В настоящее время строительная отрасль является в России одной из ведущих областей экономики — на протяжении длительного времени наблюдается ее стабильное и динамичное развитие.
Технология информационного моделирования — BIM (Building Information Modeling) — рассматривается как неотъемлемая часть цифровой реформации строительной отрасли. Всё большее число компаний вовлекается в длительный инновационный процесс освоения инструментов САПР-BIM (далее САПР) и их интеграции.
Инновации в IT-технологиях строительной отрасли позволяют всё больше и больше автоматизировать процессы не только проектирования, но и строительства, тем самым сокращая сроки выполнения проектов, повышая качество и увеличивая конкурентоспособность проектных институтов, заводов металлоконструкций и т.д.
Основную роль в реализации информационных технологий в строительстве играют системы автоматизированного проектирования — САПР. Одной из наиболее востребованных систем для проектирования строительных конструкций, их деталировки и управления информацией является программное обеспечение Tekla Structures (разработчик — Trimble Solutions Oy, США).
Tekla Structures применяется на протяжении всего проекта — от концепта до производства в ходе ведения строительных работ и для дальнейшей эксплуатации. Используя Tekla, можно создавать и объединять трехмерные модели независимо от типов материалов, а также управлять совместными рабочими процессами с помощью точных и ценных данных из трехмерной модели.
Что касается полного комплекса проектирования, то остановиться на выборе единственной платформы САПР-BIM невозможно. На рынке программного обеспечения существует много предложений от разных разработчиков — начиная от крупных зарубежных компаний и корпораций и заканчивая отечественными программными комплексами и небольшими плагинами локальных разработчиков. Такая картина в первую очередь обусловлена задачами, зависящими от проектируемого раздела. Поэтому для успешного проекта специалисты всегда используют комплексный подход и очень важно, чтобы была связка между применяемым программным обеспечением, то есть интеграция.
Тем не менее существуют системы, предоставляющие широкий набор инструментов, который удовлетворяет требованиям основного состава задач, решаемых специалистами в комплексе с сохранением всей информации на протяжении всего жизненного цикла объекта. К таким задачам можно отнести, например, проведение расчетов, перенос модели, выпуск чертежей, составление отчетов и многое другое. Исходные данные для решения задач проектирования, разработки рабочей документации и управляющих программ в таких системах вводятся однократно на первом этапе, а дополнительные данные задаются проектировщиком при работе в режиме диалога.
Интеграция между различными САПР реализуется путем передачи информационной и/или 3D-модели. В случае Tekla Structures это в первую очередь касается геометрии и материалов. Для передачи других свойств или получения различных расчетов и отчетов необходимо использовать внешние программы, такие как SCAD office (SCAD Soft), ЛИРА (ЛИРА Софт) и другие.
Для работы с расчетными моделями Tekla Structures во внешнем приложении расчета необходимо установить прямую связь (модуль сопряжения) между Tekla Structures и приложением расчета. Прежде чем приступить, убедитесь в наличии доступа к сервису Tekla User Assistance, а также прав администратора на своем компьютере.
В версии программного обеспечения Tekla Structures 21 усовершенствована работа с опорными моделями — облегчено взаимодействие с решениями других производителей, в том числе с файлами IFC, DGN, DWG или SKP. Кроме того, улучшен процесс проектирования объектов промышленного назначения за счет интеграции с программным обеспечением для промышленного проектирования. Такая интеграция оказывает непосредственное влияние на усовершенствование процессов проектирования заводов и/или морских сооружений.
Опыт специалистов нашей компании позволяет говорить, что оптимизированное взаимодействие Tekla Structures 21 со Smart 3D (HEXAGON) облегчает процесс обмена информационными моделями в разы. Для взаимодействия Tekla Structures и Smart 3D используется бесплатное расширение Smart3D Interoperability, которое можно скачать в Tekla Warehouse. Инструмент взаимодействия со Smart 3D поддерживается для всех конфигураций Tekla Structures, чтобы обеспечить полную совместимость с системой проектирования 3D-установок SmartPlant от Hexagon. Совместимость обеспечивается с помощью метода обмена данными CIS/2 (CIMSTEEL 2) — очень распространенного формата в металлургической промышленности (рис. 1 и 2).
