Rosnące zapotrzebowanie na metodę opartą na BIM drastycznie zmienia zarządzanie istniejącymi budynkami i łączenie podobszarów, takich jak renowacja, konserwacja, zapobieganie, rehabilitacja i konserwacja w najbardziej rozwiniętych krajach. To nowe źródło powoduje również wykładniczy wzrost zastosowań, modelowanie narzędzia, listy formatów wymiany i konsekwentny wzrost nowych wybitnych zawodów, takich jak menedżer BIM, modelarz, detektor 3D, programista API (interfejs programowania aplikacji) i IT. Doświadczenie zdobyte w ostatnich latach przez typowych architektów i inżynierów powinno zostać przekierowane na wsparcie tych nowych rozwiązań cyfrowych. Mogłyby doprowadzić do ożywienia całego sektora budowlanego i usprawnić zarządzanie budynkami w środowiskach cyfrowych. Poniższe badanie daje syntetyczny przegląd głównych doświadczeń zdobytych bezpośrednio w terenie i pokazuje, w jaki sposób odpowiednie generowanie powykonawczego BIM może stać się użytecznym narzędziem do zarządzania informacjami podczas cyklu życia budynku. Poprawa wartości niematerialnej dziedzictwa budowlanego (zarządzanie informacją) powinna być wsparta odpowiednią konstrukcją modelu cyfrowego (generacja BIM). Integracja tych dwóch czynników ma fundamentalne znaczenie dla uzyskania owocnego źródła dla różnych rodzajów analiz (BIM Orientacja). BIM to nowe narzędzie do zarządzania i jako takie musi być rozwijane na różne sposoby, promując jego elastyczność i interoperacyjność w czasie. Niniejsze studium podsumowuje generatywne procesy ostatnich studiów przypadku poprzez wykorzystanie nowych stopni generacji (GoG) dla włoskiego dziedzictwa budowlanego, pokazując, w jaki sposób modelowanie mogło być decydującym czynnikiem w reprezentowaniu, łączeniu i zarządzaniu odpowiednio różnymi stopniami informacji (GoI) . Te nowe parametry zostały wykorzystane do zdefiniowania HBIMs opracowanych z jakościowego (duże zbiory danych) i ilościowego (dokładność) punktu widzenia, umożliwiając użytkownikom bezpośrednie odniesienie się do różnych rodzajów analiz: projektowania, analizy elementów skończonych, zarządzania kosztami, rzeczywistości wirtualnej, energii analizy itp. Innowacyjne wykorzystanie technik danych 3D (skanowanie laserowe i fotogrametria) oraz integracja aplikacji BIM z modelowaniem NURBS pokazały, jak można wdrożyć proces generowania złożonych konstrukcji, skracając czas i zmniejszając koszty oraz usprawniając rozpowszechnianie różnego rodzaju informacji i szczegółowej analizy w oparciu o BIM w tym samym czasie. Międzynarodowe archiwa fotogrametrii, teledetekcji i nauk o informacjach przestrzennych, tom XLII-2 / W5, 2017 26th International CIPA Symposium 2017, 28 sierpnia - 1 września 2017 r., Ottawa, Kanada.

