Implementera BIM för infrastruktur: en guide till de väsentliga stegen

Transkript

1 Implementera BIM för infrastruktur: en guide till de väsentliga stegen Se hur dina processer och tillvägagångssätt ändras när du inför BIM 1

2 Sammanfattning Allt eftersom en högre andel av infrastrukturprojekt använder byggnadsinformationsmodellering (BIM), inser många inom branschen att de måste införa BIM för att förbli konkurrenskraftiga och vinna nya uppdrag. Med BIM som tillvägagångssätt i projekt får du många attraktiva fördelar: färre omarbetningar, färre fel, förbättrat samarbete och designdata som kan stöda drift, underhåll och objekthantering. Ägare av civil infrastruktur, vilket inkluderar myndigheter, vill inte missa dessa fördelar och de kräver allt oftare att BIM används i deras projekt. Trots alla kommentarer om BIM för infrastruktur råder det fortfarande en del förvirring om vad det verkligen betyder att "köra BIM". Konstruktionsföretag och organisationer som funderar på att flytta över till BIM undrar ofta hur det implementeras på bästa sätt. En del oroar sig för hur BIM kommer att påverka deras etablerade processer. Andra tvekar eller ser sig som för upptagna för att investera tid i att implementera BIM. En del inom branschen tror kanske till och med att de redan använder BIM, men i verkligheten använder de endast 3D-ritningsprocesser. När du förstår vad BIM är kommer implementeringsprocessen som krävs att framstå som enklare. Många har en allmän förståelse av BIM som en intelligent, modellbaserad process för planering, design, konstruktion och hantering av infrastruktur. Men för att implementera BIM måste du förbereda dig själv och ditt team på att tänka i andra banor med avseende på hur projekt verkställs. Du kommer inte längre att arbeta med punkter, linjer, bågar och former som representerar objekt. Istället kommer du att skapa och arbeta med intelligenta modeller. Dessa modeller är spatialt korrekta och fylls i med intelligenta objekt. Du börjar med att definiera hur dessa objekt ska se ut och hur de ska bete sig. Sedan kartlägger du en process som kommer att hjälpa alla intressenter att få ut det mesta av modellens intelligens. Låter det för enkelt? Implementeringen av BIM är enkel jämfört med den kunskapsbredd som krävs för att konstruera även de minst komplexa projekten. Det krävs en del planering, tid och utbildning i början för att komma igång. Processen i detta dokument är en översikt på hög nivå över de steg som måste tas för att verkställa projekt med en BIM-process. Från 2D till 3D till BIM För att förstå vad BIM är, är det bra att känna till vad BIM inte är. Det är mer än nästa steg i utvecklingen av 2D-ritningar eller ett annat sätt att tillämpa 3D-design. Före 1990-talet designades anläggningsinfrastruktur, byggnader och tillverkade produkter mestadel med penna och papper. Leonardo Di Vinci hade kunnat vandra in på en ritningsavdelning och förstått processen. Han hade kanske förundrats över hur mycket pennor och papper hade utvecklats, men grunderna i ritningsprocessen var välbekanta. Ritningsarbete genomgick en revolution då databaserad ritning (CAD) omvandlade hur individer designade allt från broar till tillverkning av bilar. Designprocesser blev snabbare och det blev lättare att samordna designarbete över stora team. Men, 2D-linjer, -bågar och -cirklar var fortfarande det vanliga språket för design. För inte så länge sedan övergick CAD till 3D. Designarbetet blev lättare för individer utan designerfarenhet att visualisera, men ett 3D-system av exempelvis ett dräneringssystem var en ointelligent bild precis som en 2D-ritning. Ett typiskt arbetsflöde för ett transportprojekt i 3D liknade ett arbetsflöde för ett 2D-projekt. Varje steg i arbetsflödet konceptdefinition, miljödokumentation, detaljerad design och planutveckling, konstruktionsplanering och faktisk konstruktion innehöll väldigt lite återanvändning eller delning av data. Utmaningar med 2D- och 3D-CAD: Manuell samordning ökar risken för fel Brist på intelligenta data framtvingar omarbetning för annan användning, t.ex. analys och drift Designändringar tar mycket tid att implementera Svårigheter att visualisera och kommunicera designalternativ Generering av duplicerade data ökar risken för fel 2