Расширение доступно в формате *.tsep (пакет расширений Tekla Structures). Пошаговая инструкция по установке находится по адресу: https://support.tekla.com/ru/.
Доступ к расширению осуществляется из меню «Приложения и компоненты». Установщик создает группу под названием «Интеллектуальная 3D-совместимость» в корневой папке со значками для компонентов расширения. В ходе выполнения интеграции при импорте 3D-модели из Tekla Structures все найденные пользовательские атрибуты отображаются и выбираются для экспорта по умолчанию, а пользователь может затем указать, какие из атрибутов требуется экспортировать. Импортированные данные (атрибуты) загружаются в правильную группу при импорте элементов в Smart 3D.
Но интеграция с технологическими САПР не ограничивается только SmartPlant. У программного комплекса Tekla Structures существует плагин — TEKLA INTEROPERABILITY, который встраивается в Aveva E3D (AVEVA) и позволяет выгружать необходимые модели в файлы формата *.ifc (tczip)для дальнейшей работы в Tekla Structures и использования геометрии в виде опорной модели.
Приложение взаимодействия Tekla и AVEVA может быть закреплено в графическом интерфейсе PDMS/E3D (рис. 3).
Как правило, проекты, выполненные в системах автоматизированного проектирования высокого уровня (а AVEVA PDMS относится именно к таким), не экспортируются, или экспортируются не полностью в другие программные комплексы. Но благодаря проработанной системе хранения данных и уникальным технологиям компании Trimble удалось обеспечить качественный импорт данных даже из таких сложных систем. Особенно хочется отметить, что процесс преобразования модели осуществляется быстро и без потери качества в виде параметрической графики. Структура данных и атрибуты исходной модели при этом полностью сохраняются (рис. 4).
PlantLinker — это разработка компании ООО «Плантлинкер», которая предназначена для следующих операций:
Областями применения PlantLinker являются проектирование и эксплуатация промышленных объектов:
В крупных проектах, к которым относятся проекты Plant Design, обычно участвует несколько организаций — это заказчик, осуществляющий общий мониторинг и контроль за выполнением проекта, и подрядчики, осуществляющие проектирование.
Для реализации таких задач необходима интеграция разрабатываемого программного обеспечения с Tekla Structures как наиболее востребованного среди проектировщиков указанных отраслей программного комплекса.
PlantLinker является интеграционным инструментом обмена данными — как между собой, так и с САПР сторонних производителей (рис. 5), и обеспечивает:
При интеграции Tekla Structures и PlantLinker восстановленные объекты функционируют так же, как оригинальные объекты Tekla Structures. Восстанавливается полностью интеллектуальная модель, которую можно использовать при необходимости для генерирования выходной рабочей документации (чертежи, изометрические чертежи, отчеты и т.д.).
Сегодня интеграция может осуществляться двумя способами.
Основным способом интеграции Tekla Structures и PlantLinker является двусторонний интерфейс, который использует API Tekla Structures. Для передачи элементов 3D-модели проекта применяется файл формата XML.
При интеграции Tekla Structures и PlantLinker восстановленные объекты функционируют так же, как оригинальные объекты (рис. 6).
В Tekla Structures их можно использовать при необходимости для генерации выходной рабочей документации (чертежи, отчеты и т.д.).
Во втором способе интеграции применяются файлы IFC. В этом случае модели подключаются в качестве референсной ссылки (опорной модели).
Несмотря на то что в программном обеспечении компании Autodesk, Ltd. имеются собственные инструменты для проектирования несущих конструкций, значительное количество проектировщиков предпочитают использовать разработку компании Trimble.
Помимо ARCHICAD через форматы IFC и BCF программное обеспечение Tekla Structures взаимодействует также с Revit (Autodesk).
Интеграция между программами через формат IFC осуществляется посредством экспорта/импорта моделей и требует корректной настройки для каждого программного продукта. А для взаимодействия программ через формат BCF необходимо скачать и установить на Revit плагин BIMcollab BCF Manager for Autodesk Revit.
Tekla Structures и Autodesk Revit поддерживают открытый формат взаимодействия BIM-файлов (файлы IFC в соответствии с ISO 16739:2013), что обеспечивает простое и эффективное сотрудничество. Это предпочтительный способ обмена данными между насыщенными информацией 3D-моделями разных программных обеспечений.