Badania BIM prowadzą do interesujących badań istniejących budynków, których głównym celem jest promowanie projektów renowacji i budowanego dziedzictwa poprzez różnego rodzaju analizy oparte na zaawansowanym wykorzystaniu modeli parametrycznych (Volk 2014). Dzięki najnowszym osiągnięciom technologicznym generatywny proces modelu parametrycznego opiera się na wykorzystaniu zaawansowanych technologii 3D, takich jak skanowanie laserowe i techniki fotogrametryczne (naziemne i UAV). Dzięki ugruntowanym korzyściom, uwaga przesunęła się na definicję parametrów krajowych, wytycznych i specyfikacji, które mogą zhierarchizować jakość modelu produktu i mogą dostarczyć różnym użytkownikom dokładnych informacji na temat rzeczywistych warunków produktu w tym samym czasie. czas. W różnych krajach poziomy szczegółowości (LoD) i poziomy informacyjne (LoIs) zostały zdefiniowane w celu przekazywania warunków (morfologicznych i typologicznych) produkowanych modeli (American Institute of Architects 2013; BIMForum 2013; AEC CAN BIM 2012 ). Tylko w ostatnich latach w niewielu badaniach ustalono wytyczne dotyczące właściwej hierarchii modeli historycznych i istniejących na podstawie badań 3D (Fai 2014, Quintero 2003). Zaawansowane techniki modelowania (AMT) wymagają wysokiego poziomu wiedzy i mogą stanowić właściwe narzędzie do generowania złożonego elementu „Scan to BIM”. Niestety AMT nie jest zawarty w aplikacji BIM. Jednym z głównych powodów jest trudność, jaką stwarzają aplikacje parametryczne w tworzeniu złożonych i nieregularnych kształtów, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu dokładności (GoA) między chmurami punktów a obiektami 3D. Aby lepiej zrozumieć trudność przeprojektowania sektora AEC i jego złożonych sieci regulacyjnych, należy wziąć pod uwagę różne aplikacje do modelowania dostępne na rynku, takie jak Graphisoft ArchiCAD, Mc Neel Rhinoceros, Bentley Microstation, Autodesk Revit, żeby wymienić tylko mało. Każda aplikacja umożliwia wygenerowanie modelu cyfrowego tego samego budynku. W porównaniu ze sobą prezentują znaczną liczbę różnic, takich jak prymitywy geometryczne, logika konstruktywna, język modelowania, konstruktywelogika, formaty wymiany (.dxf, .dwg, .skp, .Pln, .3dm, .dgn, .rvt itp.) skutkuje wykładniczym wzrostem oprogramowania analitycznego opartego na BIM, nie zawsze w przekonujący sposób. Wymiana informacji utworzona w ramach tego procesu obejmowała głównie elementy geometryczne i powiązane informacje, które mogą dawać różne wyniki i analizy w zależności od modelu. W jeszcze bardziej zagmatwanych przypadkach różne wyniki dla tych samych modeli tego samego budynku. Sztywność bazy danych i narzędzi do modelowania w aplikacji BIM wymagała wprowadzenia nowego systemu, który mógłby definiować nie LoD modelu, ale raczej samo modelowanie. Modelowanie było głównym czynnikiem, który poprawił jakość BIMS, przepływ informacji i nie. Na poparcie tego badania międzynarodowe badania statystyczne pokazują, że nawet w Wielkiej Brytanii, gdzie BIM jest obowiązkowy, 3 poziom dojrzałości BIM nie jest szeroko rozpowszechniony (NBS 2016). złożoność tradycyjnych metod reengineeringu w nowych cyfrowych doświadczeniach, takich jak BIM, VR itp., wysokie koszty konwersji, trudności w nauce nowych technik cyfrowych na wczesnych etapach użytkowania, dostosowanie do uciążliwych przepisów i niemożność obsługi ulepszeń technologicznych itp. AMT zdolny do interpolacji punktów składających się na skany 3D i uzyskiwania obiektów 3D w aplikacjach BIM był głównym ograniczeniem modelowania W czystym oprogramowaniu do modelowania możliwe jest generowanie i definiowanie algorytmów NURBS zdolnych do generowania złożonych trójwymiarowych obiektów bezpośrednio z punktu chmury bez konieczności inwestowania w długie fazy modelowania (Piegl 1997).

Rozwój AMT dostarczył wielkich możliwości ulepszenia GoG w aplikacjach BIM. Bazylika Colleamaggio, zamek Masegra, bazylika Sant'Ambrogio i most Visconti były prawdziwymi studiami przypadku, w których BIM był głównym bohaterem na etapach projektowania, analizy architektonicznej, analizy strukturalnej, monitorowania itp., Sprzyjając rozwojowi różnych GoI podczas cyklu życia budynków. Definicja tych nowych stopni była głównym celem, aby zapewnić znaczące wsparcie dla procesu modernizacji budowania, skupiając się na czytaniu i właściwym wykorzystaniu modeli. Prawdziwym wyzwaniem dla tego badania była poprawa zdolności HBIM do dostosowania się do całościowych potrzeb ekspertów zaangażowanych w różne fazy projektów restauracyjnych. Potrzeba ta wymagała zdefiniowania i parametryzacji powieści GoGs w aplikacji BIM, zdolnych do tworzenia złożonego systemu sklepień, łuków, uszkodzonych ścian i innych złożonych elementów konstrukcyjnych dla każdego studium przypadku.

Dlatego cele badawcze są następujące: Podkreślenie potrzeby integracji modelowania NURBS z aplikacjami BIM poprzez innowacyjne badania, pokazujące, w jaki sposób proces tworzenia złożonych obiektów NURBS (skanowanie do BIM) może bezpośrednio współdziałać z jedną z najczęściej używanych aplikacji (BIMOrientation), klasyfikować i definiować cele GoG wykorzystywane do generowania BIM powykonawczych (BIM powykonawczych) Klasyfikacja i określanie celów GoI zastosowanych do każdego studium przypadku Klasyfikacja i definiowanie metody walidacji dla `` BIM Scanto '' na podstawie GoA dla każdego studium przypadku Aby wykazać potrzebę orientacji GoG i GoI dla różnych typów analiz, wymagających GoA i systemu automatycznej weryfikacji (AVS) Rys. 1. Przyszłość orientacji na BIM: całościowe spojrzenie na BIM może być ukierunkowane na różne dyscypliny i analizy, stymulując lepsze rozpowszechnianie różnych wyników. Każda analiza wymagała innego GoG, GoA i GoI.

Rys. 1 Przyszłość orientacji na BIM: całościowy pogląd na BIM może być zorientowany na różne dyscypliny i analizy, stymulując lepsze rozpowszechnianie różnych wyników. Każda analiza wymagała innego GoG, GoA i GoI.

