Отраслевые базовые классы ifc для обмена и управления данными об объектах строительства схема данных
ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений
ОТРАСЛЕВЫЕ БАЗОВЫЕ КЛАССЫ (IFC) ДЛЯ ОБМЕНА И УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ ОБ ОБЪЕКТАХ СТРОИТЕЛЬСТВА
System of standards on information modeling of buildings and structures. Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries. Part 1. Data schema
ОКС 91.010.01
35.240.67
35.240.01
Дата введения 2019-09-01
Предисловие
1 ПОДГОТОВЛЕН Ассоциацией организаций по развитию технологий информационного моделирования в строительстве и ЖКХ (БИМ-Ассоциация) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Проектным техническим комитетом по стандартизации ПТК 705 «Технологии информационного моделирования на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства и недвижимости»
Вебинар «Autodesk и открытые стандарты обмена данными»
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16739-1:2018* «Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства. Часть 1. Схема данных» (ISO 16739-1:2018 «Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries — Part 1: Data schema», IDT).
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.
Разделы 4-8 и приложения A-F настоящего стандарта представлены в виде машиночитаемого текста в формате HTML, записанного на электронный носитель (CD-диск), и являются его неотъемлемой частью.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Autodesk и открытые стандарты обмена данными
Введение
Настоящий стандарт разработан на основе международного стандарта ISO 16739-1:2018 для машиночитаемого представления информации по строительству и эксплуатации зданий и сооружений, а также для обмена строительными данными. Цель стандарта — сформировать нейтральный механизм, способный описать здания и сооружения на протяжении всего их жизненного цикла. Этот механизм подходит не только для универсального обмена данными, но и в качестве основы для реализации и обмена базами данных изделий, а также документирования.
В свою очередь, международный стандарт ИСО 16739-1:2018 основан на отраслевом стандарте IFC 4 с дополнением 2 и поправкой 1, разработанном buildingSMART International Limited.
Настоящий стандарт определяет набор схем данных с использованием языка EXPRESS для спецификации структур данных. Эти схемы, образующие единую машиночитаемую модель данных, представляют схему данных IFC, используемую для обмена структурированной строительной информацией и ее совместного использования различными программными средствами, используемыми в отрасли строительства и эксплуатации зданий и сооружений.
Настоящий стандарт содержит термины, понятия и элементы спецификации структур данных, возникшие в рамках дисциплин, родов занятий и профессий в отрасли промышленного строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Термины и понятия описаны обычным языком, элементы данных в спецификации структур данных обозначены с соблюдением правил именования:
— названия элементов данных для типов, сущностей, правил и функций в EXPRESS начинаются с префикса «Ifc» и состоят из слов на английском языке с соблюдением правил именования «PascalCase» (нет знаков подчеркивания, слова начинаются с прописной буквы);
— имена атрибутов в рамках сущности EXPRESS следуют правилам именования «PascalCase» без префикса;
— определения набора свойств, являющихся частью настоящего стандарта, начинаются с префикса «Pset_» и состоят из слов на английском языке с соблюдением правил именования «PascalCase»;
— определения набора количественных параметров, являющихся частью данного стандарта, начинаются с префикса «Qto_» и состоят из слов на английском языке с соблюдением правил «PascalCase».
Архитектура схемы данных, представленная в настоящем стандарте, определяет четыре понятийных уровня, каждому из которых назначается своя схема.
1. Уровень ресурсов — этот нижний уровень содержит все варианты схем, содержащие определения ресурсов. Эти определения не имеют глобально уникального идентификатора и не должны использоваться вне связи с определением сущности более высокого уровня.
2. Основной уровень — этот следующий уровень содержит схему ядра и схемы расширения основного понятийного уровня, содержащие наиболее общие определения сущностей. Все сущности, определенные на базовом или более высоком уровне, содержат глобально уникальный идентификатор, а также, возможно, сведения о владельце и хронологии своего существования.
3. Уровень функциональной совместимости — этот следующий уровень содержит схемы с определениями сущностей, связанными с конкретными универсальными типами изделий, процессами или детализациями ресурсов, используемые в нескольких дисциплинах. Как правило, эти определения применяются для обмена строительной информацией между различными функциональными областями строительной отрасли ее совместного использования.
4. Уровень функциональных областей — этот верхний уровень включает схемы данных, содержащие определения сущностей, являющихся детализациями изделий, процессов или ресурсов, относящихся к определенной сфере, области строительной отрасли. Такие определения обычно используются для обмена информацией между различными областями и ее совместного использования.
