СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ SMART3D, TEKLA STRUCTURES, SCAD OFFICE

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ SMART3D, TEKLA STRUCTURES, SCAD OFFICE

КУКУШКИН ИГОРЬ СЕРГЕЕВИЧ, ЛЮБИМОВ ИГОРЬ ЮРЬЕВИЧ

Аннотация. В статье рассматривается ряд систем автоматизированного проектирования в строительстве. Представлен метод их возможной совместной работы

Ключевые слова: программный комплекс, стыковка, файл мепирования, технология BIM

2022-08-10

Современные проектные институты, занимающиеся комплексным проектированием в качестве конечного продукта реализуют 2D документацию, как правило в бумажной форме, которая в последствии используется для изготовления, в том числе и на оборудовании с числовым программным управлением. Такой подход к автоматизации реально снижает качество продукции и отрицательно влияет на внедрение новых технологий в процесс проектирования. Современность диктует правила о необходимости закупки нового программного обеспечения для решения различных задач. Программные продукты не проходят основательного внедрения с учетом анализа работы отделов в комплексе, и используются отдельно друг от друга. Возникает множество проблем, связанных с созданием индивидуальной модели в каждом программном комплексе. В данной постановке процесса проектирования учет работы смежных отделов во вновь созданной модели производится лишь проектировщиком, таким образом возникают несоответствия в итоговом проекте. Проконтролировать эти несоответствия становится практически не возможным. Этим и обуславливается постановка задачи внедрения комплексного сквозного проектирования всех разделов проекта.

Реализация принципа сквозного проектирования базируется на использовании трехмерных моделей на всех стадиях информационного проектирования объектов. Само же сквозное проектирование – это один из вариантов организации групповой работы отделов проектного института, с возможностью мгновенного обновления (актуализации) и анализа на коллизии (несоответствия) единой модели объекта. Это позволяет исключить ошибки неизбежно возникающие при переводе информации из одного отдела в другой, и снижает влияние человеческого фактора.

В настоящее время также стало актуальным управление жизненным циклом здания, что подтверждает необходимость в комплексной трехмерной модели на стадии эксплуатации. 

Совместное использование систем автоматизированного проектирования (САПР) способствует сокращению трудозатрат при разработке проектной документации, накоплению динамической базы проектных решений, а также позволяет специалистам повышать свой уровень квалификации значительно быстрее.

Текущая статья базируется лишь на части технологии сквозного проектирования. А именно технологии разработанной и внедренной в проектирование строительной части объектов, выполняемых проектным институтом ОАО «Зарубежэнергопроект», г. Иваново. 

ОАО «Зарубежэнергопроект» был основан в 1962 году. Основными направлениями деятельности организации являются: тепловая энергетика, малая энергетика и нетрадиционные источники энергии, атомная энергетика. Спектр основных работ соответствует высокому уровню ответственности, и требует должного контроля. Данную задачу возможно решить лишь при комплексном внедрении САПР на всех стадиях проектирования.

На текущий момент, основным программным продуктом, на котором базируется трехмерные информационные модели всех разрабатываемых проектов, является Intergraph SmartPlant 3D. Данная система позволяет объединить проектные данные в масштабе всего предприятия, а также успешно интегрируется со сторонними системами. С точки зрения разработки проектной и рабочей документации строительной части объектов используется TEKLA Structures. Продукт имеет весь необходимый инструментарий для разработки стадий КМ, КМД, КЖ, КЖИ. В качестве расчетного комплекса используется SCAD Office, в котором реализован весь спектр инструментов для выполнения прочностных расчетов и проектирования строительных конструкций различного вида и назначения.

Для того чтобы ускорить процесс проектирования за счет исключения рутинной работы, связанной с занесением модели отдельно в каждую систему было принято решение организовать двустороннюю связь между ними.

На текущей момент существует два основных метода реализации данной связи:

  • передача данных через промежуточный файл;
  • прямое чтение/запись данных между базами данных различных программных продуктов через API интерфейс.

В первом случае организации необходима отдельная программа, которая позволит сформировать необходимый файл, загружаемый из смежных платформ в базовую и наоборот.

