Budowa Budynku BIM Polskiego Klastra Budowlanego w Białymstoku – efekty i wnioski z wykorzystania systemu AMAGE w całym cyklu inwestycji.

Wstęp

AMAGE System został wybrany jako jeden z dostawców rozwiązań informatycznych oraz wsparcia merytorycznego w trakcie realizacji budowy Budynku BIM realizowanego w ramach projektu unijnego, którego wnioskodawcą był Polski Klaster budowlany. Temat projektu to „Cyfryzacja procesu produkcyjnego w budownictwie – Polskie Centrum BIM”.

Głównym celem projektu było przygotowanie i udostępnienie przedsiębiorcom branży budowlanej narzędzi pozwalających sprawnie i skutecznie wspomóc proces cyfryzacji aktywności przedsiębiorstwa. Aby to efektywnie realizować, wnioskodawca potrzebował zapewnić miejsce dla realizowanych projektów. W związku z tym jednym z elementów tego projektu było zrealizowanie inwestycji nowego budynku. Naturalną drogą było wykorzystanie technologii BIM w całym cyklu projektu a następnie wykorzystanie wiedzy i doświadczenia zdobytego w trakcie realizacji, jako materiał dla dalszych realizowanych projektów. Inwestycja była realizowana przez Polski Klaster Budowlany – Krajowy Klaster Kluczowy.

Zamierzaliśmy w jak największym stopniu wykorzystać dostępne narzędzia i wiedzę uczestników projektu, aby w jak najpełniejszy sposób objąć etapy procesu BIM.

Etapy procesu BIM

AMAGE Systems miał za zadanie zaproponowanie narzędzi i procedur, które w całym cyklu rozwoju budynku zapewnią wsparcie zespołów projektowych w zbudowaniu pełnej cyfrowej informacji o budynku, która zostanie wykorzystana na etapie jego eksploatacji. Oznaczało to pełną współpracę z systemami projektowymi CAD/CAM i środowiskami zarządzania dokumentacją projektu CDE w ramach opracowanego planu realizacji BIM. Cykl, w którym uczestniczyło oprogramowanie AMAGE obejmował etap projektowania, etap budowy oraz etap eksploatacji budynku. Również my chcieliśmy wykazać, sprawdzić i udoskonalić nasze rozwiązania tak, aby spełniały swoje zadania w całym cyklu inwestycji.

Część budowlana – koordynacja i zarządzanie

Budynek realizowany w ramach w/w projektu znajduje się w Białymstoku przy ulicy Pułkowej 11A. Umiejscowiony jest on jako budynek przylegający do już istniejącego budynku, w którym na bieżąco prowadzone były działania biznesowe.

Realizacją projektu zajmował się zespół architektów oraz zespół wykonawców. Osobne dedykowane zespoły odpowiadały za koordynację i wsparcie prowadzenia projektu zgodnie z metodyką BIM. Jako technologię CDE wybrano rozwiązanie Catenda HUB (wcześniejsza nazwa BIM Sync). Do projektowania wykorzystywano różnorodny zestaw oprogramowania CAD/CAM z rodzin producentów Autodesk i Graphisoft.

Środowisko CDE BIMSync, które w trakcie realizacji projektu otrzymało nową nazwę Catenda Hub, zostało wybrane ze względu na funkcjonalność, która pozwalała na podstawowe operacje związane z przechowywaniem i wizualizacją modeli IFC jak i posiadając magazyn dokumentów, które w trakcie realizacji procesu BIM były tam magazynowane. Istotną zaletą była też dostępność wykwalifikowanych przedstawicieli biznesowych producenta w Polsce, którzy zapewniali wsparcie merytoryczne oraz nie da się ukryć również atrakcyjniejsza cena niż środowiska CDE konkurencji.