Akronim BIM składa się z trzech czynników, które są ze sobą ściśle powiązane. Jedną z głównych cech tego nowego cyfrowego systemu zarządzania jest dwukierunkowość między M (modelowanie) i I (informacja), sprzyjająca zaawansowanej analizie B (budynek). Powiązanie informacji z modelami parametrycznymi było główną wartością dodaną modeli w celu określenia ich użyteczności (Banfi 2016). Generacja HBIM wiązała się z długimi analizami architektonicznymi i strukturalnymi budynku. Testy te charakteryzowały się dogłębną analizą ogromnej ilości danych (dużych zbiorów danych), które określiły historyczne skarby budowli. Głównym wyzwaniem dla modeli istniejących i zabytkowych budynków było prawidłowe skojarzenie informacji z modelem cyfrowym. Opierając się na założeniu, że informacje definiują każdy pojedynczy obiekt 3D, stało się jasne, że różne badania oparte na logice BIM wymagały odpowiednich celów w celu ustalenia nowego paradygmatu złożoności budynków historycznych. BIM, zrodzony głównie z myślą o zarządzaniu nowymi budynkami, staje się realną korzyścią również dla dziedzictwa budowanego. Rozpowszechnianie tego nowego narzędzia napotyka jednak obecnie szereg istotnych wyzwań, głównie wynikających z braku technik modelowania w zastosowaniach BIM. HBIM bazyliki Collemaggio w L'Aquila był jednym z pierwszych przykładów na terytorium Włoch, które wykorzystały zaawansowane techniki badań 3D (Barazzetti 2014), modelowanie czyste i parametryczne, podnosząc jakość i zarządzanie procesem renowacji po trzęsieniu ziemi w 2009 roku. Elementy architektoniczne i uszkodzone konstrukcje wymagały nowych celów i celów, zgodnie z wymaganiami projektowymi i obliczeniami konstrukcyjnymi poszczególnych obszarów budynku (Crespi 2015). HBIM z Masegra Castel w Sondrio był pierwszym cyfrowym modelem dużych historycznych budynków we Włoszech, który integruje dużą liczbę informacji historycznych, strukturalnych i architektonicznych ze złożonymi obiektami 3D, które są w stanie prawidłowo odwzorować skany danych 3D (Barazzetti 2015). Każdy rodzaj sklepienia, łuku, filaru i nieregularnej ściany został wygenerowany dzięki algorytmom NURBS zdolnym do interpolacji punktów składających się na skany 3D. Te techniki modelowania wymagały nowej definicji GoG i GoI, których nie ma w aplikacjach BIM, przydatnych w identyfikowaniu złożonych elementów dla różnych typów analiz. HBIM z Visconti Bridge dał możliwość pokierowania generacją średniowiecznej infrastruktury dla różnych potrzeb. Specyfika geometryczna i strukturalna mostu wymagała kilku faz badań 3D, analizy na miejscu i monitorowania konstrukcji w czasie. Plan konserwacji i konserwacji przewidywał analizę różnych GoI, zarówno morfologicznych, jak i typologicznych. Ta szczególna potrzeba wymagała opracowania modelu cyfrowego zdolnego do wspierania współpracy między różnymi dyscyplinami z wykorzystaniem centralnej przestrzeni roboczej (Banfi 2017). Rozwój AMT w ostatnich latach wykazał brak różnych krajowych wytycznych dotyczących definicji LoD. Innowacyjne i uznane na całym świecie badania ustrukturyzowały swój złożony proces BIM w oparciu o wewnętrzną i ulepszoną definicję LoD. Ten aspekt umożliwił podkreślenie, w jaki sposób można zdefiniować klasy referencyjne w całkowicie niezależny sposób, próbując osiągnąć określone cele projektu poprzez dostosowanie producenta i klienta za pomocą określonych parametrów jakościowych i ilościowych. BIM nie jest jeszcze obowiązkowy w większości części Europy. Wysokie wymagania, złożone wytyczne, sztywne protokoły i standardy to główne przyczyny trudnej sytuacji europejskiej branży AEC. Badania te pokazują, jak elastyczność generatywna powinna stać się pierwszą i jedyną zdolnością umożliwiającą ewolucję, zarówno jakościową, jak i ilościową, złożonych modeli cyfrowych. Ten czynnik implikuje potrzebę tworzenia modeli z GoG, GoI i GoA, które zmieniają się w czasie i mogą być zintegrowane w jednym hubie. Modeling and Management Information System (MMIS) odegrał kluczową rolę w odpowiednim zarządzaniu HBIMs, umożliwiając definiowanie modelu geometrycznego, grupowanie różnych stopni informacji i ostatecznie klasyfikowanie każdego pojedynczego obiektu 3D w oparciu o system kontroli, który określa dokładność modelu .

