Фундамент для точных решений: 3D‑сканер и BIM в предпроектных изысканиях

Архитектурное и инженерное проектирование зданий и сооружений – одна из сфер, переживающих глубокую цифровую трансформацию. Происходит отход от традиционных методов, эффективность которых часто страдает из‑за разрозненной информации и несогласованности в работе, к интегрированным процессам, управляемым данными. В центре этого сдвига находятся технологии нового поколения – цифровые двойники и информационное моделирование зданий и объектов инфраструктуры (BIM – Building Information Modeling).

Сегодня мы рассмотрим концепцию, возможности и преимущества BIM‑моделирования, а также покажем, как работает синергия 3D‑сканирования и BIM в геодезии и предпроектных изысканиях. Проекты, выполненные специалистами TWIZE, помогут наглядно оценить практическую ценность инновационных решений.

---

---

Что такое BIM

Это комплексный процесс создания и управления всей информацией о физическом объекте на протяжении его жизненного цикла, от первоначальной концепции и проектирования до строительства, эксплуатации, технического обслуживания и реконструкции. BIM‑модель включает в себя формирование цифрового представления всех аспектов здания, сооружения или инфраструктуры – всей архитектурно-конструкторской, технологической и экономической информации.

Такая модель содержит исчерпывающие данные о геометрии, пространственных отношениях, количестве материалов и многом другом. Она функционирует как общий ресурс знаний, обеспечивая надежную основу для принятия решений на протяжении всего жизненного цикла актива.

Цифровые двойники и BIM‑модели

И цифровые двойники, и информационные модели создаются для более эффективного управления объектами, но между ними есть ключевое различие. Цифровой двойник – это динамическая виртуальная копия физического актива или процесса, которая постоянно обновляется с помощью датчиков и мониторинга, отражая состояние в режиме реального времени. А BIM – статичная модель, своего рода цифровой «паспорт» объекта, предоставляющий базовые данные для создания точного ЦД.

Прощайте, разрозненные данные и скрытые риски

Традиционный подход хорошо всем знаком:

1. Геодезисты выезжают на объект и выполняют выборочные замеры ключевых точек, создавая геоподоснову

2. Проектировщики на основе этих данных и ручных обмеров создают планы и разрезы

3. На этапе рабочего проектирования и особенно строительно-монтажных работ с высокой вероятностью обнаруживаются различные коллизии и несоответствия: труба, показанная на чертеже, в реальности упирается в неучтенную балку; новый фундамент не становится на место из‑за подземных коммуникаций, отсутствующих в документации

Результат – дорогостоящие задержки, переделки, конфликты в офисе и на площадке и риск приостановки проекта на долгий срок. Информация существует в разрозненных форматах (бумажные журналы, CAD‑файлы, Excel‑таблицы), а ее актуальность всегда отстает от реальности.

Новый подход к предпроектным работам

Итак, новая технологическая парадигма строится вокруг создания точной и полной цифровой копии объекта. Этот процесс начинается с самого первого этапа – предпроектных изысканий. На этой стадии необходимо получить максимально точные и полные данные.

Точность BIM‑модели зависит от качества вводимых в нее данных. А самой эффективной технологией с точки зрения точности, надежности и скорости измерений сегодня является 3D‑сканирование.

Наземное лазерное 3D‑сканирование: быстрота и высокая точность

• Измерения проводятся наземным лазерным сканером (таким, как FARO Focus), измеряющим расстояния до поверхности объекта со скоростью от нескольких тысяч до миллионов точек в секунду.

• Результат измерений – подробное облако точек. Это большой массив данных, состоящий из миллионов или миллиардов точек в трехмерной системе координат.

• На основе полученного облака точек формируется 3D‑модель, которая затем импортируется в программное обеспечение BIM (например, Autodesk Revit).

Таким образом, данные инженерно-геодезических, геологических, геотехнических и экологических изысканий, полученные с помощью сканера или других измерительных инструментов, объединяются в единую среду. Вместо привычного топографического плана в 2D геодезисты создают цифровую модель, которая становится частью общей BIM‑модели. Например, результаты бурения скважин не просто привязываются к точке на плане, а создается 3D‑модель геологического разреза, показывающая расположение слоев грунта, уровень грунтовых вод.

Какие преимущества вы получаете

• Полнота и точность данных. Фиксируются все аспекты – конструкции здания, технологическое оборудование, подвесные коммуникации, электропроводка, проходы. Ни один уголок не остается неохваченным.

• Автоматизация и надежность обмеров. Этот процесс исключает ошибки и неточности ручных измерений, обеспечивая безупречную основу для новых проектов или для создания моделей существующих объектов в том виде, в каком они были построены.

• Работа без остановки производства. 3D‑сканирование проводится дистанционно, без контакта с конструкциями и оборудованием, что позволяет выполнять задачу в условиях действующего предприятия.

• Безопасность и сокращение времени нахождения на площадке. Уменьшается время пребывания специалистов в опасных или труднодоступных зонах. Исключаются ситуации, когда монтажники начинают резать кабель, о котором не знали. Финализировать полученные данные можно уже в офисе.

• Архивирование данных. Создается идеальная «фотография» объекта на момент начала проекта, которая служит юридическим документом и страховкой от спорных ситуаций.

BIM: от облака точек к умному проектированию

Переход от традиционного 2D‑проектирования в САПР к BIM предполагает фундаментальные изменения в рабочем процессе и открывает новые возможности. Как уже было сказано, традиционные методологии, основанные на обработке множества 2D‑чертежей, сталкивались с серьезными проблемами и рисками. Проектировщики, инженеры и подрядчики вынуждены были работать с разрозненными наборами данных, что часто приводило к конфликтам и дорогостоящим переделкам на месте.

