Дэвид Филп

Директор по BIM-консалтингу компании AECOM

Дэвид Филп. BIM - 7 шагов к совершенству

Главный британский идеолог информационного моделирования и директор по BIM-консалтингу компании AECOM Дэвид Филп (David Philp) стал специальным гостем на III Международном BIM-форуме (прошел в Москве 5-6 июня 2019 года).

Текущий приоритет Филпа — внедрение «цифровых двойников» инфраструктуры целых стран в рамках государственных программ развития BIM. О том, каков международный опыт развития информационного моделирования и как он может быть полезен России, директор по BIM-консалтингу компании AECOM рассказал журналу RUБЕЖ.

Беседовал: Михаил Динеев

RUБЕЖ: Построение информационных моделей зданий (BIM) – направление новое для многих, первых специалистов здесь можно смело причислить к евангелистам. Вы, безусловно, входите в их число. Как Вы определяете миссию компании AECOM на рынке BIM-технологий?

Дэвид Филп: «Наша миссия – звучит громко», но в данном случае оправданно. Мы формулируем ее так: улучшая инфраструктуру, улучшать качество жизни. Мы несем в индустрию радикальное понимание BIM– это не трехмерное моделирование, информационная модель должна действовать на всех стадиях жизненного цикла объектов.

RU:С 2011 года Вы возглавляете рабочую группу по BIM в правительстве Великобритании — UK BIM Task Group. Сколько лет работы понадобилось для достижения ощутимых результатов? И в чем они выражены?

ДФ: С 1 апреля 2016 года – во многом благодаря усилиям нашей рабочей группы – технологии информационного моделирования в Великобритании стали обязательными к применению во всех проектах, реализуемых за госсчет. В настоящее время группа работает над государственной программой Digital Built Britain, призванной существенно повысить эффективность строительства и эксплуатации объектов за счет внедрения передовых информационных технологий.

Должен быть создан «цифровой двойник» (DigitalTwin) для всей инфраструктуры страны, в нем будут объединены друг с другом все эксплуатационные системы. Таким образом, мы получим живые потоки данных, которые можем сравнивать с моделью на этапе эксплуатации. Достичь первых результатов мы рассчитываем достичь уже к 2021-му году.

RU: BIM относят к так называемому многоуровневому n-D моделированию, каждый проект должен пройти стадии 2D, 3D и 4D.В чем главное отличие BIM от того, с чем его пока еще путают в России – трехмерного моделирования?

ДФ: n-D-модель является продолжением информационной модели здания (BIM – Building Information Model), где проектная информация собрана в единую базу данных. Она может содержать сведения о строительных процессах, управлении, эксплуатации и техническом обслуживании. Внутри этой базы данных скоординированы все варианты представления. Планы, разрезы, фасады и графики скоординированы между собой – любые конструктивные изменения, сделанные в модели, автоматически отразятся в запрашиваемых чертежах. Такие данные могут быть использованы при проектировании и строительстве и далее – на каждом этапе жизненного цикла строительного объекта.

RU:В своих выступлениях Вы затрагиваете такие уровни BIM, как 6D и 7D. Что там, какие возможности ждут проектировщиков на следующих «этажах»?

ДФ: Все последовательно связано. Прогнозирование и планирование процесса строительства (время и график) дают уровень 4D в BIM-проекте. Добавив информацию о капитальных затратах (деньги и стоимость) получаем уровень 5D. Накопление информации о здании и определение потребности в техническом обслуживании – это уже уровень 6D.

Уровень 6D BIM содержит анализ энергии, окружающей среды и устойчивости. Можно назвать этот уровень данных as built – как построено. На этом уровне в модель вносятся изменения в соответствии с фактически принятыми на строительной площадке решениями, а также фиксируются допущенные отклонения от проекта. Есть возможность располагать различного рода датчики на здании во время возведения и, таким образом, отслеживать отклонения реальных конструкций от проектных значений. Модель уровня 6D необходима в процессе эксплуатации здания, когда надо понимать, что фактически исполнено. Опираясь на эти данные, эксплуатирующая организация сможет своевременно принимать необходимые решения по ремонту и обслуживанию объекта.

