Ing. Viktor Sláma, Ing. Dominik Wallenfels, Ing. Stanislav Hanák
SWECO Hydroprojekt, a. s., Praha
Úvod
Nové technologie ve světě se rychle rozvíjí a digitální informace a procesy s tím spojené jsou čím dál důležitější. Pro tento proces, který v současné době probíhá, se začal užívat název „Společnost 4.0“, či čtvrtá průmyslová revoluce. Je to označení pro současný trend digitalizace a s ní související automatizace výroby. Jednou z hlavních myšlenek je, že pomocí moderních metod a nástrojů by mělo dojít k úsporám času a peněz a zvýšení flexibility firem. Další předpokládanou výhodou tohoto procesu je implementace principů udržitelného rozvoje díky zavedení nových, šetrnějších postupů, které sníží negativní lidské vlivy související s průmyslovou výrobou. Tato revoluce probíhá ve všech odvětvích výroby a pro každou z nich má svá specifika. V rámci stavebního odvětví (Stavebnictví 4.0) je významnou součástí tohoto procesu zavedení informačního modelu budovy (BIM).
Informační model budovy je digitálním obrazem / dvojčetem skutečného fyzického a funkčního objektu, včetně souvisejících charakteristických informací. Tento model slouží jako komplexní databáze stavby po celý životní cyklus od projekční přípravy, přes výstavbu, provoz, možnou rekonstrukci až po demolici.
Využití informačních modelů ve Sweco Hydroprojekt
Projektanti společnosti Sweco Hydroprojekt v současné době využívají v maximální možné míře informační modely BIM v průběhu všech procesů spojených s projekční činností. Již v raných fázích projektů můžeme zadáním správných informací do našich 3D modelů vytvořit v maximálně možné míře předpoklady investičních nákladů, které lze dále snadno aktualizovat v průběhu celého projektu. S pomocí modelu BIM můžeme mimo jiné automatizovat multidisciplinární kontrolu koordinace, která minimalizuje možné chyby a přispívá k zajištění kvality finálního návrhu.
Práce na informačním modelu pro nás samozřejmě nekončí projekční přípravou, ale model je využíván a aktualizován i v průběhu výstavby, a po vytvoření modelu skutečného provedení stavby je tento informační model, který je v tuto chvíli skutečným digitálním dvojčetem postaveného objektu, předán investorovi do dalších fází. Data obsažená v jednotlivých prvcích modelu poté slouží jako základ pro správu a údržbu objektu po celou dobu životnosti, včetně případných rekonstrukcí až po demolici.
Implementace BIM postupů ve společnosti, ať už projekční, realizační, či přímo u investora, není jen otázkou výměny HW a SW, ale jde o komplexní přepracování zavedených pracovních postupů a o změnu přístupu jednotlivých zaměstnanců. S ohledem na softwarové zpracování dat a automatizaci postupů je třeba, aby byly veškeré procesy exaktně vyspecifikovány a všemi zúčastněnými stranami dodržovány. Navíc neexistuje žádný ideální univerzální model, který by bylo lze implementovat do všech společností. Tento proces je individuální a pro zdárné zavedení BIM postupů je vždy třeba vytvořit unikátní řešení, které přesně reflektuje potřeby a možnosti společnosti, ve které se BIM zavádí.