Rys. 2. BIM postrzegany jako system informacji o modelowaniu i zarządzaniu (MMIS) oparty na integracji stopni generacji (GoG), stopni informacji (GoI) i stopnia dokładności (GoA). MMI zdefiniowały ADT, KM i AVS dla każdego studium przypadku - zobacz oryginał

Najnowsze generacje biorą udział w wielkoskalowym zastosowaniu BIM dla nowych budynków. Dzięki swoim dużym zaletom te nowe narzędzia do zarządzania budynkiem stały się częścią przepisów krajowych w Wielkiej Brytanii. W ostatnich latach innowacyjne badania i projekty rozwijają tę technologię dla istniejących budynków, starając się przynieść korzyści nie tylko pod względem ekonomicznym, ale także pod względem zarządzania, renowacji i konserwacji. W tym artykule podsumowano, w jaki sposób udało się ulepszyć proces generowania historycznych włoskich studiów przypadku, sprzyjając zarządzaniu aktywami dzięki pierwotnej orientacji modeli cyfrowych. Pierwsze ograniczenie wynikało z braku złożonych obiektów 3D, takich jak sklepienia, nieregularne ściany, łuki, filary i dekoracje w bazach BIM. Drugim ograniczeniem był brak technologii AMT w aplikacjach BIM zdolnych do generowania elementów architektonicznych w krótkim czasie. Brak tych czynników w oprogramowaniu parametrycznym doprowadził do zbadania najpopularniejszych technik generatywnych w celu zmniejszenia czasu i kosztów długich faz modelowania. Rynek aplikacji oferuje szeroką gamę produktów opartych na logice modelowania i różnych formatach wymiany. Te nowe narzędzia można podzielić na kategorie: czyste aplikacje do modelowania. (Modelowanie NURBS) i aplikacje parametryczne (oprogramowanie BIM). Modelowanie niejednorodnych splajnów bazowych jest znane ze swojej wyjątkowej elastyczności w generowaniu złożonych kształtów. Z drugiej strony, aplikacje BIM znane są z koncepcji parametryzacji, która umożliwia dwukierunkowe relacje między informacjami, danymi i obiektami 3D. Każdy obiekt 3D zawarty w bibliotekach BIM reprezentuje elementy architektoniczne i konstrukcyjne, z którymi można powiązać dużą liczbę informacji. Jedną z największych korzyści jest możliwość zmiany i aktualizacji wartości wymiarowych, materiałów itp. Bez konieczności przebudowy. Aktualizacja, z morfologicznego i typologicznego punktu widzenia, jest automatyczna i dwukierunkowa. Definicja algorytmów NURBS i użycie prymitywów geometrycznych pozwoliło nam zidentyfikować metodę zdolną do kierowania funkcjami matematycznymi NURBS i ich złożonymi postaciami od czystego modelowania do środowisk parametrycznych. Narzędzia do modelowania BIM, takie jak mieszanie, stapianie po ścieżce (GoG 07,08) nie mogą interpolować i wyodrębniać złożonych powierzchni bezpośrednio z chmur punktów. Poniższe badanie wprowadziło dwa cele (9 i 10) w procesie generowania. Automatyczna interpolacja prymitywów geometrycznych NURBS określiła tworzenie wielu elementów z chmur punktów z wysokimi stopniami dokładności W ostatnim akapicie opisano rzeczywistą potrzebę posiadania najwyższego GoA dla 'Scan to BIM', aby osiągnąć System automatycznej weryfikacji (AVS) zdolny do obliczenia wartości odchylenia między chmurami punktów a obiektem 3D. Ta nowatorska metoda modelowania umożliwiła tworzenie złożonych budynków i konstrukcji, znacznie skracając czas produkcji. Jednocześnie integracja modeli NURBS w środowisku parametrycznym umożliwiła zorientowanie modeli pod kątem różnych typów informacji, analiz i symulacji opartych na BIM. Rysunek 3 przedstawia proces generowania modeli „Skanuj do BIM”. Proces ten charakteryzuje się automatyczną ekstrakcją prymitywu NURBS do zastosowań BIM.

Rys. 3. Korzyści z MMSI nie ograniczają się do aspektów morfologicznych i geometrycznych, ale do poprawy informacji zarządczej o niematerialnych wartościach budowanego dziedzictwa - patrz oryginał