7D– это комплексное представление о поведении объекта в реальных условиях, также содержит аспект управления жизненным циклом. Мы собираем данные с датчиков, и используем их для аналитики в принятиях решений о параметрах эксплуатации. BIM уровня 7D позволяет более точно прогнозировать затраты на весь жизненный цикл объекта. Те, кто вводит в эксплуатацию здания, могут с помощью 7D понять долгосрочную жизнеспособность альтернативных проектных предложений.

RU: Российский рынок BIM сейчас активно изучает доступные для работы с информационным моделированием инструменты. Какие программные продукты использует AECOM?

ДФ: Мы используем сочетание разных программных решений. Среди стратегических партнеров AECOM– такие поставщики как Autodesk, Bentley Systems, Eco Domus, ESRI. Также мы работаем и с поставщиками аппаратной части, например, Schneider Electric производит интерфейсный софт- EcoStruxure, позволяющий объединить систему управления и передачу данных из эксплуатационных систем в единую информационную модель.

RU: Вы как-то говорили о том, что Ваши международные заказчики понимают все выгоды от работы с BIM. Каким путем можно привести российских клиентов к такой же оценке BIM?

ДФ: В Шотландии мы создали специальный инструмент, который позволяет рассчитывать рентабельность инвестиций для заказчиков (ROI - return on investment), и с его помощью мы демонстрируем реальную пользу и выгоду BIM.

Движущей силой для нас является последующая эксплуатация здания. Мы используем термин «Soft-landing» - мягкая посадка. Это последовательная стыковка всех этапов: проектирования, конструирования и строительства, которую мы осуществляем, погружаясь вместе с заказчиком в каждый новый D-уровень проекта в BIM.

Мы начинаем с построения геометрической модели объекта, и когда модель становится реальной, насыщенной данными, она становится «умной» и начинает работать. Мы знаем, каковы эксплуатационные параметры объекта, когда и где необходимо делать техническое обслуживание, и эту информацию мы возвращаем в так называемую «исходную модель». Когда мы будем использовать эту модель в другом проекте, мы перейдем к так называемому генеративному или порождающему проектированию. Опыт предыдущих проектов с помощью искусственного интеллекта (ИИ) будет подсказывать решения для каждого следующего заказчика, как сделать лучше. Для этого мы стали разрабатывать наше собственное ПО, которое используем только в нашем собственном бизнесе. Создаются правила, пишутся скрипты, начинается использование нейронных сетей.

RU: Речь идет об облачном хранении «базы знаний» по реализованным Вашей компанией BIM-проектам?

ДФ: Мы называем это «озером данных». И используем собственное ПО для анализа данных внутри этого «озера».Например, одна из наших систем называется «детектор аномалий». Она позволяет определить нестыковки на всех этапах проекта.

Мы создаем так называемые платформенные конфигурации - системы, которые позволяют клиентам увидеть варианты затрат на проектирование основных зон. Данные о затратах передаются в модель, в дальнейшем для новых заказчиков это позволяет создавать очень быстрые циклы проектирования.

RU: Приведите, пожалуйста, пример, как работает «озеро данных»? С каким ПО интегрирован сервис?

ДФ: Мы работаем с традиционными программными решениями, такими как Revit, через него экспортируем данные по каждому объекту в наше «озеро». С помощью искусственного интеллекта «озеро данных» формирует на основании опыта разных объектов банк типовых решений.

Например, мы создаем лестничные клетки, которые полностью готовы к строительству. Лестничные колодцы мы проектируем целиком, как набор готовых элементов. Клиент может заранее отсмотреть различные варианты ключевых зон, конфигурированных конкретно под его объект, как в конструкторе.

RU: Есть ли подобные типовые библиотеки для систем пожарной безопасности, кабельных сетей?

ДФ: Есть базовые библиотеки, которые мы наращиваем. Чем больше данных поступает в наше «озеро данных», тем больше оно развивается. С помощью аналитических инструментов мы ищем паттерны в этих данных.

RU: Должны ли объекты, которые передают вам данные, быть полностью оцифрованы?

ДФ: Есть разные уровни цифрового двойника. Существуют некоторые очень простые атрибуты, например, исполнительная документация по уже выполненным зонам. Она используется для того, чтобы мы могли собирать данные о техобслуживании в режиме реального времени. Сейчас все чаще используется такая технология, как периферийные вычисления или EDGE-аналитика. Анализ осуществляется на объекте, на точке получения данных, и мы передаем в «озеро» только обработанные данные.

