BIM_2017_259_1280x853.jpg

Otvorená výmena dát v BIM

Publikované: 13.04.2016 17:26:13

Efektivita spolupráce medzi účastníkmi výstavby môže byť jednoznačne zvýšená prostredníctvom zdieľania informácií z BIM modelu. Je však nevyhnutné, aby bolo zabezpečené zdieľanie digitálnych súborov, a to nielen medzi aplikáciami určenými na projektovanie, ale naprieč všetkými fázami životného cyklu stavby. V minulosti bolo takmer nemožné otvárať a plnohodnotne editovať súbory v inom prostredí, ako v tom, kde boli vytvorené. Takýto prístup obmedzoval spoluprácu a tiež voľnosť vo výbere softvéru. Dnes je situácia iná.

obr_Otvorená výmena dát v BIM

Efektivita spolupráce medzi účastníkmi výstavby môže byť jednoznačne zvýšená prostredníctvom zdieľania informácií z BIM modelu. Je však nevyhnutné, aby bolo zabezpečené zdieľanie digitálnych súborov, a to nielen medzi aplikáciami určenými na projektovanie, ale naprieč všetkými fázami životného cyklu stavby. V minulosti bolo takmer nemožné otvárať a plnohodnotne editovať súbory v inom prostredí, ako v tom, kde boli vytvorené. Takýto prístup obmedzoval spoluprácu a tiež voľnosť vo výbere softvéru. Dnes je situácia iná.

Interoperabilita

Jednotlivé softvérové aplikácie ukladajú informácie primárne v ich natívnych formátoch, čo je nemalá výzva v digitálnom svete stavebného priemyslu. Aby bolo možné sprístupniť informácie všetkým účastníkom projektu počas celého životného cyklu, softvérové aplikácie musia umožniť a zabezpečiť spoľahlivú výmenu dát.

Interoperabilita vyjadruje vlastnosť produktu alebo systému komunikovať a pracovať s ďalšími produktmi či systémami bez akéhokoľvek obmedzenia. Tiež by sa dalo povedať, že interoperabilita je schopnosť systému alebo produktu pracovať s inými systémami alebo produktmi bez potreby vynaložiť zvláštnu námahu zo strany používateľa. Platí, že interoperabilné systémy sú schopné navzájom komunikovať a vymieňať si informácie tak, aby nedošlo k ich nekontrolovateľnej modifikácii a strate.

Požiadavka na výmenu dát a informácií vychádza z princípov, ktoré podporuje aj iniciatíva OPEN BIM - univerzálny prístup k navrhovaniu, dokumentovaniu stavieb na základe proprietárnych a neproprietárnych softvérov, ktoré sú certifikované v súlade s princípmi otvorených štandardov a procesov. OPEN BIM je iniciatíva organizácie buildingSMART, a je podporovaná a propagovaná po celom svete všetkými členmi, predajcami softvérov a koncovými užívateľmi v stavebnom sektore. Prostredníctvom certifikácie sú dodávatelia softvéru motivovaní k testovaniu a zlepšeniu ich softvéru tak, aby bola zabezpečená korektná a plnohodnotná výmena dát.

Existujú rôzne metódy, softvérové systémy a informačné, resp. komunikačné technológie, ktoré riešia efektívnu výmenu dát medzi softvérovými aplikáciami. V zásade sa môže jednať o konverzné pluginy a programy, individuálne formáty pre výmenu špecifických súborov vytvorené dodávateľmi softvéru, ako je napr. DXF (Data eXchange Format), alebo o štandardy a otvorené dátové modely akými sú XML (Extensible Markup Language) a IFC (Industry Foundation Classes - štandardizovaný a plne dokumentovaný formát súboru vytvorený a definovaný organizáciou buildingSMART).

Samotný BIM je založený na otvorenej spolupráci a aj prostredníctvom IFC zabezpečuje výmenu informácií z dátového modelu medzi jednotlivými profesiami v rámci životného cyklu, teda aj medzi rôznymi programovými prostrediami. V tejto oblasti je dobré sa oprieť o dostupné normy ISO 16739, ktoré definujú samotné dáta - IFC, ďalej ISO 29481, ktoré definujú proces IDM (Information Delivery Manual) a ISO 12006-3, ktoré definujú rámec pre objektovo-orientované informácie.