В отличие от привычных методов, информационное моделирование зданий формирует цифровую среду для совместной работы, которая обеспечивает единство и целостность получаемых данных.

Посмотрим, насколько многогранны преимущества BIM‑моделирования.

1. Улучшенная коммуникация и взаимодействие. BIM создает единую информационную среду, источник достоверной информации, доступный всем заинтересованным сторонам – проектировщикам, инженерам, руководителю проекта, подрядчикам и собственникам. Благодаря облачным платформам проектные замыслы становятся яснее, и команды работают быстро и слаженно. Обмен информацией в режиме реального времени ускоряет принятие решений и сводит на нет недопонимание.

2. Повышение эффективности и экономия времени. Технология BIM оптимизирует рабочие процессы, автоматизируя задачи и позволяя быстро визуализировать изменения. За счет этого удается сократить общий жизненный цикл проекта, и ваша организация сможет увеличить число проектов, выполняемых за год.

3. Эффективное управление рисками и контроль затрат. Информационное моделирование зданий и объектов инфраструктуры действует как мощный инструмент анализа рисков. Проектные команды могут анализировать цифровую экосистему на предмет потенциальных опасностей, коллизий и проблем с порядком выполнения работ до того, как они превратятся в реальные, чреватые издержками проблемы на объекте. Кроме того, BIM дает возможность проводить тщательный анализ затрат (составлять так называемые 5D‑сметы) задолго до начала строительства, надежно оценивая материалы и трудозатраты. Все это позволяет руководителям проектов рационально подбирать поставщиков и избегать ненужных расходов.

4. Высокая точность и минимизация ошибок. Благодаря автоматизации процесса интеграции данных в 3D‑модели BIM сводит к минимуму человеческий фактор. Многомерная перспектива дает более четкое представление о проекте, а несоответствия выявляются на раннем этапе. Такое согласование между проектом и фактическими условиями на объекте сокращает затраты на доработки.

5. Обоснованное принятие решений. BIM‑технология способствует внедрению инноваций, поскольку участники проекта могут просматривать 3D‑модели в виртуальной или дополненной реальности. Объект доступен для визуализации задолго до его появления в реальности, и одобрение со стороны клиентов может быть получено до осуществления крупных инвестиций.

Как это работает в связке со сканированием

• Точное моделирование. Проектировщики не «рисуют от руки», а буквально «облекают» сканы реального объекта в интеллектуальные BIM‑объекты. Это гарантирует стопроцентное соответствие модели реальной ситуации.

• Выявление коллизий. Еще на стадии проектирования автоматически проверяются конфликты: пересекаются ли новые воздуховоды с существующими фермами, станет ли новый конвейер на отведенное место.

• Виртуальное моделирование. На смоделированном цифровом двойнике можно провести симуляцию логистических потоков, работы персонала, монтажа оборудования. Это позволяет оптимизировать процессы до их реального внедрения.

• Основа для цифровизации и автоматизации. Готовая BIM‑модель (as‑built – т.е. учитывающая фактическое состояние объекта) становится ядром будущей системы управления объектом (BMS, ERP, APS), базой для регламентов технического обслуживания и систем дополненной реальности для ремонтных бригад.

Благодаря BIM вы переходите от проектирования «вслепую» к управляемому, предсказуемому процессу, где решения принимаются на основе точных данных, а итоговый проект органично интегрируется в системы цифрового предприятия.

3D‑сканирование и BIM – на аутсорс: в чем выгоды

Учитывая сложность технологий и высокую стоимость оборудования и ПО, которые необходимы для проведения 3D-сканирования и BIM-моделирования, многие компании предпочитают передавать эти задачи подрядчикам. Такая стратегия дает значительные преимущества с точки зрения времени и финансовых затрат, помогая увеличить гибкость, снизить риски бизнеса и сосредоточить внутренние ресурсы на основной деятельности, приносящей доход.

Сокращение расходов. Заказ услуг 3D‑сканирования и BIM‑моделирования экономически эффективен. Вы экономите значительные средства, которые в противном случае были бы потрачены на:

1. дорогостоящие 3D‑сканеры и лицензии на программное обеспечение

2. обслуживание оборудования

3. набор высококвалифицированных экспертов

4. обучение собственных сотрудников

Фиксированная стоимость услуг, оговариваемая в договоре, упрощает составление бюджета и позволяет лучше распределять средства на другие основные потребности бизнеса.

Экономия времени. Аутсорсинг гарантирует более быструю реализацию проектов без ошибок. Вы получаете доступ к высочайшему уровню экспертизы и технологий, поскольку у провайдера услуг есть отработанные процессы и команда профессионалов. В это же время ваши специалисты могут сосредоточиться на своей основной работе.

Заключение

Для проектных и инжиниринговых компаний, выполняющих сложные проекты строительства, реставрации и модернизации промышленных и гражданских объектов, инвестиции в 3D‑сканирование и BIM – это не дополнительные расходы, а путь к повышению конкурентоспособности и страховка от многомиллионных потерь из-за ошибок и простоев.

TWIZE предлагает комплексные услуги – от проведения высокоточных обмеров, создания и восстановления проектной документации до разработки и сопровождения сложных BIM‑моделей. Наша цель – предоставить вам готовый инструмент для принятия безошибочных решений и реализации проектов на качественно новом уровне.

Свяжитесь с нами: обсудим, как реализовать ваш следующий проект быстрее и с более надежными и предсказуемыми результатами.