Z naszego punktu widzenia oprogramowanie Catenda Hub miało też tą zaletę, że posiada zdefiniowany interfejs programistyczny (API), za pomocą którego mogliśmy zintegrować oprogramowanie AMAGE z tą platformą CDE. Prace wykonywaliśmy już w trakcie realizacji wstępnych etapów inwestycji, ale przy pomocy wsparcia technicznego producenta i naszego zaangażowania, szybko w pełni zintegrowaliśmy obydwie platformy. W systemie AMAGE istnieje możliwość przeglądania bezpośredniego danych zmagazynowanych na platformie CDE, wizualizacji za pomocą przeglądarki platformy ale również bezpośredni transfer danych m.in. transfer dokumentacji i import modeli IFC do struktury zasobów systemu AMAGE.

W ramach realizacji projektu budowlanego AMAGE miał dostarczyć oprogramowanie wspierające cały projekt w obszarze zarządzania projektem, zadaniami oraz wprowadzające dodatkowe funkcje związane z nadzorem nad montażami, pracami kontrolnymi i koordynacją usterek. W trakcie realizacji projektu budowlanego miał równolegle powstawać zestaw danych i ich bieżącą weryfikacją, który następnie zostanie użyty w instancji systemu AMAGE dedykowanego dla zarządzania nieruchomością (Facility Management).

Systemy zostały uruchomione na platformie SaaS zarządzanej przez AMAGE Systems i udostępnione wszystkim użytkownikom. Zapewniło to wysoką jakość i dostępność usługi ale również zapewniło bezproblemową integrację z innymi środowiskami m.in. środowiskiem CDE. AMAGE Systems zapewniało dostępność rozwiązania, aktualizacje i pełne wsparcie techniczne dla komponentów sprzętowych.

Załączniki tworzone w trakcie realizacji inwestycji.

W ramach projektu uruchomiono dwie instancje systemu AMAGE. Jedna dedykowana dla prac budowlanych a druga instancja została dedykowana jako docelowa platforma zarządzania budynkiem. Platforma budowlana została skonfigurowana z modułami, które wspierały bezpośrednio proces budowy oraz integrowała się natywnie z modelem IFC dostępnym na platformie CDE.

Druga instancja, uruchomiona z modułami systemu Facility Management, miała być (i jest cały czas) platformą, która zawiera wyspecyfikowane – nie wszystkie – dane z systemu budowlanego i modeli konstrukcyjnych, tak aby zachować pełnię funkcjonalności systemu FM a jednocześnie nie przeładowywać go niepotrzebnymi danymi np. definicją wszystkich kolanek systemu wentylacji.

Powstały następujące elementy oprogramowania, które wymieniały informację między sobą.

AMAGE Construction

instancja systemu AMAGE dedykowana do zarządzania procesem budowy. Wykorzystane moduły m.in. zlecenia pracy, nadzór nad konstrukcją, struktura, inspekcje, zdarzenia serwisowe, integracja CDE, przeglądarka IFC, importery IFC/COBie, urządzenia mobilne

AMAGE Facility Management

instancja systemu AMAGE dedykowana dla utrzymania budynku. Wykorzystane moduły m.in. struktura, dokumentacja, inspekcje i prace kontrolne, plany przeglądów, zdarzenia serwisowe, moduł obchodów technicznych, wizualizacja IFC/3D, identyfikacja 2D/RFID, urządzenia mobilne

Catenda HUB

rozwiązanie CDE, z którym AMAGE został zintegrowany na poziomie API danych i wymieniał informacje dot. modeli 3D, archiwum dokumentacji.

Takie rozwiązanie miało również dodatkowy cel. Ze względu na pilotażowe prowadzenie inwestycji projektu Budynek BIM, które miało na celu zebranie wiedzy i informacji w dalszych celach szkoleniowych, zdecydowaliśmy się na wykorzystanie popularnego formatu COBie do transferu danych pomiędzy projektem powykonawczym, a system FM w celu dodatkowej weryfikacji modelu, zawartych tam informacji oraz sprawdzeniu możliwości naszego systemu AMAGE do obsługi tego formatu.

