Комплексные технологические решения в проектировании (1997 год)
С момента появления первых систем автоматизированного проектирования пользователи столкнулись с проблемой отличий новой технологии работ от той, которой они были обучены с институтской скамьи. Разумеется, в чем-то это объяснялось стремлением разработчиков усовершенствовать саму технологию. Но основная причина — отсутствие исчерпывающего набора программных и технических средств, способных обеспечить весь цикл проектирования в единой технологической среде. Более того, когда первые такие системы для строительного проектирования появились на Западе, цена на программы и необходимое оборудование выводила их в ранг удовольствий для немногих избранных. Уделом прочих были частные решения с использованием в лучшем случае набора разношерстных модулей, подгоняемых умельцами “по месту”. Неизбежный побочный эффект — дальнейшая зависимость от упомянутых специалистов на все время работы системы. Комплексным решением, отвечающим постоянно растущим потребностям проектировщика, назвать такой подход трудно.
Российская практика и тут внесла свои особенности. При всем патриотизме и наличии на рынке отдельных интересных отечественных разработок нельзя не видеть удручающего обстоятельства. Наши разработчики, озабоченные проблемой выживания, работающие на голом энтузиазме, не поспевают за ускорившимся темпом нововведений в программной индустрии. Их (по существу, ремесленников, хоть и в лучшем смысле этого слова) и причислять-то к индустриальному производству неправомерно. Разумеется, и для подобных систем есть свой потребитель, да и не всегда надо из пушки стрелять по воробьям. Но для серьезных работ требуется серьезный подход.
Сегодня появилась возможность (в том числе и по стоимости) получить комплексное масштабируемое решение для выполнения всех задач строительного проектирования. При этом под комплексностью мы будем понимать сочетание следующих задач:
- создание (при необходимости) электронного архива ранее разработанной и выполненной на бумажных носителях проектной документации;
- управление разработкой новых проектов;
- разработка (с занесением в архив) в единой технологической линии новой и переработка существующей проектной документации, а также ее тиражирование.
Масштабируемость в данном контексте означает возможность наращивать систему помодульно в соответствии с текущими потребностями и возможностями.
Рассматриваемое решение отличается, кроме того, легкостью освоения, обусловленной изначальной ориентацией разработки на проектировщика, использующего персональный компьютер, который сегодня по своей производительности практически сравнялся с мощными графическими станциями.
Итак, первое волшебное слово сказано. Это — ПК, или IBM PC, как порой по привычке называют целый класс компьютеров, специально предназначенных для индивидуальной работы профессионалов в различных предметных областях, включая проектирование. Как ни странно, порой даже в компьютерном журнале приходится подчеркивать эту особенность, отличие ПК от прочей вычислительной техники и систем проектирования для нее. С ПК вам не потребуется забивать голову лишними программными премудростями. Вам надо будет заниматься своим привычным делом, правда, используя уже не карандаш и бумагу, а специальный комплекс программ, берущий на себя всю рутинную работу. Название этого комплекса — второе волшебное слово — система строительного проектирования американской фирмы Softdesk.
Разумеется, существуют и другие комплексные системы, обладающие своими достоинствами, но пользователи голосуют своими деньгами за Softdesk.
Сегодня во всех странах мира на сумму свыше 400 млн. долларов в год поставляется 26 модулей этой системы, охватывающих все разделы строительного проектирования. Широкое распространение объясняется надежностью и гибкостью, оптимальным сочетанием проработанных технических решений и постоянно вносимых расширений возможностей, наличием дополнительных (к примеру, расчетных) программ других разработчиков, использованием в качестве платформы универсального графического редактора AutoCAD фирмы Autodesk (версии 12, 13 под DOS, Windows 3.11, NT, 95). Последняя особенность, видимо, особенно интересна, так как позволяет использовать имеющийся у многих проектировщиков опыт и наработки. Кроме того, в поставку помимо стандартных библиотек строительных конструкций, мебели, сантехники и прочих параметрических, т.е. трансформируемых элементов (около 6000 наименований) включаются и дополнительные. Примерами таких расширений могут служить графические библиотеки мебели по каталогам известных финских, итальянских, немецких производителей или библиотеки западноевропейского сантехнического оборудования и приборов, широко используемых и в российской практике.