Zarządzanie budynkami zabytkowymi i istniejącymi bezpośrednio zderza się z trudnością rozbudowy systemu informatycznego budynku w środowisku cyfrowym. MMIS opiera się na darmowej logice generatywnej, którą można zaimplementować w trakcie cyklu życia budynku. Nie wymaga ograniczeń reprezentacyjnych, ale raczej obiektów geometrycznych (Obiekty 3D), które z kolei zawierają informacje (dane opisowe) oraz dokładność pomiaru 3D i modelu parametrycznego (wartość odchylenia). Pierwszym wyzwaniem dla lepszego MMIS było znalezienie właściwego sposobu tworzenia złożonych elementów architektonicznych i strukturalnych (skanowanie do BIM). Projekt renowacji BIM bazyliki Collemaggio umożliwił wyróżnienie użytecznej linii badawczej w celu ulepszenia elementów geometrycznych i powiązania określonych informacji, takich jak plan konserwacji, obliczenia, fazy historyczne, koszty itp. Podstawą jest modelowanie złożonych elementów. w celu odpowiedniego wygenerowania historycznego modelu parametrycznego. Jak już opisano w poprzednim akapicie, modelowanie NURBS zostało wykryte jako bardzo użyteczne, dzięki znacznemu ograniczeniu kosztów i czasu związanego z tworzeniem modeli. Elastyczność modelowania zapewniła połączenie informacji dostosowanych do potrzeb różnych projektów, takich jak projekt restauracji, analiza strukturalna i metodą elementów skończonych, analiza monitorowania, środowiska rzeczywistości mieszanej (VR-AR) itp. Ten nowy czynnik doprowadził do określenie parametrów jakościowych i ilościowych czterech modeli przeprowadzonych w poprzednich latach. Proponowane GoGs bezpośrednio przeanalizowały wewnętrzne polecenia modelowania i były w stanie stopniowo zdefiniować prostą i intuicyjną skalę odniesienia. Na poniższym rysunku (rys. 4) można zrozumieć wymagania tej skali referencyjnej składającej się z dziesięciu GoG (od 1 do 10). Drugi poziom wymaga zaawansowanej wiedzy do zarządzania modelowaniem NURBS i formatami wymiany. G09 i G10 zostały oparte na algorytmach NURBS (nieobecnych w aplikacjach BIM) i pozwoliły na zdefiniowanie uszkodzonych, nieregularnych i skomplikowanych obiektów, które wyróżniają brane pod uwagę budynki. Nie reprezentują one najwyższego poziomu jakości modelu parametrycznego, ale raczej stopnie generacji przydatne dla poszczególnych typów analiz (analiza strukturalna, analiza metodą elementów skończonych, plan ochrony, analiza rozpadu itp.). Możliwości modelu parametrycznego powykonawczego to możliwość swobodnego odniesienia się do wymagań projektu, umożliwiając dwukierunkowy przepływ informacji. Cały model można w całości scharakteryzować za pomocą GoG 1 lub naprzemienności wszystkich GoG (od 1 do 10). Mogą harmonijnie współistnieć w tym samym BIM, zapewniając większą stabilność podczas rekonstrukcji 3D. Prawdziwe korzyści z systemu zdolnego do dołączania dowolnej informacji można uzyskać, jeśli zrealizowany zostanie każdy pojedynczy element architektoniczny i konstrukcyjny. Pozwoliło to zalogować się do logiki BIM, aby połączyć / utworzyć i zorientować dowolne informacje oraz automatycznie obliczyć każdy element, zachowując parametryczny typ Systemu Zarządzania Informacją. Integracja AMT odegrała decydującą rolę w przedstawieniu złożonych form zabytkowych budynków, charakteryzujących się nieregularnymi ścianami, złożonymi systemami sklepień, filarami i różnego rodzaju łukami. Te geometryczne osobliwości zostały przedstawione poprzez wyjście poza proste podstawowe modelowanie oferowane przez oprogramowanie parametryczne.

Obraz przedstawia dziesięć GoG, od najprostszych do najbardziej złożonych. Każdy GoG jest geometrycznie reprezentowany przez swoje prymitywne właściwości geometryczne, wymaganą transformację modelowania i ostateczny obiekt 3D.

Rys. 4. Klasy generacji (GoG) dla istniejących i HBIMs. Testowana metoda pozwoliła na parametryzację złożonego obiektu 3D. Aplikacja BIM wymaga GoG 9 i 10, aby umożliwić automatyczne generowanie złożonych obiektów 3D z chmur punktów - patrz oryginał

