ТИМ, или BIM-системы — это программные решения для создания сложных трехмерных цифровых моделей зданий и инфраструктурных проектов. Эта поразительная инновация уже начала революционизировать сферу строительства. При этом российским производителям, кажется, весьма успешно удалось импортозаместить ушедшие после 24 февраля иностранные решения. Рассказываем о том, что такое ТИМ-системы и как с ними обстоят дела в России вместе с представителями двух крупнейших отечественных компаний в этой области — руководителем проектов ГК «СиСофт» Степаном Воробьевым и заместителем генерального директора компании Renga Software Максимом Нечипоренко.

Что такое ТИМ-системы

Building information models (BIM), или как их обычно называют на русском, технологии информационного моделирования (ТИМ) — технология, которая позволяет создавать умные трехмерные модели строящихся зданий и инфраструктурных объектов, начиная от жилых домов, заканчивая огромными заводами и атомными станциями. 

ТИМ — это не просто цифровой макет здания. Более простые трехмерные чертежи называются просто Building Models, или 3D Computer-Aided Design (CAD) — они стали предшественницами ТИМ. В отличие от них, ТИМ включают в себя не только трехмерный макет здания, но и весь спектр разнообразных данных, которые важны при строительстве: свойства строительных материалов и конструкций, время, необходимое для тех или иных работ, данные об освещении, затраты энергии на тот или иной процесс, и многое другое. Эта модель позволяет централизованно контролировать все рабочие процессы в строительстве. ТИМ описывают как 5D модели, где к трем пространственным измерениям добавляются еще два: время и стоимость. 

ТИМ газоперерабатывающего завода. Изображение предоставлено компанией «СиСофт»  
ТИМ газоперерабатывающего завода. Изображение предоставлено компанией «СиСофт»  

Доступ к ТИМ имеют разные участники процесса строительства: архитекторы, геодезисты, дизайнеры, подрядчики, заказчики, поставщики, инженеры, бухгалтеры и так далее. Для каждого из них у ТИМ-системы есть свои приложения, через которые те создают объекты в своей сфере и вносят данные. К современным ТИМ-системам также можно подключить поставщиков строительства, которые будут в автоматическом режиме получать заказы.

ТИМ — это параметрические модели. Это значит, что объекты в них определяются не через собственную геометрию, а через параметры, которые задают их геометрию и негеометрические свойства и функции. Атрибуты объекта определяют, как он взаимодействует с другими объектами. Параметричность делает такие системы очень гибкими и удобными, и позволяет создавать очень сложные и масштабные проекты, которые были бы невозможны в геометроцентичных CAD-системах. 

Разберем пример использования ТИМ-систем на кейсе российской компании «CSoft». В 2017 году фирма разработала модель для строительства школы №215 «Созвездие» в Екатеринбурге. Из комплекса программных решений Model Studio CS здесь применялись четыре: 

  • «Строительные решения» использовались для планировки конструкции и внешнего вида школы;

  • «Отопление и вентиляция» — для создания систем отопления и вентиляции;

  •  «Кабельное хозяйство» для создания системы электроосвещения;

  • CADlib Модель и Архив — для автоматической сборки модели и создания информационной системы поддержки жизненного цикла. 

Этот пакет решений помог разработать полную 3D-модель школы с учетом всех коммуникаций и систем, а также окружающей ее территории с дорогами, газонами и растениями. 

ТИМ школы в Екатеринбурге. Изображение предоставлено компанией «СиСофт»  
ТИМ школы в Екатеринбурге. Изображение предоставлено компанией «СиСофт»  

Как появились и развивались ТИМ-системы

ТИМ-система может использоваться не только во время строительства, но и при эксплуатации объекта — к примеру, чтобы прогнозировать поломки и износ или прогнозировать последствия катаклизмов. Так, недавно компания Asterus создала ТИМ для Тушинского аэродрома. 

Дуглас Энгельбарт, знаменитый пионер вычислительной техники, которого считают одним из изобретателей компьютерной мыши, графического пользовательского интерфейса, текстового редактора и многих других базовых решений современной компьютерной техники, предсказал появление ТИМ-систем еще в 1960-х. Но в то время еще не существовало графических интерфейсов, в которых такие системы могли бы работать. Поэтому первые ТИМ-решения появились на рубеже 1970-х и 1980-х годов, когда были созданы инструменты твердотельного моделирования, позволяющие создавать модели несложных трехмерных геометрических объектов. 

