Диссертация (Киберфизическая интеграция строительных систем), страница 4

Уже сегодня это не просто трехмерная картина зданийи сооружений и земной или подводной поверхности – это уже многомерноепредставление. Здесь строительная информационная модель (BIM) объединяется спроизводственной информационной моделью (PLM), образуя совершенно новоекачество” [97].1.2 Анализ объектов и процессов автоматизации проектированиякиберфизических строительных системЗадачи автоматизации проектирования КСС рассматриваются в рамкахнастоящей работы как задачи реализации жизненного цикла “проектирование –производство – эксплуатация”, построение методологии автоматизированногопроектирования, разработку и исследование моделей и алгоритмов для синтеза ианализа проектных решений.Федеральный закон №384 “Технический регламент о безопасности зданий исооружений” определяет жизненный цикл (далее – ЖЦ, жизненный цикл) зданияили сооружения как “период, в течение которого осуществляются инженерныеизыскания,проектированиестроительство(втомчислеконсервация),23эксплуатация (в том числе текущие ремонты), реконструкция, капитальныйремонт, снос здания или сооружения” [120].Н.П.

Четверик в статье “Жизненный цикл объектов техносферы на основеинновационных решений” выделяет такие стадии жизненного цикла объектовтехносферы [122]:• предпроектнаяобоснованиястадия,иоформлениетехническогозаданиятехнико-экономическогонаразработкуобъектовтехносферы;• проектирование (технологическое проектирование);• строительство объектов техносферы;• монтаж и пуско-наладка технлогического оборудования;• ввод объектов в эксплуатацию;• эксплуатация (модернизация, реконструкция);• вывод объектов техносферы из эксплуатации на основе анализаостаточного ресурса (консервация, утилизация и ликвидация) [122].При этом выделяются следующие процедуры проектирования [122]:• разработка и реализация мер по защите человека, среды его обитания отразличных негативных воздействий;• применение таких конструктивных схем и строительных конструкций,которые сведут на нет возможные отрицательные, вредные и опасныефакторы с учетом характеристик технологического процесса иоборудования;• анализ потенциально опасных факторов и мероприятия по их защите;• расчет и выбор средств, процедур и механизмов защиты;• оценка эффективности принятых решений на основе инновационныхподходов,современныхсистемныхсредствипрограммногообеспечения;• обеспечение устойчивости состояния объектов техносферы в различныхситуациях, в том числе во время чрезвычайных ситуаций техногенного,24природного и иного характера по своим опасностям (происхождению,характеру воздействия на человека, вызываемым последствиям ивремени проявления их);• разработка условий локализации и ликвидации возможных последствийнегативных воздействий с учетом риска возникновения чрезвычайныхситуаций [122].К.Ю.

Лосев в статье “Создание и внедрение технологии управленияжизненным циклом объекта строительства” обращает внимание что “времятребует разработки технологии информационной поддержки объектовстроительства на всех этапах жизненного цикла на основе единогоинформационного пространства и единой информационной модели объекта”[105].Описанный подход к жизненному циклу изделий существует впромышленности (особенно военной промышленности) не одно десятилетие[105].Необходимостьсозданияинформационныхтехнологийсопровождения жизненного цикла определяется “требованиями повышенияэффективности принятия решений и повышения конкурентоспособностивыпускаемой продукции, сокращения сроков производства качественныхизделий, а также полной интеграции информационных технологий на всехэтапах производства и функционирования изделий” [105, 131].Существующиепроектированиявстандартыцеломвобластисущественносистемавтоматизацииповысилиэффективностьинженерного обеспечения жизненного цикла продукции [99].Рассмотримсуществующиестандарты,регламентирующиеЖЦпродукта.

В [99] говориться, что “стандарты жизненного цикла продукта, посути, и есть правила передачи данных между этапами для обеспеченияконкурентности на рынке, базируются на информационных моделях и вконтексте и в контексте интеллектуального производства экосистемывключают в себя 6 этапов: проектирование (дизайн), планирование25процессов, технологии производства, изготовление, эксплуатацию итехническое обслуживание, а также, по окончании срока эксплуатации, иутилизацию...” [99].“Стандарты практики моделирования определяют основные методыиспользования данных, продуктово-определенные как для двумерных (2D)чертежей, так и для трехмерных (3D) моделей. Есть несколько стандартов,доступных по всему миру, которые определяют символы и правила дляразмеров и допусков, как на электронных, так и на бумажных носителях”[99].“Преобладающими(Американскоестандартамиобществоявляютсяинженеров-механиков)стандартыASMEY14.5&GDT(Геометрические размеры и допуски) и Международной организации постандартизации,ISO/TC213GPS(Геометрическиеспецификациипродукции) и ISO / TC 10 Техническая документация по продуктам” [99].“Стандарт ASME Y14.5 сочетает в себе набор тем для GD & T в одномдокументе стандартов.