W badaniu przeprowadzonym w ciągu ostatnich pięciu lat nad złożonym generowaniem modeli cyfrowych na podstawie dokładnych badań 3D opracowano technikę generatywną, która może kierować przepływem informacji do różnych typów analiz. Tego typu analizy mogłyby zwiększyć dokładność testów i symulacji dzięki odpowiedniej generacji modelu. Następnym krokiem było zdefiniowanie modelu geometrycznego z dużą ilością informacji od różnych zespołów ekspertów. Wniosek ten podkreślił potrzebę znalezienia metody umożliwiającej wykorzystanie BIM stworzonego dla różnych potrzeb (GoI 1,2,3) .Twierdzenie to pokazało głównie, że złożoność musi być zorientowana na wymagania projektu, przy jednoczesnym wykorzystaniu wiele celów GoG i GoI dla różnych typów analiz. cele projektu wymagały zapewnienia jakościowego i ilościowego poziomu BIM dla wszystkich zespołów zaangażowanych w proces. Wykonawcy i zaangażowani eksperci podkreślili, że główną cechą modeli musi być elastyczność. Koncepcja dwukierunkowości zastosowana do mostu Visconti i zamku Masegra została oparta na kilku GoG i odpowiednich GoI. Każdy pojedynczy obiekt 3D utworzony w różnych studiach przypadku przedstawia nie tylko nieregularne, obliczalne i rozpoznawalne kształty geometryczne za pomocą różnych aplikacji analitycznych opartych na BIM, ale także listę informacji, które mogą dokładnie określić bogactwo cyfrowego modelu w czasie. Ten `` czynnik czasu '' określił dwie koncepcje: potrzeba utrzymania wysokiego poziomu elastyczności modelu bez żadnych ogólnych i opisowych ograniczeń definiujących ex ante `` jak '' i `` ile wiedzy '' powinno być zawarte w cyfrowych bazach danych podczas cyklu życia budynku. realne ograniczenie dla systemu cyfrowego, który może wdrażać poziom wiedzy budynku bez ograniczeń. Dwukierunkowy rozwój GoI zapewnił półautomatyczną definicję informacji (GoI 01) oraz integrację bardziej szczegółowych funkcji, takich jak analizy materiałów, stratygrafia, właściwości fizyczne i termiczne (GoI 02). Kolejnym krokiem było utworzenie nowych wewnętrznych / zewnętrznych baz danych do aplikacji BIM, które mogą dwukierunkowo łączyć obiekt 3D i wstawione dane, zapewniając jednocześnie automatyczne zliczanie (GoI 03). Biorąc pod uwagę ten stopień definicji, dla każdego pojedynczego modelu możliwe było osiągnięcie odpowiedniej orientacji BIM dla różnych typów analiz, unikając ponownego modelowania, odtwarzania i ponownego orientowania modeli. Najnowszy GoI nie ma ograniczeń i ograniczeń i może być wdrażany w miarę upływu czasu za pomocą wspólnego centrum, w którym można koordynować wszystkie interdyscyplinarne zadania. Tradycyjnej definicji LoD i LoI nie należy mylić z różnymi GoG i GoI. Te stopnie reprezentują makropolecenia / fazy, w których różni eksperci muszą zaangażować się w różne rodzaje analiz, podczas gdy LoD opisuje specyficzne wymagania dla dziedzin podrzędnych BIM, takich jak projektowanie BIM, monitorowanie BIM na placu budowy, BIM dla planu ochrony, BEM (analiza energetyczna). BIM do zarządzania obiektami, BIM do infrastruktury, BIM do przetwarzania w chmurze itp

GoI 01 umożliwił zdefiniowanie następujących informacji dla każdego elementu architektonicznego i konstrukcyjnego: Zastosowanie: Wymiary konstrukcyjne lub architektoniczne: wysokość, szerokość, długość, powierzchnia, objętość Dane identyfikacyjne: typ, obraz, opis, model, producent, komentarze typu, URL, opis, kod montażowy, oznaczenie typu, odporność ogniowa, etapy kosztów: Utworzono: istniejąca lub nowa konstrukcja; Rozbiórka - istniejąca lub nowa funkcja konstrukcji: wnętrze, zewnętrze, fundament, mocowanie, podbicie podbitkowe Materiał i wykończenia: rodzina, typ, całkowita grubość, opór (R), informacje o warstwie i stratygrafii

GoI 02 podniósł poziom informacji. Obejmuje: Właściwości analityczne: współczynnik przenikania ciepła (U), opór cieplny (R), masę cieplną, absorbancję, informacje o materiale fizycznym i termicznym: nazwa, opis, słowo kluczowe, typ, podklasa, źródło, adres URL źródła, właściwości, światło transmitowane, Zachowanie Izotropowe lub ortotropowe, Przewodnictwo cieplne, Ciepło właściwe, Gęstość, Emisyjność, Przepuszczalność, Porowatość, Odbicie, Oporność elektryczna, Gęstość, Moduł Younga, Współczynnik Poissona, moduł liniowy, Granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie Wygląd: Nazwa informacji, opis, słowa kluczowe, ściana farba, wykończenie, Grafika odcieni: cieniowanie, kolor, przezroczystość, wzór powierzchni, wyrównanie kolorów, tekstura, mapowanie

GoI 03 reprezentuje oparty na chmurze holistyczny system, w którym wszyscy zaangażowani użytkownicy mogą poszerzyć wiedzę na temat budowanego dziedzictwa. BIM wymagał orientacji w różnych dyscyplinach. Każda dyscyplina wdrożyła własny proces. Ci drudzy zdefiniowali własny krajowy poziom szczegółowości (LoD) lub informacji (LoI). Chmura BIM umożliwia dwa podejścia: pierwsze podejście charakteryzuje się wewnętrznymi bazami danych (logika dwukierunkowa), a drugą jest podłączenie zewnętrznej bazy danych za pomocą określonej wtyczki, takiej jak DBLink. Elastyczność MMIS zapewniła różnym dyscyplinom (nieuwzględnionym w procesie zarządzania modelem) określenie własnego poziomu rozwoju, szczegółowości i informacji.

