Implementere BIM for infrastruktur: en guide til de grunnleggende stegene

Transkript

1 Implementere BIM for infrastruktur: en guide til de grunnleggende stegene Se hvordan prosessene deres og deres tilnærming til prosjekter endrer seg når dere tar i bruk BIM 1

2 Oppsummering Mens en enda høyere prosentandel av infrastrukturprosjekter bruker bygningsinformasjonsmodellering (BIM), innser mange i bransjen at de må omfavne BIM for å kunne konkurrere og vinne nytt arbeid. En rekke tiltrekkende fordeler medfølger prosjekter som bruker en BIM-basert tilnærming: mindre omarbeiding, færre feil, økt samarbeid og designdata som kan brukes til å støtte drift, vedlikehold og ressursforvaltning. Eiere av infrastruktur, inkludert myndigheter, vil ikke gå glipp av disse fordeler, og de krever i stadig økende grad bruk av BIM på sine prosjekter. På tross av mye rykter rundt BIM for infrastruktur, er det fortsatt en betydelig mengde forvirring om hva det virkelig betyr å «bruke BIM». Ingeniørselskaper og organisasjoner som vurderer å ta i bruk BIM lurer ofte på den beste måten å implementere det. Noen bekymrer seg for hvor mye BIM vil endre de etablerte prosessene deres. Andre nøler eller anser seg selv som for travelt opptatt til å investere tid til å implementere BIM. Noen i bransjen tror kanskje til og med at de allerede bruker BIM, når de i realiteten bare bruker 3D-tegningsprosesser. Når du forstår hva BIM er, virker implementeringsprosessen som er nødvendig for å komme dit mer fornuftig. Folk har en generell forståelse av BIM som en intelligent modellbasert prosess for planlegging, design, bygging og administrasjon av infrastruktur. Imidlertid må man forberede seg selv og teamet på å tenke annerledes om hvordan prosjekter utføres for å implementere BIM. Dere kommer ikke lenger til å arbeide med punkter, linjer, buer og fasonger som representerer objekter. I stedet kommer dere til å skape og arbeide med intelligente modeller. Disse modellene er romlig nøyaktige og fylt med intelligente objekter. Dere begynner med å definere hvordan disse objektene ser ut og hvordan de skal oppføre seg. Deretter kartlegger dere en prosess som vil hjelpe alle interessentene i prosjektet med å oppnå flest fordeler fra modellens intelligens. Høres det for enkelt ut? Sammenlignet med breddekunnskapen som ingeniøren trenger til selv de minst komplekse prosjektene, er implementering av BIM enkelt. Det krever litt planlegging, tid og opplæring i begynnelsen for å komme i gang. Prosessen som er beskrevet i denne informasjonen er en titt på stegene dere må ta for å begynne å utføre prosjekter med bruk av en BIM-prosess. Fra 2D til 3D til BIM For å forstå hva BIM er, hjelper det å forstå hva det ikke er. Det er mer enn bare det neste steget i evolusjonen fra 2D-tegning eller en annen måte å henvise til 3D-design. Før 1990-tallet ble infrastruktur, bygninger og produserte varer i hovedsak designet med bruk av blyant og papir. Leonardo Di Vinci kunne gått inn i en vanlig tegneavdeling og forstått prosessen. Han hadde kanskje blitt forbløffet over hvor mye bedre blyanter og papir hadde blitt, men den grunnleggende tegneprosessen ville vært kjent. Tegning gjennomgikk en revolusjon da CAD forvandlet måten personer skapte design for alt fra broer til bygninger til biler. Designprosessene ble raskere, og det ble noe enklere å kommunisere design på tvers av store team. Men linjer, buer og sirkler i 2D fungerte fortsatt som designens språk. Nylig ble CAD 3D. Designene ble enklere for ikke-designere å visualisere, men et 3D-bilde av for eksempel et avløpssystem, var fortsatt et uintelligent bilde - akkurat som en 2D-tegning. En typisk arbeidsflyt i et 3D transportprosjekt ser likt ut som et 2D-prosjekt. Hvert steg i arbeidsflyten konseptdefinisjon, miljødokumentasjon, detaljert design- og planutvikling, anleggsplanlegging og oppretting som det blir bygd involverte liten gjenbruk eller deling av data. Utfordringer med 2D og 3D CAD: Manuell koordinering øker risikoen for kollisjoner Mangel på intelligente data fremtvinger omarbeid for andre brukere, som analyse og drift Endringer i designene er tidkrevende å implementere Vanskelig for å visualisere og kommunisere designalternativer Opprettelse av duplikatdata øker faren for feil 2