Основные модули поставляемой в настоящее время версии — S7 уже локализованы для России. Вообще комплекс изначально проектировался для международного использования (в том числе для одновременной работы групп проектировщиков в разных странах) и потому настраивается на любые (даже наши) национальные особенности. В частности, для решения задач рабочего проектирования допускается настройка на подготовку спецификаций, форматов и пр. по российским стандартам. Из предыдущего, видимо, уже понятно, что обеспечивается и вариант работы в локальных и глобальных вычислительных сетях всех смежников.
Существенных возможностей, достойных описания, так много, что невольно сбиваешься на простое перечисление. Комплекс включает в себя следующие основные подсистемы:
- Productivity Family — семейство вспомогательных приложений;
- Building Design & Engineering Family — архитектурно-конструкторская линия по проработке объемно-планировочных, конструкторских и инженерных решений;
- Civil/Survey Family — градостроительство и изыскания;
- Imaging Family — приложения для визуализации и не имеет аналогов по уровню интеграции.
Productivity Family: прочный фундамент — залог успеха
Основу S7 составляет ядро — Softdesk Core. Именно Core обеспечивает полную совместимость остальных составляющих системы, создание таблиц и спецификаций, настройку параметров и конфигурации, задает технологию и стандарты, взаимоувязывает работу специалистов в единое целое. Softdesk Core обладает дружественным интерфейсом и является универсальной основой. Core обладает всеми свойствами, необходимыми для управления остальными программными приложениями Softdesk и обмена данными (в том числе — в сети), аннотирования в соответствии с архитектурно-строительными стандартами, обеспечивая при этом плавный переход от одного программного приложения к другому. Все это делает систему S7 удобной для использования и позволяет свести до минимума усилия на освоение новых программных приложений Softdesk и работу с ними.
Кроме Core в Productivity Family входит модуль Productivity Tools, обеспечивающий управление разработкой, ведение баз данных по проектам, дополнительные возможности настройки и даже подготовку исходных данных для сметных расчетов ресурсным методом.
Imaging Family: векторизация, но не только
Возможности данного семейства — это получение, преобразование и редактирование сканированных конструкторских чертежей, карт и других изображений в черно-белом, цветном или полутоновом вариантах в среде AutoCAD. Продукты Softdesk, входящие в группу Imaging, предназначены для обработки сканированных синек, аэрофотоснимков и снимков, полученных со спутников, в сочетании с векторной графикой. Обработка включает просмотр, редактирование или создание нового варианта изображения. В результате возможны следующие варианты использования.
Векторизация отсканированного изображения. Технология предусматривает использование широкоформатных (как правило) профессиональных сканеров, таких как TruScan 600, TruScan Select фирмы VIDAR, с последующей векторизацией, т.е. приведением изображения от растрового, полученного в результате сканирования, к векторному, пригодному для дальнейшей корректировки, обработки прикладными системами проектирования. В результате можно получить материалы для создания тех самых электронных архивов чертежей. За рамками настоящей статьи приходится оставлять детальное описание процедур ведения архивов с использованием специальных средств типа TechnoDOCS. Модули CAD Overlay семейства визуализации допускают еще один интересный и важный режим — гибридную растрово-векторную обработку. При этом возможно отвекторизовать лишь необходимую часть растрового изображения, полученного при сканировании, скорректировать ее нужным образом и сохранить или вывести на бумажные носители совмещенное растрово-векторное изображение. Очевидно, что это очень мощный инструмент для корректировки старых проектов, хранящихся в электронных архивах.
Растровые подложки. Технология растровых подложек, реализуемая в модулях Softdesk, дает новое качество проработок, когда имеющееся изображение можно использовать в качестве фона, заднего плана для последующего наложения проектируемых объектов. Наиболее наглядные примеры такого применения связаны с перепланированием инженерных коммуникаций, в целом работами по реконструкции, разработками генпланов и многими другими.
Структура продуктов фирмы SOFTDESK
Civil/Survey Family: твердо стоим на земле
Данное семейство позволяет решать задачи обработки геодезической информации и градостроения от сбора и анализа информации, ее систематизации, построения цифровых моделей местности, выборки и выполнения всех необходимых расчетов до проектирования коммуникаций и транспортных сетей. При этом обеспечивается управление информацией по проекту и прототипу. Как и в других подсистемах, можно расширять и модифицировать имеющиеся библиотеки символов.
