Poznaj 10 powodów, dla których format IFC jest kluczowy w BIM
Poznaj 10 powodów, dla których format IFC jest kluczowy w BIM
Building Information Modeling (BIM) to jedno z najnowszych i najbardziej przyszłościowych narzędzi budownictwa. Głównymi powodami, dlaczego ta technologia sukcesywnie podbija serca coraz większej liczby konstruktorów, jest efektywne projektowanie oraz możliwość zautomatyzowania większości procesów projektowych. BIM nie należy traktować jako oprogramowanie, lecz raczej jako metodę pracy, w której osoby, procesy i narzędzia wzajemnie na siebie oddziałują w sposób nastawiony na osiągnięcie konkretnego celu. Na pierwszy rzut oka nie wydaje się to skomplikowane, jednak w rzeczywistości prezentuje istotne wyzwanie dla projektantów. Do tej pory wymiana danych CAD przy użyciu konwencjonalnych metod pracy okazywała się niewystarczająca w wielu projektach. Współpraca różnych formatów nie była płynna co skutkowało kolizjami, a nawet utratą ważnych informacji. Aby usprawnić proces BIM, został opracowany neutralny format danych – IFC (ang. Industry Foundation Classes). Poznaj 10 najważniejszych powodów, dlaczego to właśnie format IFC jest kluczowy dla technologii BIM.
1. USPRAWNIENIE WSPÓŁPRACY POPRZEZ ZOPTYMALIZOWANE INTERFEJSY
Oprogramowania BIM obecnie dostępne na rynku, w głównej mierze współpracują ze swoimi autorskimi formatami danych. Realną potrzebą rynku stał się otwarty i uniwersalny format, który zapewni wszystkim programom sprawny przepływ danych i ich wymianę w procesie BIM. Format IFC można określić jako „wspólny język” różnych programów BIM, dzięki którym wszelka wymiana danych dzieje się automatycznie. Zmiany w tej kwestii zaczęły się już w 1995 roku od powstania IAI – Międzynarodowego Sojuszu Interoperacyjności (ang. International Alliance for Interoperability).
Jeszcze wtedy BIM nie było dobrze znane, a pierwsze wektorowe modele 3D powstawały w nielicznych biurach projektowych. Już wtedy zaistniała konieczność przenoszenia danych projektowych z jednego programu do drugiego, w tym do programów kosztorysowych i ofertowych. Zaczęły pojawiać się pierwsze wersje otwartego standardu opisu informacji IFC. Od tamtego czasu IFC stał się przyjacielem projektantów. Zgodnie z popularyzacją technologii BIM, standard IFC powoli staje się fundamentem w codziennej pracy zarówno większych, jak i mniejszych biur projektowych.
2. NIEUSTANNA OPTYMALIZACJA I ROZWÓJ
Początki Standardu IFC nie były proste. Aktualnie IFC jest ściśle powiązany z organizacją non-profit buildingSMART. Pierwotnie nazywała się ona IAI i powstała z myślą o wiodących producentach oprogramowania dla budownictwa. Jej głównym celem było zwiększenie stopnia zaawansowania metod projektowych bazujących na modelu, które w latach dziewięćdziesiątych XX wieku oraz na początku XXI wieku wciąż były czymś całkowicie nowym. Kolejnym ważnym aspektem była poprawa wymiany danych poprzez zoptymalizowane interfejsy. W 2005 roku IAI zmieniła nazwę na buildingSMART. Obecnie działa na poziomie międzynarodowym i posiada 550 członków w 24 krajach. Oprócz ważnego zadania, jakim jest optymalizacja interfejsów, członkowie zajmują się rozwojem i standaryzacją wymagań otwartej wymiany danych pomiędzy poszczególnymi programami w projektowaniu BIM. Format IFC jest kluczowy w osiąganiu tego celu.
3. IFC JAKO NUMERYCZNY KATALIZATOR BIM
Zgodnie z aktualnymi standardami i szeroko pojętym zjawiskiem cyfryzacji, nieuniknioną konsekwencją rozwoju staje się sztuczna inteligencja. W ciągu kilku kolejnych lat sztuczna inteligencja ma szansę awansować na poziom autonomicznej komunikacji maszyn bądź samodzielnego rozwiązywania problemów. Sama branża jest środowiskiem niezwykle otwartym na tego typu technologie. Z wiadomych względów różnorodne czynniki, takie jak digitalizacja, globalizacja czy specjalizacja w znacznym stopniu wpływają na współczesne procesy produkcji przemysłowej.