Podsumowując do transferu danych pomiędzy instancją budowlaną a instancją zarządzania nieruchomością wykorzystano zarówno transfer natywny modeli IFC jak i model przejściowy w formacie COBie. Równolegle importowano/transferowano opracowaną w trakcie budowy dokumentację techniczną i eksploatacyjną urządzeń.

W ramach pracy nad dokumentem BEP (BIM Execution Plann) określono szereg zasad i reguł niezbędnych do poprawnej realizacji projektów konstrukcyjnych ze strony biur projektowych. Nie będziemy w szczegółach wnikać w analizę tego dokumentu, ale podamy kilka przykładów artefaktów, które powstały w ramach tego planu. Naszym zadaniem nie jest analiza pełnego procesu BIM z punktu widzenia konstruktorów, więc jedynie co wskażemy, to dostępne i opracowane matryce analizy kolizji, które kilkukrotnie w ramach realizacji projektu okazały się dla tych zespołów przydatne.

Matryca szczegółów analizy kolizji w ramach poszczególnych kategorii elementów

Z naszego punktu widzenia istotne były informacje, które pozwalały jednoznacznie określić typ kategorii materiału bezpośrednio z modeli IFC. Za pomocą definicji mapowań pomiędzy rozwiązaniami natywnymi a klasami obiektów IFC można było jasno określić zasady działania poszczególnych biur projektowych i zapewnić pełne pokrycie definicji oraz brak niejednoznaczności pomiędzy tymi narzędziami.

Mapowanie IFC

Opracowane tabele MIDP (Master Information Delivery Plan) umożliwiały określenie terminów i harmonogramu realizacji poszczególnych etapów prac projektowych. Nie zawsze udawało się te terminy dotrzymać, również ze względu na konieczność wprowadzenia modyfikacji w projektach będących skutkiem dyskusji z Inwestorem lub zastanych uwarunkowań. Niemniej każdy w trakcie spotkania wiedział, w którym miejscu jesteśmy i na co dane opóźnienie może wpłynąć.

Tabele MIDP

Z naszego punktu widzenia istotnymi danymi były również tabele LOI, kóre w jasny sposób sygnalizowały niezbędne dane i informacje wymagane do dostarczenia przez konstruktorów pracujących nad danymi obszarami i branżami.

Tabela LOI

W efekcie bazując na dobrze opracowanym dokumencie BEP wraz z towarzyszącymi dokumentami, tabelami i informacjami, mogliśmy wiedzieć jakich danych można oczekiwać i jakie dane każda branża musi dostarczyć. “Jaki jest koń, każdy widzi”

Jaki LOD wybierzemy ? /humorystycznie/ (źródło: internet)

Jeszcze jeden element planu BEP jest istotny do zasygnalizowania. Wybrano klasyfikacę UniClass (https://www.thenbs.com/our-tools/uniclass ) jako zbiór definicji danych i klasyfikacji elementów konstrukcyjnych projektu. Pozwoliło to na stworzenie spójnej bazy informacji o zasobach konstrukcyjnych po połączeniu wielu modeli z różnych branż.

Klasyfikacja UniClass oraz parametry dodatkowe dotyczące postępu realizowanych prac

Dodatkowo jak widać w tabeli zastosowano dodatkowe parametry, które miały przechowywać informację o postępie realizowanych prac. Dane te miały być wprowadzane do struktury środowiska CDE i na ich podstawie miano określać rzeczywisty postęp prac.

Okazało się, że takie podejście nie do końca jest idealne. Problemem stało się miejsce wprowadzania tych informacji oraz sam proces realizowany w ramach platformy CDE/AMAGE. Wynikało to z tego, że parametry zostały określone i wprowadzone jako parametry modeli kontrukcyjnych przez biura projektowe. Te parametry zostały weksportowane do modeli IFC i wprowadzone do plaformy CDE. Natomiast, jak to w życiu bywa, pojawiały się nowe wersje modeli generowane bezpośrednio z modeli natywnych. Wynikały z poprawek, modyfikacji i dodatkowych uzgodnień pomiędzy branżami. Eksport danych do modelu IFC z modelu natywnego i import tego modelu do środowiska CDE niszczył jakiekolwiek zmiany własności tych parametrów w środowisku CDE. Aby zapewnić “przeżywalność” tych parametrów, powinny być one wprowadzane/aktualizowane w środowisku natywnym a to stało w przeszkodzie ze standardowym procesem BIM. Biuro projektowe nie było zainteresowane ciągłą aktualizacją postępu prac w modelu, którym zarządzało. To jest odpowiedzialność Generalnego Wykonawcy i jego zespołu.