31.png

Čaro IFC spočíva najmä v spomínanej výmene dát medzi jednotlivými softvérmi, tzn. že užívatelia môžu pracovať v rôznych programoch, tie musia však umožňovať import / export údajov vo formáte IFC. Málokto vie, že tento proces je aj certifikovaný a zabezpečuje ho práve buildingSMART. Certifikačný proces je určený na podporu konzistentnej a spoľahlivej implementácie IFC naprieč spektrom dodávateľov jednotlivých softvérov. Od roku 2010 je v platnosti Certifikačný proces 2.0, ktorý nahradil a vylepšil predchádzajúcu verziu 1.0. Zaujímavosťou je, že Revit donedávna nespĺňal certifikačné kritériá na import/export a napr. verzia LT ho nespĺňa dodnes. Všetky najčastejšie využívané programy ako Allplan, ArchiCAD, Revit a Tekla tieto podmienky spĺňajú a umožňujú korektnú dátovú výmenu.

Pod kapotou IFC

V rámci presunu informácií sa objektovo-orientovaný model pretransformuje do súboru formou definovaných tried (class), ktoré obsahujú dostupné informácie o jednotlivých elementoch. Dáta vymenené medzi jednotlivými programami používajú formáty uvedené v Tab. 1 a sú označované príslušnými ikonami.

Tab. 1 Typy formátov dátových súborov a ikony

.ifc

IFC dátový súbor so štruktúrou podľa ISO10303-21. Súbor *.ifc sa overuje na základe IFC-EXPRESS špecifikácie. Je to štandardný výmenný IFC formát.

 ifc.png

.ifcXML

IFC dátový súbor využívajúci štruktúru XML. Môže byť generovaný automaticky z programu alebo konverziou v súlade s ISO10303-28 - XML reprezentácia schémy a dát EXPRESS. V zásade je súbor *.ifcXML 3 až 4-krát väčší ako *.ifc.

 ifc xml.png

.ifcZIP 

IFC dátový súbor využívajúci PKzip 2.04g kompresný algoritmus. Vyžaduje *.ifc alebo *.ifcXML dátový súbor v hlavnom adresári ZIP úložiska. Štandardne *.ifcZIP zvládne kompresiu *.ifc súboru o 60-80% a *.ifcXML o 90-95%.

 ifc zip.png

 

Vývoj IFC súborov neustále napreduje a tieto štandardy sa prispôsobujú požiadavkám odvetvia a zahŕňajú stále viac rozšírení. Postupne boli ešte pred rokom 2000 na trh uvedené IFC1.0, IFC1.5, IFC1.5.1 a IFC2.0, dnes sa už nepoužívajú. V októbri 2000 sa uviedla do prevádzky stabilná platforma IFC2x, o rok neskôr aktualizovaná verziou IFC2x-Add1. Následne v roku 2003 bola vydaná platforma IFC2x2, ktorá bola taktiež o rok aktualizovaná verziou IFC2x2-Add1. V súčasnosti je najviac používaná platforma IFC2x3-TC1 – “IFC2x Edition 3 Technical Corrigendum 1” – dopĺňa verziu IFC2x3 z Júla 2007.

Novšou verziou, ktorá bola vydaná v roku 2013, je platforma IFC4 (pôvodne IFC 2x4). IFC4 zahŕňa ďalšie rozšírenia týkajúce sa budovy, konštrukčnej časti, vylepšenia geometrie, zdrojov, značné vylepšenie kvality a plne integrované ifcXML. V júli 2015 bolo vydané IFC4 – Add 1 (Addendum 1) zahŕňajúce potrebné zlepšenia, ktoré boli objavené počas pilotných implementácií a vývojových činností pre MVD (model view definition). Nasledujúca verzia IFC5 je aktuálne pripravovaná. Dátum jej vydania ešte nebol potvrdený.

schema ifc.png

Obr. 1 Vývoj IFC v čase

Základná schéma najčastejšie používanej verzie IFC2x3-TC1 je zobrazená na Obr. 1. IFC schéma je tvorená súborom definovaných spôsobov ako rozčleniť informácie do jednotlivých tried spolu so štruktúrou informácií, ktorá definuje objekty. Táto štruktúra formálne špecifikuje atribúty v rámci tried a definuje akou formou budú dáta vymieňané v rámci ISO 10303 Industrial automation systems and integration — Product data representation and exchange (časť 21, 22). Schéma je rozdelená do troch základných vrstiev resp. úrovní a to Jadro, Interoperabilita a Doména. Súčasti platformy sú zobrazené zelenou farbou.