На рисунке 1 показана архитектура схемы данных с понятийными уровнями.
Рисунок 1 — Архитектура схемы данных с понятийными уровнями
1 Область применения
Формат данных с открытой спецификацией IFC представляет собой открытый международный формат для информационной модели данных объектов строительства (BIM), предназначенных для обмена и совместного использования в программных приложениях, применяемых участниками отрасли строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Этот стандарт содержит определения для данных объектов строительства на протяжении всего их жизненного цикла. Это издание стандарта, вместе с последующими, расширяет область применения стандарта, включая также определения данных для объектов инфраструктуры на протяжении всего их жизненного цикла.
Формат данных с открытой спецификацией определяет схему данных и структуру формата файлов обмена данными. Схема данных определяется на:
— языке спецификации данных EXPRESS, определенном в стандарте ИСО 10303-11,
— языке определения схемы XML (XSD), определенном в стандарте W3C схемы XML,
при этом определение схемы EXPRESS является исходным, а определение схемы XML создается из схемы EXPRESS с учетом правил сопоставления, определенных в ИСО 10303-28. Форматы обменных файлов для обмена данными и их совместного использования согласно понятийной схеме:
— текстовое кодирование структуры обмена данными, как определено в ИСО 10303-21;
— расширяемый язык разметки (XML), определенный в стандарте XML W3C.
Могут использоваться и другие форматы файлов обмена, если они соответствуют схемам данных.
Эта версия схемы данных IFC состоит из схем данных, представленных в виде схемы EXPRESS и схемы XML, а также справочных данных, представленных как определения свойств и названий количественных параметров, а также формальных и информативных описаний.
Подмножество схемы данных и связанных данных называется определением модельного вида (MVD). Один или несколько типичных отраслевых рабочих процессов в строительстве и эксплуатации зданий и сооружений может быть описан конкретной реализацией MVD. Каждый рабочий процесс устанавливает требования к обмену данными для программных приложений. Для создания модельного вида требуется специальное программное обеспечение.
1.1 Общее применение
Нижеперечисленное распространяется на всю область действия данного выпуска IFC:
— определения формата обмена данными BIM, которые требуются на всех этапах жизненного цикла зданий:
— мониторинг рынка и анализ, выводы;
— технико-экономическое обоснование возведения сооружения;
— стратегия развития объекта;
— планирование возведения с разработкой технологии, организации и технологических регламентов производства работ;
— конструирование и проектирование;
— финансовое планирование, закупки, организация финансирования;
— планирование возведения с разработкой технологии;
— эксплуатация и обслуживание;
— определения формата обмена данными BIM, которые требуются в различных областях, связанных с теми или иными этапами цикла эксплуатации:
— проектирование и расчет зданий и сооружений;
— снабжение и закупки;
— управление требованиями заказчика;
— обращение в компетентные органы за получением разрешений и утверждением;
— определения формата обмена данными BIM, включая:
Нижеперечисленное выходит за рамки данного выпуска IFC:
— определение формата обмена данными вне функциональной области строительства и эксплуатации зданий и сооружений;
— полная структура проекта и структурные декомпозиции элементов вне области проектирования зданий, но обеспечивающие базовые показатели гражданского строительства для их расширения в будущих выпусках;
ИсточникВступили в силу 5 национальных стандартов применения технологий информационного моделирования
С 1 сентября 2019 года в Российской Федерации начали действовать 5 национальных стандартов применения технологий информационного моделирования. Новость об этом появилась на сайте Ассоциации организаций по развитию технологий информационного моделирования в строительстве и ЖКХ (BIM-Ассоциация), которая занималась разработкой стандартов.
— ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства. Часть 1. Схема данных»;
— ГОСТ Р 10.0.03-2019/ИСО 29481-1:2016 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Информационное моделирование в строительстве. Справочник по обмену информацией. Часть 1. Методология и формат», взамен ГОСТ Р 57310-2016 (ИСО 29481-1:2010);
— ГОСТ Р 10.0.04-2019/ИСО 29481-2:2012 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Информационное моделирование в строительстве. Справочник по обмену информацией. Часть 2. Структура взаимодействия;
— ГОСТ Р 10.0.05-2019/ИСО 12006-2:2015 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Строительство зданий. Структура информации об объектах строительства. Часть 2. Основные принципы классификации», взамен ГОСТ Р ИСО 12006-2-2017;
— ГОСТ Р 10.0.06-2019/ ИСО 12006-3:2007 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Строительство зданий. Структура информации об объектах строительства. Часть 3. Основы обмена объектно-ориентированной информацией», взамен ГОСТ Р ИСО 12006-3-2017.
ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018
Новая версия стандарта позволяет обеспечить его совместимость с другими инфраструктурными стандартами и спецификациями, и, соответственно, обеспечить внедрение в различные отрасли промышленности в т.ч. в нефтегазовый комплекс, а также для объектов инфраструктуры транспорта (IFC Rail, IFC Road, IFC Bridge, IFC Tunnel, IFC Airport, IFC Maritime и др.), объектов электроэнергетики (в т.ч. АЭС), объектов индустриального домостроения (IFC4Precast), металлоконструкций (IFC Steel), производственных объектов и т.п. Открытый машинно-читаемый формат стандарта (HTML, XML) обеспечивает возможность его использования в соответствующих программных комплексах и рабочих средах. Это один из первых национальных стандартов Российской Федерации, разработанных в машинно-читаемом формате.
ГОСТ Р 10.0.03-2019
В стандарте описываются методология, связывающая выполняемые в ходе строительства бизнес-процессы со спецификацией информации, требуемой этими процессами, и способ сопоставления и описания информационных процессов на протяжении всего жизненного цикла объектов строительства. Стандарт предназначен облегчить интероперабельность программных средств, используемых на всех этапах жизненного цикла строительных объектов, включая постановку задач, проектирование, разработку документации, строительство, эксплуатацию, техническое обслуживание и снос.
ГОСТ Р 10.0.04-2019
В нём представлены методология и формат для описания действий по координации между акторами строительного проекта на всех этапах его жизненного цикла. Также в стандарте приведены:
• методология, описывающая структуру взаимодействия;
• соответствующий способ сопоставления обязанностей и взаимодействий, создающих контекст процесса для потока информации;
• формат, в котором должна описываться структура взаимодействия.
ГОСТ Р 10.0.05-2019
Определяет структуру для разработки систем классификации искусственной среды. В стандарте описывается набор рекомендуемых наименований классификационных таблиц для ряда классов информационных объектов в соответствии с определенными признаками, например по форме или функции, а также в соответствии с их определениями. Кроме того, в стандарте определены связи между классами объектов, классифицируемых в каждой таблице, выраженные в качестве примера через последовательности систем и подсистем в информационной модели здания.
ГОСТ Р 10.0.06-2019
В ГОСТе описывается не зависящая от языка информационная модель, применяемая при разработке словарей для хранения или предоставления информации о результатах строительных работах. Она позволяет ссылаться на системы классификации, информационные, объектные и процессные модели в рамках общей структуры.
Национальные стандарты применения BIM были разработаны в соответствии с Программой национальной стандартизации на 2019 г., в обеспечение поручения Президента РФ В. Путина Правительству РФ от 19.07.2018 № Пр-1235 и утверждены приказами Росстандарта.
ИсточникЗадачи управления промышленными объектами через создание Цифрового двойника предприятия
Цифровой двойник (англ. Digital Twin) — цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать эффективность бизнеса. Концепция Цифрового двойника является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь предприятиям быстрее обнаруживать физические проблемы, точнее предсказывать их результаты и производить более качественные продукты (Википедия).
Модернизация производства — это комплексное, частичное или полное обновление систем или оснащения на предприятии. Данный процесс влечет за собой целый ряд мероприятий, среди которых большую часть занимает тщательный анализ и сбор информации.
В данной статье предлагается затронуть тему Цифровых двойников предприятий и их реализацию в виде набора цифровых информационных моделей.
В последние годы эта тема становится все более востребованной и острой. Среди причин повышенного интереса можно отметить:
- объявление национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации»;
- выполнение задач цифровизации строительной отрасли (Раздел «Цифровизация строительной отрасли» в проекте «Стратегии развития строительной отрасли до 2030 года»);
- рост применения технологий информационного моделирования;
- появление на рынке труда молодых специалистов, владеющих инструментом.
Все чаще владельцы предприятий и представители государственных структур обращают внимание на новые технологии применительно к своим задачам, в том числе и при решении вопросов модернизации. Всем известно, что большинство предприятий построено в прошлом веке, а потому не соответствуют современным требованиям. Следовательно, чтобы вывести их в список лидеров мирового технологического процесса и наилучших доступных технологий, необходима модернизация производств. Это задача стратегического уровня. Политическая и экономическая обстановка, связанная с санкциями, пандемией и рядом других причин, только обострила эту необходимость.
Что же способно помочь в решении задачи цифровизации строительной отрасли в промышленном кластере? И почему именно о нем стоит говорить?