W ostatnich latach różne metody przechwytywania danych 3D były stosowane w projektach BIM z różnym powodzeniem. W znaczących badaniach skupiono się na procesie generowania powykonawczego modelu cyfrowego przy użyciu metody „Scan to BIM”. Główną korzyścią jest wyższa jakość BIM, która może usprawnić proces projektowania, symulację strukturalną, analizę zaniku i wyniki monitorowania. Większość opublikowanych badań uznaje dokładność za główny czynnik jakości chmury punktów. W inżynierii, nauce i statystyce, dokładność obliczonego i mierzonego systemu to podwyższenie stopnia bliskości pomiarów określonej wielkości do jej prawdziwej wartości. Błąd wynikający z odchylenia wartości mierzonej (obiekty 3D) od wartości zweryfikowanej (chmury punktów) nazywany jest dokładnością. Zwykle współczynnik ten jest wyrażany jako: wher:

Eacc = Vmes

Eacc = błąd dokładności

Vmes = zmierzona wartość

Vver = zweryfikowana wartość

Wysoki poziom jakości danych został rozwiązany na różne sposoby dla każdego studium przypadku, przy użyciu skanowania laserowego, technik fotogrametrycznych, sieci geodezyjnych itp. Integracja ta pozwoliła na zdefiniowanie parametrów jakościowych dla każdej chmury punktów. Gdy byliśmy pewni, że parametry chmur punktów (gęstość, rozmiar, odległość, kolory) spełniają wymagania projektu, stał się on nowym GoG 10 trójwymiarowych modeli opisanych w paragrafie 3.1. W artykule przedstawiono nowatorską metodę umożliwiającą dokładniejszą ocenę jakości każdego obiektu 3D w procesie generowania modeli cyfrowych przy użyciu metody „Scan to BIM”. Korzystając z testów HBIM mostu Visconti i bazyliki Sant ’Ambrose, zastosowano metodę statystyczną w celu określenia stopnia dokładności (GoA) w celu zapewnienia prawidłowej identyfikacji każdego GoG. Aby zilustrować solidność proponowanej metody i oszacować jej parametry opisowe, w wynikach przeanalizowano różne testy wartości odchylenia uzyskane przez automatyczny system weryfikacji (AVS), który jest w stanie analizować następujące statystyki: Liczba punktów: przyrząd przeznaczony do pomiaru, zapamiętywania i wyświetlania duża liczba punktów w chmurze punktów. Wartość reprezentuje zbiór punktów, które zmierzyło urządzenie. Średnia odległość: arytmetyczny pomiar największej i najmniejszej odległości między punktami i obiektami 3D Mediana odległości: suma listy wartości podzielona przez liczbę liczb na liście Odchylenie standardowe: miara używana do ilościowego określenia wielkości zmienności zbioru wartości danych GoA stanowi skuteczny system sterowania pokazujący odchylenie między pomiarem 3D a BIM, definiując maksymalny GoA wynoszący około 1 mm między chmurą punktów a obiektem 3D.

Rys. 6. System automatycznej weryfikacji (AVS) dla „Skanowania do BIM”. Krypta Ciel d'Oro ', bazylika św. Ambrożego w Mediolanie. (1) Chmura punktów, (2) GoG9 - NURBS z szkieletu 3D, (3) GoG10 - NURBS z chmury punktów, (4) GoA - Mediana odległości wynosi 0,00188 6m, Średnia odległość 0,002654, Standardowa dewiaton wynosi 0 , 002623 m, Point Count 217556, (5) BIM systemu sklepionego - patrz oryginał

HBIM bazyliki Collemaggio wymagało zdefiniowania LoDs zorientowanych na plan renowacji. Główne informacje związane z modelem dotyczyły stanu zachowania poszczególnych elementów lub części budynku, pozwalając na aktualizację zaplanowanych działań lub po prostu uzupełnienie dokumentu o wyniki nowych kontroli. Model cyfrowy wymagał innego typu GoG podczas procesu rehabilitacji. Analiza konstrukcji, analiza elementów skończonych i plan konserwacji wymagały integracji GoG 09 i GoG 10 w celu wdrożenia analizy sklepień i nieregularnych ścian.

Rys. 7. Bazylika Collemaggio: model Revti (1), BIM do analizy strukturalnej (2), Design BIM (3) i HBIM: na czerwono elementy, w których zastosowano GoG 10, na zielono GoG09 i na niebiesko pozostałe typy GoGs - zobacz oryginał

Pierwszym innowacyjnym aspektem HBIM w Masegra Castle było stworzenie wirtualnego środowiska zdolnego do mieszania rzeczywistości rozszerzonej (AR) z rzeczywistością wirtualną (VR) oraz zarządzania GoG i GoI z wielu źródeł danych. Metoda ta sprzyja rozpowszechnianiu i wizualizacji modelu cyfrowego za pomocą różnych urządzeń najnowszej generacji. Drugą korzyścią i najbardziej wyrazistą było stworzenie inteligentnych trójwymiarowych elementów zdolnych do reprezentowania złożonych elementów, takich jak nieregularne sklepienia (GoG 10) oraz łuki i dach (GoG 09) w aplikacjach opartych na BIM do analizy elementów konstrukcyjnych i skończonych (MES). GoG 10 był głównym gatunkiem stosowanym do ścian.