Proces digitalizacji śmiało możemy podzielić na dwa główne etapy. Pierwszy został zapoczątkowany w latach dziewięćdziesiątych XX wieku i poważnie namieszał w budownictwie. Deska kreślarska ustąpiła miejsca programom CAD wspomagającym projektowanie. W przeszłości projektowanie na zasadzie CAD wiązało się z ryzykiem utraty danych podczas ich transferu podczas współpracy wielu projektantów przy danym projekcie. Wielokrotnie zdarzało się to nie z powodu oprogramowania, lecz ograniczeń narzuconych przez jego użytkowników i popełnianych przez nich błędów.
Aktualnie jesteśmy świadkami drugiej fali digitalizacji – tym razem programy CAD stopniową zostają wyparte przez technologię BIM (Building information modeling). Metoda projektowania bazującego na modelach jest obecnie dobrze rozwinięta i oferuje wiele korzyści, takich jak bezpieczeństwo projektowania, wydajność i łatwość kontrolowania kosztów inwestycji od samego jej początku.
Główne działania technologii BIM to przejrzystość dokumentacji i otwartość na współpracę, która dodatkowo jest wspierana przez standard IFC.
4. KOMUNIKACJA MIĘDZY PROGRAMAMI RÓŻNYCH PRODUCENTÓW
IFC jest otwartym standardem służącym do opisu modeli BIM i jest kluczowy dla transferów o niskiej utracie danych, dotyczących na przykład geometrii, konstrukcji i innych właściwości (atrybutów) trójwymiarowego komponentu. Pierwszą specyfikacją IFC była wydana w roku 2000 wersja IFC 2x, która zapoczątkowała wymianę danych między różnymi programami. Od czasu jej wydania wiele się zmieniło. Aktualnie dostępna jest wersja IFC4 Add2, przy czym uzupełnienie „Add2” oznacza bieżącą wersję rozszerzenia. Formaty IFC2x2, IFC2x3 i IFC2x4 (w skrócie IFC4) można rozróżnić na podstawie struktury, daty wydania oraz zawartości. Przez ostatnie lata standardem było IFC2x3, lecz teraz stopniowo jest zastępowane przez IFC4.
5. RÓŻNORODNOŚĆ ZASTOSOWAŃ
Kluczowym aspektem w technologii BIM jest płynny przepływ danych między projektantami, a programami, w obrębie modeli poszczególnych branż. Przykładem może być sytuacja, w której w pierwszej kolejności architekt pracujący w programie opartym na BIM tworzy swój projekt. Następnie do współpracy włącza się konstruktor, który używa różnych programów w celu zestawienia obciążeń, wyznaczenia wartości sił i momentów działających na konstrukcję i zaprojektowania jej zbrojenia.
W tym samym czasie, z użyciem specjalistycznego oprogramowania, swoją część projektu wykonuje instalator. Wszystkie te „podmodele” muszą być kolejno scalone w ramach jednolitego modelu BIM, środkiem do czego jest IFC. Interfejs IFC używany jest również w przypadku programów do przedmiarowania i kosztorysowania – pozwala importować wcześniej opracowane dane o budynku i interpretuje je. Ponadto możliwe jest również tworzenie bieżących harmonogramów, a także kontrolowanie przebiegu inwestycji dzięki programom planistycznym włączonym w technologię BIM – na przykład program Allplan.
Z jakimi korzyściami jeszcze możemy się spotkać? Zalety płynące z wykorzystania interfejsu IFC podczas projektowania BIM odnoszą się także do produkcji elementów prefabrykowanych czy wykonywanych w technologii CNC. Sterowniki maszyny połączone poprzez IFC określają geometrię i interpretują ją w procesie działania maszyny, tak aby w rezultacie wyprodukować pożądany element. Innym przykładem zastosowania IFC są programy CAFM (ang. Computer-aided facilities management – wspomagane komputerowo zarządzanie obiektami). Zarządzanie obiektami w BIM opiera się na uproszczonym modelu operacyjnym, który zawiera tylko istotne informacje na temat dokładnego modelu powykonawczego po zakończeniu budowy. Generuje on dane na temat instalacji, stanu elementu konstrukcyjnych, statusu konserwacji, a także stopnia zużycia elementów, takich jak chociażby żarówki czy filtry w systemie wentylacji.
Bazą danych importowanych do programów CAFM jest jednolity model BIM. O pomyślnym rezultacie decyduje tutaj transfer modelu do systemów zarządzania obiektami o możliwie najniższych stratach – z tego powodu interfejsy CAFM są stale rozwijane w celu poprawy standardów transmisji.
