Обзор рынка BIM-технологий. Проблемы и перспективы

Согласно исследованиям, объем мирового рынка BIM-технологий в 2019 году составил 4,9-5.2 миллиарда долларов. Аналитики Facts&Factors и Markets and Markets оценивают его как $5,2 млрд и $4,9 млрд., соответственно. Рост рынка в ближайшие годы предсказывается на 16-19% ежегодно, его объем в 2025-2026 гг. — $15-16 млрд, хотя есть и более пессимистичные оценки — $8,9 млрд на 2024 г., предсказанные Markets and Markets.

В региональном разрезе, по оценке Markets and Markets, рынок BIM состоит из трех приблизительно равных сегментов: Америка, Европа, Азиатско-тихоокеанский регион и остальной мир. Аналитики называют в списке ключевых игроков глобального рынка информационного моделирования зданий Autodesk, Bentley Systems, Dassault Systemes.

В консалтинговой компании PwC оценивают объем российского рынка BIM-технологий в 2019 году как $67-77 млн или около 1,5% его мирового значения. Исследование основано на данных из открытых источников, а также данных, предоставленных информационными партнерами.

По рынку BIM России подобной аналитики нет. Отдельные компании стали разрабатывать BIM-модели 5-7 лет назад, а сейчас эту технологию используют большинство московских застройщиков и часть застройщиков в региональных центрах. Количество BIM-проектов растет, это вызвано и развитием нормативно-правовой базы, и снижением стоимости BIM-разработок. Сейчас разница в стоимости составляет всего около 30%.

Согласно информации Минстроя 5-7% компаний в России использует BIM: по большей части в крупных городах и для реализации мегапроектов. BIM-технологии станут обязательными для госорганов: во II квартале 2021 г для них и госкорпораций будет внедрена законодательная обязанность самостоятельно осуществлять проектирование зданий и сооружений, а также закупать соответствующие работы и услуги по созданию объектов строительства только на основе BIM-технологий. До конца 2022 г все госструктуры будут осуществлять строительство зданий и сооружений с применением технологий цифрового моделирования и будут разработаны меры по стимулированию застройщиков осуществлять проектирование, строительство и эксплуатацию зданий и сооружений на основе применения BIM-технологий. Планируется, что до 2025 г доля строящихся объектов недвижимости с применением технологий информационного моделирования составит 80% от общего количества.

Радужные перспективы, которые рисует правительство пока не очень стыкуются с реальностью. BIM – это действительно перспективное направление, но нужны инвестиции. Стоимость внедрения необходимых программных средств велика, плюс затраты на привлечение или профессиональную подготовку квалифицированного персонала. И, конечно, нужно обеспечить возможность пользоваться информационными системами всем участникам процесса. Кроме того, на некоторых строительных предприятиях уровень использования информационных технологий не позволяет использовать цифровые модели и интерактивные реестры. Это же относится и к органам государственного управления. Из-за того, что нет единого информационного поля градостроительной деятельности, негосударственные участники не могут попасть в систему межведомственного электронного взаимодействия. Мало того, не все органы госуправления соглашаются принимать документы в электронном формате, а отраслевые информационные системы испытывают сложности при интеграции с ГИСОГД.

Большое количество персональных цифровых площадок, созданных участниками строительной отрасли для своих нужд, не интегрируются и не взаимодействуют ни друг с другом, ни с проектируемой общефедеральной системой. Возможно, это происходит потому, что нет ответов на многие вопросы: что нужно проектным организациям? как интегрировать между собой решения? как выходить на финансовые и управленческие системы? как расширять модели на эксплуатацию? как внедрять BIM?

Но надо признать, что сейчас Россия не в числе отстающих и имеет все шансы участвовать в развитии, идти в ногу с современными тенденциями. Например, в строительном направлении произошел прорыв: по инициативе ФАУ «ФЦС» Минстроя запущен пилотный проект по прохождению госэкспертизы в формате информационной модели с использованием российского программного обеспечения компании Renga Software, совместного предприятия АСКОН и «1С».