Если пользователь Revit не хочет использовать файл IFC, тогда из версии 2019 Tekla Structures можно создать файл *.rvt по запросу (а также другие форматы, такие как 3D DWG, 3D DGN и т.д.).
Однако для этого файла *.rvt, созданного Tekla, существует ряд ограничений:
Специалисты ООО «Бюро ЕСГ» провели ряд экспериментов по интеграции Tekla Structures (Trimble) и Renga (Аскон). Импорт и экспорт моделей осуществляется без потери данных. В качестве данных были взяты файлы промышленного объекта формата *.ifc. Оба файла открылись в Renga корректно, без потери данных и геометрии. Свойства элементов моделей импортируются в соответствии с настройками экспорта в Tekla Structures (при импорте/экспорте необходимо проверить и/или настроить в Tekla Structures все элементы корректно по стандарту buildingSmart) — рис. 7.
Известно, что Tekla Structures — программное обеспечение для конструкторов с огромными возможностями по автоматизации процесса информационного моделирования самых сложных современных конструкций из металла, бетона и других материалов. В настоящий момент Tekla Structures несомненно является одним из лучших ПО на рынке. При этом Tekla Structures не содержит инструменты для работы архитекторов.
Tekla Structures отлично взаимодействует с архитектурной программой ARCHICAD (Graphisoft). Основными факторами для полноценной интеграции между Tekla Structures и ARCHICAD является полная поддержка форматов IFC и BCF.
IFC (Industry Foundation Classes) — набор международных стандартизованных определений объектов для применения в строительной отрасли. Протокол IFC разработан организацией buildingSMART в качестве открытого стандарта. Протокол IFC позволяет сохранить свойства и параметры каждого объекта модели, всё геометрическое описание и местоположение.
Использование в интеграционном процессе формата BCF позволяет на порядок сократить время на согласование спорных междисциплинарных проектных решений (рис. 8).
В случае необходимости решать задачи строительного надзора и построения информационных моделей существующих объектов для эксплуатации, мониторинга, модернизации и т.д. программный комплекс Tekla Structures легко интегрируется с программным обеспечением Leica Cyclon (Hexagon). Это позволяет применять технологию лазерного сканирования и получения облаков точек.
В строительстве облака точек используются главным образом в проектах реконструкции для определения зданий или сооружений, подлежащих реконструкции, для получения точного положения существующего оборудования и трубопроводов. Кроме того, их применяют для проверки хода выполнения строительных работ путем импорта в модель в качестве «построенных» точек и сравнения с «запроектированными» элементами модели.
Исходный файл облака точек обрабатывается в Point cloud manager, и создаются файлы кэша в формате Potree. Преобразование облака точек — фоновый процесс, поэтому вы можете продолжать работать с Tekla Structures. Point cloud manager можно загрузить с сервиса Tekla Warehouse бесплатно (рис. 9).
Вычислительный комплекс SCAD Office v.ХХ (SCAD Soft) очень часто используется в технологиях информационного моделирования объектов строительства (BIM), основанных на двусторонней интеграции Tekla Structures — SCAD Office для анализа прочности конструкций. При взаимодействии переносят геометрию модели, жесткостные характеристики, связи, условия примыкания, нагрузки. В модели инженер разрабатывает конструктивное решение и передает в расчетный комплекс SCAD Office в виде расчетной схемы. Формат экспорта — *.sdnf. После этого происходит расчет и, например, подбор сечений элементов. Модель с подобранными параметрами нагрузок возвращается в Tekla Structures.
Кроме файлов в формате *.sdnf из Tekla Structures можно передавать файлы и в других форматах. Каждый формат передает файл в SCAD Office с разной информацией.