Мы работаем с большим количеством проектов, у которых даже бумажных носителей нет. Например, в Шотландии есть такие старые здания, что чертежи для них были сделаны еще на пергаменте. Мы используем лазерную слайдер-съемку, либо фотограмметрию – определение формы, размеров, положения и иных характеристик объектов по их фотоизображениям.

Программный алгоритм AECOM считает количество каменных блоков, затем смотрит количество раствора, затем ищет глубину, где недостаточная толщина раствора, и где необходим ремонт. При этом мы используем алгоритм машинного обучения для того, чтобы понять, как ведет себя объект в течение своего жизненного цикла. Таким образом, мы можем выстроить цифровую модель даже на основании просто фотоизображения здания.

Мы сканируем чертежи, используем технологии распознавания объектов в сочетании с ИИ, и таким образом формируем очень простую модель, смотрим, чего не хватает и что необходимо заказчику. Затем мы соединяем датчики с данными фотограмметрии, изучаем карту влажности, и таким образом формируем цифровой двойник этого объекта на очень ранней стадии.

RU: С какого порядка сумм начинается сотрудничество с решениями AECOM, с «озером данных» к чему должен быть готов заказчик?

ДФ: Невозможно назвать конкретную цифру, разнообразие действительно очень велико. Есть несколько факторов, которые определяют итоговую сумму. Важнейший из них – есть ли у клиента с уже готовым объектом существующая система управления объектом? Если нет, то им понадобятся инвестиции в технологии, в то, что мы называем «среда общих данных». Т.е. чертежи на пергаменте все же придется перевести в электронный вид.

RU: Как повысить вовлеченность самих заказчиков в тему применения BIM?

ДФ: Мы создали специальную онлайн-структуру, которая позволяет клиенту понять бизнес-кейс, по итогам формируется отчет для заказчика. Каждое из преимуществ подкрепляется несколькими конкретными примерами из практики.

В AECOM мы приходим к заказчику, проводим аудит для того, чтобы понимать текущую ситуацию, затем разрабатываем так называемый Discovery phase, исследовательский этап. Он должен дать ответы заказчику на ряд вопросов. А именно - что вы хотите делать со своей 6D моделью, какие решения вы хотите принимать, какая информацию вам нужна на вашем объекте? Мы используем онлайн-инструмент и пытаемся увидеть как затраты, так и преимущества, т.е. вместе с клиентом конфигурируем параметры объекта и строим сценарии его эксплуатации.

В России продавать свои услуги мы еще не пробовали, но в Москве я встречался с несколькими заказчиками, собственниками объектов, которые понимают, что рынок становится более зрелым. Они хотят извлекать больше выгоды из своих объектов, сокращать затраты на электроэнергию, улучшать cost occupancy, накладные расходы, и они хотят переходить к более гибким моделям проектирования и контроля эксплуатации заданий и объектов.

Также в нашем арсенале есть концепция We work, это что-то вроде коворкинговых площадей, когда в зависимости от потребностей можно арендовать площади большие или меньшие. Эта концепция заключается в расчете затрат содержания объекта на одного человека, находящегося в здании – то есть системы охлаждения или обогрева работают с большей или меньшей мощностью в зависимости от уровня загруженности здания.

RU: В Великобритании BIM существует как инструмент рыночной экономики или развивается в рамках государственной политики?

ДФ: Справедливо как первое, так и второе, причем правительство заняло ведущую роль в работе с BIM, а частные компании последовали за этой инициативой, что очень необычно на фоне опыта разных стран. Как правило, ведущим является частный сектор, а государство предлагает под инициативу бизнеса модель регулирования и стандартов.

Так что можно сказать, что Великобритания – это государственная история успеха BIM. Сейчас наше правительство планирует создать цифровой двойник всей общественной инфраструктуры.

Мы уже вступили на этот путь. Мы формируем каркас данных, чтобы можно было обмениваться ими между разными отраслями и секторами.

RU: Как выглядит система стандартов на BIM в Великобритании?

ДФ: Ситуация любопытна. Стандарт Великобритании признан международным. При этом формально своего национального BIM-стандарта у нас нет. В январе 2019 года был опубликован первый международный BIM-стандарт (ISO 19650-1 и ISO 19650-2). К 2020 году будут опубликованы части 3 и 5. Четвертая часть опубликована пока не будет. Великобритания отозвала свой частный, национальный стандарт, и сейчас мы используем международное ISO, что очень важно, потому что мы как AECOM хотим работать по одному и тому же стандарту по всему миру.