3 Med 2D- och 3D-CAD, återskapade individer data vid varje steg i processen för ett specifikt ändamål. Även om återskapande av data är ineffektivt och lätt att få fel, är det ofta nödvändigt eftersom ointelligenta data inte kan anpassas till nya ändamål på ett enkelt sätt. Vissa 3D CAD-tekniker löser negativa aspekter av ointelligenta data genom att låta designern lägga till attribut till element inom en design. Till exempel kan du märka varje punkt i en design som signifierar platsen för en brandpost, vilket gör det lättare att räkna och hitta brandposter i designen. Varje brandpost saknar dock den "medvetenhet" som kommer med intelligens. Brandposter vet inte om de uppfyller specifikationerna för sin plats eller om de är en del av ett nätverk som följer accepterade standarder. En 3D-design med etiketter är inte BIM. På många sätt är det närmare en traditionell 2D-design än en riktig BIM-process. BIM låter dig arbeta med intelligenta objekt inom en intelligent modell. Denna intelligens förverkligas i formen av geometriska definitioner, förhållanden och data som dikterar hur modellen reagerar när den utvecklas. Om ett element ändras justeras hela modellen och samordnar resten av modellen på dynamiskt vis. Till skillnad från en 3D- och databasbaserad designprocess, finns BIM inuti modellen. BIM är inte ett attribut i en extern databas. Med andra ord kan programvaran hålla hela designen konsekvent och samordnad. Fördelarna med intelligens BIM handlar om arbete på ett helt nytt sätt. Intelligensen hos en BIM-modell öppnar dörrar till nya nivåer av effektivitet. Låt säga att du designar en vägbro med en BIM-process. Du designar strukturen som håller upp vägbron inom modellen. Varje komponent i strukturen, vilket inkluderar vägbanker, kajer och räcke, följer de specifikationer du anger inne i modellen eller som du väljer från ett bibliotek med specifikationer för din region. Kunden vill att du ändrar en profil. Du modifierar profilen och ändringen återspeglas automatiskt i hela designen. Du behöver inte ändra varje komponent manuellt. Det är enkelt att göra ändringar med BIM, men den största fördelen är vad du och hela projektteamet kan göra med informationen i modellen. Tänk dig att arbeta med en intelligent 3D-modell i ett projekt som innehåller alla transportnät, kommunal infrastruktur, öppna ytor, byggnader och infrastrukturkomponenter. Välj en gata i staden. Du ser omedelbart dess plats, anslutande gator, allmännyttig infrastruktur ovan och under mark, intilliggande byggnader och mer. En sådan modell gör det enklare att arbeta med ett projekt som påverkar gatan. Det gör det även lättare att förbättra drift och underhållsplanering för området. Staden eller ägare av annan infrastruktur kan köra liknande simuleringar för att utvärdera risken bättre och förbättra objektprestanda. De kan även jämföra planeringsalternativ enklare för befintliga förhållanden. I motsats till CAD i 2D eller 3D, kan BIM-data spela en stor roll i många processer utan att kräva signifikant omarbetning. Med BIM-processer kan du: Skapa en intelligent modell en gång och fortsätta använda data inom modellen genom objektets livscykel. Uppdatera individuella modellobjekt utan att behöva redigera alla påverkade objekts individuella "delar". Dela modeller med specialister från andra discipliner. Modellera element för att återspegla deras riktiga plats i rummet och deras förhållande till andra objekt. Arbetssättet med data i BIM skiljer sig från arbetssättet med CAD. BIM-designprocessen är också helt annorlunda. De återstående sidorna i faktabladet presenterar vissa av dessa skillnader, så att du kan ta hänsyn till dem när du går över till BIM. Komma igång med BIM Ska du genast ändra varje aspekt av ditt arbetssätt på en gång när du kommer igång med BIM för infrastruktur? Eller ska du ha en mycket detaljerad plan som tar hänsyn till varje steg på vägen? Det första alternativet kommer att bli frustrerande, även om du inkluderar ett utbildningsprogram för ditt team. Ditt team kommer inte att få en tydlig bild av verksamhetens plan för övergången till BIM eller känna till vilka delade mål som de ska sträva efter. Det andra alternativet har också fallgropar. Vissa organisationer planerar för mycket vid en BIM-implementering. De vet att det är viktigt att ha tydliga standarder vid implementering av BIM, så de försöker etablera standarder för allt de gör innan de använder BIM-processer för ett enda projekt. 3