На первый взгляд, в России есть все предпосылки для активного роста и развития новых подходов к управлению через создание Цифровых двойников: на правительственном уровне приняты или принимаются необходимые решения, говорящие об особом статусе задач цифровизации в строительной отрасли; в проектных организациях строительной отрасли полным ходом идет освоение технологий информационного моделирования; высшие учебные заведения меняют свои программы с учетом государственного заказа и общемировых тенденций; инвесторы и заказчики наконец-то научились не только выговаривать, но и понимать основной смысл и назначение технологий информационного моделирования (BIM-технологий). И надо отметить, что Россия быстро наверстывает разрыв в этом направлении.
Основные усилия по внедрению технологий информационного моделирования сегодня направлены на рынок жилищного строительства и госзаказ объектов социальной направленности. Однако, если говорить о полном жизненном цикле объектов капитального строительства, даже рынок жилищного строительства не выдает ожидаемых результатов. Связано это в первую очередь с разрывом интересов игроков: инвестор (заказчик), как правило, не участвует в последующей эксплуатации произведенной продукции, будь то жилые дома, школы, поликлиники или административные здания. Как следствие, управляющие компании или комитеты городских структур, которым в дальнейшем предстоит эксплуатация этих объектов, или имеют слабое представление о BIM и собственной вовлеченности в процесс цифровизации, или не имеют его вовсе.
Тем не менее нельзя утверждать, что Цифровые двойники в жилищном комплексе на территории России отсутствуют. Такие примеры есть, и связаны они только с крупными частными застройщиками, осваивающими территорию Москвы. Например, PSN Group (ТОП-5 девелопер Москвы по результатам 2016 года) была внедрена Единая система мониторинга, управления и аналитики для сети жилых комплексов (используются модели зданий), которая находится в промышленной эксплуатации, но по-прежнему постоянно развивается: происходит подключение новых жилых комплексов, разрабатываются новые модули, связанные с предикативным анализом работы оборудования, формируются планы развития 3 . Это скорее исключительный случай.
Другое дело — промышленные объекты. Любое предприятие проходит полный жизненный цикл: от появления идеи до демонтажа, сохраняя интерес своего заказчика — управленца. И вот тут-то можно и должно в полной мере почувствовать преимущества применения технологий информационного моделирования за счет создания Цифрового двойника промышленного объекта.
Современный мир предлагает для решения таких задач множество технологий, концепций и инструментов: PLM/PDM, BigData (Большие данные), IIoT4 (Промышленный Интернет вещей), Cloud Computing (Облачные вычисления), GIS (Геоинформационные системы), BIM/openBIM и др. Все это может быть востребовано при решении множества задач управления объектами предприятия, одной из которых является модернизация. Например, создание Цифрового двойника путем формирования цифровых информационных моделей производственных цехов поможет собрать данные о состоянии оборудования, об основных и оборотных средствах, а также о производственных процессах, и проанализировать их с помощью специализированных систем.
Модернизация предприятия без снижения объемов производства и, тем более, без его остановки — это задача, которая под силу современным технологиям. Кто-то может возразить, что такие задачи решались и прежде. Да, решались, но сегодня главный фактор — время.
Несколько лет назад шли постоянные обсуждения, касающиеся отсутствия стандартов по технологиям информационного моделирования, а сейчас уже речь идет о более глубокой их проработке и применимости к особенностям российского рынка.
Если еще десять лет назад разворачивались настоящие баталии на тему отсутствия интеграции при применении программного обеспечения разных вендоров, то сегодня и этот вопрос начинает уходить в прошлое. Разработчики программного обеспечения становятся более открытыми друг другу, понимая, что не могут покрыть весь спектр решаемых в строительной отрасли задач. В качестве стандарта обмена и управления данными об объектах строительства в Российской Федерации принят формат IFC (Industry Foundation Classes — формат данных с открытой спецификацией) 5 .
Так что же препятствует появлению Цифрового двойника предприятия и его участию в вопросах модернизации, а в дальнейшем, возможно, и в задачах управления активами?
Ответ простой — нежелание заказчика идти к поставленной цели и добиваться ее, так как этот процесс невозможно решить в укороченные сроки.
В 2019 году Роснефть запустила в опытно-промышленную эксплуатацию Цифровой двойник своего месторождения в Башкирии (проект «Цифровое месторождение») 6 , выстраивая тем самым интегральную цепочку нового типа, включающую «цифровое месторождение», «цифровой завод» и «цифровую АЗС». Разработка и запуск проекта «Цифровое месторождение» осуществляется в рамках стратегии «Роснефть-2022», предусматривающей переход на качественно новый уровень управления бизнес-процессами, повышение надежности и экономичности производства, сокращение потерь. Несмотря на то что в приведенном примере есть упоминание о «цифровом заводе», выполненная работа все же относится к управлению производственными процессами, а не промышленными объектами недвижимости.