Например:
*.FNFF или *.FEMAP — формат передает все данные в Международной системе СИ. Для узлов импортируется информация о координатах и связях. Для стержневых элементов импортируются данные о геометрии, ориентации местных осей, шарнирах, жестких вставках, свойствах материала, параметрах поперечного сечения;
*.ifc — формат обеспечивает импорт данных о координатах и наложенных связях для узлов. Для стержневых элементов передаются данные о геометрии, ориентации местных осей, шарнирах и параметрах поперечного сечения;
*.SGI Invertor (*.iv) — передача в комплекс информации о геометрии трехмерных объектов, состоящих из стержней и элементов оболочки;
*.3ds — передача геометрии расчетных схем оболочечных конструкций или их фрагментов для генерации геометрических моделей сложных пересекающихся поверхностей;
*.GTC — используется при импорте файлов формата GTC библиотека GraitecExchangeModel (разработчик — компания Graitec). Для импорта файлов GTC- или GTCX-формата необходимо установить программное обеспечение компании Graitec, такое как Advance Steel или Advance Concrete;
*.ANSYS CDB — при импорте файлов такого формата для узлов передаются их координаты и наложенные связи, для стрежневых элементов импортируются геометрия, ориентации местных осей, данные о материале, жестких вставках, сечениях.
Из обширного перечня форматов, основанных на двусторонней интеграции между САПР, SCAD Office v.21 занимает лидирующие позиции как программный продукт для прочностного анализа конструкций методом конечных элементов.
Следует отметить, что в настоящий момент реализована технология передачи информационной модели из Tekla Structures в программный комплекс ЛИРА (Лира Софт). Интеграция осуществляется за счет встроенного генератора расчетных схем, что позволяет сократить время работы над проектом, сохранить и повысить достоверность расчетов. При передаче поддерживаются следующие форматы: IFC, DXF, IGS, NEU, 3DS.
Важно, что использование архитектурных элементов позволяет без потерь импортировать аналитическую модель из Tekla Structures в программный комплекс ЛИРА, сохраняя возможность редактирования и анализа. После импорта можно вносить изменения в расчетную схему. Весь материал, так же как и сечения, при передаче из одного программного комплекса в другой сопоставляется с базой данных. Если по какой-то причине в базе данных отсутствует то или иное сечение, можно сопоставить его вручную и записать в файл для дальнейшего автоматического сопоставления. Заметим, что железобетонные сечения из Tekla Structures передаются только параметрически.
После внесения изменений в проект в ПК ЛИРА модель передается в Tekla Structures в формате IFC с помощью опорной модели и сопровождается отчетом по сопоставлению сечений (рис. 12).
Немаловажно отметить, что все вышеизложенные способы интеграции программного комплекса Tekla Structures могут быть реализованы в разных компаниях.
Особенность автоматизации российских промышленных предприятий и проектных институтов заключается в сложном сочетании систем автоматизированного проектирования. А проектирование промышленных объектов связано еще с предприятиями иных отраслей, выпускающих в качестве товара оборудование и элементы зданий и сооружений, поставляемые на строительные площадки в собранном виде для последующего монтажа.
В этом случае необходима интеграция в рамках не только САПР (CAD), но и CAM/CAE (рис. 13 и 14).
Одним из способов обеспечения интеграции между различными системами CAD/CAM/CAE является использование стандартных форматов файлов для обмена данными. Широкое развитие и распространение на современных предприятиях получили комбинированные варианты автоматизации с применением зарубежных и российских систем трехмерного моделирования как в качестве основы, так и для решения конструкторских задач и оформления документации.
В программном обеспечении Tekla реализован открытый подход к BIM, что позволяет легко организовать взаимодействие с решениями от других поставщиков программного обеспечения и производственного оборудования. Кроме того, вы можете расширять и совершенствовать функциональные возможности Tekla Structures с помощью открытого программного интерфейса Tekla Open API.
Совместная работа над проектом, быстрый и безошибочный обмен информацией между участниками проекта — ключ к снижению ошибок и повышению эффективности в строительстве. Это отражается на рентабельности и ускорении сроков выполнения проекта.
Программное обеспечение Tekla эффективно интегрируется с другими решениями для архитектурно-строительного проектирования посредством Tekla Open API, сохраняя высочайший уровень целостности и точности данных. Программный интерфейс Tekla Open API основан на Microsoft® .NET и обеспечивает полнофункциональное взаимодействие пользователей разных программных обеспечений.
Бюро ESG — официальный реселлер Trimble Tekla. Компания успешно поставляет и интегрирует всю линейку ПО Tekla Structures на предприятии, оказывает консалтинговые услуги и информационную поддержку пилотных проектов, а также обучает сотрудников.
Эл. версия "Строительный еженедельник" 10 (929), 2021 г.
Эл. версия "САПР и Графика" Ноябрь, 2021 г.
| Теги: | Tekla, ПГС, |
вернуться к
списку