RU: Нужны ли в принципе собственные требования к BIM внутри стран, если существует система международных стандартов?

ДФ: Мы наблюдаем, что другие страны сверх ISO добавляют свои национальные приложения,

например, требования государственной экспертизы, различную аутентичную терминологию, требования к безопасности и другие нюансы. От кастомизации международных стандартов, как показывает практика, уйти не удастся, мы пока еще не в планетарном мире будущего. Поэтому остается принять такую локализацию требования к BIM за норму.

RU: Для BIM необходим собственный рынок специалистов с системной образовательной базой. Как построена подготовка BIM-инженеров в той же Великобритании?

ДФ: В Великобритании сейчас сложности с обучением, BIM рассматривается не как часть стандартной программы обучения, а как нечто дополнительное. Однако, существует очень много курсов повышения квалификации для тех, кто уже имеет высшее образование. Мы считаем, что BIM должен стать одним из ключевых компонентов основной программы обучения.

Это повсеместная проблема, которая налицо не только в Великобритании. Академические круги и образовательные учреждения медленно подстраиваются под развитие технологий.

RU: Насколько, на Ваш взгляд, Россия вписывается в опыт других стран темпами и сложностями на пути внедрения BIM? Каков прогноз по внедрению BIM в России?

ДФ: BIM имеет естественную кривую внедрения в практику, я думаю, что в России это происходит точно так же, как в Шотландии, и в Америке.

BIM, как правило, применяется только на очень крупных объектах, это означает оцифровку лишь очень небольшого количества портфелей недвижимости. На некрупных объектах используется система автоматизированного проектирования (САПР) ие чертежи на бумаге. Здесь мы и наблюдаем рост того, что мы называем Digital Estate, т.е. оцифрованной недвижимости. Это подход ретроспективный, мы моделируем информацию по уже построенному объекту.

Логично, что Россия проходит традиционные этапы внедрения BIM, с типичным набором сложностей – впрочем, на каждую проблему решения известны, и тут как раз в помощь будет международный опыт внедрения BIM.

Я думаю, что рынок будет развиваться довольно быстро. Я стал заниматься BIM в Санкт-Петербурге 6-7 лет назад, и замечаю, что степень зрелости и готовности к BIM повышается. Причина, как мне кажется, в том, что в России очень хорошие инженерные возможности, и очень гибкие, маневренные люди. Мы считаем, что наше ПО в России можно либо очень быстро разработать, либо сконфигурировать для того, чтобы оно отвечало потребностям конкретного заказчика.

Эволюционирование рынка в России неизбежно, компании начнут использовать информационное моделирование на этапе эксплуатации объектов, однако, нужны люди, которые смогут продемонстрировать ценностные предложения. Нам в Великобритании повезло, что у нас были клиенты, которые были готовы совершить шаг в никуда и довериться нам.

В России такие новаторы в теме BIM тоже есть, и мы рекомендуем ориентироваться на их опыт, поскольку все текущие кейсы внедрения BIM – положительны.

RU: Какие угрозы и риски нужно учитывать в связи с переходом в цифровую среду?

ДФ: Часть 5 стандарта ISO 19650 – как раз посвящена требованиям к безопасности и описывает использование BIM в управлении информацией. Позиция, которую занял орган по стандартизации, учитывает не только кибербезопасность, но и влияние человеческого фактора.

В безопасности могут быть очень простые угрозы и инциденты. Люди используют USB-накопители, показывают модель на конференции, выдают слишком много данных во внешнюю среду. С приходом BIM эта информация представлена в более сконденсированном и интегрированном виде, и может быть использована в неблагонамеренных целях, вплоть до терроризма. Часть 5 стандарта ISO19650 создает основу для безопасности данных.

RU: Может ли, на Ваш взгляд, быть одной из причин того, почему Россия не очень спешит перейти на BIM, понимание того, что придется поделиться своей информационной моделью с другими странами, что это влияет на национальную безопасность?

ДФ: Стандарт - это всего лишь основа для работы. В Великобритании есть отдельные BIM -протоколы, которые разрабатываются индивидуально для каждого проекта. В протоколе очень конкретно указывается, для чего разрешается использовать модель, кто имеет авторские права на нее, права на интеллектуальную собственность. Все ограничения по безопасности прописываются в BIM -протоколе конкретного проекта.