А вот другой пример. Как сообщается на сайте компании «Газпром нефть» 7 от 27 октября 2020 года, «Газпром нефть» получила патент на собственную цифровую разработку — Систему управления инженерными данными (СУПРИД). Система формирует электронные модели производственных установок — Цифровые двойники, включающие инженерно-техническую документацию и 3D-модель объектов. Сейчас СУПРИД охватывает Московский и Омский НПЗ «Газпром нефти», позволяя на 20% сократить временные затраты на выполнение регламентных мероприятий по эксплуатации, ремонту и обслуживанию. Экономический эффект от внедрения системы на нефтеперерабатывающих заводах компании оценивается более чем в 700 млн руб. в год.
Итак, процесс создания Цифровых двойников предприятий в Российской Федерации уже начался, и хочется верить, что эта технология с каждым годом будет всё более востребованной и совершенной. Тем не менее, исходя из реальной ситуации, сложившейся в отношении Цифровых двойников, понятно, что пока это либо попытка перевести привычный процесс проектирования на новый уровень, либо подтягивание моделей зданий без информационной части к своим системам автоматизации, либо моделирование без учета всех последующих задач использования цифровых информационных моделей: эксплуатации, модернизации, управления активами и пр.
Из множества примеров, касающихся появления Цифровых двойников, видно, что отсутствует главное — требования заказчика, которые зафиксированы в виде документов и будут неукоснительно выполняться исполнителями; что зачастую исполнители живут интересами, очерченными рамками своих договоров и получением вознаграждения за свой труд, без желания понять, что за каждым этапом жизненного цикла объекта вплоть до момента его ликвидации следует очередной этап со своими задачами, использующими результаты предыдущего этапа, и что несогласованный переход от одного этапа к другому может привести к большим финансовым издержкам. А ведь технологии информационного моделирования созданы именно с целью обеспечения наименее рискового прохождения объекта капитального строительства по всему жизненному циклу, для чего просто необходимо правильно организовать работу. Этому нашим предприятиям еще предстоит учиться!
Компания ООО «Бюро ЕСГ» — это системный интегратор, который принимает активное участие в проработке правильного подхода к созданию Цифровых двойников промышленных объектов. Нашими клиентами являются крупные промышленные компании в нефтегазовой, сталелитейной, судостроительной и других отраслях. «Бюро ЕСГ» имеет многолетний опыт по внедрению технологий информационного моделирования, применению технологий лазерного сканирования, созданию систем управления инженерными/проектными данными, использованию геоинформационных систем и их интеграции с цифровыми информационными моделями. Наша компания предоставляет полный комплекс услуг по разработке технологии создания Цифрового двойника предприятия с учетом его последующего использования.
За последние годы специалистами ООО «Бюро ЕСГ» 8 выполнены и продолжают выполняться работы по созданию Цифровых двойников как ruна основе лазерного сканирования, так и с применением проектной, рабочей и исполнительной документации. ООО «Бюро ЕСГ» принимает активное участие в разработке требований заказчиков к цифровым информационным моделям для различных отраслей промышленности 9 , в том числе для ПАО «Газпром нефть», а также в разработке методик создания цифровых информационных моделей с применением программного обеспечения разных разработчиков.
ООО «Бюро ЕСГ» участвует в пилотных проектах по разработке импортозамещающих систем управления инженерными данными и их интеграции с Цифровым двойником предприятия. Группой специалистов ООО «Бюро ЕСГ» по геоинформационным системам реализован ряд проектов по созданию электронного генплана, а также интеграции BIM и 3D ГИС.
4 Промышленный Интернет вещей (англ. Industrial Internet of Things, IIoT) — это система объединенных компьютерных сетей и подключенных к ним промышленных (производственных) объектов со встроенными датчиками и программным обеспечением для сбора и обмена данными, с возможностью удаленного контроля и управления в автоматизированном режиме, без участия человека. Применение Интернета вещей в промышленности создает новые возможности для развития производства и решает ряд важнейших задач: повышение производительности оборудования, снижение материальных и энергетических затрат, повышение качества, оптимизация и улучшение условий труда сотрудников компании, рост рентабельности производства и конкурентоспособности на мировом рынке (Википедия).
5 ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства.
Источник