3 Med 2D eller 3D blir data gjenskapt på hvert steg i prosessen for å oppfylle et bestemt formål. Selv om gjenskaping av data er ueffektivt og utsatt for feil, er det ofte nødvendig fordi uintelligente «data» ikke kan tilpasse seg til nye formål. Noen 3D CADteknologier prøver å løse ulempene med uintelligente data ved å la designere legge til attributter til elementer i en design. For eksempel kan du merke hvert punkt i en design som er ensbetydende med plassering av en brannhydrant, noe som gjør det enklere å telle og finne hydranter i designen. Imidlertid mangler hver hydrant «bevisstheten» som intelligens gir. Hydranter vet ikke om de oppfyller spesifikasjonene for stedet eller om de er knyttet til nettverket i henhold til aksepterte standarder. 3D-design med etiketter er ikke BIM. På mange måter er det nærmere tradisjonell 2D-design enn en ekte BIM-prosess. Med BIM kan dere arbeide med intelligente objekter i en intelligent modell. Denne intelligensen kommer i form av geometridefinisjoner, forhold og data som driver hvordan modellen reagerer når den utvikles. Hvis et element endres, justeres modellen og koordinerer resten av modellen slik at den dynamisk tar hensyn til endringene. I motsetning til 3D og databasedrevne designprosesser, ligger BIM-dataene i modellen. De er ikke en attributt i en ekstern database. Dermed kan programvaren bidra til at hele designen blir konsistent og koordinert. Verdien av intelligens BIM handler om å arbeide på en helt ny måte. Intelligensen i en BIM-modell åpner døren for nye effektivitetsnivåer. La oss si at dere designer en bro med bruk av en BIM-prosess. Dere designer strukturen som støtter broen i modellen. Hver komponent av strukturen, inkludert fyllinger, pilarer og rekkverk, er i samsvar med spesifikasjonene du enten angir i modellen eller som du velger fra et bibliotek med spesifikasjoner for deres region. Klienten ber om en endring av en profil. Dere modifiserer profilen, og endringen blir automatisk gjenspeilet i hele designen. Dere trenger ikke endre hver individuelle komponent manuelt. Uansett hvor effektive endringer blir i BIM, kommer de mest slående fordelene fra alt som dere, og et utvidet prosjektteam, kan gjøre med informasjonen i modellen. Se for dere å arbeide fra en intelligent 3D-modell av et prosjekt som inneholder alle transportnettverkene, infrastruktur, åpne områder, bygninger og infrastrukturkomponenter. Velg en gate i byen. Dere ser straks plassering, forbindende gate, høytliggende og underjordisk infrastruktur, nærliggende bygninger og mer. En slik modell ville gjøre det enklere å arbeide med et prosjekt som påvirker gaten. Det ville også forbedre planlegging av eventuell drift og vedlikehold i området. Byen eller andre eiere av infrastruktur kunne kjøre simulasjoner slik at de bedre kunne evaluere risiko og styrke ytelsen til ressursene. Det ville også være enklere for dem å sammenligne planleggingsalternativene med utgangspunkt i de eksisterende forholdene. I motsetning til 2D eller 3D CAD, kan BIM-data spille en rolle i flere prosesser uten at de krever betydelig omarbeiding. Med bruk av BIM-prosesser kan dere: Skape en intelligent modell en gang og fortsette å bruke dataene i modellen i hele levetiden til ressursen Oppdatere individuelle modellelementer uten å måtte redigere de individuelle «delene» i hvert påvirkede element Dele modeller med spesialister fra andre fagområder Modellere elementer slik at de gjenspeiler sin sanne plassering og deres forhold til andre elementer Akkurat som måten dere arbeider med data med BIM er annerledes enn med CAD, vil også en BIM designprosess være annerledes. Resten av denne informasjonen gjennomgår noen av disse forskjellene, og gir råd om hvordan dere kan gjøre rede for dem når dere tar i bruk BIM. Komme i gang med BIM Bør dere bare hoppe i det og endre alle sider ved måten dere arbeider på med en gang når dere kommer i gang med BIM for infrastruktur? Eller bør dere ha en meget detaljert plan som gjør rede for alle stegene på veien? Det første alternativet vil sannsynligvis være meget frustrerende selv om dere inkluderer et opplæringsprogram for teamet på begynnelsen. Teamet kommer ikke til å ha en klar tanke om hva selskapets plan for å komme seg til BIM eller vite hvilke delte mål de streber etter. Det andre alternativet har også sine fallgruver. Noen organisasjoner overplanlegger faktisk en BIM-implementering. De vet at det er viktig å ha klare standarder ved implementering av BIM, så de prøver å fastslå standarder for alt de gjør før de bruker BIM-prosesser på et enkelt prosjekt. 3

