Віртуальне будівництво (Virtual Design and Construction) та Розширена реальність (Extended Reality - XR)

Пропонуємо вашій увазі цикл статей, присвячених новітнім технологіям у будівництві, - Віртуальному будівництву (Virtual Design and Construction) та Розширеній реальності (Extended Reality - XR). Цей цикл розроблений групою спеціалістів Hilti, за підтримки Urbanistyka Hub та Spectar, для того, щоб поширити сприйняття та поділитися знанням і досвідом, отриманими при розробці даних технологій і роботі на передових проєктах у світі. 

#HiltiBIM Випуск 1: Віртуальне будівництво і новітні технології. Історія і шляхи розвитку

У сучасному світі активно розвивається індустрія віртуального проєктування і будівництва, точніше VDC (Virtual Design and Construction). Можливо це тривіальне питання, але що таке віртуальне будівництво, VDC  і що таке BIM? По-перше, VDC це індустрія віртуального проєктування і будівництва, до якої належить усім відомий сьогодні інструмент - BIM (Building Information Modeling) будівельне інформаційне моделювання.

Звідки і як з’явився цей інструмент і підхід? Звернемося до історії. Батьком цього інструменту є CAD, Computer Aided Design. CAD був розроблений для автоматизації проєктування і проєктних робіт у машинобудівній індустрії, був започаткований у середині 20го сторіччя Патріком Дж Ханратті. У 1957му році, працюючи у компанії General Electrics,він створив свій перший CAD продукт, який дозволяв програмістам створювати переміщення інструмента для обробки деталей - Pronto (Programme of Numerical Tooling Operation). Для керування машиною використовувалась паперова перфокарта. 


(Ref: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%80%D1%84%D0%BE%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B0 )

Надалі, Ханратті працював у компанії General Motors, де займався розробкою проєкту 3х-вимірної графіки, заснував свою компанію з розробки CAD систем. Проте його продукт не мав комерційного успіху, так був написаний на складній і недоступній більшості (кажуть, на його власній) мові програмування. Успіху Ханретті досяг працюючи у компанії MSC (Manufacturing and Consulting Services), де розробив новий продукт під назвою ADAM (Automate Drafting and Manucturing), написаний на доступній мові програмування, він отримав неабиякий успіх завдяки тому, що працював майже на всіх доступних обчислювальних приладах. Вважається, що більшість 3-вимірних CAD систем беруть початок з програмного коду Ханратті. Він започаткував цілу епоху 3D-графічного інтерфейсу для дизайнерів та інженерів, але багато чого змінилось з 70х років. 


(Ref: https://sevocomm.com/tag/history/ )

Наступна важлива дата для програмних рішень CAD - це 1982-й рік. В цьому році була започаткована компанія під назвою Autodesk, програмний продукт якої (AutoCAD), здобув великого успіху та поширенню (в тому числі і завдяки доступній ціні). AutoCAD дав можливість автоматизувати процес комп’ютерного проектування, значно скоротив час креслення, створив можливість стандартизації бібліотечних елементів і оптимізації процесу, тощо. Все це значно вплинуло на індустрію в цілому.
Для будівництва, AutoCAD став справжній проривом. Переважна більшість проєктних компаній впродовж довгого часу (а деякі і зараз) орієнтувалася на AutoCAD, як на стандарт CAD пакета, а його формат .dwg став стандартом для всієї будівельної індустрії.
Проте, процес розвитку і оптимізації будівельної індустрії значно застряг у 2D вимірі.
На зміну програмному рішенню AutoCAD і 2D проєктуванню прийшла концепція інтелектуального інформаційного моделювання, яка отримала назву BIM. Вперше цей термін з'явився у 1992-му році, приблизно з 2002-го року концепція BIM була взята у розробку ведучими девелоперами програмного забезпечення. BIM став альтернативою 2D проєктуванню і 3D Mesh моделюванню (використання 3-вимірної пустотілої геометрії), запропонувавши іншу концепцію моделювання - Solid (повнотіла 3-вимірна геометрія, яка містить у собі інформацію про окремі параметри моделі: довжину, об'єм, вагу, площу, тощо). Цей альтернативний Poly-Mesh моделюванню метод дійсно став проривом у будівельній індустрії і дав початок концепції, яку ми називаємо BIM. 



