Важность системного мышления инженера-строителя в процессе информационного моделирования объекта капитального строительства

Сущность инженерной деятельности, как многомерной, сложно структурированной и многокомпонентной деятельности требует от современного инженера в области строительства целостного представления об объекте проектирования, сформированного особого, основанного на научной платформе инженерного мышления, знания языка формул и языка чертежей и схем и др.

В технической науке инженерную деятельность представляют системой, включающей:

• поисковую и аналитическую деятельность по обработке, структурированию и систематизации отобранной информации;
• разработку и обоснование проектных решений объекта капитального строительства;
• информационного моделирования проектных решений и выбор наиболее рациональных;
• осуществления непосредственно проекта с его представлением и обоснованием.

Современной инженерной деятельности присущи существенные черты:

• видение целостности собственной инженерной деятельности;
• взаимосвязь технологических процессов;
• прогнозирование экологических, социальных и этических последствий инженерной деятельности [6, с. 3-13].

Встречающее определение системного мышления подразумевает обусловленность использованием понятия «система» и принципов системного подхода, в котором определяется понятийный минимум, модели и принципы составления проектных решений при соблюдении универсальности, скорости, качества и инженерного, экономического, экологического, эргономического и менеджерского компонентов системы.

По сути, системное мышление выступает структурированным инструментом для постоянного улучшения проектной деятельности в области информационного моделирования объектов капитального строительства.

Информационная модель здания в строительстве представляет собой системный объект (цифровой аналог, цифровая модель, виртуальный аналог), а не разрозненные чертежи, в котором соединено все, что касается строительства: внешний вид, инженерия, коммуникации, дизайн интерьера, экономика, этапы строительства, логистика, окружающая среда, строительные материалы и используемые технологии и учитывает физические характеристики объекта, варианты размещения в пространстве, стоимость каждого кирпича, плафона, трубы.

Отличие BIM‑модели от обычной 3D‑модели в том, что:

• Каждый элемент BIM‑модели содержит информацию об объеме, весе, заводе‑изготовителе и другие дополнительные параметры, которые затем передаются в расчетные программы.
• В модель заносится информация на протяжении всего жизненного цикла здания.

Уточним, что информационная модель представляет собой визуализацию конечного объекта, на основе которой проектировщики смежных специальностей могут в минимальные сроки создать целостный продукт и применение BIM предполагает уменьшение трудозатрат, оптимизацию процессов, повышение качества работ. Кроме того, впоследствии можно осуществлять контроль эксплуатации построенного объекта.

Технология информационного моделирования, как системного явления представляет подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, к управлению жизненным циклом объекта, включая его экономическую составляющую, к управлению окружающей нас рукотворной средой обитания [1, 5].

Изучение вопросов моделирования – это предмет исследования теории моделирования, которая является составной частью общей теории систем [2, 3, 4]. При этом в упомянутых теориях под моделью обычно понимается объект-заместитель для объекта-оригинала, обеспечивающий изучение определенных свойств последнего, а сама теория моделирования изучает средства и методы такого замещения.

Конечно, при использовании BIM можно руководствоваться общими принципами и правилами из теории моделирования. Однако область применения BIM – объекты строительства, которые имеют определенную специфику. Поэтому разработка и использование технологии информационного моделирования зданий требует уточнения основополагающих принципов теории моделирования применительно к объектам строительства.

Среди основных особенностей информационного моделирования зданий необходимо выделить следующие, связанные со спецификой строительной деятельности: модель строительного объекта чаще всего создается тогда, когда самого сооружения еще нет.

Например, в процессе проектирования, когда модель на определенное время фактически становится виртуальным объектом-оригиналом, но при этом является своеобразной копией настоящего здания, которое появится в будущем. Таким образом, на начальной (проектной) стадии информационная модель здания – это обязательный элемент, ведущий к построению самого здания, который является основным результатом рабочего процесса, а объектом­заместителем модель становится гораздо позже, когда здание уже построено.

В теории системного моделирования выделяется два подхода к синтезу итоговой модели: классический и системный:

• классический подход заключается в том, что изучаемый объект разделяется на подсистемы, которые самостоятельно моделируются, а затем суммируются в общую модель, что коррелируется с принципом «от простого к сложному» и хорошо применим для сравнительно простых моделей, в которых возможно разделение и взаимно независимое рассмотрение отдельных сторон функционирования объекта;
• системный подход предполагает начало общего моделирования на основе исходных данных и ограничений, налагаемых на систему сверху или появляющихся из возможностей ее реализации, а также вытекающих из основной цели ее функционирования. В совокупности это формулирует исходные требования к модели, исходя из которых, уже формируются общие виды подсистем и элементов, и осуществляется их выбор на основе появляющихся критериев. Затем каждая подсистема может моделироваться отдельно, но уже в рамках сформированной синтезированной модели.

На основе системного подхода в информационном моделировании объекта капитального строительства, как единого системного комплекса выделяются компоненты системы, отвечающие за сбор, хранение и комплексную обработку всей архитектурной, конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями.

Корректное определение этих взаимосвязей, а также точная классификация, хорошо продуманное и организованное структурирование, актуальность и достоверность используемых данных, удобные и эффективные инструменты доступа и работы с имеющейся информацией (интерфейс управления данными), возможность передавать эту информацию или результаты ее анализа для дальнейшего применения во внешние системы – вот основные составляющие, характеризующие информационное моделирование зданий и определяющие его дальнейший успех. Правильное определение этих взаимосвязей, а также точная классификация, хорошо продуманное и организованное структурирование, актуальность и достоверность используемых данных, удобные и эффективные инструменты доступа и работы с имеющейся информацией (интерфейс управления данными), возможность передавать эту информацию или результаты её анализа для дальнейшего использования во внешние системы – вот основные составляющие, характеризующие информационное моделирование зданий и определяющие его дальнейший успех.