RU: Предположим, что я, как российский заказчик, предоставляю вам, представителю Великобритании, информацию о своем проекте. Без сомнения, есть соглашения о неразглашении, но могу ли я для расширения своего опыта запросить у вас информацию об объектах в Великобритании, или мне проще вырастить своих инженеров по BIM, с которыми я буду проводить оцифровывающие мероприятия?

ДФ: Некоторые заказчики не возражают, чтобы данные были открытыми. Часто клиенты, если они готовы использовать данные более широко, получают преимущество в скорости исполнения заказа. На очень крупных проектах для проектировщиков является общепринятой практикой использовать модель follow the sun – «cледовать за солнцем», например, работа начинается в Австралии, продолжается в Мадриде, Эдинбурге, Нью-Йорке, Сан-Франциско и т.д. по мере наступления рабочего дня в той или иной стране.

Следовательно, мы можем привлекать специалистов по всему миру и обеспечивать очень быстрые циклы проектирования. Тем не менее, бывают некоторые аспекты, которые клиент не хочет выпускать за пределы своего непосредственного контроля, их мы запираем на локальном сервере. Мы всегда уважаем потребности заказчика, запускаем процессы, которые позволят нам определить, какие данные являются конфиденциальными. Доступ к этой информации ограничиваем и не выпускаем за пределы локальной сети заказчика.

RU: Системы безопасности, в том числе пожарной безопасности, должны быть в России на каждом объекте, это общеизвестно. Многие производители таких систем, возможно, и хотели бы быть частью BIM-индустрии, но понимают, что их решения – лишь малая часть строительных проектов. Следовательно, интеграция с BIM очень затратна, и не факт, что окупит себя. Разработчики BIM-софта не уделяют внимания этим системам в своих разработках. Сталкивались ли вы с такими кейсами, может быть, у вас есть опыт решения таких проблем? Как учитываются системы пожарной безопасности в BIM-проектах AECOM?

ДФ: Такой опыт есть в США. Как пожарозащита, так и системы водоснабжения находятся здесь на очень высоком уровне развития. В этом случае мы наблюдаем два движущих фактора. Во-первых, организации, производящие системы пожаротушения, постоянно развиваются в сторону освоения BIM, т.к. при этом они получают приоритет в глазах заказчика. Во-вторых, мы наблюдаем процесс слияния BIM и заводского производства, создания так называемых BIM-семейств.

В инновационном центре строительства в Шотландии очень много роботизированных систем. И, к примеру, если вы компания, которая производит противопожарные системы, и вы хотите использовать BIM-методы производства, вы можете прийти в этот инновационный центр, попробовать разные способы и технологии работы, не совершая никаких инвестиций. Если тот метод, который вы разработали, подтвердит себя, то вы можете дальше уже инвестировать в то, что успешно показало себя на практике.

Центр строительства – это роботизированная производственная ячейка, в ней целая смесь технологий, спонсируется она шотландским правительством. Существует совет правления, в который входят представители из разных отраслей. Технологии определяются на основании открытых тендеров.

RU: Можно ли через вас подать заявку на посещение такого центра?

ДФ: Разумеется. Я член правления, мы привлекаем специалистов из различных отраслей, поэтому буду рад. В Шотландии у нас несколько инновационных центров, которые интегрированы друг с другом. У нас есть Data Innovation Hub, инновационный хаб для строительства. Есть такой же инновационный центр здравоохранения, т.е. есть целый комплекс таких центров.

Если, к примеру, я являюсь клиентом, работающим в сфере здравоохранения и хочу создать что-то инновационное для строительства больниц, то первое, что я буду делать – свяжусь с центром строительства в Шотландии, который в свою очередь объединит центры, которые имеют отношение к поставленной задачей. Может получиться, что в решении такой задачи будет участвовать несколько центров.

RU: Что Вы можете пожелать российским компаниям, которые смотрят в сторону освоения BIM?

ДФ: Хочу сказать, что мы наблюдаем сейчас серьезное развитие BIM в России. Великолепно используются инновационные технологии, особенно по проектированию стадионов. Думаю, что движение по этому пути продолжится, тем не менее, необходимы практические исследования по возврату и рентабельности инвестиций, которые подскажут следующий шаг на этом пути, это важно для сохранения импульса движения в этой отрасли.