Příklad vyžití informačního modelu u zakázky NVL ÚČOV Praha
Ve společnosti Sweco Hydroprojekt jsme si možnosti využití informačních modelů začali osvojovat od roku 2013, kdy jsme poprvé využili při projekčních pracích SW, který umožňuje tvorbu informačního modelu. Šlo o projekt rozšíření Ústřední čistírny odpadních vod (ÚČOV) v Praze na Císařském ostrově o Novou vodní linku (NVL). Jednalo se o značně rozsáhlý projekt, a i když informační model v té době nebyl součástí smlouvy o dílo, tak jsme se interně rozhodli při projektové přípravě využívat koncept 3D modelování (z dnešního pohledu ještě nešlo o plnohodnotný informační model). Hlavním cílem tohoto firemního pilotního projektu bylo otestovat možnosti zvoleného SW pro projekční přípravu objektů vodohospodářské infrastruktury. Původně jsme chtěli 3D model využívat pouze jako podpůrný nástroj při koordinaci jednotlivých profesí, ale brzy se začaly objevovat další a další možnosti využití tohoto modelu. Otestovali jsme si tvorbu výkresové dokumentace z modelu pro jednotlivé profese, model začal sloužit jako podklad pro tvorbu výkazu výměr a začal se využívat při výrobních výborech se zadavatelem a koordinačních schůzkách s budoucím provozovatelem. Výše jmenovaná využití modelu vycházela primárně z možností 3D modelu a nekladla téměř žádné požadavky na informační naplněnost jednotlivých prvků. To se změnilo v průběhu roku 2014, kdy byl vznesen ze strany zadavatele požadavek na vytvoření sady výkresů CGD (Civil Guide Drawings – koordinační soutisk všech profesí). Kombinace neustálého vývoje projektu (a s tím spojených změn) a nutnost mít v dokumentaci CGD zanesenu nejen grafickou reprezentaci každého prvku technologického vybavení, ale i další podrobnější informace (jedinečné identifikátory potrubních tras, názvy zařízení, hmotnosti, točivé momenty apod.), nás dovedla k potřebě provázat dokumentaci CGD s modelem nejen na úrovni grafiky, ale i na úrovni informační naplněnosti. Do modelu byla k jednotlivým prvkům doplněna potřebná data, která byla provázána s popisky na výkresech, potřebných výkazových tabulkách apod. Tím vznikaly „živé“, neustále aktuální a koordinované výkresy, které okamžitě reflektovaly změny provedené v projektu a původní 3D model začal plnit vlastní funkci informačního modelu. V průběhu následujících měsíců přicházely další a další požadavky na úplnost a komplexnost projektu, které se řešily rozšířením informační podrobnosti jednotlivých prvků (například u místností v objektech se nakonec evidovalo přes 300 parametrů). I při samotné výstavbě byl model neustále doplňován o změny ať už z aktualizovaných verzí realizační dokumentace či ze zápisů do stavebního deníku tak, aby model neustále co nejpřesněji reflektoval skutečný stav na stavbě. Nakonec v roce 2019 vznikla dokumentace skutečného provedení stavby, která byla kompletně tvořena a publikována z takto vzniklého informačního modelu. Pro přiblížení náročnosti tohoto projektu lze uvést několik čísel. Realizační dokumentace stavby obsahovala okolo 11 000 dokumentů, na výměnné FTP bylo přeneseno přes 80 GB dat, a připomínek / požadavků vznesených zadavatelem k projektantovi při procesu výstavby bylo několik tisíc. Nicméně celkový počet vad vzniklých při vlastní výstavbě byl nakonec v rádu desítek (navíc převážně charakteru drobnějších koordinací). Tento poměr změn projektu k počtu vad odhalených při výstavbě nejlépe dokumentuje přínosy užití metody BIM při projekční přípravě.
Další projekty, rozvoj firemního přístupu
Zkušenosti z tvorby 3D modelu a posléze BIM modelu při projekční přípravě a následné výstavbě NVL byly průběžně vyhodnocovány a na jejich základě se začal tvořit základ změny celofiremního přístupu ke způsobu projektování s využitím informačních modelů. Postupy, které byly vyhodnoceny jako obecně použitelné, byly dále aplikovány a rozvíjeny na dalších (a to i méně rozsáhlých) pilotních stavebních projektech. Testovali jsme možnosti využití a efektivity BIM v jednotlivých stupních projektové přípravy od studie, přes dokumentaci pro vydání územního rozhodnutí, dokumentaci pro vydání stavebního povolení, dokumentaci pro provedení stavby až po dokumentaci skutečného provedení stavby. Specifikovala se podrobnost modelů v jednotlivých stupních PD, tvořily se a upravovaly nejpoužívanější prvky užívané v modelech a hledaly se další možnosti využití BIM modelu, neboť už tehdy byl zřetelný obrovský potenciál využití informačního modelu a informačního modelování jako procesu.