Rozwiązaniem stało się wprowadzanie postępu realizowanych prac bezpośrednio w systemie AMAGE. Nasze rozwiązanie ma o tyle ciekawe możliwości, iż w trakcie prac może importować wielokrotnie nowe wersje modeli IFC. W trakcie takich importów dane w naszej wewnętrznej strukturze zasobów nie są nadpisywane, tylko łączone w taki sposób, aby zapewnić ciągłość wprowadzania danych. Postęp w takim przypadku był wprowadzany na platformie AMAGE. Ona też służyła jako platforma do rejestracji odbiorów częściowych za pomocą modułu Inspekcji.

Moduł zleceń pracy wykorzystany został do zaimportowania całęgo planu inwestycji. Moduł controllingu wykorzystano do importu planowanych danych finansowych (budżetu) rozbitego na poszczególne obszary oraz ułożone w harmonogram miesięczny. Do tych zadań dopinano czynności wykonywane w innych modułach. Równocześnie do zleceń pracy przypięto zasoby z modelu IFC odpowiadające danemu zakresowi.

Postęp prac nad etapami zadań

Pozwalało to wizualizować dane postępu wykonania zleceń bezpośrednio na modelu 3D. Wykonane zlecenia automatycznie oznaczały dany element jako ukończony na wizualizacji. Więc etapy zadań przedstawione na rysunku powyżej były powiązane bezpośrednio z zasobami z modeli IFC, które po imporcie znajdowały się w naszych strukturach danych. W taki sposób zamykając określone zlecenie pracy generowaliśmy informację o postępie w parametrach poszczególnych zasobów.

Pozwoliło to na realizację prac przez projektantów bezpośrednio w swoich natywnych oprogramowaniach a następnie wizualizację zmian/dyskusji i dokumentów na platformie CDE.

Platforma CDE z wizualizacją budynków na podstawie modeli IFC

Dane te były łączone z systemem AMAGE i w nim znajdowały się dodatkowe dane z wykonania i nadzoru nad inwestycją. Wykorzystano osobną instancję dedykowaną dla obszaru inwestycyjnego. Pozwoliło to na zdefiniowanie uprawnień dostępu dla wszystkich uczestników tego procesu oraz przechowywać dane, które niekoniecznie chcielibyśmy posiadać w systemie FM (Facility Management). Generalny Wykonawca oraz inne zespoły (kierownik kontraktu) mogły przechowywać tam dane i wykorzystywać moduły funkcjonalne systemu, do generowania informacji istotnych w trakcie budowy, ale niepotrzebnych dla systemu FM.

Pomiary zapisane w systemie budowlanym w trakcie odbiorów budynku

Jednymi z nich były odbiory częściowe. Wykorzystano moduł inspekcji zbiorczych, w których dla określonych poziomów/pięter tworzono odpowiednie inspekcje z szczegółową listą czynności do weryfikacji. Specjalnie dla tej instancji rozbudowano system AMAGE, aby uwzględniać w wykonaniach inspekcji listę zasobów zamiast generować inspekcje dla każdego zasobu z osobna. Dodatkowo pojawiła się możliwość określenia zespołu (komisji), która uczestniczy w trakcie realizacji danej inspekcji/odbioru.

Inspekcja odbiorów częściowych

Wyniki odbiorów częściowych były wpinane w zlecenia pracy powiązane z danym obszarem oraz dostosowano formularz raportu inspekcji tak, aby odpowiadał wymogom realizacji projektu zgodnie z wytycznymi UE dotyczącymi oznakowań oraz danych tam się znajdujących.