4 3D-vy som visar rörledning i en BIM-modell. Det bästa tillvägagångssättet är att börja fundera på vad du, din kund och resten av teamet vill göra med modellen under projektets utveckling. Ta även hänsyn till hur modellen kan användas för att hantera objekt efter att projektet är klart. Sätt mål på hög nivå som ger stöd för hur modellen kommer att användas och kommunicera dessa mål till teamet. Notera vilken typ av information, som fysiska attribut och objektförhållanden inom modellen, som behövs för att uppnå dina mål. Därefter är du redo att börja definiera standarder som hjälper dig att komma igång. För att implementera BIM behöver du etablera standarder för de objekt som du använder i designen. Du behöver även mallar som ger stöd åt din organisations preferenser för hur objekt representeras. BIM-standarder har olika format, vilka inkluderar: Modellmallar Ett centralt bibliotek som innehåller dina BIM-verktyg. En parameterfil inom dina verktyg som kan uppdateras och delas med hela teamet. Disciplinspecifika objektbibliotek, vilka ofta kan konverteras från befintliga detaljbibliotek. Du behöver standarder för alla objekt du använder ofta. Det enklaste sättet att komma igång är att utgå från ett bibliotek med BIM-standarder som överensstämmer eller är nära vad du och dina kunder behöver. Du kan modifiera standarder så att de överensstämmer bättre med dina behov och preferenser. Till exempel inkluderar programvara som Autodesk AutoCAD Civil 3D ett bibliotek med standarder för många slags infrastrukturprojekt, t.ex. tyngd- och tryckledningsnät och slänter. En närmare titt på standarder: dräneringsnätverk Med dräneringsnät som exempel, granskar vi på hög nivå den objektintelligens och de attribut som du vill definiera när du implementerar BIM. Innan vi går in på detaljer är det viktigt att komma ihåg varför det är väsentligt att vi definierar standarder i förväg. I BIM designar du med objekt inte linjer, bågar och former. Dräneringselement, t.ex. ledningar och dräneringsstrukturer, t.ex. inspektionsbrunnar är alla objekt i en större modell. Varje objekt innehåller information om sig själv och sitt förhållande till andra objekt i modellen. En ledning, till exempel, är inte bara några få linjer och text. I en BIM-process inkluderas följande information som definierar ett rör: Rörets fysiska geometri, vilket inkluderar väggens tjocklek och diameter. Strukturell styrka Designregler som styr placering, t.ex. frigångskrav. Minimumlutning kontra vattenhastighet. Förhållandeinformation, t.ex. strukturell integritet. 4

5 En planvy över ett projekt som designats med en BIM-process. När ett rör placeras i en modell kommer modellen att kunna föreslå sina egna egenskaper baserat på designstandarder som du definierat samt platsen och egenskaperna för andra objekt i modellen. Som nämnt tidigare kan du spara tid genom att börja med fördefinierade BIM-standarder som överensstämmer eller är nära de standarder som du följer. Innan du kommer igång med ditt projekt ska du redigera definitioner för alla stora element i nätverket till de exakta standarder som du använder. Eftersom planuppsättningar fortfarande är en vanligt erfordrad slutprodukt, ska du se till att definiera hur du vill att varje objekt ska se ut när de skrivs ut i byggdokument. Dessa preferenser är ofta väldigt distinkta för en individuell organisation och geografi. Genom att definiera din egen utskriftsstandard säkerställs att arbetet som utförs med BIM-processer också bibehåller din organisations "utseende" i dokumentationen. För dräneringsnät ska du definiera objekt som intag, inspektionsbrunnar och rörledningar. Ta hänsyn till de material du vill specificera för varje objekt. Kommer rörledningen att vara av plast, metall eller cement? Justera fördefinierade materialstandarder inom dina BIM-verktyg så att de överensstämmer med dina föredragna specifikationer. Det