BIM este un PROCES. Proces de elaborare prin colaborare.
Subiectul BIM este deja cunoscut de mare parte dintre cei implicați în domeniul construcțiilor (AECO). Ce este, ce avantaje aduce și cum va fi adoptat BIM în țara noastră, suscită din ce în ce mai mult interes.
În acest moment este în curs de elaborare ”Foaia de parcurs privind implementarea BIM la nivel național”, care stabilește pașii necesari adopției BIM in Romania. Documentul definește actorii si masurile care vor conduce în final la adoptarea metodologiei BIM în proiectele de investiții publice. Adoptarea metodologiei BIM este în egală măsura foarte utila si foarte dificil de implementat dacă noțiunile specifice nu sunt bine înțelese și în același sens de către toți actorii implicați. Actorii implicați în domeniul construcțiilor nu sunt doar profesioniștii: arhitecții și inginerii, sunt toți specialiștii care activează în domeniul construcțiilor. De aceea acest articol prezintă nivelurile de maturitate și dimensiunile BIM într-un limbaj simplu.
BIM este un proces de lucru colaborativ, care are ca obiectiv creșterea productivității activităților specifice domeniului construcțiilor, obținând astfel reduceri semnificative de resurse (costuri și timp). Bazându-se pe modele de informații și fluxuri de lucru prestabilite, permite colaborarea facilă în timp real între actorii implicați în toate etapele din ciclul de viața unei construcții. Avantajele majore ale lucrului colaborativ constau în identificarea obstacolelor înainte ca acestea să producă blocaje, permite reducerea erorilor prin corelarea activităților diferitelor discipline, conducând astfel la adoptarea unor strategii mai bune pentru etapa de construcție cât și pentru etapa de operarea a activelor. Figura de mai jos prezinta comparativ modul de lucru tradițional și cel colaborativ cu referire la sursa unică de adevăr.
Fig.1 – Circuitul informației între factorii implicați
De multe ori ne referim la procesul de management al informației BIM prin sintagma ”metodologia BIM”.
În timp toți actorii implicați vor înțelege că pentru a obține avantajele oferite de managementul informației, acesta trebuie să se bazeze pe două concepte generale: asigurarea calității împreună cu managementul activului și proiectului precum și implementarea acestora cu succes în procesele organizațiilor.
Fig.2 – Procesele operaționale BIM se bazează pe procese deja cunoscute în organizație
(extras din SR EN ISO 19650-1:2019, cu permisiunea ASRO)
PIM = Project Information Model (Modelul de Informație al Proiectului)
AIM = Asset Information Model (Modelul de Informație al Activului)
A = începerea etapei de livrare a investiției (se preiau informații despre construcție – dacă este cazul)
B = dezvoltarea progresivă a modelului de informație
C = încheierea livrării - recepția. Informația relevantă din PIM se transferă către AIM
Procesul BIM se compune din două etape: 1) etapa de livrare, în care datele se adună în PIM (Project Information Model - modelul de informație al proiectului) pe măsură ce investiția parcurge etapele de la planificare către recepție și 2) etapa operațională, ulterioară recepției, când se adună datele din procesele de utilizare și activități de mentenanță în AIM (Asset Information Model – modelul de informație al activului)
Nivelurile de maturitate BIM
În această metodologie BIM, care descrie rolurile, condițiile, termenele și specificațiile – lucrurile devin complexe. Astfel, pentru o bună colaborare pe toată durata de viață a unei investiții, toți cei implicați trebuie să înțeleagă noțiunile de bază. Conceptele și ideile de bază ale metodologiei BIM, sunt prezentate cel mai bine prin gradele de maturitate BIM și dimensiunile BIM. De asemenea, modul în care acestea sunt legate între ele face ca noțiunile să fie și mai clare.
Pentru că o imagine face cât o mie de cuvinte, figura de mai jos prezintă schematic legătura dintre nivelurile de maturitate și dimensiunile BIM. Această reprezentare este foarte des folosită pentru a ajuta la înțelegea conceptelor, noțiunilor și a corelării din cadrul procesului BIM.