6. FILTROWANIE KLUCZOWYCH INFORMACJI POPRZEZ PODZBIORY
Szeroki zakres systemowej integracji IFC dostępnej dla projektantów pozwoli Ci na poznanie prawdziwych możliwości tego narzędzia. Konieczny tutaj jest całościowy model budynku. Taki pakiet danych ma możliwość przekazywania wszystkich informacji w nim zawartych – zarówno geometrycznych, jak i alfanumerycznych – poprzez IFC. Z tego powodu w oprogramowaniu BIM wprowadzono tzw. podzbiory, które umożliwiają selekcję indywidualnych grup danych. Redukcja i filtrowanie pozwalają na dopasowanie zbioru danych do indywidualnego użytkownika oraz znacząco usprawniają wymianę informacji. Możemy rozróżnić trzy zasadnicze korzyści tego rozwiązania.
Po pierwsze, redukuje ono ilość przekazywanych danych. Po drugie, zwiększa się szybkość procesowa modelu (zostaje okrojony dzięki importowi mniejszej ilości danych). Trzecią zaletą jest możliwość dostępu projektantów z poszczególnych branż do odpowiednich części modelu i informacji o nim, co usprawnia identyfikację błędów w projekcie. W ten sposób to po stronie architekta spoczywa odpowiedzialność za cały proces projektowy. Oczywiście opiekę nad projektem nadal sprawuje kierownik, jednak w przypadku BIM koordynatorem staje się architekt, który w efekcie może zarządzać całością modelu.
7. STANDARYZACJA ORGANIZACJI ZADAŃ BIM
Specyfikacja IFC wprowadza definicję widoku modelu (ang. Model View Definition – MVD) w celu utworzenia ujednoliconej bazy wymiany danych pomiędzy branżami inżynierskimi. Przykładami widoków modelu są IFC Coordination View, IFC Structural Analysis View czy IFC FM HandOver View.
Definicje MVD to wytyczne lub umowy, które między innymi obejmują klasy komponentów, określone atrybuty i właściwości lub ilości do implementacji w modelu danych IFC. Wraz z wprowadzeniem IFC4 dodane zostały dwa nowe MVD: IFC4 Reference View i IFC4 Design Transfer View, których zadaniem jest standaryzowanie kluczowych procesów w organizacji pracy BIM. Dodatkowo umożliwiają one weryfikację kolizji występujących w podmodelach dostarczonych przez poszczególne branże projektowe. Nie jest to jednak możliwe za pośrednictwem IFC i samego interfejsu, ale raczej za pośrednictwem komponentów wymienianych przez IFC i poddawanych sprawdzaniu kolizji w programie obsługującym BIM. Dodatkowe właściwości IFC4 mają za zadanie optymalizować proces projektowania BIM i w miarę bieżących potrzeb, ujednolicać go.
8. UPROSZCZONA WYMIANA DANYCH ZA POŚREDNICTWEM BCF
Usprawnienie komunikacji między głównym koordynatorem BIM, a projektantem jest możliwe dzięki formatowi współpracy openBIM – mowa tutaj o BCF. Koordynator, czyli opiekun projektu jest odpowiedzialny między innymi za koordynację i zarządzanie jednolitym modelem BIM, który posiada indywidualne podmodele stworzone przez zespół projektowy. To właśnie BCF umożliwia oznaczanie zmian w obrębie modelu i przekazywanie informacji uzupełniających zespołom projektowym. Zawiera widok obiektów i pozwala na zmianę ustawienia kamery i jej pozycji, edycję opisu tekstowego, wykonanie zrzutów ekranu i pobranie wyciągów z modelu BIM.
Odpowiednie zaznaczenia w pliku są wymieniane pomiędzy uczestnikami procesu projektowego i w rezultacie tylko one mogą być edytowane i przekształcane. W przeciwieństwie do wymiany IFC, jest to jedynie rodzaj „wirtualnej notatki” BIM – zakodowanej informacji na temat problemów i niejednoznaczności występujących w modelu, która następnie może być przedstawiona projektantom z konkretnych branż. Wymiana informacji bazująca na BCF jest narzędziem przydatnym przede wszystkim do identyfikacji kolizji lub błędów modelowania, których prawdopodobieństwo wzrasta wraz z liczbą modeli dostarczanych przez projektantów i wykonanych w różnych programach.
9. MIĘDZYNARODOWO AKCEPTOWANY JĘZYK OTWARTEJ WYMIANY DANYCH
Organizacja buildingSMART opiera swoje założenia na koncepcji openBIM, zakładając jak najmniejszą utratę danych podczas ich wymiany oraz tworzenie spójnego modelu BIM. Ten model powinien obejmować wszelkie możliwe specjalizacje i aspekty projektowania, zaczynając od budowania nowych obiektów po rozbiórki i ponowne użycie materiałów, czy nawet elementów konstrukcyjnych w ramach recyklingu. Zmiany, które oferuje technologia BIM, wymagają otwartej współpracy między architektami, projektantami, wykonawcami, inwestorami i klientami. W nadchodzących latach IFC odegra w tej kwestii znaczącą rolę i będzie językiem umożliwiającym porozumienie między wszystkimi członkami projektu.