Rys.8 Model Masegra Castle Revit (1), BIM do analizy strukturalnej (2), BIM dla VR / AR (4). HBIM: na czerwono elementy, w których zastosowano GoG 10, na zielono GoG09 i na niebiesko pozostałe typy GoG - patrz oryginał

Połączenie cyfrowych pomiarów 3D, AMT, modelowania NURBS, aplikacji parametrycznych i zestawów danych monitorowania wymagało specjalnego opracowania systemu archiwizacji i wizualizacji monitorowania stanu konstrukcji (SHM) w HBIM mostu Azzone Visconti. Dostępność bazy danych BIM w chmurze cyfrowej umożliwiła integrację różnego rodzaju danych, takich jak raporty, tabele, wykresy, itp. Z reprezentacją bezpośrednio połączoną z konstrukcją z nowym GoG 09 i 10 dla elementów konstrukcyjnych, takich jak łuki i sklepienia.

Rys.9 Most Visconti: model Revti (1), BIM do analizy strukturalnej (2), BIM do VR / AR (3) i BIM do monitorowania (4). Na czerwono elementy, w których zastosowano GoG 10, na zielono GoG09 i na niebiesko pozostałe typy GoG. - patrz oryginał

I wreszcie, model BIM bazyliki św. Ambrożego w Mediolanie był głównym wyzwaniem dla opracowania modelu zdolnego do interakcji z różnymi fazami historycznymi. Interpretacyjna analiza elementów konstrukcyjnych i ich archiwów historycznych pozwoliła na stworzenie modelu zdolnego do reprezentowania złożonych form i rozpowszechniania określonych informacji w różnych fazach czasowych. Trzeci wymiar ustąpił miejsca innowacyjnej metodologii, która może odzwierciedlać historyczne progi dzięki sfinalizowaniu systemu automatycznej weryfikacji (AVS) wspomnianych wcześniej HBIM.

Rys. 10 Bazylika Sant’Ambrose BIM powykonawczy (1), BIM dla rzeczywistości VR / AR (3), BIM test GoA (4). HBIM: na czerwono elementy, w których zastosowano GoG 10, na zielono GoG09 i na niebiesko pozostałe typy GoG - patrz oryginał

Definicja właściwego obszaru GoA została oparta na wartości odchylenia między chmurą punktów a obiektem 3D dla każdego sklepionego systemu Bazyliki. Uzyskany GoA określił jakość odniesienia dla przyszłych procesów generatywnych. Posiadanie dowodu na stopień dokładności modelu powykonawczego stanowiło rozwiązanie do określania wymagań jakościowych dla modeli cyfrowych „Skanuj do BIM”. Wreszcie, tego rodzaju AVS nie wchodzi w zakres kategorii pomocy, które mogą być uwzględnione w wytycznych LoD, ale jest nową procedurą, która mogłaby zostać włączona do przyszłych badań.

Doświadczenie zdobyte w ciągu ostatnich kilku lat krytycznie uwydatniło potrzebę ulepszenia procesu generowania powykonawczego BIM i zarządzania informacjami. Modeling Management Information System (MMIS) umożliwił nakreślenie generatywnego procesu opartego na zaawansowanych technikach modelowania (AMT) dla różnych typów analiz, poprawiając przepływ informacji podczas cyklu życia budynku. Orientacja i integracja AMT, modelowania NURBS i modelowania parametrycznego umożliwiły generowanie złożonych powykonawczych BIM, zdolnych do prawidłowego śledzenia chmur punktów. Projekt MMIS doprowadził do zdefiniowania klas generacji, informacji i dokładności, określając, w jaki sposób modele BIM mogą być zorientowane na różne wymagania projektowe i zdefiniowane zarówno jakościowo, jak i ilościowo. Definicja GoGs, GoIs i GoAs nie ma na celu zastąpienia różnych krajowych przepisów referencyjnych, ale jej głównym celem było opisanie, w jaki sposób należy umożliwić zwiększanie w czasie dwukierunkowego przepływu informacji między obiektem 3D a danymi. Przemysł, badania naukowe i instytucje rządowe mogą odnieść korzyści z BIM poprzez proces darmowego wiązania. Przyszłe projekty powykonawcze będą mogły odnosić się do MMTS, sprzyjając dokładnemu opisowi, w jaki sposób model został wygenerowany (GoG), połączonych informacji (GoI) i który jest stopniem dokładności między każdym obiektem 3D a chmurami punktów ( GoA). Wyniki pokazują, że zdefiniowany GoA i system automatycznej weryfikacji (AVS) można uznać za kryteria kontroli jakości dla „skanowania do BIM”. Nasze pokolenia widziały, jak w jednej chwili przeszły od rysowania do Chin i od rysunków 2D CAD do BIM. Z tego powodu przyszłe badania nie zatrzymają się na przedstawieniu budynków za pomocą projektów BIM, ale z pewnością znajdą nowe innowacyjne sposoby wdrażania nowych technik zarządzania dla naszego dziedzictwa budowlanego.