ifc schema core.png

Obr. 2 Schéma IFC2x3

Prvou úrovňou je Jadro (Core Layer ), ktoré obsahuje IfcKernel, IfcControlExtension, IfcProcessExtension, IfcProductExtension. Na úrovni Interoperability (Interoperability Layer) rozoznávame štruktúry IfcSharedBldgElements, IfcSharedBldgServiceElements, IfcSharedComponentElements, IfcSharedFacilitiesElements, IfcSharedMgmtElements. Následne na úrovni Domény (Domain Layer) sú IfcArchitectureDomain, IfcBuildingControlsDomain, IfcConstructionMgmtDomain, IfcElectricalDomain, IfcFacilitiesMgmtDomain, IfcHvacDomain, IfcPlumbingFireProtectionDomain, IfcStructuralElementsDomain, IfcStructuralAnalysisDomain.

Aj keď sú definície a štruktúry obsiahle, veľa druhov informácií, ktoré by si chceli jednotliví používatelia vymeniť, nie sú priamo súčasťou IFC Modelu. Je však možné ich definovať v rámci schémy IfcPropertyResource.

BCF (BIM Collaboration Format)

Problémy a nezrovnalosti zistené počas projekčných prác projektu musia byť odovzdané autorovi modelu za účelom ich vyriešenia. Aby sa zabránilo chybám v tomto komunikačnom procese, vytvoril sa formát BCF (Building Collaboration Format), ktorý je určený na prepojenie programov určených na kontrolu modelu ako napr. Solibri s modelovacím softvérom ako ArchiCAD, Tekla, atď. Na rozdiel od IFC, ktoré obsahuje samotný model, BCF obsahuje len informácie o modeli a je priamo spojený s modelom.

bcf.JPG

Obr. 3 Logo BCF

BCF je otvorený XML formát, ktorý podporuje komunikáciu v BIM procese. Umožňuje pridávať textové komentáre, screenshoty, atď. prostredníctvom IFC modelu, čím zabezpečuje lepšiu komunikáciu medzi koordinovanými stranami. Oddeľuje komunikáciu a pripomienky od modelu. Dnes používaný bcfXML v2, ktorý bol vydaný v októbri 2014 nahradil svojho predchodcu bcfXML v1.

Koncoví užívatelia, ktorí si chceli pred rokom 2010 vymeniť problémy, návrhy a požiadavky na zmeny v BIM modeloch, vždy musel vymeniť celý BIM model, tzn. objemné dáta. Bolo nutné porovnať rôzne zmeny v modeli s cieľom filtrovať požiadavky od pripomienkujúcej strany. Bolo teda nevyhnutné hľadať oveľa účinnejší spôsob umožňujúci efektívnu komunikáciu medzi rôznymi softvérovými nástrojmi a užívateľmi. V roku 2010, Tekla a Solibri prišili s počiatočným návrhom schémy XML (bcfXML v1), ktorá bola schopná zakódovať správy obsahujúce pripomienky, návrhy riešení, požiadavky na zmeny, atď. Jednoznačným cieľom bolo zvýšiť mieru spolupráce v pracovných postupoch jednoduchou a efektívnou výmenou informácií.

Spoľahlivá a efektívna výmena informácií a dát je kľúčovou úlohou pri každom projekte a neplatí to len pre BIM. Treba objektívne priznať, že dnes IFC nefunguje medzi jednotlivými softvérmi na 100%. Vo väčšine prípadov je však na vine nesprávny postup užívateľa pri vyhotovovaní samotného modelu, čo má za následok zlú interpretáciu a zobrazovanie v ďalších programoch. Je dôležité osvojiť si správnu koncepciu tvorby modelu a to najmä v kontexte dátovej štruktúry a ďalšieho využitia modelu. V opačnom prípade Vám zo spolupráce ostane len práca.

 Ing. Tomáš Funtík, PhD., Stavebná fakulta, STU v Bratislave, BIM asociácia Slovensko

Súvisiace odkazy


späť na články
website statistics StatCounter