ISSN 2541-7592

НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Русский 
English 
    
 


Правила написания
и оформления статей

Правила
рецензирования

Памятка рецензента


Публикационная
этика 








Нашли ошибку на сайте?

Сообщите нам:   







 

Архив выпусков

Выпуск 4 (64), 2021


Редукция размерности BIM полного жизненного цикла здания и сооружения


Мищенко А. В., Горбанева Е. П., Преображенский М. А.

 

Мищенко А. В., аспирант кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: mi9539@yandex.ru

Горбанева Е. П., канд. техн. наук, доц. кафедры технологии, организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью, ст. науч. сотр. РААСН, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж; Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН, Россия, г. Москва, e-mail: egorbaneva@vgasu.vrn.ru

Преображенский М. А., канд. физ.-мат. наук, доц. кафедры физики, Воронежский государственный технический университет, Россия, г. Воронеж, e-mail: pre4067@yandex.ru

 
 
Постановка задачи. Предметом исследования являются информационные модели полного жизненного проекта в секторе архитектуры, проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Цель исследования состоит в оптимизации BIM-технологий путем построения модели, основанной на дискретном векторном описании данных.
Результаты. Проанализированы основные препятствия на пути широкого внедрения BIM-технологий и процедур полного жизненного цикла строительного проекта в практику строительного комплекса РФ в течение всего жизненного цикла проекта, включая этапы строительства, эксплуатации и утилизации, а также мировые тенденции этого процесса. Сформулирован метод редукции размерности BIM, основанной на дискретном векторном описании данных. Разработана технология формирования иерархической динамически добавляющейся и обновляющейся информационной основы BIM, учитывающей возможность ее агрегации. Предложенные в работе алгоритмы реализованы в оболочке реляционной системы управления базами данных.
Выводы. Редукция размерности BIM, основанная на дискретном векторном описании данных, позволяет полностью решить задачи как создания и актуализации информационной основы BIM, так и ее трансферта между участниками проекта. Форматы данных BIM определяется этапом полного жизненного цикла проекта. Полнофункциональная для этапа определения объемов работ по проекту BIM является одномерной и определяется просто вектором кластеров более низкой степени интеграции, что позволяет полностью преодолеть все препятствия на пути широкого внедрения BIM-технологий и процедур полного жизненного цикла строительного проекта в практику. Оптимальной оболочкой реализации BIM-технологий являются реляционные базы данных.
 
Ключевые слова: информационное моделирование зданий, BIM, организационные уровни, жизненный цикл, цифровизация.


DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.011


Финансирование: работа поддержана проектом № 3.1.7.1 Плана фундаментальных исследований Российской архитектурно-строительной академии на 2021-2023 гг. и Министерства строительства и коммунального хозяйства Российской Федерации. Исследования, результаты которых изложены в данной работе, проводились с использованием оборудования ЦКП имени проф. Ю. М. Борисова ВГТУ, при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, проект № 075-15-2021-662.

 