Одним із найконкурентніших програмних продуктів BIM - є Revit, розроблений у 2000-му році (у 2002-му році програмний продукт Revit перейшов до власності компанії Autodesk).

Доречі, на ілюстрації нижче ви можете знайти генеалогічне дерево CAD/BIM продуктів, розроблене Артемом Бойко, BIM координатором, спеціалістом з оптимізації.


(Ref: https://bigdataconstruction.com/history-of-bim/ YouTube: https://www.youtube.com/user/artemboiko/videos)

Власне, що таке BIM і які можливості цей підхід дає нам, інженерам і дизайнерам?
BIM - це процес 3-вимірного інтелектуального моделювання будівель і управління проєктами за допомогою 3-вимірної моделі. У BIM проєктуванні створюється інформаційна модель, яка забезпечує:
- інтерактивний процес управління будівельними документами безпосередньо з моделі;
- 3-вимірну координацію і аудит будівлі;
- автоматизоване формування специфікацій елементів;
- управління фазами проєкту протягом всього життєвого циклу проєкту, тощо.

Компанія Hilti є одним з лідерів, з точки зору інновацій в будівельній галузі та в питаннях BІМ, також, не стоїть осторонь, пропонуючи послуги проєктування та попередньої збірки елементів кріплення інженерних мереж. Потреба в даних послугах постійно зростає, адже, якщо значна частина технічної інформації, матеріали та обладнання будуть попередньо запроєктовані, підготовлені і скомпоновані постачальником, то в учасників будівництва з'явиться можливість знизити вартість монтажу, скоротити часові витрати і підвищити рівень продуктивності на всіх етапах виконання проєкту.

Протягом останніх років інженерні команди Hilti по всьому світу працюють над розробкою BIM рішень, створенням сімейств та виконанням світових проектів з використанням найсучасніших інженерних технологій, монтажних елементів та обладнання. BIM сервіс в Hilti призначений не лише для команд проєктувальників, це наскрізний будівельний процес, де Hilti стає не просто постачальником матеріалів, а партнером на всіх етапах будівельного процесу, від проєктування до монтажу і експлуатації.

Hilti пропонує широкий спектр цифрових ресурсів та послуг BIM, щоб спростити процес проектування, впорядкувати подання інформації та зміцнити ваші концепції найкращими можливими рішеннями. Більш детальну інформацію, щодо цих та інших послуг ви зможете знайти у наступних статтях цієї серії.

Можливість оперувати не 2D, а 3D елементами, насиченими інформацією, значно розширила можливості проєктної індустрії в цілому. Такий підхід, це не майбутнє, на яке ми орієнтуємося, а сьогодення, в якому ми існуємо. 



Якщо це наше сьогодення, то що нас чекає у майбутньому? Які тенденції розвитку маємо у будівельній індустрії?
XR, Extended Reality, що у перекладі означає Розширена реальність, до якої належать VR, AR and MR.
Технології XR дуже стрімко поширюються у різноманітних сферах діяльності людини, таких як медицина, освіта, інтертеймент, тощо. Сьогодні, значного розвитку зазнає XR і у будівельній галузі. Як вже відомо більшості шанувальників девайсів і новітніх технологій, Virtual Reality вже активно використовується у продажі нерухомості, дизайну інтер'єрів і проєктів. Переважно, ця технологія використовується для візуалізації проектних рішень. 

Давайте уявимо, що такі технології як Augmented and Mixed Realities знайшли місце у проектно-будівельній індустрії? Як ви можете собі це уявити? Які можливості відкриють ці інструменти?
Про сценарії використання AR у будівельній індустрії, девайси і перспективи розвитку у найближчому майбутньому, читайте у наступних статтях.