Основные принципы ТИМ были определены еще в 1984 году:

  • трехмерное моделирование; 

  • автоматическое получение чертежей; 

  • интеллектуальная параметризация объектов; 

  • наборы проектных данных, соответствующие объектам; 

  • распределение процесса строительства по временным этапам.

Центром развития ТИМ стала Америка. Тем не менее, одну из первых таких систем в начале 1980-х годов создал венгерский физик Габор Бояр, разработки которого впечатлили Стива Джобса. Для того, чтобы создать свою систему, Бояру приходилось контрабандой возить компьютеры Apple в тогда еще коммунистическую Венгрию. Когда в стране разрешили частный бизнес и кооперативы, он создал компанию Graphisoft SE, которая разработала ArchiCAD — одну из первых массовых ТИМ-систем. 

Проект дома в современной версии ArchiCAD
Проект дома в современной версии ArchiCAD

 До 1990-х ТИМ были очень затратными и использовались в считаном количестве крупных проектов, но с начала нулевых стали применяться все чаще. Строительная отрасль считается одной из самых консервативных и невосприимчивых к инновациям, поэтому технология развивалась довольно медленно, а главным драйвером ее развития стало государственное регулирование в некоторых странах, обязующее строительные компании использовать ТИМ.  

В 2003 году Управление общих служб США (орган, отвечающий за госзакупки) учредило Национальную программу 3D-4D-BIM, которая предписывала использовать BIM при проектировании некоторых типов общественных зданий. В нулевых похожие нормативы стали принимать и другие западноевропейские страны. Сегодня лидером по внедрению ТИМ считается Великобритания, где еще в 2012 году правительство потребовало, чтобы все строительные компании, участвующие в тендерах на государственные работы, использовали такое программное обеспечение.

 В США, где подобное мандаторное регулирование так и не появилось, развитие отрасли несколько замедлилось. В 2020 году Лондон пошел еще дальше, и обязал все компании, претендующие на участие в госзаказах на строительство, получать сертификат BIM 2 — он выдается развитым системам, которые детализируют все характеристики здания и объекта и дают доступ к проекту всем заинтересованным участникам, например заказчикам. 

Крупнейшие игроки рынка ТИМ-систем сегодня — американская Autodesk, создавшая AutoCAD, Civil 3D, Navisworks, Revit и другие решения, немецкая Nemetschek SE, которая купила Graphisoft вместе с ArchiCAD, а также создала собственную систему Allplan, французская Dassault Systemes, главный продукт которой — программа для создания цифровых двойников Catia, которая предназначена в первую очередь для промышленного моделирования, например производства автомобилей или самолетов, но может быть использована и в строительстве. 

ТИМ-системы в России

В России существует довольно много ТИМ-систем разного уровня. Их импортозамещение стартовало в России еще в 2014 году, когда были введены первые санкции. С тех пор в стране было создано множество «суверенных» решений, которые сегодня активно используются многими строительными компаниями. 

Сегодня в реестре российского ПО для импортозамещения от Минпромторга указано 89 отечественных решений для создания цифровых интеллектуальных моделей в гражданском строительстве, и 19 — в промышленном. Основные компании: CSoft, Renga, Аскон, Нанософт. Некоторые IT-компании, такие как CSoft и Renga, с руководителями которых нам удалось пообщаться, создают универсальные решения. Другие разрабатывают более узкие инструменты для отдельных сфер строительства. 

ТИМ многоквартирного дома. Изображение предоставлено компанией Renga
ТИМ многоквартирного дома. Изображение предоставлено компанией Renga

Российские компании начали использовать ТИМ еще в середине 2010-х годов. Сегодня технология близка к тому, чтобы в течение нескольких лет стать общепринятым стандартом отрасли. 

«Порядка 90% ключевых российских застройщиков уже используют информационное моделирование на этапе проектирования. То есть проектирование  как начальный этап жизненного цикла строительного объекта в большинстве случаев застройщики автоматизировали. Но в целом показатели могут сильно разниться от региона к региону. По стране внедрение ТИМ и САПР проходит неравномерно». 