Fig.3 – Nivelurile de maturitate BIM și legătura cu dimensiunile BIM
Pe măsură ce conceptele BIM s-au cristalizat și au fost elaborate standardele BIM, s-a simțit nevoia raportării între diversele proceduri de lucru. Această dezvoltare a cunoașterii a dus la introducerea unor noțiuni noi, cum ar fi nivelurile de maturitate BIM. Infograficul realizat de Bew & Richards în 2008, referitor la niveluri de maturitate BIM din UK, este unul fundamental. El a ajutat specialiștii și industria AECO să înțeleagă mai ușor conceptele și noțiunile de bază. Ele au fost integrate în standardul britanic BS 1192 și sunt prezentate sumar în cele ce urmează:
Nivelul 0 (Level 0) – colaborare redusă, se caracterizează prin următoarele:
- informația este produsă și schimbată sub formă de planșe. Se elaborează desene 2D utilizând reprezentări pe bază de linii, arce și text, utilizând instrumente CAD; Reprezentările devin obiecte în mintea celui care citește planșele și este nevoie de o școlarizare/formare prealabilă intensă a acestuia pentru a înțelege informația.
- planificarea și proiectarea se face fără utilizarea unor instrumente de gestionare, centralizare, fără standarde sau protocoale de partajare a informației.
În România, majoritatea operatorilor economici din industria construcțiilor sunt la acest nivel, deși mulți dintre aceștia utilizează softuri cu capabilități BIM (BIM oriented software). Schimbul de informații are în continuare la bază planșe, liste de cantități și alte documente scrise și semnate fizic. Acest gen de livrabile nu facilitează comunicarea între echipele din cadrul unui proiect și creează, în multe situații, blocaje (bottle-necks) în cadrul dezvoltării investițiilor.
Nivelul 1 (Level 1) – colaborare parțială, se caracterizează prin următoarele:
- informația este produsă atât sub formă de desene 2D cât și sub formă de modele 3D;
- se utilizează un mediu comun de date (CDE) în cadrul echipei de livrare a proiectului, dar modelul nu este întotdeauna partajat cu factorii implicați în avizarea, aprobarea, urmărirea și exploatarea investiției.
În esență, Nivelul 1 este un pas peste nivelul de bază. Acesta include un schimb de informații sub formă de modele 3D în faza de proiectare, dar managementul informației are la bază documentații scrise și semnate fizic, planșe 2D imprimate. La acest nivel, managementul informațiilor se face printr-o standardizare a modelului în rândul membrilor echipei. Chiar și așa, și acest nivel este încă departe de o abordare complet colaborativă.
Multe birouri de proiectare cât și unele companii de construcții își adaptează în prezent modul de lucru la fluxurile de colaborare digitală. Acestea utilizează platforme CDE (medii comune de date – Common Data Environment) puse la dispoziție de furnizorii de programe și platforme AECO.
Nivelul 2 (Level 2) – colaborare totală, se caracterizează prin următoarele:
- colaborarea se realizează prin partajarea și integrarea datelor esențiale în modelul de informație al proiectului;
- echipele implicate în livrarea și operarea construcției utilizează modele 3D de informație în toate etapele din ciclul de viață al construcției. Pe baza modelelor 3D sunt elaborate toate livrabilele și sunt extrase alte date.
- containerele de informație – Modele 3D cu toate datele și atributele adăugate la elementele de construcție sunt partajate/federalizate utilizând fișiere deschise, accesabile de pe orice platforma de lucru (IFC), prin intermediul mediului comun de date CDE; astfel se poate obține un model BIM unificat care devine singura sursă de informații pentru toți factorii implicați – the only source of truth.
- dimensiuni legate de graficul de execuție – managementul timpului 4D și controlul costurilor 5D se adaugă firesc dimensiunilor spațiale, fiind relativ ușor de adăugat modelului BIM.
În cadrul acestui nivel de maturitate sunt introduse și utilizate noțiunile PIM - project information model și AIM - asset information model; acestea sunt alcătuite din containere de informații federalizate și utilizate în etapa de livrare și etapa de operare (vezi și Fig.2). Este primul nivel de maturitate cu adevărat BIM în cadrul căruia pot fi atinse beneficiile și avantajele preconizate prin conceptul BIM.