Проанализируем текущую ситуацию на российском рынке САПР в области гражданского строительства — области, в которой термин BIM изначально и был сформулирован. Для понимания и, тем более, анализа рынка необходимо определиться с терминологией и постараться ответить на вопросы: что такое BIM-технология, какие инструменты можно назвать BIM-решениями и т.д. Строго говоря, если от САПР требовать обязательного универсального трехмерного параметрического моделирования, обладающего качественными инструментами импорта-экспорта с сохранением результатов в централизованную базу данных, то останутся только четыре BIM-решения – ArchiCAD, Revit, Tekla и Renga. Но эти решения закрывают не все разделы, а только архитектуру и конструкции. Поэтому в анализ необходимо включить другие САПР-решения AutoCAD Civil, MagiCAD, nanoCAD Электро/ОПС/СКС и т.д. Следует отметить, что такой ситуация остается уже последние 10 лет. Вышеуказанные инструменты совершенствуются в рамках своих разделов и с трудом выходят на новые разделы. При этом только Autodesk набрался смелости расширять BIM-концепцию на смежные разделы. Сможет ли он создать универсальное BIM-решение, способное адаптироваться под российские стандарты и требования? Очевидно, что нужны новые российские BIM-инструменты.

Обязательный к применению ГОСТ Р 21.1101?2013 (приложение Б) рекомендует рабочие чертежи основного комплекта распределять примерно на 40 марок по четырем направлениям: земля, архитектура, конструкции и инженерия. Марки чертежей – это основной результат работы проектных организаций. То есть, если мы анализируем САПР как основной инструмент проектировщика, одной из важнейших оценок качества этого инструмента будет ответ на вопрос насколько предложенный инструмент помогает при выпуске рабочей документации. При гражданском проектировании выполняется около 20-25 марок, распределенных по 9-10 проектным отделам. Это могут быть:

  • отдел инженерных изысканий;
  • отдел генеральных планов;
  • архитектурный отдел;
  • строительный отдел;
  • технологический отдел;
  • отдел водоснабжения и водоотведения;
  • отдел отопления, вентиляции и кондиционирования;
  • отдел электроснабжения и электроавтоматики;
  • отдел обеспечения связи.

Так, могут быть выделены отделы по проектированию наружных сетей, газоснабжения, теплоснабжения, электрооборудования, контрольно-измерительных приборов и автоматики, проектов организации строительства и т.д. Еще выделяются сметный отдел, отдел выпуска проектов и, наконец, бюро главных инженеров. Всем им нужен инструмент для работы.

Самый популярный среди архитекторов ArchiCAD (GRAPHISOFT). В ArchiCAD есть и универсальные инструменты моделирования, и инструменты оформления-выпуска рабочей документации, и развитые средства импорта-экспорта данных, и визуализация. Для остальных разделов лучше поискать более специализированные решения.

Одно из самых мощных строительных решений для конструкторов – Tekla Structures. Оно превосходно решает задачи, связанные с металлоконструкциями, несколько хуже — с железобетонными конструкциями и вообще не предназначен для проектирования деревянных конструкций. Отличает продукт возможность работать с проектами больших размеров, великолепная база типовых узлов и инструменты создания собственных типовых решений, средства компоновки и выпуска документации, интеграция со станками с ЧПУ и огромное число автоматизированных функций. Но Tekla Structures не занимается прочностными расчетами и не претендует на смежные отрасли.