В дополнение GD & T, ASME Y14.36M, ISO 1302установлены стандарты для передачи требований контроля текстурповерхности и определения свойств текстуры поверхности” [99].“Совместный IEC / ISO стандарт 81714 определяет графическиесимволы для использования в технической документации на продукцию.Существуют также стандарты для конкретных производственных областей,таких как электронное моделирование электронных изделий, например IPCD-325 для печатных плат, сборок и опорных чертежей” [99].

IEC –InternationalElectrotechnicalCommission–Международнаяэлектротехническая комиссия (англ.)“Стандарты на информационную модель продукта и обмена даннымивключают стандарты ISO 10303 – 203/214/210/212/242, ISO 14306 (JT), ISO14739 (PRC), ISO/ASTM 52915 (AMF)” [99-132]. ASTM – American Society forTestingandMaterials–американскаямеждународнаяорганизация,разрабатывающая и издающая добровольные стандарты для материалов,26продуктов, систем и услуг (англ.). “Эти стандарты охватывают вопросыпредставления информации о продукте и технического обеспечения обменаданнымимеждупрограммнымикомплексамиавтоматизированногопроектирования различных производителей” [99].STEP (Standard for Exchange of Product model data – Стандарт обменаданными модели изделия (англ.)) “уникален тем, что рассматривает болееширокий круг вопросов, чем требуется для решения задач автоматизациипроектирования.

Архитектура STEP включает в себя основополагающиеметоды для определения и обмена данными и архитектуры для интеграцииопределенных данных в выполнимые единицы, называемыми прикладнымипротоколами, где информация систем автоматизированного проектированияподключается к структуре продукта, а также широкий круг другойинформации, необходимой для обеспечения жизненного цикла продукта иэлементовпродукта.Наибольшеераспространениеполучили203прикладной протокол для аэрокосмической и оборонной отрасли и 214прикладной протокол для автомобильной отрасли” [99].Важносоздатьстандартныйинтерфейсмеждуданнымиинформационных технологий сопровождения жизненного цикла и данными,порождаемымивспециализированныхпрограммныхсредствахисохраняемых в базах данных соответствующих этапов жизненного циклаобъектов строительства [105].Управление данными о продукте на полном жизненном циклекиберфизических систем ориентировано на обеспечение потребностейдолгосрочного хранения и работы с данными [99].Наиболеераспространеннымявляетсястандартуправленияжизненным циклом данных о продуктах ISO 10303 AP239, также известныйкак Product Life Cycle Support (PLCS) [99].

Стандарт “предназначен дляподдержки обмена данными о сложных продуктах с длительным жизненнымциклом, то есть информацией хранимой и создаваемой во времяэксплуатации и технического обслуживания продукции” [99].27Формат PLM XML разработан Siemens PLM как легкий, расширяемыйформат для обмена проектной информацией в едином информационномпространстве [99]. PLM – Product Lifecycle Management – управлениежизненным циклом изделия (англ.). XML – eXtensible Markup Language –расширяемый язык разметки (англ.). Следует выделить аналогичный форматLOTAR, ориентированный на долгосрочный доступ к цифровому продукту итехническойинформациипутеммеханизмовархивацииипоиска,основанных на стандартах [99].Информационные технологии сопровождения жизненного цикла“должны создавать возможность для представления знаний (баз знаний) втрактовке логики строительных знаний, документации – в трактовке видовпредставления данных и алгоритмов их обработки” [105].“Информационная модель объекта строительства в рамках цифровогоформата представления данных может включать в себя данные любоймодальности, например, отражать сущностные вопросы бионики иинфографики в строительстве [25] [89], а также идеи, стоящие на повесткедня, такие как экологичное, энергоэффективное “зеленое” строительство.Такая постановка задачи становится чрезвычайно актуальной в практикестроительства XXI в.