är lika viktigt att kriterier har definierats som styr objekts beteende. De fördefinierade standarderna täcker med stor sannolikhet många vanliga kriterier som rörledningsstorlek och tjocklek. Andra kriterier kommer att vara mer distinkta för din region eller det sätt du arbetar. Noggrant definierade kriterier sparar mycket tid senare. Till exempel, när du definierar den minsta separationen mellan dagvattensystem och andra allmännyttiga objekt, kommer ditt BIM-verktyg att automatiskt hjälpa dig bibehålla avståndet genom hela projektet. Skapa en modell för befintliga förhållanden Börja använda BIM på ett infrastrukturprojekt genom att skapa en intelligent modell för befintliga förhållanden som kan hjälpa till att öka takten för hela projektet. Jämför det med traditionella förhållanderitningar, som ofta saknar tillräckligt med detaljer och djup för att bidra till senare projektfaser. I en BIM-process visas en modell över befintliga förhållanden i 3D, rumsligt korrekt och rik på data, inte bara i 2D eller 2D-element som visas med 3D-effekter. Säkerställ framgång genom att du själv samlar in alla data som du behöver och tilldela korrekt objektintelligens inom modellen. Processen att skapa en modell över befintliga förhållanden i programvaran Autodesk InfraWorks 360, ett preliminärt teknikoch designverktyg som stöder BIM-processer, börjar med datainsamling. Troligtvis kommer du att börja med någon form av fältdata från området i fråga. Fältmätningstekniker baserat på laserskanning genererar detaljrika punktmoln med data som kan överföras direkt in i programvaran. Öka dina fältdata med data från andra källor. Du kommer att inse att många data från geografiska informationssystem (GIS), allmännyttiga objekt, flygfältdata, planering och miljödata finns tillgängliga för många områden. Du kan även integrera information från källor som Bing Maps i din modell för befintliga förhållanden. 5

6 En BIM-process gör att du enklare kan utforska projekt inom ett sammanhang av befintliga förhållanden. Data i många av de flesta vanliga rumsliga dataformat kan integreras i din modell utan att konverteras. Objekten inom modellen har attribut som gör dem mer intelligenta. Till exempel ser en rörledning ut som en rörledning i din 3D-modell. Rörledningen kommer också ha en diameter, ett djup under marken och ett förhållande till andra objekt inom modellen. Detta skiljer sig från traditionella CAD-baserade preliminära designobjekt, där du kan se energi och VA-element som ett 2D-lager, som saknar ett definierat förhållande till objekt som visas i andra lager. På detta preliminära stadium kan du lägga till modellelement snabbare. På relativt kort tid kan du skapa och utvärdera många alternativ och presentera olika alternativ på ett mer effektivt sätt inom sammanhanget för befintliga förhållanden till beslutsfattare för projekt. Genom att utöka din modell till molnet kan du göra det tillgängligt på mobila enheter på fältet. Du kan utforska föreslagna projektplatser med beslutsfattare, som kommer att kunna se de föreslagna alternativen mer effektivt inom sammanhanget för befintliga förhållanden. Beslutsfattare kan se alternativen i ett visuellt rikt sammanhang, vilket hjälper dem att ta välgrundade beslut. Efter att de fattat ett beslut kan du föra in den preliminära modellen i AutoCAD Civil 3D. Programvaran kommer att känna igen objekten i modellen. Genom att tillämpa de fördefinierade standarderna på objekten, kan du automatiskt lägga till detaljer och mer intelligens i modellen. Detta är ett exempel på hur du drar nytta av all den kraft och energi som du investerade i att definiera standarder. Du kan spara mer tid på i stort sett alla följande projekt som använder samma standarder. BIM-processer och -arbetsflöden För att implementera BIM på ett effektivt sätt, ska du skapa en verkställandeplan för projektet. För mindre projekt kan en sådan plan vara mycket enkel. För större projekt med många intressenter kan det behövas en mycket detaljerad plan så att alla går i samma riktning. Varför behöver du alltid en plan? Med BIM designar du med intelligenta objekt. Du behöver veta vilken intelligens objekt ska ha från projektets början. När du delar med dig av en design som baseras på intelligenta objekt kan en ändring strömma igenom hela designen. En grundläggande projektverkställande plan ska: Lägga fram hur mycket intelligens som ska läggas till i huvudsakliga modellobjekt. Exempel på detta är att en lutningsplan som ska användas för GPS-styrd lutning kommer att kräva en högre precision. Definiera hur och vilka data som kommer att användas under objektets livstid. Skildra hur och när data kommer att överföras mellan projektdeltagare. 6