Ядро семейства — модуль COGО (координатная геометрия)
Модуль поддерживает как дюймовую, так и метрическую систему единиц и представляет собой гибкий инструмент для решения задач координатной геометрии при проектировании объектов гражданского строительства и обработки геодезической информации. COGO позволяет создавать базу данных координатной геометрии и работать с ней. Пользователь может также рисовать различного типа линии и дуги, маркировать и т.д. В модуле поддерживается новая база данных точек с возможностями работы в сети, при этом фактически реализована система управления базой данных DBMS (СУБД). Имеется связь между точками и символами ключа описаний, импорт-экспорт точек.
DТМ (числовое моделирование рельефа)
Система Digital Terrian Modeling (DTM) осуществляет анализ местоположения и моделирование рельефа. Ее средства моделирования и анализа используются для моделирования стройплощадок, коллектора, стока, проезжей части, анализа склона и горных разработок, а также для решения задач по земляным работам. Модели, созданные с помощью системы DTM, могут использоваться совместно с другими модулями данного семейства приложений. В модуле поддерживается ввод в память большого количества поверхностей, “склейка” поверхностей при создании более сложных поверхностей, редактирование в процессе работы, вспомогательные функции, включая сглаживание.
Survey (обработка геодезической информации)
Мощный модуль позволяет пользователю реализовать широкий спектр возможностей по обработке геодезической информации. К числу таких возможностей относятся: установка экрана по умолчанию, определение пользователем функций командной строки, применение метода наименьших квадратов и преобразование координат состояния на плане. Кроме того, можно осуществлять различные геодезические расчеты, используя данные, представленные в табличном виде, ввод информации из промышленных стандартов данных.
Earthworks (земляные работы)
Модуль Earthworks интегрирован с модулем DTM, что дает возможность проектировщикам стройплощадок разрабатывать и анализировать план нивелирования площадки. Данный модуль ускоряет выполнение многих работ, в том числе выбор места для закладки фундамента, для парковки машин и бассейнов, расчеты объемов выемки и засыпки грунта, формирование перечня необходимых точек и контуров и др.
Design (планировка земельных участков)
Этот модуль объединяет процессы планирования и конструирования и тесно взаимодействует с другими модулями рассматриваемого семейства приложений. Это позволяет получить полностью интегрированное решение относительно земельного участка. Desing можно использовать для проектирования промышленных и жилых зданий, подготовки строительных площадок, планирования канализации и дренажных систем и т.д.
Hydrology Tools (гидрологические средства)
Совокупность мощных средств для проектирования застройки для жилых и промышленных зданий с учетом гидрологических условий по выбранной площадке. Возможности расчетов размеров и пропускной способности каналов, труб водопроводов и водосливов. Наряду с решением ряда гидрологических задач обеспечивает формирование сложных графиков, содержащих текст и сетку в диалоговом режиме, а также поддержку представлений в логарифмическом и полулогарифмическом масштабах.
Advanced Design (проектирование участков, дорог, каналов)
Модуль Advanced Design представляет собой интерактивную систему для проектирования протяженных объектов, включая дороги, тоннели, автомагистрали, каналы и плотины. Для проектирования котлованов и склонов используются поперечные сечения с учетом динамики модели проектирования. Конечными выходными данными являются физические объемы, естественная освещенность, топографические точки, чертежи разрезов, диаграммы транспортировки грузов и трехмерные модели дорог.
Building Design & Engineering Family: инструменты для проектировщика “в одном флаконе”
Семейство обеспечивает весь цикл разработки для архитектора и смежников. Полученную документацию легко вывести на традиционные виды носителей: бумагу (в том числе отечественный ватман), пленку, кальку с использованием монохромных и цветных струйных плоттеров фирмы CALCOMP.