Библиографический список

1. Волков, А. А. Пpo6лeмьi cyщecтвyющeй cиcтeмы yпpaвлeния жизнeнным циклом o6ъeктoв кaпиraльного строительства и факторы, иx oпpeдeляющиe / А. А. Волков, Е. А. Гусакова, А. Н. Овчинников // Нayкa и бизнec: пyти развития. — 2019. — № 5 (95). — C. 38—42.
2. Волков, А. А. Развитие среды программирования информационных пoтоков жизненного цикла стрoитeлънoгo oбъeктa / А. А. Волков, Е. А. Гусакова, А. Н. Овчинников // Системотехника строительства. Киберфизические строительные системы. — М.: МИСИ, 2019. — С. 51—58.
3. Иванов Н. А. Анализ внедрения технологий индустрии 4.0 в строительную отрасль в РФ / Н. А. Иванов, Д. А. Веденеев, Л. А. Шилова // Системотехника строительства. Киберфизические строительные системы: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф., 2019.
4. Лапидус, А. А. Перспективы развития BIM технологий на терртории российской федерации / А. А. Лапидус, Р. Т. Аветисян, А. Т. Мирзаханова, Р. Р. Казарян // Системотехника строительства. Киберфизические строительные системы — 2019: сб. материалов Всерос. науч. конф. — М.: МИСИ, 2019.
5. Barbosa, F. Reinventing construction: a route to higher productivity / F. Barbosa, J. Woetzel, J. Mischke [et al.] — McKinsey & Company, 2017.
6. Chuck, L. BIM handbook: а guide to building information modeling for owners, managers, designers, eпgiпeers and contractors / L. Chuck, Т. Eastman. — Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. — 648 с.
7. EU BIM Task Group. Handbook for the introduction of Building Information Modelling by the European Public Sector. — 2018. — http://www.eubim.eu/wp-con-tent/uploads/2017/07/EUBIM.
8. Gerbert, P. Digital in engineering and construction / P. Gerbert, S. Castagnino, C. Rothballer, A. Renz, R. Filitz // The transformative power of building information modelling. — The Boston consulting group, 2016. — P. 2—18.
9. Gerbert, P. Digital in Engineering and Construction: The Transformative Power of Building Information Modeling / P. Gerbert, S. Castagnino, C. Rothballer, A. Renz, R. Filitz. — Boston: The Boston Consulting Group Inc., 2016.
10. Ginzburg, А. Implementation of BIM-technologies in Russian construction industry according to the international experience / А. Ginzburg, L. Shilova, А. Adamtsevich, L. Shilov // Journal of Applied Engineering Science. — 2016. — № 14 (4). — Р. 457—460.
11. Ginzburg, А. Sustainable Building Life Cycle Design / А. G. Ginzburg // 5th International Conference on Topical Problems of Architecture, Civil Engineering, Energy Efficiency and Ecology, TPACEE—2016. Tyumen State University of Architecture and Civil Engineering: MATEC Web of Conferences. — 2016. — Vol. 73, 02018.
12. Ginzburg, А. G. LE IM: Living Environment Information Modelling / А. G. Ginzburg // International Scientific Conference Environmental Science for Construction Industry, ESCI—2018. — Но Chi Minh City; Viet Nam: MATEC Web of Conferences. — 2018. — Vol. 193, 05030.
13. Gorbaneva, E. P. Using of a weighted directed acyclic graph for major repairs of real estate objects: the optimal combination of energy-efficient measures introduction / E. P. Gorbaneva, V. Ya. Mishchenko, K. S. Sevryukova, E. Ovchinnikova // E3S web of conferences. Ural Environmental Science Forum «Sustainable Development of Industrial Region» (UESF—2021). — 2021. — Р. 09051.
14. Ignatova, E. U. Workspace Planning Based on the Analysis of BIM Collisions / E. U. Ignatova // Materials Science Forum. — 2018. — Vo1. 931. — P. 1286—1290.
15. Kassem, M. Macro BIM adoption: comparative market analysis / M. Kassem, B. Succar // Autom. Constr. — 2017. — 81:286—299.
16. Lucky, M. N. Product data management for sustainability: an interoperable approach for sharing product data in a BIM environment / M. N. Lucky, D. Pasini, Lupica S. Spagnolo // IOP conference series « Earth Environ. Sci.», 2019. — 296 012053.
17. Mishchenko, V. Ya. Planning the optimal sequence for the inclusion of energy-saving measures in the process of overhauling the housing stock / V. Ya. Mishchenko, E. Gorbaneva, E. Ovchinnikova, K. Sevryukova // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2019. — Vol. 983. — Р. 79—91.
18. Remes, J. Solving the productivity puzzle: the role of demand and the promise of digitization / J. Remes, J. Mischke, M. Krishnan // Int. Product. Monit. — 2018. — 35:28.
19. Richtlinienreihe VDI 2552 — Aktuelle VDI-Schulungspartner für BIM-Basiskurse nach VDI/BS-MT 2552 Blatt 8.1, 2020.
20. Rogers, David F. Mathematical Elements for Computer Graphics / David F. Rogers, J. Alan Adams // MaGraw-Hill Publishing Cjmpany, New York — London, 2019. — 605 p.
21. Rusu, D. Decision-making ior enhancing building sustainability through life cycle / D. Rusu, S. Popescu // Appl. Math. Mech. Eng. — 2018. — 61:191—202.
22. Siebelink, S. Understanding barriers to BIM implementation: Their impact across organizational levels in relation to BIM maturity / Sander Siebelink, Hans Voordijk, Maaike Endedijk, Arjen Adriaanse // Front. Eng. Manag. — 2021. — № 8 (2): 236—257.
23. Talamo, C. The Impact of Digitalization on Processes and Organizational Structures of Architecture and Engineering Firms / Cinzia Talamo and Marcella M. Bonanomi.
24. Volk, R. Building Information Modeling (BIM) for existing buildings — Literature review and future needs / R. Volk, Ј. Stengel, F. Schultmann // Automation in Construction. — 2014. — № 38. — Р. 109—127.
25. Zheng, X. Review of the application of social network analysis (SNA) in construction project management research / X. Zheng, Y. Le, APC. Chan, Y. Hu, Y. Li // Int. J. Proj. Manag. — 2016. — 34 (7): 1214—1225.