Wygenerowany raport końcowy z protokołem odbiorów częściowych

Wszystkie te elementy stanowiły informacje wymagane i generowane podczas realizacji inwestycji. Równolegle uruchomiono instancję systemu AMAGE przeznaczoną dla docelowego systemu Facility Management.

System Facility Management – główne założenia i funkcje

System utrzymania ruchu w zakładzie lub zarządzania inwestycją (Facility Management) w budynku biurowym lub użyteczności publicznej pozwala na bezpośrednie wsparcie pracowników i podwykonawców odpowiedzialnych za zapewnienie sprawności działania infrastruktury budynku, a jednocześnie umożliwiają dostęp do informacji rozliczeniowych i pomiarów niezbędnych do poprawnego zarządzania finansowego budynkiem.

Obszar rozwiązań facility management[1]

Większość z zaprezentowanych wyżej obszarów zostało zaimplementowanych w modułach systemu AMAGE przeznaczonych dla obszaru zarządzania budynkiem BIM.

Plan inspekcji i przeglądów

Połączenie dwóch etapów – budowa oraz zarządzanie budynkiem

Zaletą realizacji inwestycji w systemie AMAGE na etapie konstrukcyjnym oraz równoległe tworzenie/weryfikowanie danych w systemie FM ułatwiło szybką transformację danych. Jako źródła danych wykorzystano zarówno model IFC (parametry i dane ogólne) jak i wygenerowany przez zespół tworzący model powykonawczy plik w formacie COBie.

Transformacja danych z modelu 3D/IFC oraz formatu COBie do danych w systemie AMAGE

System AMAGE pozwala zarówno na import danych bezpośrednio z modelu 3D/IFC jak i z większości arkuszy standardowego formatu COBie. Pozwala to na wprowadzenie danych z środowiska CDE bezpośrednio w trakcie budowy, gdy jeszcze niedostępne są dane w formacie COBie, korektę danych, weryfikację kompletności informacji. Import z formatu COBie pozwala na import danych z różnych źródeł do systemu AMAGE, gdy niekoniecznie posiadamy informacje w formacie IFC. Niemniej użytkowanie systemu AMAGE na obydwu etapach znacznie zmniejsza czas konieczny na wdrożenie informacji do systemu FM.

AMAGE jako Facility Management – funkcje i możliwości

System AMAGE uruchomiony w Budynku BIM pozwolił na wprowadzenie danych eksploatacyjnych oraz wszystkich informacji z etapu budowy. Użytkownik końcowy ma dostępne informacje w systemie FM powiązane z modelem 3D oraz danymi powstałymi w instancji systemu AMAGE dla etapu budowy.

Szczegółowo funkcjonalności dostępne w systemie opisujemy poniżej z powiązaniem bezpośrednio do naszego systemu pomocy/dokumentacji.

Dodatkowo w systemie FM wykorzystano możliwości integracji automatyki budynku oraz wizualizacji tych danych. Informacje o pomiarach środowiskowych (temperatury) oraz inne pomiary są na bieżąco integrowane w systemie FM ułatwiając zarządzanie budynkiem.

Dla tej inwestycji wprowadzono również mechanizm obchodowy, za pomocą którego można wprowadzić informacje dotyczące zużycia energii elektrycznej przed etapem ich automatyzacji za pomocą łączy komunikacyjnych. Obchody wykonywane przez pracowników pozwalały zapisać informacje, których nie posiadaliśmy w inny sposób (protokół komunikacyjny, integracje API itp.).

Wszystkie te dane pozwalają na efektywne eksploatowanie systemu Facility Management.

Ścieżki eksploatacji i dalsze kroki

System AMAGE wykorzystano na etapie inwestycji i prac budowlanych. Następnie dane przekształcono do systemu zarządzania budynkiem typu Facility Management. W kolejnych krokach zintegrowano dane pobierane automatycznie z dostępnych systemów zarządzania budynkiem, a te dane, które nie były dostępne poprzez integracje/protokoły komunikacyjne objęto mechanizmem obchodowym, który ułatwił wprowadzanie informacji do systemu za pomocą urządzeń mobilnych.