4 3D-visning viser rør i en BIM-modell. Den beste tilnærmingen er å starte med å tenke over hva dere, klientene og resten av teamet kommer til å ønske å gjøre med modellen under utvikling av prosjektet. Vurder også hvordan modellen kan brukes til å administrere ressursene når prosjektet er bygd. Sett mål på høyt nivå som støtter hvordan modellen faktisk vil bli brukt, og kommuniser disse målene til teamet. Vær oppmerksom på at nøkkelinformasjon, som fysiske attributter og forhold mellom elementer i modellen, er viktig for å oppnå målene. Deretter vil dere være klare til å begynne å definere standarder som vil hjelpe dere med å komme i gang. For å implementere BIM, må dere etablere standarder for elementene dere bruker i designene. Dere ønsker også maler som støtter organisasjonens preferanser for hvordan elementer blir representert. BIM-standarder finnes i flere formater, inkludert: Modellmaler Et sentralisert bibliotek med innhold i BIM-verktøyene En parameterfil i verktøyene som kan bli oppdatert og delt på tvers av teamet Objektbiblioteker for spesifikke fagområder. Ofte kan disse bli konvertert fra eksisterende detaljbiblioteker Dere kommer til å trenge standarder for alle elementene dere bruker hyppig. Den enkleste måten å komme i gang er å begynne med et bibliotek med BIM-standarder som stemmer overens med eller er i nærheten av hva dere og deres klienter trenger. Dere kan modifisere standardene, slik at de er i bedre samsvar med deres behov og preferanser. For eksempel inneholder Autodesk AutoCAD Civil 3D et bibliotek med standarder for mange typer infrastrukturobjekter, som rørnettverk under trykk eller med naturlig fall og gradering. En nærmere titt på standarder: avløpssystemer La oss bruke avløpsnettverk som eksempel og gjennomgå objektintelligensen og attributtene dere kommer til å ønske å definere når dere implementerer BIM. Før vi dykker ned i detaljene, er det viktig å huske hvorfor det er så viktig å definere standarder på forhånd. Med BIM designer dere objektene, ikke linjer, buer og fasonger. Avløpselementer, som rør, og avløpsstrukturer, som kummer, er alle objekter i en større modell. Hvert element inneholder informasjon om seg selv og sitt forhold til andre elementer i modellen. Et rør er for eksempel ikke bare noen få linjer og tekst. I en BIM-prosess inkluderer informasjonen som definerer et rør: Rørets fysiske geometri, inkludert veggtykkelse og diameter Strukturell styrke Designregler som kontrollerer plassering, som krav til klarering Minimum fall versus vannets hastighet Informasjon om forhold, som strukturell integritet 4

5 En planvisning av et prosjekt designet med en BIM-prosess. Når et rør blir plassert i en modell, kan det «foreslå» sine egen karakteristikker basert på designstandarder dere har definert og plasseringen og karakteristikkene til de andre objektene i modellen. Som nevnt tidligere, kan dere spare tid ved å starte med forhåndsdefinerte BIM-standarder som samsvarer med eller er i nærheten av standardene dere følger. Før dere kommer i gang med prosjektet, redigerer dere definisjonene for alle større elementer i nettverket etter de nøyaktige standardene dere bruker. Ettersom plansett fortsatt er vanlig påkrevd innleveringsmaterial, må dere sørge for å definere hvordan dere vil at hvert objekt skal se ut når det trykkes i konstruksjonsdokumenter. Veldig ofte er disse preferansene ganske distinktive for en individuell organisasjonen og geografi. Definering av egne utskriftsstandarder sikrer at arbeidet som utføres med bruk av BIM-prosesser også opprettholder organisasjonens «uttrykk» i dokumentasjonen. Med avløpsnettverk ønsker dere å definere objekter som innløp, kumlokk og rør. For hvert av dem vurderer du materialene du vil spesifisere. Vil rørene være av plast, metall eller betong? Juster eventuelle forhåndsdefinerte materialstandarder i BIM-verktøyene slik at