 
 

Ссылка для цитирования

Мищенко, А. В. Редукция размерности BIM полного жизненного цикла здания и сооружения / А. В. Мищенко, Е. П. Горбанева, М. А. Преображенский // Научный журнал строительства и архитектуры. - 2021. - № 4 (64). - С. 114-124. - DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.011.

 
 
 
 

English version 

 

Reduction of the Bim Dimension of the Full Life Cycle of Building and Facilities

Mishchenko А. V., Gorbaneva E. P., Preobrazhensky M. A.
 
 

Mishchenko А. V., PhD student of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Property Expertise and Management, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, e-mail: mi9539@yandex.ru

Gorbaneva E. P., PhD in Engineering, Assoc. Prof. of the Dept. of Technology, Organization of Construction, Expertise and Property Management, Senior Researcher, RAASN, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh; Research Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Building Sciences, Russia, Moscow, e-mail: egorbaneva@vgasu.vrn.ru

Preobrazhensky M. A., PhD in Physics and Mathematics, Assoc. Prof. of the Dept. of Physics, Voronezh State Technical University, Russia, Voronezh, e-mail: pre4067@yandex.ru


 
Statement of the problem. The subject of the research is information models of a complete life project in the sector of architecture, design and construction and maintenance of buildings and structures. The purpose of the research is to optimize BIM technologies by means of building a model based on a discrete vector data description.
Results. The main obstacles to the widespread introduction of BIM technologies and procedures for the full life cycle of a construction project in the practice of the construction complex of the Russian Federation throughout the entire life cycle of the project, including the stages of construction, operation and disposal, as well as global trends in this process have been analyzed. The method of BIM dimension reduction based on discrete vector data description is formulated. The technology of forming a hierarchical dynamically added and updated information base BIM taking into account the possibility of its aggregation has been developed. The suggested algorithms are implemented in the shell of a relational database management system.
Conclusions. BIM dimension reduction based on a discrete vector description of data allows one to completely solve the problems of both designing and updating the BIM information base, and its transfer between project participants. BIM data formats are determined by the stage of the complete project life cycle. Fully functional for the stage of determining the scope of work on a project, BIM is one-dimensional and is simply determined by the vector of clusters of a lower degree of integration, which allows one to completely overcome all of the obstacles to the widespread introduction of BIM technologies and procedures of a full life cycle of a construction project into practice. The optimal shell for the implementation of BIM technologies are relational databases.
 
Keywords: information modeling of buildings, BIM, organizational levels, life cycle, digitalization. 