Nová struktura společnosti
Přibližně od poloviny roku 2016 se využití informačních modelů pro potřeby tvorby výkresové dokumentace v naší společnosti začalo přesouvat z pilotních projektů do běžné celofiremní praxe. Do této chvíle se tvorbou informačních modelů zabývala ohraničená skupina entuziastických projektantů, ale pro implementaci BIM postupů na celofiremní úroveň a jejich využití na běžných projektech bylo třeba nejprve nachystat a upravit přístup samotné společnosti: zavedly se nové pozice jako podnikový BIM manažer, BIM koordinátoři jednotlivých divizí či osoby zodpovědné za BIM podporu jednotlivých profesí. Nastavila se přesně daná datová struktura na jednotlivých serverových úložištích, které budou využívány pro tvorbu BIM modelů, vytvořily se firemní šablony a databáze nejpoužívanějších prvků pro jednotlivé profese atd. Celá tato příprava trvala téměř rok, protože všechny tyto kroky bulo nutno důkladně otestovat a sladit se všemi zúčastněnými subjekty. Nakonec bylo ještě potřeba postupně seznámit a zaškolit v tvorbě a používání informačních modelů jednotlivé projektanty všech divizí (což se ukázalo jako největší výzva). V rámci společnosti vzniklo interní školicí centrum, kde se postupně zaškolovali jednotliví zaměstnanci v tvorbě a využívání BIM s ohledem na jejich zaměření. Nemalé úsilí, které bylo vloženo do této přípravy, se nakonec vyplatilo a BIM modely tvořené pro potřeby projektové dokumentace se pro nás staly samozřejmostí. V současnosti se můžeme přesněji zaměřit i na další využití BIM. Ve Sweco Hydroprojekt jsme dnes připraveni řešit projekty metodou BIM ve všech stupních projektové přípravy. Samozřejmostí je individuální přístup ke každému jednotlivému projektu a snaha přizpůsobit zvyklosti tvorby informačního modelu potřebám zadavatele. Při tvorbě BIM se zaměřujeme i na další fáze cyklu projektů a staveb, to znamená na realizaci (výstavbu) a provoz (facility management, asset management). Jsme schopni poskytnout odborné poradenství nasazení metody BIM a navrhnout vhodná řešení, včetně datové integrace se stávajícími systémy na straně zadavatele. Využíváme vlastní zkušenosti i zkušenosti kolegů z ostatních zemí, kde má skupina Sweco zastoupení.
BIM jako součást zakázky – specifika
Postupně se přesouváme od informačních modelů, které využívá projektant pro vlastní potřebu (koordinace, výrobní výbory, výkazy výměr, tvorba výkresové dokumentace atd.), ke skutečným informačním modelům, které jsou již součástí zadání zakázky a předávají se zadavateli společně s projektovou dokumentací. V současné době neexistuje a dle našeho názoru nejspíše v dohledné době nebude existovat v odvětví vodohospodářské infrastruktury jednotné zadání obsahu a podrobnosti informačního modelu BIM. Pro následující využitelnost informačního modelu u zadavatele nebo provozovatele je totiž potřeba přizpůsobit obsah (hlavně informační naplněnost) BIM modelu již při jeho tvorbě potřebám konkrétního zákazníka a tyto potřeby mohou být diametrálně odlišné. BIM model má obrovský potenciál v možnostech svého využití a s ním spojenou podrobností prvků v modelu obsažených (ať už grafickou či informační). Model by měl svojí podrobností reflektovat stupeň projekční přípravy, v kterém se aktuálně nachází, ale zároveň musí zohledňovat i potřeby daného zadavatele v daném čase. Proto je potřeba jako součást zadání co nejpřesněji specifikovat požadavky zadavatele na informační model (grafický i negrafický obsah modelu) a protože se pohybujeme v digitálním prostředí, tak také nadefinovat požadavky na způsob výměny dat mezi jednotlivými zúčastněnými subjekty. Pro tyto potřeby slouží několik doprovodných dokumentů. V zadávací fázi je to zvláště dokument EIR (Employer’s Information Requirements – Informační požadavky zadavatele) s přílohou Datový standard. Tyto dva dokumenty by měly být nedílnou přílohou zadání prací. Podle těchto dokumentů si lze vytvořit předběžný názor na realizovatelnost, pracnost a časovou/finanční náročnost tvorby BIM modelu a přizpůsobit tomu svoji nabídku. Čím přesnější a podrobnější je dokument EIR, tím lépe může zhotovitel splnit všechny zadavatelovy požadavky k oboustranné spokojenosti. Jako „odpověď“ zhotovitele na dokumenty EIR a DS je potom dokument BEP (BIM Execution Plan – Plán realizace BIM), který se ještě může dělit na pre-contract BEP (před podpisem smlouvy) a post-contract BEP (po podpisu smlouvy). Cílem pre-contract BEPu je nastavit podle cílů EIR a DS procesy k uzavření SoD (ať už na projekční přípravu či stavební práce). Post-contract BEP vychází z dokumentu pre-contract BEP a je konkrétní odpovědí na obecné požadavky specifikované v EIR (SW nástroje, matice zodpovědnosti, postupy koordinace a předávání dat, způsob modelování atd.). Při tvorbě a finálním odevzdání modelu slouží tento dokument jako „návod k použití“ BIM modelu.