Достоинствами данного подхода является универсальность, т.е. благодаря внешнему приложению формируется файл в необходимом формате для абсолютно любой системы, с помощью которого возможно в любой момент времени посмотреть изменения проекта на разных стадиях.

Второй случай организации позволяет в режиме реального времени передавать необходимые данные между платформами.

Достоинством данного метода является постоянная актуальность итоговой модели.

Основной недостаток заключается в том, что подходит он не для всех систем проектирования, т.к. требует доступ к базам данных программных продуктов. Чаще всего данный метод применяется в средах информационных систем одного производителя, которые не могут закрыть все необходимые задачи при проектировании.

Чаще всего применяется первый способ, так как организации в состоянии поддерживать свои отделы информационных технологий, имеющих квалифицированных программистов, способных реализовать данные программы самостоятельно. Такой подход обусловлен необходимостью обеспечить индивидуальный набор данных для обмена между системами, в зависимости от участия определенного программного продукта в процессе создания общей трехмерной модели.

Рассмотрим реализацию двусторонней интеграции между программными продуктами Smart3D, TEKLA Structures, SCAD Office v.21 через промежуточный файл. 

Особенностью технологии является возможность ее применения уже на стадии общих технических решений (ОТР). Модель позволяет вносить исходные данные в любом объеме и в любой момент времени, а также представить различные варианты принципиальных решений для заказчика, что дает возможность на ранних этапах спрогнозировать результат.

Для реализации процесса проектирования был разработан следующий алгоритм (рис. 1)

Рис. 1. Алгоритм передачи модели

Изначально создается предварительная геометрия каркаса в Smart3D, которая включает в себя характеристику профилей и материалов в первом приближении. Далее производится выгрузка (экспорт) металлоконструкций в формате CIS/2 для расчета и подробной деталировки. При выгрузке в данном формате, каждый объект получает свой уникальный идентификатор (GUID), который гарантирует уникальность каждого элемента модели и обеспечивает дополнительную защиту от создания дубликатов при обмене данными между программами. Полученный файл импортируется в TEKLA Structures. Для сопоставления характеристик элементов, в процессе импорта, используется файл мепирования, который описывает правила переноса характеристик элементов. В TEKLA Structures можно сделать любые доработки модели. Полученную модель экспортируется в SCAD Office через формат SDNF, при этом импортируются свойства (геометрия, профиль, материал), описанные файлами мепирования. После выполнения статического расчета, модель возвращается в TEKLA Structures. Все изменения, произошедшие во время расчета, учитываются при обмене данными. По полученным результатам усилий происходит детализация элементов с помощью накопленной динамической базы конструктивных решений узлов. Детализированная модель импортируется в Smart3D для проверки на коллизии со смежными отделами. На текущей стадии происходит согласование и уточнение конструкций. Процесс является итерационным и после окончательной проработки модель возвращается в TEKLA Structures для выпуска проектной и/или рабочей документации. 

Не существует программного продукта, решающего весь спектр задач встречающихся в проектировании. Все разделы проектирования можно закрыть лишь используя различные САПР на единой информационной платформе с помощью реализации технологии двусторонней интеграции. Подобный подход имеет высокий потенциал и уже в ближайшее время может занять лидирующие позиции в стратегиях развития проектных институтов и организаций. Большинство контрактов, уже сейчас, требуют от исполнителя трехмерную модель всей площадки строительства. Привязка всей разрабатываемой документации к этой единой информационной трехмерной модели и передача заказчику в таком виде для дальнейшей эксплуатации объекта, это следующий логический шаг в мире современных технологий. При разработке промышленных объектов таким образом, организация получает: огромную базу данных на основе которой обучение новых специалистов происходит быстрее (инженер видит все этапы проектирования совместно с другими специальностями), экономию средств, в связи с уменьшением трудозатрат на последующие корректировки, а также возможность управления жизненным циклом проекта.

Благодаря данному методу полностью реализуется технология сквозного проектирования, исключаются ошибки при повторном заведении модели в ту или иную системы, увеличивается производительность труда, на выходе получается единая информационная модель.