— руководитель проектов ГК «СиСофт» Степан Воробьёв

Постановление Правительства России об обязательном использовании ТИМ-систем в госзаказе было принято в марте 2021 года, правда вступить в силу оно должно было с января 2022 года. Затем из за санкций дата была перенесена на март 2023 года. Степан Воробьев из CSoft рассказывает, что после этого интерес к такому софту сильно вырос. Особенно после того, как Autodesk и Nemetschek приостановили бизнес в России после 24 февраля. 

По словам Максима Нечипоренко, российские системы могут без проблем заменить ушедший иностранный софт. Определенная доля компаний до февраля 2022 года уже успели перейти на западные программы и привыкнуть к ним — сегодня им приходится разбираться в новых продуктах и учиться ими пользоваться. Но главная проблема в другом — многие российские компании еще в принципе не перешли на 3D-модели, и их надо этому обучать. 

Воробьев рассказывает, что Model Studio CS способна заменить сразу 10 ушедших из России иностранных программных решений, которые до недавнего времени применялись в строительстве, включая популярнейшую Autodesk. 

«Отечественные программные решения имеют ряд безусловных преимуществ перед иностранными. Например, в моделировании проектов нефтедобычи наши программы превосходят зарубежные аналоги по всем параметрам. И можно с уверенностью сказать, что в ближайшее время мы сможем поставлять ПО в дружественные страны: Иран, Индию, Китай, Латинскую Америку».

— руководитель проектов ГК "СиСофт" Степан Воробьёв

Воробьев также отмечает, что программный комплекс CSoft является полностью независимым от иностранных компаний, а значит любое санкционное давление не способно ему навредить. Кроме того, он разработан специально для российской среды — использует русский язык, учитывает особенности строительной отрасли в России, например стройматериалы, адаптирован к отечественной нормативно-правовой базе, а также интегрирован с сервисами Классификатора строительной информации (КСИ) и содержит актуальные Государственные элементные сметные нормы (ГЭСН).

Нечипоренко согласен с этой оценкой — он тоже считает, что сильная сторона российского ТИМ-софта в ориентированности на российский рынок, и в способности видеть запросы заказчиков и оперативно на них реагировать. Главным минусом он считает не очень эффективный маркетинг, который тормозит развитие рынка. 

ТИМ социального объекта в Чебоксарах. Изображение предоставлено компанией Renga
ТИМ социального объекта в Чебоксарах. Изображение предоставлено компанией Renga

Отечественный рынок ТИМ-систем остается конкурентным, но при этом его участники вместе работают над созданием стандартов и объединяются в консорциумы, такие как объединение производителей промышленного софта «РазвИТие» для продвижения своих интересов и технической интеграции систем. По словам Максима Нечипоренко, на российском рынке присутствует огромное количество разных продуктов, которые решают задачи информационного моделирования в зависимости от проектов, назначений и других параметров.

«Особенно сильная конкуренция наблюдается в средах общих данных. Но тут нужно внимательно смотреть на продукты и их возможности, особенно на их способность к тиражированию. Например, проектная организация или девелоперская компания могут разработать какой-то продукт для себя, но он будет абсолютно не готов для распространения и применения в других организациях. Назвать его готовым и профессиональным нельзя, хотя сам по себе продукт существует и хорошо справляется с задачами этой организации. 

— Заместитель генерального директора компании Renga Software Максим Нечипоренко

А что с интеллектуальной собственностью?

Здесь у российских компаний разные стратегии. CSoft активно защищает свои разработки, регистрируя их в реестре программ для ЭВМ — у компании более 100 защищенных программ. Но на вопрос о том, приходилось ли компании сталкиваться с конфликтами вокруг интеллектуальной собственности, ее представитель отвечать не стал. 

У Renga всего четыре программы для ЭВМ в реестре Роспатента. По словам Максима Нечипоренко, компания не гонится за патентами, хотя организация и сталкивалась с незаконным использованием своего ПО, которое обнаруживали на предприятиях компетентные органы. 

«Многие вещи, которые мы создаем, во многом уникальны. Здесь мы опираемся на некоторую практику и привычку, которая существует в отрасли разработки такого продукта, так как скопировать то или иное программное решение бывает сложно и неразумно. Какие-то вещи патентуются, но мы не ставили своей целью в этом направлении защищать свои интересы. В целом наши интеллектуальные права защищены федеральным законодательством, законом об авторском праве, наши интересы защищает Правительство РФ, соответствующие компетентные органы, которые проверяют насколько легитимно пользователи используют программное обеспечение». 