Основа линии — пакет архитектурного проектирования AutoArchitect
Модуль является лидером архитектурно-строительных приложений и позволяет профессионально использовать AutoCAD в области архитектурного проектирования, реконструкции и строительства. Наряду с обычными для архитектурных пакетов возможностями, такими как:
- формирование осей, маркировка, специфицирование и образмеривание;
- отрисовка и редактирование строительных элементов (объектов);
- построение проекции и сечений по трехмерным чертежам AutoArchitect выгодно отличается тем, что позволяет работать с неограниченным количеством этажей, использовать существующие этажи в качестве прототипа для создания новых;
- применять наглядную параметризацию объектов из стандартных библиотек, включающих не только стены, окна, двери, но и мебель, фурнитуру, лифты, камины и множество иных нетрадиционных элементов;
- создавать новые типы окон и дверей путем “склейки” имеющихся в базе.
Кардинальное отличие в том, что объекты AutoArchitect обладают “интеллектом”. Объект неразрывно связан с текущими его параметрами (описаниями), которые хранятся в поименованных стилях. Стили описывают геометрию, положение в пространстве и поведение объекта при взаимодействии с другими объектами. Присвоенный объекту стиль может при необходимости заменяться другим. Изменения атрибутов поименованного стиля влияют на все объекты данного стиля. Возможно присвоение стиля “по примеру”. Редактирование и создание новых стилей объектов на базе существующих прототипов реализовано на уровне пользовательского интерфейса. Такой механизм предоставляет несоизмеримые удобства при редактировании и ускоряет работу. В то же время ко всем объектам применимы обычные команды редактирования, поскольку они являются совокупностью примитивов AutoCAD.
Объекты AutoArchitect имеют двухмерную и трехмерную модификацию, каждая из которой может быть выбрана и заменена в текущем сеансе работы. Пространственная модификация не влияет на поведение объектов при их взаимодействии.
Управление объектами AutoArchitect осуществляется с использованием графической базы данных, в иерархических разделах которой размещены библиотеки различных категорий объектов. AutoArchitect предоставляет возможность на уровне пользовательского интерфейса без ограничений дополнять разделы базы на любом иерархическом уровне, изменять существующие или создавать пользовательские разделы базы, категории объектов, стили объектов.
На все объекты, в том числе относящиеся к новым категориям (например, собственные вазы для цветов), предусмотрена возможность получения спецификаций. Спецификации могут быть также получены на содержащиеся в объектах части (армирование, закладные детали и т.д.). Структура и форма спецификаций настраиваются пользователем. В AutoArchitect допустимо проектирование объектов со сложной геометрией:
- допустимы планы стен в виде кругов и эллипсов, в стенах могут чередоваться прямые и дуговые участки с настраиваемыми уровнем и высотой;
- допустимо использование окон, дверей и составных заполнений со сложной геометрией проемов, в том числе в криволинейных участках стен;
- возможно создание стен со сложной геометрией сечения (наклонных, включающих пояса, карнизы и т.д.);
- реализована генерация кровель для сложных планов с возможностью настройки параметров каждого ската, возможно создание купольных кровель, слуховых и мансардных окон, произвольных вырезов в сложных кровлях;
- предусмотрено большое количество типов параметрических лестниц, способных удовлетворить самым взыскательным запросам.
AutoArchitect содержит удобные средства для определения этажей и уровней и управления ими, создания модульной сетки и автоматической расстановки различных типов колонн, настройки и простановки размеров, быстрого получения аксонометрических и перспективных видов, формирования фасадов и произвольных сечений, для создания и оформления чертежей любой стадии в соответствии со вкусами пользователя.
Конструкторы найдут для себя массу возможностей в модулях:
- Details, который делает возможным быстрое создание узлов, деталей, сечений по всем разделам проекта, что позволяет получить законченную рабочую документацию. При вычерчивании узлов, деталей, сечений используются материалы, которые доступны через библиотеку материалов, включающую бетон, кирпич, металл, детали окон, дверей, крепежные элементы, теплоизоляционные материалы и многое другое. Реализовано управление базами данных — все материалы, используемые Details, сначала выбираются из файлов базы данных материалов. Такие файлы, хранящиеся в формате .dbf, содержат всю информацию (расшифровку и размеры), используемую программой для генерации материалов, и могут быть свободно изменены пользователем. Способностью модифицировать существующие материалы или добавлять новые вы можете быстро настраивать систему на свои особенные потребности. Осуществляется настраиваемая маркировка, редактирование материала, динамическое размещение;
- Plans&Elevations, обеспечивающем все необходимые виды в плане, разрезе, уровне или 3D, работу с интегрированной базой данных материалов, совместно с Details — создание полного комплекта чертежей по контракту;
- Steel Detailer — проектировании металлоконструкций.