MagiCAD позволяет строить трехмерную модель, производить инженерные расчеты, собирать спецификации и получать отличные результаты в кратчайшие сроки. Продукт состоит из модулей, которые закрывают многие инженерные разделы, но наибольшей популярностью у инженеров пользуются модули, связанные с отоплением, вентиляцией и кондиционированием — в этих разделах степень удовлетворения может достигать 90%. Кроме того, данным решением можно закрыть проектирование наружных сетей (тепло, газ), водоснабжение. К сожалению, на сегодняшний момент проводная часть (электрика, телефония, Интернет, системы доступа и т.п.) реализована в разы хуже.  Минусы MagiCAD заключаются в высокой цене, невысокой привязке к российским стандартам оформления и необходимостью создания полноценной трехмерной модели на самых ранних этапах проектирования. Отметим, что это зачастую требует переобучения инженеров, которые привыкли начинать с проработки принципиальных схем инженерной системы. И еще, MagiCAD базируется на сторонних платформах AutoCAD и Revit и вся оформительская часть будет выполняться инструментами AutoCAD.

На сегодняшний день Revit от компании Autodesk наиболее ярко демонстрирует идеальную концепцию BIM. Сначала он поставлялся в трех отдельных вариантах: Architecture, Structure, MEP. Сейчас это одно решение с различными настройками в составе комплекта Building Design Suite. Самая сильная сторона Revit на данный момент – это строительные конструкции. В продукте применяется ряд интересных технологий, которые позволяют построить аналитическую модель, совмещенную с физической. Кроме того, реализованы инструменты как для проектирования металлоконструкций (КМ), так и для железобетонных изделий (ЖБ). Но, так же, как и в Tekla Structures, в Revit нельзя закрыть расчетную задачу. Хотя из года в год предпринимаются попытки интегрировать Revit с расчетными программами (SCAD, Лира, Robot, SOFiSTiK). Главная особенность Revit заключается в том, что в нем слабый 2D-редактор – подразумевается, что вся документация автоматически строится из 3D-модели. Но наличие качественного 2D-редактора для BIM-систем по-прежнему необходимо – на практике остается необходимость в оформлении рабочей документации, узлов, типовых решений, не моделируемых участков и т.д. Эта задача перекладывается на AutoCAD.

Эксперты отмечают недостаточность функционала инженерной части Revit MEP. Он позволяет создать трехмерную модель инженерного раздела, но эта модель совершенно не зависит от расчетов. А в инженерии от расчетов зависят сам проект, его геометрия, структура, класс решения. Расчеты служат основой для согласования проекта с Заказчиком и принятия проектного решения, для проработки разных вариантов проекта. Сейчас для этих целей пытаются использовать сторонние расчетные модули (например, Dynamo или API-интерфейс), однако это скорее внедренческая работа, которую способен выполнить специалист высокого класса. Принципиальная проблема – точное соответствие трехмерной модели и представленных 2D-видов, что важно для архитектуры, но совершенно бесполезно для инженерии. Хотя надо отметить, что большинство BIM-решений до сих пор с этим справляется плохо.

Благодаря тому, что в Revit между архитектурной, конструкторской и инженерной моделью используется общий формат данных (формат RVT), появляется возможность без особых усилий собрать единую модель проекта и визуализировать ее с высокой степенью детализации. Часто этим пользуются для финальной проверки «классическим» способом и согласования проекта. Нередко данную возможность Revit применяют для контроля проекта: на определенных этапах у подрядной организации можно заказать воссоздание трехмерной BIM-модели по текущей документации проекта и проверить на ней ошибки, допущенные при использовании классического проектирования. Эта услуга пользуется все большей популярностью на рынке. В любом случае, польза от единой модели неоспорима и великолепно иллюстрирует перспективы развития технологии BIM.

Уже давно представлено на российском рынке Allplan, разработанное строительным концерном Nemetschek. Изначально это программное обеспечение было предназначено для проектирования несущих конструкций, но постепенно расширилось на архитектуру и инженерию. Но широкого распространения программный продукт не получил. Nemetschek позиционирует Allplan как BIM-решение, поскольку в основе модели лежит интеллектуальное взаимодействие объектов. В данном программном продукте модель базируется на файловой структуре, а не на базе данных. Разные участки проекта собираются в модель через внешние ссылки. Этот метод работы скорее в стиле «классических» вертикальных специализированных САПР-инструментов.