W kolejnych etapach planujemy zwiększenie integracji z zainstalowanymi systemami typu HVAC, energia, pomiary mediów (woda) oraz rozszerzenie wiedzy poprzez integrację pozostałych systemów budynkowych np. kontrola dostępu do pomieszczeń.

Efekty i wyniki

  • opracowano i sprawdzono kompletne rozwiązanie integrujące proces budowy i etap zarządzania nieruchomością
  • zintegrowano środowiska AMAGE, Catenda Hub (CDE) poprzez interfejsy programistyczne ułatwiając wymianę informacji i transfer danych. Użytkownik miał pełny wgląd w model 3D w trakcie przeglądania zadań w AMAGE.
  • zadania, inspekcje i zdarzenia naprawcze (punchlists) zostały zintegrowane w trakcie realizacji z modelem 3D (IFC). Wspierały proces zarządzania BIM koordynowany w środowisku CDE i uzupełniały informacje tam powstające.
  • w trakcie realizacji procesu budowlanego generowano i tworzono dokumentację eksploatacyjną, która zawarta była zarówno we właściwościach modelu 3D jak i w dodatkowych dokumentacjach/informacjach zawartych na platformach
  • oznaczono wszystkie istotne lokalizacje i urządzenia za pomocą technologii znakowania 2D, RFID oraz Beacon-BT w celu dalszego ucyfrowienia modelu i nawigacji kontekstowej
  • przetransferowano model 3D oraz informacje eksploatacyjne z instancji budowlanego do instancji zarządzania budynkiem
  • wdrożono pełny system Facility Management na bazie rozwiązań AMAGE do zarządzania budynkiem i dostępem do informacji eksploatacyjnej.
  • dane udostępnione są za pomocą platform webowych oraz urządzeń mobilnych ze wsparciem identyfikacji i nawigacji w modelu 3D

Efekt końcowy połączony z modelem powykonawczym w środowisku AMAGE

Jak to wyglądało w modelu a jak w rzeczywistości możemy się przekonać patrząc na poniższe kolaże:

Budynek BIM – elewacja – rzeczywistość i model 3D

Budynek BIM – wnętrze – sala konferencyjna – rzeczywistość i model 3D

Dodatkowe informacje i funkcjonalności systemu AMAGE

Poniżej przedstawiamy funkcjonalności systemu AMAGE wykorzystane w ramach tego projektu. Powiązanie funkcjonalności systemów Facility Management a rozwiązaniami oferowanymi przez oprogramowanie AMAGE Software Suite wskazuje na adres bezpośrednio w naszej dokumentacji użytkownika udostępnionej na portalu help.amage.pl. Zachęcamy się do zapoznania zawsze z najnowszą wersją instrukcji użytkownika oraz sprawdzenie zmian w aplikacji, które publikowane są na bieżąco na w/w portalu.

Real estate management

Occupancy management

Maintenance/ur

Asset management

Financial & Performance Management

Building Automation

Dodatkowe informacje i adresy

Podziękowania

Na sam koniec chcielibyśmy podziękować Polskiemu Stowarzyszeniu Doradczemu i Konsultingowemu/Polskiemu Klastrowi Budowlanemu z Białegostoku za zaufanie, współpracę i prowadzenie projektu unijnego, w ramach którego zrealizowano niniejsze wdrożenie. Jednocześnie dziękujemy wszystkim uczestnikom projektu, generalnemu wykonawcy, koordynatorom BIM, inżynierowi kontraktu oraz wszystkim inżynierom i pracownikom budowy za współpracę i efektywne wspólnie działania. Przepraszamy też za nasze ciągłe narzekanie na spotkaniach w sprawie lepszej jakości danych, wymaganych poprawek i krytycznych uwag slightly smiling face Co złego to nie my !