Блок проектирования сантехнического оборудования и коммуникаций включает в себя HVAC (cистемы вентиляции). Piping (трубопроводы) и Plumbing (cистемы канализации).
HVAC предоставляет возможность для простого и быстрого многофункционального проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Это семейство продуктов включает символы, программы и средства для создания планов и диаграмм двух и трехмерных их сочетаний. При работе обеспечивается:
- работа в диалоговом окне для образмеривания сегментов канала с использованием встроенного калькулятора размеров;
- определение символов, размеров и характеристик на основании таблиц пользователя;
- быстродействующие гибкие средства для 3D-проектирования вентиляционных каналов;
- полная параметризация терминалов;
- определение толщины материалов на основе формы, вида давления и габаритов.
Piping — это высокопроизводительный и простой в работе модуль для проектирования однолинейных, изометрических, двухлинейных и 3D-трубопроводов и сливов. Piping включает символы, программы и средства для проектирования трубопроводов зданий и противопожарных систем.
Обеспечиваются:
- интерфейс с программой Elite Spipe для расчетов размеров трубопроводов горячего и холодного водоснабжения;
- интерфейс с программой Elite DPIPE для расчетов размеров дренажных труб;
- создание параметрических символов заказчика и их сохранение в базе;
- калькулятор размеров для образмеривания сегментов труб, учитывающий норму стока, скорость потока и перепад давления;
- улучшенные возможности автоматического выбора маршрута прокладок линий для минимизации длины трубопроводов при использовании направляющих устройств и анкерных опор;
- санитарные фиттинги в однолинейных и 3D-системах;
- поддержка регулируемых конечных фиттингов;
- средства проектирования вентилей различных видов. Новые четырехходовые и угловые контрольные вентили.
Plumbing представляет возможности и символы для создания двухмерных и изометрических проектов и систем канализации и водопровода. Надписи и таблицы могут быть построены по желанию заказчика с использованием выбранных символов и атрибутов.
Особенности Plumbing:
— калькулятор диаметров труб для водопровода и канализации, с помощью которого осуществляется образмеривание сегментов трубопроводов;
— символы, в том числе величины элементов арматуры для расчетов размеров труб;
— точки соединений труб канализации и сливов;
— полная библиотека команд и символов для изометрических рисунков и схем стояков;
— расширенная библиотека символов для систем водопровода и канализации, включающая кухонные раковины, санитарную арматуру и коллекторы;
— автоматизированное соединение санитарных и водяных выпусков с использованием сифонов и вентиляционных каналов.
В Softdesk включено мощное приложение для проектирования систем освещения, силового питания. КиП и автоматики — Electric. Характерные особенности Electric:
— автоматические высокопроизводительные средства для проектирования электрических линий с предохранителями на случай перегрузок и автоматическое создание щитов и вспомогательных таблиц, интерфейс с программами расчета размеров щитов на основе нагрузок отдельных цепей и длины проводов;
— калькулятор сечений проводов для расчета электрических цепей и протяженности линий;
— режим автоматического разрыва проводов при вставке новых символов;
— средства для создания схем одиночных линий и стояков, включая размещение проводки, автоматический разрыв фидеров и удаление символов, автоматизированное проектирование силовых щитов;
— калькулятор освещенности для определения освещаемых объемов, уровней освещенности и количества необходимой осветительной арматуры;
— средства получения информации о работе электрической сети и средства генерации отчетов;
— дополнительные возможности проектирования электрических линий, варианты изгибов проводов и средств моментального крепления проводов.
Что же, идеальный инструмент для проектировщика найден? Конечно, нет. И дело даже не в том, что идеалов не бывает. При анализе достоинств продукции вы никогда не будете свободны от массы сопутствующих обстоятельств и просто индивидуальных пристрастий.
Цель этой статьи — дать доступный для каждого пример возросших возможностей в его профессиональной деятельности.
В. Максимов, директор “ИнфАрС”