В конце 2014 года российская компания АСКОН выпустила решение Renga. Позиционируется инструмент как архитектурное решение с перспективой развития в конструкторскую и инженерную часть. Renga имеет все признаки BIM-подхода: проект — это база данных, а не набор файлов, модель — один файл, а не собранная из внешних ссылок вручную обновляемая модель, данные — взаимосвязанные и взаимовлияющие, виды — автоматически формируемые и обновляемые. Из особенностей данного решения: у Renga (аналогично Revit) сейчас практически нет полноценного 2D-редактора для оформления документации. В 2019 году состоялся выпуск комплексного решения Renga в том облике, который задумывался на старте проекта. Сейчас есть три программных решения: Renga Architecture, Renga Structure и Renga MEP. Ранее в Renga MEP была возможность работы с системами водоснабжения, водоотведения и отопления. С выходом нового релиза в Renga MEP стало возможно проектировать разделы «Вентиляция» и «Электрика». Таким образом, теперь Renga MEP закрывает все основные разделы проектирования внутренних инженерных сетей здания. Также Renga позволяет вести совместную работу над проектом.

Компания CSoft Development уже давно работает на рынке САПР. Основная доля ее продуктов работает под платформу AutoCAD. Но в последнее время часть приложений разработана под российскую САПР-платформу nanoCAD. Однако основная масса решений компании CSoft Development не может относиться к BIM-решениям: это либо приложения, скорее автоматизирующие ручной рутинный труд, либо отдельные специализированные инструменты, предназначенные для расчетов, векторизации, создания архивов электронной документации, библиотеки нормативных документов. Тем не менее, ряд решений выстроен с прицелом на более современные технологии и их можно отнести к BIM-решениям. NanoCAD Электро является законченным BIM-решением для инженера-электрика с возможностью не просто создавать информационную модель стадии проекта, но и выпускать рабочую документацию. расчеты, проектирование и выпуск рабочей документации позволяют добиться отличных результатов в кратчайшие сроки. При этом в продукте динамично развиваются импортно-экспортные функции (передача данных в смежные решения), качество генерации трехмерной модели, библиотеки оборудования, дополнительные электротехнические разделы, например, расчет молниезащиты. Среди успехов российского производителя можно отметить запуск nanoCAD Plus на отечественных операционных системах, выход программы nanoCAD Конструкторский BIM, реализацию web-интерфейса NormaCS и, конечно, релиз новой линейки Model Studio CS для промышленного моделирования на базе nanoCAD Plus 11.

Другие инженерные решения CSoft Development, например, для раздела ГП – программный продукт nanoCAD Геоника, который является конкурентом AutoCAD Civil. А для раздела изысканий часто применяется программный комплекс CREDO, построенный на собственном САПР-ядре.

Рынок проектирования промышленных объектов уже давно нуждается в комплексном трехмерном проектировании и комплекс Model Studio активно развивается в соответствии с этими запросами, выстраивая интеллектуальную трехмерную единую модель, которую в дальнейшем можно использовать для согласования, выпуска рабочей документации, специфицирования, эксплуатации и т.д. Часть комплекса интересна тем, что закрывает уникальные разделы, связанные с кабеленесущей частью здания – ни одно западное решение здесь не составляет серьезной конкуренции. При этом основная задача программных продуктов данной серии — выпуск рабочей документации, а технология BIM — скорее инструмент, который позволяет автоматизировать работу проектировщика и уйти от рутины «классического черчения».

Многообразие решений порождает вопрос о том, как обеспечить взаимодействие между системами. Как архитектурную модель передать инженерам? Как задание на подключение оборудования от технологов передать электрикам и специалистам ВК? Как упростить модель и не потерять важное? Нужны стандарты взаимодействия, согласованные инструкции, форматы, настройки. Проект в формате rvt может использоваться конструкторами и инженерами, но с ним умеет работать только Revit. Универсальный формат 2D DWG, который используется сегодня для обмена информацией между проектными группами удобен, если необходимо на базе этих данных выпускать рабочую документацию. 3D DWG. позволяет передавать трехмерную модель. Недостаток этого формата заключается в том, что кроме геометрии стороннее приложение не получает никакой дополнительной информации: никакого обмена параметрами, атрибутами, информацией между моделями не происходит.