— Заместитель генерального директора компании Renga Software Максим Нечипоренко

Опыт внедрения ТИМ-систем — яркий пример успешного импортозамещения. Остается надеяться, что подобных решений будет больше на российском рынке.  

Дарим скидку 4000 рублей при первом обращении на любую услугу onlinepatent.ru

Промокод: LOVEHABR

Комментарии (15)


  1. trir
    14.11.2022 18:33
    +3

    брехня


  1. cahbe
    14.11.2022 19:32
    +1

    По словам Максима Нечипоренко, российские системы могут без проблем заменить ушедший иностранный софт. (с) А что ж им мешало до 24 февраля? Или если бы они заменили весь софт его бы украли солдаты НАТА?


  1. FerZ_174
    14.11.2022 22:41
    +3

    Ни один из представленных решений так не адаптируется на низком уровне вплоть до передачи данных на станки ЧПУ, не говоря уже о высокой узловой детализации с разделкой кромок и т.д. Они все практически на одном уровне недо КМ, КЖ/КЖи уровень архитектуры и то без детализации "пирогов". Личное мнение основанное на опыте

    Так странно, что не упоминается такой строительный САПР как Tekla


  1. checkpoint
    15.11.2022 01:06
    +3

    Я правильно понимаю, что весь этот отечественный софт исключительно под винду ?


  1. Indicator
    15.11.2022 08:25
    -1

    У вас в заголовке и на картинке опечатка, поправьте.


  1. andrey_ssh
    15.11.2022 09:19

    Много статей про BIM обещающих молочные реки и кисельные берега. Но при этом нет осязаемых примеров как это работает и что конкретного даёт.

    Можно сделать описание процесса и результатов на каком нибудь тривиальном примере?

    Например, я хочу построить "Туалет, типа "сортир". На плане обозначен буквами эМ и Жо".
    Что конкретно я получу если буду использовать BIM-систему, а не сразу пойду в хозтовары за досками и лопатой?


    1. reallord
      15.11.2022 09:48
      +3

      BIM системы отлично работают для крупных объектов или серийного строительства.
      Для своего дома или чего-то подобного это не нужно.

      Пример качественного использования BIM системы:
      1. Проектируем, заносим в BIM и строим первый дом в новой серии. Отслеживаем в системе все этапы и замечания.
      2. По итогам первого дома, в BIM перепроектируем все замечания (передвигаем коммуникации, корректируем этапы заливки бетона например, скорость отделки и т.п.)
      3. В этом случае, поправить весь проект в BIM системе на порядок проще, чем перепроектировать с 0 по замечаниям.


      1. andrey_ssh
        15.11.2022 10:10

        работают для крупных объектов

        Для своего дома или чего-то подобного это не нужно

        Не ясно чем свой дом принципиально отличается от крупного объекта. Должно быть видимое качественное отличие, чтобы делать такой вывод.

        заносим в BIM

        Что заносим?

        Отслеживаем в системе

        Каким образом отслеживаем?

        поправить весь проект в BIM системе на порядок проще

        Чем проще?

        чем перепроектировать с 0

        Обычно с нуля не перепроектируют. Вносят изменения в существующие чертежи. Чем BIM принципиально отличается?

        Не видна вещественная связь между "рекламными материалами" и "PROFITом".


      1. ABHuman
        15.11.2022 11:24

        1. Проектируем, заносим в BIM и строим первый дом в новой серии. Отслеживаем в системе все этапы и замечания.

        Скажите что именно заносят в ТИМ? Допустим, я спроектировал пожарный клапан для вентиляции. Куда мне эту 3Д-модель из машиностроительного САПР-а и в каком формате заносить для ТИМ? Не потрачу ли я на "занос" времени больше, чем потом мне этот ТИМ сможет времени сэкономить.

        Более простые трехмерные чертежи называются просто Building Models, или 3D Computer-Aided Design (CAD) — они стали предшественницами ТИМ. 

        CAD - это вообще весь класс САПР-систем, чем же 3Д-модели в машиностроительном САПР (а особенно при сквозном проектирование, где ещё и технологические 3Д-модели с припусками от чернового до чистового с режимами работы инструмента и их видами, прочностные расчёты, эргономика и тп.) проще БИМ-овских? Может сюда надо отнести только автокадно-подобные САПР-ы без класса MCAD, который не только не является основой для БИМ, но и сам БИМ по количеству используемой информации пока не дотягивает до них самых, а уж про связь их с ERP и PDM можно только для БИМ мечтать.