DOI: 10.36622/VSTU.2021.64.4.011

References

1. Volkov, A. A. Ppo6lem'i cyshchectvyyushchei cictemy yppavleniya zhiznennym tsiklom o6«ektov kapiral'nogo stroitel'stva i faktory, ix oppedelyayushchie / A. A. Volkov, E. A. Gusakova, A. N. Ovchinnikov // Nayka i biznec: pyti razvitiya. — 2019. — № 5 (95). — C. 38—42.
2. Volkov, A. A. Razvitie sredy programmirovaniya informatsionnykh potokov zhiznennogo tsikla stroitel«nogo ob'ekta / A. A. Volkov, E. A. Gusakova, A. N. Ovchinnikov // Sistemotekhnika stroitel'stva. Kiberfizicheskie stroitel'nye sistemy. — M.: MISI, 2019. — S. 51—58.
3. Ivanov N. A. Analiz vnedreniya tekhnologii industrii 4.0 v stroitel'nuyu otrasl' v RF / N. A. Ivanov, D. A. Vedeneev, L. A. Shilova // Sistemotekhnika stroitel'stva. Kiberfizicheskie stroitel'nye sistemy: sb. materialov Vseros. nauch.-prakt. konf., 2019.
4. Lapidus, A. A. Perspektivy razvitiya BIM tekhnologii na terrtorii rossiiskoi federatsii / A. A. Lapidus, R. T. Avetisyan, A. T. Mirzakhanova, R. R. Kazaryan // Sistemotekhnika stroitel'stva. Kiberfizicheskie stroitel'nye sistemy — 2019: sb. materialov Vseros. nauch. konf. — M.: MISI, 2019.
5. Barbosa, F. Reinventing construction: a route to higher productivity / F. Barbosa, J. Woetzel, J. Mischke [et al.] — McKinsey & Company, 2017.
6. Chuck, L. BIM handbook: а guide to building information modeling for owners, managers, designers, eпgiпeers and contractors / L. Chuck, Т. Eastman. — Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. — 648 с.
7. EU BIM Task Group. Handbook for the introduction of Building Information Modelling by the European Public Sector. — 2018. — http://www.eubim.eu/wp-con-tent/uploads/2017/07/EUBIM.
8. Gerbert, P. Digital in engineering and construction / P. Gerbert, S. Castagnino, C. Rothballer, A. Renz, R. Filitz // The transformative power of building information modelling. — The Boston consulting group, 2016. — P. 2—18.
9. Gerbert, P. Digital in Engineering and Construction: The Transformative Power of Building Information Modeling / P. Gerbert, S. Castagnino, C. Rothballer, A. Renz, R. Filitz. — Boston: The Boston Consulting Group Inc., 2016.
10. Ginzburg, А. Implementation of BIM-technologies in Russian construction industry according to the international experience / А. Ginzburg, L. Shilova, А. Adamtsevich, L. Shilov // Journal of Applied Engineering Science. — 2016. — № 14 (4). — Р. 457—460.
11. Ginzburg, А. Sustainable Building Life Cycle Design / А. G. Ginzburg // 5th International Conference on Topical Problems of Architecture, Civil Engineering, Energy Efficiency and Ecology, TPACEE—2016. Tyumen State University of Architecture and Civil Engineering: MATEC Web of Conferences. — 2016. — Vol. 73, 02018.
12. Ginzburg, А. G. LE IM: Living Environment Information Modelling / А. G. Ginzburg // International Scientific Conference Environmental Science for Construction Industry, ESCI—2018. — Но Chi Minh City; Viet Nam: MATEC Web of Conferences. — 2018. — Vol. 193, 05030.
13. Gorbaneva, E. P. Using of a weighted directed acyclic graph for major repairs of real estate objects: the optimal combination of energy-efficient measures introduction / E. P. Gorbaneva, V. Ya. Mishchenko, K. S. Sevryukova, E. Ovchinnikova // E3S web of conferences. Ural Environmental Science Forum «Sustainable Development of Industrial Region» (UESF—2021). — 2021. — Р. 09051.
14. Ignatova, E. U. Workspace Planning Based on the Analysis of BIM Collisions / E. U. Ignatova // Materials Science Forum. — 2018. — Vo1. 931. — P. 1286—1290.
15. Kassem, M. Macro BIM adoption: comparative market analysis / M. Kassem, B. Succar // Autom. Constr. — 2017. — 81:286—299.
16. Lucky, M. N. Product data management for sustainability: an interoperable approach for sharing product data in a BIM environment / M. N. Lucky, D. Pasini, Lupica S. Spagnolo // IOP conference series « Earth Environ. Sci.», 2019. — 296 012053.
17. Mishchenko, V. Ya. Planning the optimal sequence for the inclusion of energy-saving measures in the process of overhauling the housing stock / V. Ya. Mishchenko, E. Gorbaneva, E. Ovchinnikova, K. Sevryukova // Advances in Intelligent Systems and Computing. — 2019. — Vol. 983. — Р. 79—91.
18. Remes, J. Solving the productivity puzzle: the role of demand and the promise of digitization / J. Remes, J. Mischke, M. Krishnan // Int. Product. Monit. — 2018. — 35:28.
19. Richtlinienreihe VDI 2552 — Aktuelle VDI-Schulungspartner für BIM-Basiskurse nach VDI/BS-MT 2552 Blatt 8.1, 2020.
20. Rogers, David F. Mathematical Elements for Computer Graphics / David F. Rogers, J. Alan Adams // MaGraw-Hill Publishing Cjmpany, New York — London, 2019. — 605 p.
21. Rusu, D. Decision-making ior enhancing building sustainability through life cycle / D. Rusu, S. Popescu // Appl. Math. Mech. Eng. — 2018. — 61:191—202.
22. Siebelink, S. Understanding barriers to BIM implementation: Their impact across organizational levels in relation to BIM maturity / Sander Siebelink, Hans Voordijk, Maaike Endedijk, Arjen Adriaanse // Front. Eng. Manag. — 2021. — № 8 (2): 236—257.
23. Talamo, C. The Impact of Digitalization on Processes and Organizational Structures of Architecture and Engineering Firms / Cinzia Talamo and Marcella M. Bonanomi.
24. Volk, R. Building Information Modeling (BIM) for existing buildings — Literature review and future needs / R. Volk, Ј. Stengel, F. Schultmann // Automation in Construction. — 2014. — № 38. — Р. 109—127.
25. Zheng, X. Review of the application of social network analysis (SNA) in construction project management research / X. Zheng, Y. Le, APC. Chan, Y. Hu, Y. Li // Int. J. Proj. Manag. — 2016. — 34 (7): 1214—1225.

 


 
Контакты · Поиск · Карта сайта
Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура, все права защищены.
Работает на: Amiro CMS