IFC – новый современный формат, стандартизованный ISO 16739:2013 и позволяющий помимо трехмерной геометрии передавать атрибутивную информацию. Таким образом, при передаче стены (к примеру) из ArchiCAD, одновременно передается информация о строении, теплопроводности, огнеупорности и другие параметры, которые могут использовать в своей работе расчетные и проектные программы. Первые два формата очень просты в использовании и позволяют практически моментально собирать сводные модели. Формат IFC сейчас поддерживается во всех современных BIM-решениях и является одним из признаков BIM: если решение не поддерживает формат IFC, его уже сложно отнести к BIM-решениям. Есть решения, которые умеют собирать IFC-модели в сводную модель, например, финской компании Solibri. Есть просмотрщик IFC-моделей Tekla BIMsight компании Tekla. Формат IFC выглядит именно тем форматом, который может объединить решения разных разработчиков. Но в России надо утверждать спецификацию IFC, которая обеспечит интеграцию решений без дополнительных настроек, согласований и прочего.

Рынок промышленного проектирования имеет свои особенности и использует собственное программное обеспечение. По мнению руководителей различных производственных, проектных организаций и ведущих отраслевых вузов, заказчиков всё больше и больше интересуют комплексные решения. Поэтому разрабатываются новые конфигурации, в которые будет включена функциональность систем для машиностроения (приборостроения) и управления проектно-сметной документацией – PLM плюс BIM «в одном флаконе». Значимая веха – публичное представление стратегии АСКОН в машиностроении до 2025 года. Вместе с консорциумом «РазвИТие» ведется разработка над PLM-комплексом тяжелого класса, который позволит проектировать сложнейшие изделия авиации и судостроения.

В 2020 году стартовали продажи программного комплекса PlantLinker – решения, реализующее мультиплатформенное проектирование и интегрирующее САПР от различных производителей BIM. А также просмоторщик PlantLinker ModelView, который отображает модели объектов в различных форматах, включая формат IFC.

CADMATIC в 2019 году приобрела финскую компанию Kymdata LTD. Приобретение увеличивает предполагаемый оборот CADMATIC до 28 млн евро. Программное обеспечение CADS Electric компании Kymdata является лидером на рынке электротехники и автоматизации в Финляндии и Эстонии. Семейство продуктов CAD также включает программные модули, например, для расчета и моделирования HVAC, а также структурного проектирования. Продукты CADS являются отличным дополнением к портфелю продуктов CADMATIC в области структурного и механического проектирования и управления информацией.

В России рынок ПО для машиностроения развивается не так быстро, как для строительства, хотя в Европе и США всё с точностью до наоборот. Участники рынка ожидают, что в следующем году этот тренд немного изменится и продолжают предлагать российским предприятиям привлекательные с точки зрения функциональности и экономической эффективности решения. Интерес проявляют предприятия ОПК, но многие клиенты находятся в состоянии ожидания. Знакомятся с российским ПО, задают вопросы, а конкретные шаги по внедрению не предпринимают. В 2019 году некоторым участникам рынка удалось сохранить высокие темпы роста. По сравнению с 2018 годом, их обороты выросли на 12%.  Также на развитие рынка влияет процедура сертификации ПО в Ростехнадзоре. Ведь только после этого можно расширить сферу применения программных продуктов, например, в атомной отрасли.

Не забывают российские производители ПО и о маркетинге в образовательной сфере. В процессе учебы школьники и студенты наравне с импортными средствами проектирования должны знакомиться с отечественными системами. Этому способствуют соглашения о сотрудничестве с университетами о работе над комплексными обучающими программами, передаче лицензий для их внедрения в учебный процесс.

По материалам
https://sapr.ru/
https://www.cadmaster.ru/
https://www.comnews.ru/
http://ancb.ru/
https://www.cnews.ru/