings) stało się ogólnie dostępne i stosowane przez biura projektowe branży drogowej do modelowania powierzchniowego. Stąd w tym artykule samo wykorzystanie modeli 3D powierzchni terenu zostanie pominięte.

Pierwszym pilotażowym projektem BIM, w którym brytyjski inwestor (Highways Agency) zamierzał po raz pierwszy wdrożyć projekt zgodny z filozofią BIM Level 2 był 7.5 km odcinek drogi A556 z Knutsford do Bowdon o wartości 191.9 milionów było konsorcjum składające się z firm CAPITA oraz COSTAIN (CAPITA – wykonawca robot budowlanych, COSTAIN projektant).  Inwestor w tym projekcie postawił za cel zarówno sobie, jaki i wykonawcy, następującą misję do spełnienia:

To deliver efficiency, standardisation and co-ordinated information throughout the lifecycle of an asset allowing informed, intelligent decisions to be made.

Na podstawie wcześniejszych doświadczeń z projektami 3D inwestor wspólnie z wykonawcami ustalili następujące Level of Development dla poszczególnych elementów modelu:


tabela1 infraTabela 1 Level of Definition
Zrodlo: David Owens, Level 2 on trial Practical delivery of COBiE at BRE/BuildingSmart,Capita, Costain, and Highways England,

Należy tu podkreślić, iż umowa między inwestorem a wykonawcą w UK dla branży infrastrukturalnej zawierana jest w oparciu o kontrakt NEC2, którego głównym fundamentem jest wzajemne zaufanie, zatem inwestor w dużej części polegał na doświadczeniu wykonawców. Warto dodać, iż kryteria wyboru wykonawcy na rynku brytyjskim nie opierają się na najniższej cenie, ale w dużej części na kryteriach poza cenowych między innymi na innowacji. Istnieje tutaj zupełnie inne podejście aniżeli w Polsce. Przykładem może być np. wymaganie przez inwestora przeprowadzenie tzw. analizy value engineering lub przedstawienie propozycji zastosowania nowych rozwiązań przez oferenta na etapie składania oferty.

Stosowanie ww. oprogramowania nie było wymogiem zamawiającego. Z przeprowadzonych przeze mnie rozmów z projektantami wynikało, iż rozważano używanie innego oprogramowania, lecz z uwagi na eksport 3D solid elementów z Civila 3D, kompatybilność z pozostałym oprogramowaniem inżynieryjnym oraz dostępność zasobów ludzkich ze znajomością metodyki projektowej w tym oprogramowaniu zdecydowano się na użycie go w tym projekcie.

Dla inwestora kluczowym celem podczas realizacji projektu było nie tyle dostarczenie pełnego modelu 3D, przeprowadzenie analizy kolizji itp., lecz dostarczenie modelu bogatego w niegraficzne informacje, które miały służyć do zarządzania obiektem. Oprogramowanie dostępne na rynku nie było przystosowane do dostarczenia takiego modelu. Projektant, czyli COSTAIN, zastosował dość ciekawe rozwiązanie tego problemu, mianowicie stworzył dynamiczne połączenie pomiędzy każdym elementem w modelu Civil 3D z baza dążą danych w oparciu o architekturę SQL. W podobny sposób eksportowano informacje do oprogramowania koordynującego projekt, którym w tym projekcie był Navisworks. Model z Civila 3D eksportowano do Navisworksa, gdzie tworzono połączenie modelu z bazą danych. Może brzmieć to dość skomplikowanie, ale w gruncie rzeczy jest to dość prosta procedura, która niewątpliwie pozwoliła dostarczyć prototyp obiektu budowlanego, którego realizacja w tym czasie nie byłaby możliwa przy użyciu innego oprogramowania. Należy tu podkreślić, iż projekt ten był realizowany w 2013 roku

 

rys2Rysunek 2 Model 3D z Informacjami niegraficznymi
Źródło: A556 – David Owens, Level 2 on trial Practical delivery of COBiE at BRE/BuildingSmart,Capita, Costain, and Highways England,

rys3Rysunek 3 Polaczenie modelu Civila 3D z baza danych i Nawiswork
Źródło: A556 – David Owens, Level 2 on trial Practical delivery of COBiE at BRE / BuildingSmart, Capita, Costain, and Highways England,  

Cały model dostarczono nie tylko, jako model Navisworksa, ale również wyeksportowano go do pliku IFC. Dzięki któremu zostały stworzone podstawy pod system informatyczny inwestora do zarządzania swoimi obiektami – IAM-IS. Zastąpił on 17 mniejszych systemów, które do tej pory używał zamawiający.

Warto odpowiedzieć na pytanie: co osiągnął inwestor dzięki temu projektowi? Na jego podstawie został stworzony standard Interim Advice Note 184 – HA CAD/BIM Standard, który obecnie stanowi wytyczne dostarczania modelu BIM oraz dokumentacji CAD dla branży infrastruktury. Tym samym w oparciu o doświadczenia tego projektu stworzono wymagania odnośnie informacji, jakie należy zawrzeć w modelu BIM. Mowa tu o dokumencie pt. Interim Advice Note 182 – Enabling Digital Handover. Oba opracowania zostały opublikowane w 2014.

A co zyskali projektant i wykonawca dzięki temu pilotażowemu projektowi, oprócz eliminacji błędów projektowych, symulacji procesu budowy i narzędzia do komunikacji z zamawiającym?

  1. Po raz pierwszy na terenie UK wykonano projekt zgodny z założeniami BIM Level 2.
  2. Dzięki temu COSTAIN i CAPITA zdobyli doświadczenie przy wdrażaniu tego typu projektów, co niewątpliwie jest ważnym atutem w kontekście przyszłych projektów, o których realizację obie firmy będą się starać zarówno w UK, jak i w innych krajach.
  3. Na podstawie modelu BIM został stworzony system do zarządzania bezpieczeństwem na placu budowy, poprzez oznaczanie miejsc gdzie może wystąpić zagrożenie, połączony z H&S Risk Register oraz z wymaganiami dotyczącymi bezpieczeństwa dla poszczególnych robot budowlanych.

 

rys4Rysunek 4 Zagrozenia Bezpieczenstwa Zrodlo:David Ownes, Highway Agency BIM Early Adopter A556 Kmutsford to Bowdon, ICE BIM 2014, 29 Pazdziernika  2014, Lancaster London Hotel

4. Został wdrożony u wykonawcy system informatyczny do zarządzania procesem budowy w oparciu o model BIM, zastępujący standardowe dokumentacje jak np. dzienniki budowy. Dzięki temu wykonawca ma ciągły dostęp do informacji takich jak dane geodezyjne, harmonogramy robót czy specyfikacje materiałowe a także oparto na nim system zarządzania jakością procesu budowlanego.

 

 

Maciek Prorok BEng(Hons) MIHE MIEI MCIHT
Inframod Consultants Ltd

Karolina Wróbel
Zespol M.A.D Engineers

Leave a comment
More Posts
Comments
Comment