Академический БИМ: как становятся PhD и кому это всё нужно

Большинство спикеров на BIM‑завтраке в своих выступлениях рассказывают об интересных и значимых для строительной индустрии и общества проектах, в реализации которых применялись BIM‑технологии. Каждый их них имеет разный профессиональный бэкграунд: кто-то закончил несколько образовательных программ и получил международные сертификаты, подтверждающие их компетентность, другие же только начинают свой путь по карьерной лестнице, получив степень бакалавра всего пару лет назад.

Именно для таких молодых специалистов, а также для всех, кто хочет расширить свои профессиональные знания, выступил Артур Кузьминых с докладом о пути обучения BIM‑технологиям: от первой степени бакалавра до продолжения обучения в магистратуре и применения знаний и навыков на практике.

О программе BIM A+

Основные знания лучше всего, конечно же, приобрести в профильных университетах с многолетней историей. Так, Артём Кузьминых начал обучение в Политехническом университете Санкт-Петербурга и двух учебных программ по обмену: в Грацском университете имени Карла и Франца в Австрии и в Мадридском политехническом университете в Испании.

Однако обучение в магистратуре станет хорошим вложением в ваше профессиональные будущее проектировщика или архитектора. Изначально в структуру международного магистерского курса BIM A+ входило три учебных центра в Политехническом университете Милана в Италии, Люблянский университет в Словении и Университет Минью в Португалии. Сегодня обучение по программе предоставляется всего в двух университетах — в Любляне и Минью, но преподаватели из Милана также часто проводят лекции и участвуют в работе программы.

Программа BIM A+ имеет множество партнёров, среди которых крупнейшие производители ПО, проектные организации и компании, занимающиеся исследованиями в области трансформации строительной индустрии для перехода к концепции «Строительная индустрия 4.0». Сотрудники этих компаний рассказывают студентам курса о применении BIM на практике и активно участвуют в продвижении тем для магистерских диссертаций. Многие выпускники курса затем работают в этих компаниях-партнёрах.

Магистратура длится один год. Обычно студенты учатся сначала в одном университете 6 месяцев, а затем пишут магистерскую диссертацию в другой стране. В течение первого полугода студенты проходят очень плотную программу из 6 модулей:

1. Информационный менеджмент и совместная работа

Занятия в первом модуле начинаются с основ информационного менеджмента и включают концепции методологии BIM, обучение по созданию карт процессов по доставке информации и т.д.

2. Моделирование в задачах архитектуры и инженерии

Во втором модуле происходит разбор практических кейсов по моделированию. Программа не продвигает определенное программное обеспечение, давая студентам свободу выбора инструментов для решения задач. Основной акцент делается на методологии, а не на конкретных ПО.

3. Параметрическое моделирование

Помимо выполнения практических заданий по моделированию, на этом этапе студенты также разбирают понятие параметрической модели, задачи по оптимизации и генеративный дизайн. В 2024 году в модуль была добавлена еще одна дисциплина по изучению программирования на языке Python.

4. Системы и базы данных и интерооперабельность

В этом модуле рассматриваются различные схемы баз данных, особое внимание уделяется открытым форматам IFC и проблемам интероперабельности в процессах информационного моделирования.

5. 4D-, 5D-, 6D‑моделирование

В пятом модуле рассматриваются вопросы работы с моделью на этапах планирования и реализации строительства. При этом некоторые преподаватели выступают против использования терминов 5D, 6D, 7D и 8D. Они считают, что понятия 4D-измерения, в котором в процесс моделирования добавляется измерение времени, вполне достаточно и всё остальное — лишь дополнительные атрибуты.

6. BIM в задачах реконструкции и устойчивого развития

Этот модуль охватывает работу с облаками точек, BIM‑моделью на этапе «как построено», методами обработки и передачи этих данных для использования на поздних этапах жизненного цикла здания. Также рассматриваются вопросы экологической эффективности объекта, стандарты LEED и общая концепция «зелёного» строительства.

7. Магистерская диссертация

Всё обучение заканчивается написанием магистерской диссертации. В зависимости от бэкграунда студенты выбирают или получают тему, над которой они работают либо с компаниями, либо с научным руководителем.

В последние пару лет тенденция в выборе тем сдвигается от решения практических кейсов с использованием определённого ПО к возможностям OpenBIM и открытых источников данных. Так, в 2022 многие работы были посвящены использованию BIM на этапах строительства и эксплуатации с применением концепции Level of Information Need, когда данные специфицируются по объектам модели через описание геометрии, атрибутов и документации. В этом же году Артём Кузьминых подготовил диссертацию на тему по разработке платформы для работы с данными модели на основе схемы IFC и концепции Level of Information Need.

В 2023 году работы были посвящены форматам представления данных модели, разработке новых форматов баз данных и применением стандартов IFC, в том числе для разработки инструментов дополненной реальности: один из студентов разработал специальное приложение, которое позволяло просматривать трёхмерные модели через мобильный телефон.

От выпускной работы до текущего проекта

В некоторых случаях работа над проект магистерской диссертации может продолжиться и после выпуска. Так, Артём Кузьминых начинал свою работу в рамках проекта RecycleBIM, который был направлен на использование BIM для управления жизненным циклом объектов и устойчивого развития, а также экономически эффективным методам сбора данных для создания модели.

Сейчас целью проекта является оптимизация процесса создания информационной модели с использованием лазерного сканирования. Совместно с коллегами из Университета Минью и других организаций Артём Кузьминых разрабатывает требования к модели, которые позволят вести разработку при минимуме усилий. Эти требования должны быть сформулированы таким образом, чтобы информация, полученная из модели, могла использоваться в дальнейшем на маркетплейсах, нацеленных на продажу вторичных продуктов, таких как лом и железобетонных конструкций в качестве заполнителя в новых конструкциях.

Проект включает пять университетов, в том числе из Южно-Африканской Республики, и крупнейшие компании, занимающиеся сносом зданий. Например, сотрудники Университета Виго в Испании специализируется на работе с облаками точек и сегментации данных для упрощения создания BIM‑моделей. Концепция их идеи заключается в автоматическом построении геометрии на основе IFC‑классов, что в идеале должно упростить процесс создания BIM‑моделей.

Магистратура — не предел

Многие студенты после завершения курса BIM A+ продолжают работать в университетах или организациях-партнёрах, предлагая действительно вдохновляющие идеи проектов. Среди них:

• Использование шаблонов данных для стандартизации данных строительных продуктов, что очень схоже с инициативой Европейского союза по созданию Digital Product Passport, цифрового паспорта продукта с описанием всей его истории
• Фреймворк для расчёта статического напряжённого состояния на основе данных о модели в формате IFC, разработанный с помощью открытых источников данных

Подобных смелых идей и инновационных проектов с использованием BIM‑технологий очень много. Например, можно подчерпнуть вдохновение от финалистов ежегодного конкурса bSI Awards от компании BuildingSmart, посвященному концепции OpenBIM в работе с BIM‑данными. Примеры работ доступны для просмотра на сайте конкурса.