de samsvarer med deres foretrukne spesifikasjoner. Like viktig er det å definere kriteriene som kontrollerer objektenes atferd. De forhåndsdefinerte standardene dekker sannsynligvis mange vanlige kriterier, som størrelsen og tykkelsen på rørene. Andre kriterier vil være mer distinktive for deres region eller måte å arbeide på. Grundig definerte kriterier vil spare dere for betydelig tid på lang sikt. Hvis dere for eksempel definerer minimum separering mellom overvannsrør og annen infrastruktur, vil BIM-verktøyene hjelpe dere med å automatisk opprettholde den distansen i hele prosjektet. Skape en modell av eksisterende forhold For å begynne å bruke BIM på et infrastrukturprosjekt, må dere starte med å skape en intelligent modell over eksisterende forhold som kan hjelpe til med å fremskynde tempoet på hele prosjektet. Se det i kontrast med tradisjonelle forholdstegninger, som ofte mangler nok detaljer og dybde til å bidra til de senere fasene av prosjektene. I en BIM-prosess vil en modell over eksisterende forhold være i 3D, romlig nøyaktig og rik på data - ikke bare 2D eller 2D-elementer som vises med 3D-effekter. Dere gjør dere selv klare for suksess ved å samle alle dataene dere trenger, og deretter tilordne nåværende objektintelligens til elementene i modellen. Prosessen for å skape en modell over eksisterende forhold i Autodesk InfraWorks 360, en preliminær konstruksjon og designverktøy som støtter BIM-prosesser, begynner med datainnsamling. Sannsynligvis kommer dere til å starte med en type landmålingsdata av området det gjelder. Landmålingsteknikker basert på laserskanning genererer detaljrike punktskyer med data som kan bringes direkte inn i programvaren. Øke landmålingsdata med data fra andre kilder. Dere kommer til å oppdage at mye geografiske informasjonssystemer (GIS), infrastruktur, landmåling fra luften, planlegging og miljødata er lett tilgjengelig for mange områder. Dere kan til og med innarbeide informasjon fra kilder som Bing Maps inn i modellen over eksisterende forhold. 5

6 En BIM-prosess gjør det enklere å utforske prosjekter med utgangspunkt i eksisterende forhold. Data i mange av de mest vanlige kartdataformatene kan innarbeides inn i modellen uten behov for konvertering. Elementene i modellen har attributter som gjør dem mer intelligente. For eksempel ser et rør ut som et rør i 3D-modellen. Røret vil også ha en diameter, dybde under bakken og et forhold med andre elementer i modellen. Dette er i motsetning til hva dere kanskje er vant til i tradisjonell CAD-basert preliminær design, hvor dere ser elementer som infrastruktur om et 2D-lag som mangler et definert forhold til elementer som avbildes i andre lag. På dette preliminære steget kan dere raskere legge til modellelementer. I løpet av en relativt kort tidsperiode kan dere skape og evaluere flere alternativer og presentere forskjellige alternativer mer effektivt med utgangspunkt i de eksisterende forholdene til prosjektets beslutningstakere. Ved å utvide modellen til skyen, kan dere gjøre den tilgjengelig på mobilenheter ute i feltet. Dere kan utforske den foreslåtte byggeplassen med beslutningstakere, som vil være i stand til å vise de foreslåtte alternativene mer effektivt i konteksten av de faktiske forholdene. Beslutningstakerne ser alternativene i en visuelt rik kontekst, noe som hjelper dem med å ta mer informerte valg. Etter at de har tatt avgjørelsene, kan du bringe den preliminære modellen inn i AutoCAD Civil 3D. Programvaren vil gjenkjenne objektene i modellen. Ved å bruke forhåndsdefinerte standarder på objekter, kan dere automatisk legge til detaljer og mer intelligens til modellen. Dette er et eksempel på hvordan dere kan få fordeler fra innsatsen dere gjør for å definere standardene deres. Dere kan spare mer tid på nesten alle etterfølgende prosjekter som bruker de samme standardene. BIM-prosesser og arbeidsflyt Dere bør utforme en prosjektutførelsesplan for å implementere BIM på en effektiv måte. For mindre prosjekter vil en slik plan være ganske enkel På et stort prosjekt med mange interessenter, kan en meget detaljert plan være nødvendig for å holde alle samlet i samme retning. Hvorfor trenger dere alltid en plan? Med BIM designer dere med intelligente elementer. Dere trenger å vite hvilken intelligens objektene skal ha fra starten på prosjektet. Når dere deler design som er basert på intelligente objekter, kan en endring gi ringvirkninger på hele designen. En grunnleggende utførelsesplan for prosjektet bør: Beskrive hvor mye intelligens som skal legges til viktige modellobjekter, for eksempel vil en graderingsplan som vil bli brukt for GPS-guidet gradering kreve høyere presisjonsgrad Definere hvordan og hvilke data som vil bli brukt over ressursens levetid Skissere hvordan og når data vil bli overført mellom prosjektdeltakere 6