Nivelul 3 (Level 3) – denumit și stadiul BIM integrat, se caracterizează prin:
- colaborare complet integrată într-un singur model partajat în timp real. Se obține prin partajarea și interoperabilitatea datelor din containerele de informație cu ajutorul platformelor CDE utilizând tehnologia cloud;
- toți actorii implicați în proiect utilizează modelul de informație și bazele de date integrate pe durata întregului ciclu de viață al construcției, accesând date sau adăugând date în funcție de rolul stabilit în matricea responsabilităților.
- adăugarea de dimensiuni BIM suplimentare: 6D – facility management & more.
- este asigurată posibilitatea ca datele să fie colectate automat, modelele de informație sunt actualizate utilizând IoT (Internet of Things) a.î. monitorizarea construcției să se desfășoare continuu și să permită luarea deciziilor pe baza informațiilor din cadrul machetei digitale (digital twin).
Nivelul 3 de maturitate BIM este obiectivul final pentru sectorul construcțiilor. Scopul principal al acestui nivel este de a obține o integrare completă a informațiilor într-un mediu comun de date CDE, care va fi disponibil tuturor părților implicate în dezvoltarea și operarea activului și care pot adăuga sau modifica informații în cloud.
Stadiile de maturitate ale managementului informației
Standardul internațional de management al informației SR EN ISO 19650, (standardul de BIM) în prima parte – concepte și principii – definește 3 stadii de maturitate digitală printr-o schematizare puțin diferită de infograficul Bew & Richards, dar foarte elocventă.
Fig. 4 – Perspectivă asupra stadiilor de maturitate digitală - Progresul tehnologic alături de forme tot mai evoluate de management al informațiilor contribuie la creșterea beneficiilor. (extras din SR EN ISO 19650-1:2019, cu permisiunea ASRO)
BIM Stadiul 1, în care sunt combinate/partajate planșe CAD 2D și modele 3D BIM (modele de informații), pentru a îndeplini cerințele din reglementările naționale, referitoare la asigurarea calității și managementul proiectelor.
BIM Stadiul 2, în care modelele de informație ale disciplinelor individuale (arhitectură, structură de rezistență, instalații etc.) îndeplinesc standardele internaționale ISO 19650, sunt partajate și federalizate, asigurând managementul integrat al proiectului de construcție.
BIM Stadiul 3, în care sistemele de baze de date structurate ale modelelor de informație, sunt interoperabile, permit impunerea OPEN BIM-ului ca sistem de management al proiectelor și a implementării și operării ulterioare a acestuia.
Succesiunea stadiilor presupune o creștere a integrării datelor din modele, rezolvând probleme tehnice de coordonare și ajungând la interoperabilitatea datelor pentru a permite scenarii avansate de interogare a bazelor de date facilitând astfel luarea deciziilor. Federalizare datelor din Stadiul 2 se bazează pe schimbul de modele și fișiere, iar Stadiul 3 se îndreaptă către managementul modelelor prin platforme structurate bazate pe tehnologia cloud care permit optimizarea tuturor proceselor BIM și interogarea directă a modelului.
Activitățile de management al activului imobiliar sunt îmbunătățite prin existența modelului virtual – digital twin – identic cu cel real.
Situația particulară a domeniului construcțiilor (AECO) din România în contextul actual BIM este că nu a dezvoltat instrumentele necesare unui management eficient, cum ar fi: un sistem de clasificare modern adaptat ciclului de viață al investiției.
Dimensiunile BIM
Dimensiuni BIM sunt adesea confundate cu nivelurile de maturitate BIM, fiind în fapt concepte total diferite. Dimensiunile BIM definesc aspectele și informațiile care intră în joc în procesul de digitalizare a unui proiect de construcție. BIM este în sine mult mai mult decât modelarea tridimensională (3D) a activului. Având la bază modelul digital dezvoltat în 3D, se pot înlănțui alte „dimensiuni” care servesc la adăugarea și gestionarea informațiilor cheie asociate activului, ce trebuie construit sau gestionat.
Dimensiunile BIM sunt:
- 3D – modelul digital al activului;
- 4D – graficul de execuție – managementul timpului;
- 5D – control de cost și alte analize legate de cost;
- 6D – operare și mentenanță (facility management).
30.08.2022
ing. Cristian ONOFREI
dr.ing. Andrei CRIȘAN
arh. Dan PANĂ