        П.С. вопросов много, поэтому кажется, что это негатив, но это не так, если есть разбираться, а не просто говорить лозунгами.


        1. trir
          17.11.2022 07:53

          клапан проще кубиком занести, вообще геометрия из машиностроительного САПР-а не годится - слишком детальная


    1. sepetov
      15.11.2022 11:21
      +2

      В двух словах сложно объяснить (особенно потому, что на практике это ещё и не всегда работает).

      Есть, например, оцифрованный проект многоквартирного дома. Значительная часть его элементов (двери, унитазы, узлы крепления труб, проводка) имеет в ней свои трёхмерные координаты. Если в возникла потребность поменять положение какой-то стены, то модель сама пересчитает часть параметров, которые затронуты этой стенкой. Например, перемещение стены привело к увеличению длины проводки, которую до неё нужно тянуть. Если есть чертёжная часть, то автоматом перерисуются чертежи.


      1. andrey_ssh
        15.11.2022 11:35

        Такое объяснение и хотелось увидеть, но более целостное.

        А если унитаз прибит одной стороной к полу, а другой к стенке, то что произойдёт при перемещении стены?

        Есть какая то автоматическая реакция BIM-системы на это. Или нужно для каждого унитаза прописывать поведение в таких случаях?

        Я правильно понимаю, что после перемещения стены будет сформирован новый перечень материалов для покупки, в котором будет указано больше или меньше провода?

        А что если при перемещении стены изменится оптимальная топология проводки? Например, теперь эта розетка слишком далеко от распред.коробки и ближе тянуть от другой.


        1. sepetov
          15.11.2022 12:22

          Я знаком с одной-единственной такой системой и она ещё только в разработке. Там нет 90% из того, что запланировано :-) Пример со стеной приведён, к слову, только потому, что это то немногое, что работает)

          Да, если стену санузла передвинули, а у этой стены канализационная труба, то и унитаз на плане сдвинется. Система всё это сделает сама. Удобно.

          что после перемещения стены будет сформирован новый перечень материалов для покупки, в котором будет указано больше или меньше провода?

          Да, но в нашей системе это пока не работает (без ошибок). Об оптимальности проводки речи тоже не идёт, ничего не готово - всё только впереди.


          1. andrey_ssh
            15.11.2022 15:53
            +2

            Вырисовывается ещё одна проблема.

            Если при передвигании стенок автоматически изменяется длина проводки, то электросистемы рассчитанные на определённое сопротивление проводов могут придти в неработоспособное состояние.

            Самый простой пример - автоматические выключатели могут перестать работать.

            Если BIM-система не выполняет перерасчёт всех систем, завязанных на геометрию здания, то может появиться скрытая ошибка. Проблему может усугубить уверенность пользователей, что система всё разрулит.


            1. FerZ_174
              16.11.2022 11:06

              Вы почему то складываете всё в одну кучу, как и Российские разработчики "BIM - Тим" САПР. В рамках той же свой строительной части, не интерьера (мебели и подобное), не архитектуры (внутреннее наполнение и общие геометрические формы сооружения), а именно в строительной части. Если модель имеет очень высокую степень параметризации (особенно в узловых решениях) и плюс прямую/обратную связь с расчетной схемой то - при изменение геометрических/пространственных параметров здания правильная BIM система перестроит узлы сочленения, по прямой/обратной связи передаст изменения в расчетные геометрические схемы расчетных ПО для каркаса и узловых решений. Затем инженер пересмотрит уже в расчетных схемам изменяющуюся геометрию, примет решение, произведет повторные пересчеты и вернет в ту самую проектную BIM модель, с перестройкой чертежей. Но опять же в такой приближении работают далеко не все иностранные САПР, да и в процессе не все так гладко как даже мной написано... И еще момент. В промке строительная часть идет за электрикой, КИП, и монтажно-технологической. То есть "не стена подвинется" и провод электриков "растянется", а изменения в электротехнической части вызовут коллизии в сводной междисциплинарной BIM-модели и уже строители-проектировщики будут смещать балочные клетки и т.д. и т.п.