10. IFC I OPENBIM JAKO NIEZBĘDNE NARZĘDZIA PROJEKTOWE
Nie możemy jednak zapominać o interoperacyjności w projektowaniu numerycznym, które jest kluczem do udanego projektu BIM. Może być to realizowane poprzez pracę na odmiennych platformach bez jednoczesnej utraty informacji i danych o projekcie. To interoperacyjność gwarantuje efektywną realizację projektu, w szczególności w przypadku dużych inwestycji, których projektowanie i wykonanie zajmuje wiele lat. Jednym z miarodajnych przykładów jest wykorzystanie idei openBIM i IFC przez biuro projektowe Stücheli Architekten z Zurychu. Firma zatrudnia ponad 80 osób, specjalizuje się w projektowaniu budynków biurowych, usługowo-handlowych, szkolnych, badawczych i mieszkalnych, a jej szerokie portfolio pozwala na szeroką eksplorację potencjału BIM.
Ursula Strasser, architekt i koordynator BIM w Stücheli Architekten, dostrzega wielki wkład IFC w projektowanie. „W Szwajcarii pracujemy przy użyciu wielu programów do projektowania architektonicznego. Z różnorodnego oprogramowania korzystają także konstruktorzy i inżynierowie budownictwa. Model danych IFC tworzy dla nas wspólny mianownik i pozwala uniknąć strat informacji podczas ich wymiany”. Pomimo przeszkód, jakie może stwarzać wprowadzenie BIM w biurze, Strasser dodaje: „IFC jest skutecznym narzędziem, a programy projektowe BIM dobrze wykorzystują współczesne możliwości. Niestety, zwłaszcza przy importowaniu i eksportowaniu danych oraz w przypadku prostych programów można zauważyć, że interfejs nie zostaje w pełni wykorzystany. Skutkuje to utratą informacji w trakcie projektowania. Często IFC nie jest narzędziem przeznaczonym dla prostych programów – to powinno się zmienić”.
Przy rozpoczęciu każdego nowego projektu biuro Stücheli Architekten określa, czy w danym przypadku ma sens użycie metod BIM. Jeśli zapada decyzja, że BIM zostanie użyte, metoda jest wdrażana wraz ze startem projektu. Jednak tradycyjne narzędzia projektowania, takie jak odręczne szkice czy fizyczne modele, wciąż są ważne w procesie tworzenia, nawet w projektach opartych na BIM. Ursula Strasser zdradza: „Jesteśmy zdania, że projektowanie na podstawie modeli numerycznych na zbyt wczesnym etapie może być niebezpieczne. Mnogość informacji w modelu BIM odzwierciedla wysoki poziom szczegółowości, który nie jest rozsądny dla takiego statusu projektu”. Organizacja pracy w biurze i na budowie ma ogromny wpływ na metodę modelowania informacji o budynku. BIM wymaga przejrzystości i otwartości ze strony partnerów projektowych i może znacznie zwiększyć efektywność koordynacji.
W tym miejscu Ursula Strasser widzi mocną stronę metody w pracy biur architektonicznych. Przekonuje, że organizacja pracy BIM pozwala na stałą koordynację konstrukcji budynku, jego urządzeń, klimatyzacji czy instalacji sanitarnych. Oznacza to dla nas, że szczegółowe projekty mogą być na każdym etapie wprowadzane poprzez model BIM i IFC.
PODSUMOWANIE
Wymiana danych nabiera coraz większej roli w wyniku procesu digitalizacji podczas współpracy przy projektowaniu, wynikającej z wdrażania technologii BIM. Tylko przy zastosowaniu rozwiązania openBIM może być wygenerowana pełna dodana wartość. Wówczas, gdy możliwa jest wymiana danych między programami, poszczególne modele różnych branż mogą być ze sobą zestawiane w centralnym modelu BIM. Kamieniem milowym dla openBIM okazało się wprowadzenie IFC w roku 1997. Od dłuższego czasu ten standard rozpowszechniał się wśród użytkowników i stopniowo odkrywał przed nimi swoje możliwości. IFC pozwoliło na wdrażanie standaryzacji codziennego projektowania. Ten nowy format nie tylko stał się rozwiązaniem na błędy w projektowaniu; ale również jest on stale rozwijany przez niezależną organizację buildingSMART. Dzięki temu może skutecznie wspierać wszelkie metody pracy BIM. Jeśli projektant nie korzysta z interfejsu IFC i nie ma możliwości wymiany modeli pomiędzy programami, w przyszłości może zacząć odstawać od konkurencji, która zdecyduje się zainwestować w swoją przyszłość.