CDE
Nedílnou součástí zakázky zpracovávané metodou BIM je nastavení a práce s projektovým CDE (Common Data Environment – společné datové prostředí). CDE je prostředí, kde se shromažďují veškeré potřebné projektové informace, zajišťuje se jejich správa a následná řízená distribuce pro všechny zúčastněné subjekty. V rámci CDE je vždy definována jediná platná verze informace a tím se minimalizují chybovost, duplicitnost a případná nedorozumění. Mohou a měly by zde být uloženy nejen samotné informační modely, ale i veškeré pro projekt relevantní dokumenty (2D dokumentace, fotografie, texty, tabulky, zápisy, naskenované dokumenty či důležitá korespondence). V rámci nastavení CDE jsou mimo jiné přesně specifikovány schvalovací a předávací procesy či postupy připomínkových řízení. Pro tyto účely se v CDE dle ČSN EN ISO 19650 užívají 4 základní stavy projektu: WORK IN PROGRESS (zde probíhá práce na samotném projektu), SHARED (části projektu sdílené k připomínkování/schválení), PUBLISHED (odsouhlasená část projektu bez připomínek), ARCHIVE (finální archivace).
Připravenost zadavatele
Z předešlého textu je patrné, že v případě, kdy je BIM součástí zakázky, je i na straně zadavatele třeba, aby proběhla implementace BIM postupů do společnosti zadavatele projektu. Je na zadavateli, aby v zadání projektu vyspecifikoval své požadavky na model, jeho podrobnost, strukturu, informační naplněnost, způsob předávání informací apod. tak, aby byl schopen následně model využívat pro své potřeby. V tomto případě již pod pojmem BIM chápeme spíše Building Information Management, protože pro správce/provozovatele je hlavním cílem nastavit efektivní procesy využívání dat z informačního modelu v průběhu celého životního cyklu stavby. Tato implementace není jednoduchý proces a aby byla úspěšná, je třeba ji přizpůsobit individuálním potřebám každé jednotlivé společnosti. Konzultanti Sweco Hydroprojekt jsou připraveni s tímto procesem pomoci a zefektivnit správu dat během celého životního cyklu budovy (od návrhu přes údržbu, rekonstrukce až po demolici). Základním cílem konzultantů je pomoci identifikovat možné výhody, které může BIM v konkrétním případě přinést a navrhnout postupy, kterými se mohou využít a zapracovat. BIM nevnímáme pouze jako záležitost technologie a technologického rozvoje, ale jako základ nových pracovních postupů a podporu změny přístupu k jednotlivým projektům. BIM pro nás není jen odbornou oblastí pro pár specialistů, ale nejpřirozenější způsob práce všech zúčastněných na projektu. Neustále hledáme nové způsoby a možnosti využití informačního modelu. Probíhají další pilotní projekty, na kterých testujeme možnosti využití BIM (např. efektivní využití dat z modelu při přípravě rozpočtu, využití BIM v různých SW pro správu majetku, digitalizace postupů spojených s výstavbou prostřednictvím CDE, využití BIM při výpočtu proudění kapalin a plynů a s tím spojenou optimalizaci návrhu, možnosti propojení firemního DMS a projektového CDE, možnosti využití BIM v prostředí GIS atd.)
V současnosti již platí, že není otázkou, JESTLI začít s implementací BIM, ale KDY s touto implementací začít (obzvlášť v prostředí veřejných zakázek). Ještě je stále čas na postupný (méně bolestivý) proces začlenění BIM do organizací, ale kdo tento čas nevyužije, musí být připraven v budoucnosti rychle dohánět to, na co mohl být už dávno připraven.
S BIM můžeme společně navrhovat řešení tak, abychom dosáhli dobrého konečného výsledku bez nákladných změn v závěrečné fázi.