7 Modellen ska vara tillräckligt detaljerad för att stödja alla avsedda användare under infrastrukturobjektets hela livstid. Eftersom data kan användas som mycket mer än traditionella 2D eller 3D CAD-data, kommer du eventuellt att ha fler frågor i början av projektet. Till exempel: Kommer modellen att användas för konstruktion utöver dokumentation? Hur kommer modellen att användas för konstruktion? Vad mer kan jag använda modellen för? Analys, simulering, optimering? Vad har jag alltid velat göra som jag inte kunde göra med 2D eller 3D CAD-baserade designtillämpningar? När och hur kommer vi att dela data med andra discipliner inom projektet? Dagligen? Varje vecka? Varje månad? Hur ofta ska vi samordna modeller som bidrar till projektet? En väldefinierad plan kommer att hjälpa dig att hålla reda på ditt team under tiden de lär sig att tillämpa BIM. Överväg att förbättra din projektplan med en process för insamling och delande av milstolpar i BIM-implementeringsprocessen. När ditt team ser och delar fördelarna med BIM kommer det att bli enklare för dem att uppskatta sitt arbete med att definiera standarder och processer i början av projektet. Ett exempel: Första gången en ingenjör flyttar en profil och ser hur de relaterade modellelementen och den tillhörande dokumentationen uppdateras automatiskt, kan vara en avgörande upplevelse. Oavsett hur mycket du förstår och har läst om BIM, är det en "aha-upplevelse" som gör att du inser varför branschen övergår till att använda intelligenta modeller. BIM: implementera, aktivera och verkställ Implementering Standarder och processer Teknik Modellinnehåll Teamaktivering Kurser och utbildning Definiera och dela mål Projektverkställande Programsamordning Modellhantering Kunskapsöverföring Förbered dig för en vinnande övergång till BIM. Börja genom att etablera standarder och teknik som behövs för att komma igång. Aktivera ditt team med kurser och mål som kan nås. Utveckla samordning och hantera arbetsflöden. Säkerställ slutligen att du samlar in och delar kunskapen som vunnits om projektet. Sammanfattning En tydlig plan kommer att hjälpa dig att framgångsrikt implementera BIM för infrastruktur. Stegen som du ska ta är: Planera utbildning av BIM för personal. BIM-implementering kräver ett nytt sätt att tänka eftersom det skiljer sig mycket från en traditionell CAD-baserad process Identifiera standarder och regler som behöver definieras Ta reda på programvaru- och hårdvarubehov. För att få ut det mesta av en BIM-övergång ska du välja en teknik som låter dig flytta projektinformation från planering till preliminär design till detaljerad design till konstruktion utan ramverk eller redundans Etablera en projektplan för varje BIM-infrastrukturprojekt som ger en översikt av livscykeldatabehov och processer för att dela modellen Dokumentera och förfina processer Du behöver inte göra det på egen hand. Autodesk och din Autodesk-återförsäljare kan hjälpa dig att använda BIM och undvika fallgropar på vägen. Få mer information om Autodesk BIM-lösningar för infrastruktur. Bild med tillstånd från CSoft-Terra, Samara, Ryssland Autodesk, Autodesk-logotypen, AutoCAD, Civil 3D och InfraWorks 360 är registrerade varumärken eller varumärken som tillhör Autodesk, Inc., och/eller dess dotterbolag och/eller filialer i USA och/eller andra länder. Alla övriga varunamn, produktnamn eller varumärken tillhör respektive ägare. Autodesk förbehåller sig rätten att ändra produkter och erbjudanden om tjänster, samt specifikationer och prissättning när som helst utan föregående meddelande och ska inte hållas ansvarig för typografiska eller grafiska fel som kan förekomma i detta dokument Autodesk, Inc. Med ensamrätt. 7