7 Modellen bør være detaljert nok til å støtte all tiltenkt bruk over infrastrukturressursens levetid. Ettersom dataene kan brukes til mye mer enn tradisjonelle 2D eller 3D CAD-data, kan det hende du begynner å stille nye spørsmål på begynnelsen av prosjekter. For eksempel: Skal modellen brukes til produksjon i tillegg til dokumentasjon? Hvordan skal modellen brukes under oppføringen? Hva annet kan jeg bruke modellen til? Analyse, simulering og optimering? Hva har jeg alltid ønsket å gjøre, men ikke kunne gjøre med 2D eller 3D CAD-baserte designtilnærminger? Når og hvordan vil vi dele data med andre fagområder på prosjektet? Daglig? Ukentlig? Månedlig? Hvor hyppig skal vi koordinere modeller som bidrar til prosjektet? Ved å ha en veldefinert plan, vil dette holde teamet på skinner mens de mestrer BIM. Vurder å utvide prosjektplanen med en prosess for å fange opp og dele milepæler i BIM-implementeringsprosessen. Når teamet ser og deler fordelene med BIM, vil det være enklere for dem å sette pris på arbeidet de legger i å definere standarder og prosesser på forhånd. For eksempel kan den første gangen en ingeniør flytter en profil og de relaterte modellelementene og den etterfølgende dokumentasjonen oppdateres automatisk, være et transformativt øyeblikk. Uansett hvor mye dere forstår og leser om BIM, er det disse «aha-øyeblikkene» som får opp øynene for hvorfor bransjen går over til å bruke intelligente modeller. BIM: implementere, muliggjøre og utføre Implementering Standarder og prosesser Teknologi Modellinnhold Tilrettelegging for team Opplæring og utdanning Definere og dele mål Prosjektutførelse Programkoordinering Modelladministrasjon Kunnskapsoverføring Gjør dere klare for en vellykket overgang til BIM. Start med å fastslå standardene og teknologien som er nødvendig for å komme i gang. Gi teamet opplæring og mål de kan nå. Deretter utvikler dere koordinerings- og administrasjonsarbeidsflyter. Til slutt sikrer dere oppfanging og deling av kunnskaper som ble oppnådd i prosjektet. Konklusjon Ved å følge en klar plan, vil det hjelpe dere med å implementere BIM for infrastruktur. Stegene dere bør ta inkluderer: Planlegge å utdanne medarbeidere om BIM. Implementering av BIM vil kreve en ny tenkemåte, ettersom den er betydelig annerledes enn en tradisjonell CAD-basert prosess Identifisere standarder og regler som må defineres Gjøre rede for programvare- og maskinvarebehov. For å oppnå mest mulig fra overgangen til BIM, må dere vurdere teknologi som lar dere gå over til prosjektinformasjon fra planlegging til preliminær design til detaljert design til bygging uten omarbeiding eller redundans Etablere en prosjektplan for hvert BIM infrastrukturprosjekt som beskriver databehovene for hele livssyklusen og prosesser for deling av modellen Dokumentere og utbedre prosesser Dere trenger ikke gjøre det alene. Autodesk og Autodesk-forhandleren kan hjelpe dere å nå BIM samtidig som de hjelper dere med å unngå fallgruvene på veien. Finn ut mer om Autodesk BIM-løsninger for infrastruktur. Omslagsbilde gjengitt med tillatelse fra CSoft-Terra, Samara, Russland Autodesk, Autodesk-logoen, AutoCAD, Civil 3D og InfraWorks 360 er registrerte varemerker eller varemerker for Autodesk, Inc. og/eller Autodesks datterselskaper og/eller tilknyttede selskaper i USA og/eller andre land. Alle andre merkenavn, produktnavn eller varemerker tilhører sine respektive eiere. Autodesk forbeholder seg retten til å endre produkt- og tjenestetilbud, spesifikasjoner og priser når som helst og uten forvarsel, og står ikke ansvarlig for eventuelle typografiske eller grafiske feil som kan forekomme i dette dokumentet Autodesk, Inc. Med enerett. 7