Введение

BIM (Building Information Modeling) - зарубежная технология, призванная улучшить процессы проектирования, строительства и эксплуатации зданий через создание и управление цифровыми моделями, появилась довольно давно. В Российской Федерации осуществляется плавный переход на технологии информационного моделирования (ТИМ), что является частью государственной стратегии по цифровизации строительной отрасли [1]. Этот переход отражает стремление адаптировать международный опыт к российским условиям и нормативам, обеспечивая более эффективное планирование, контроль качества и снижение затрат на всех этапах жизненного цикла объектов капитального строительства.

По данным Центра компетенций по ТИМ «ДОМ РФ» [2], за II квартал 2024 г. количество регионов, использующих технологии информационного моделирования в строительстве жилья, увеличилось с 45 до 54 из 89. Лидирующие позиции по применению технологий информационного моделирования возглавляют такие субъекты РФ, как Москва, Московская область и Санкт-Петербург. Доля квадратных метров жилого назначения, при строительстве которых применяют или пилотируют технологии информационного моделирования, увеличилась с 41 до 44%. Наибольшая часть приходится на Москву (80%). Процент застройщиков в данном случае достигает 21% (в I квартале - 20%). Эти показатели демонстрируют положительную динамику в развитии использования ТИМ в строительной отрасли (рис. 1).

Рис. 1. Показатели применения ТИМ в жилищном строительстве за II квартал 2024 г.,
по данным Центра компетенций по ТИМ «ДОМ РФ»

При этой динамике этап проектирования является наиболее распространённым для использования ТИМ, однако не все потребности проектировщиков могут быть решены стандартными инструментами ПО для САПР. В процессе проектирования часто возникает необходимость автоматизации специфических задач, которые выходят за рамки стандартных возможностей программного обеспечения. Здесь на помощь приходят плагины и расширения, которые позволяют автоматизировать нестандартные задачи, не предусмотренные базовым функционалом САПР.

Аналог зарубежного решения для этапа проектирования в части информационного моделирования

К текущему моменту строительная отрасль обеспечена необходимым для работы программным обеспечением отечественного производства на всех этапах жизненного цикла объекта капитального строительства. На рынке российского программного обеспечения созданы достаточные условия для перехода на апробированное отечественное ПО.

На странице Центра компетенций по технологиям информационного моделирования в жилищном строительстве фигурирует реестр, который содержит более 400 отечественных продуктов для использования в ходе инвестиционно-строительного цикла. Сейчас 74% продуктов из реестра включены в Реестр программного обеспечения Минцифры России. Большая часть ПО создана для использования на этапах проектирования (193) и строительства (165). В реестре представлены решения в области ТИМ, ИИ, управления БПЛА и других технологий. Обновление проводится совместно с представителями вендоров, что позволяет предоставить наиболее актуальную информацию.

Для этапа проектирования можно выделить одно из наиболее прогрессивных, на данный момент, решений от компании АСКОН - Renga.

Renga – это программное обеспечение для информационного моделирования зданий (BIM), разработанное для упрощения процессов проектирования и создания архитектурных и инженерных проектов. Renga отличается интуитивно понятным интерфейсом, который позволяет специалистам быстро осваивать программу и эффективно работать над проектами. Программа поддерживает трехмерное моделирование, что обеспечивает наглядность и точность при разработке проектов. В Renga реализована функция совместной работы, что позволяет архитекторам, инженерам и другим участникам проекта взаимодействовать в едином информационном пространстве, улучшая координацию и снижая риск ошибок [3].

По своему подходу приложение частично напоминает продукт компании Autodesk Revit. То есть логика заключается в том, что пользователь формирует полноценную информационную модель в отдельном файле, при этом работа с этой моделью ведется как в трехмерном пространстве, так и возможна корректировка элементов в плане. Преимущество изначально отдается работе с 3D-моделью, т. е. в большинстве случаев модель формируется в трехмерном пространстве, с возможностью разделения по этажам, уровням, блокам. Программа также позволяет генерировать стандартные разрезы и фасады. Они автоматически синхронизируются при внесении изменений на любом плане или в 3D-модели, но не являются редактируемыми. Эти виды предоставляются пользователям для оформления. Помимо стандартных видов, программа позволяет генерировать табличные данные в виде спецификаций или отдельных форм, не связанных с ИМ. При внесении изменений через табличные формы, которые получены посредством спецификации, эта информация автоматически синхронизируется с моделью.

Организацию совместной работы в Renga можно представить в виде двух подходов [4]:

1. Renga Collaboration Server. Этот инструмент позволяет организовать совместную работу над проектом нескольким пользователям. Он обеспечивает хранение и синхронизацию данных проекта, а также позволяет отслеживать изменения и версии проекта. Данный инструмент может быть представлен как отдельный ПК в организации, либо размещен в облачных сервисах, что обеспечивает доступ к нему из любой точки мира. Также доступен облачный сервис (Renga Cloud), предоставляющий доступ к Collaboration Server и другим инструментам Renga.
2. Среда общих данных Pilot-BIM. Это инструмент для объединения моделей разных разделов проекта (архитектура, конструкции, инженерные системы) в единую сводную модель.
3. Это позволяет получить более полное представление о проекте и упростить координацию работы между разными специалистами.
4. Хоть Renga приближена к функционалу Autodesk Revit, но при этом реализует другой подход и цели в процессе разработки. Сравнение функционала инструментов различных платформ представлено в таблице 1 [5].

Таблица 1. Сравнительный анализ отечественной системы Renga и зарубежных аналогов

Для более корректного анализа зарубежных инструментов и отечественной разработки была также приведена информация о программе, разработанной компанией Graphisoft для проектирования и создания архитектурных проектов.

Разработка расширения для ПО Renga

Разработка расширения предполагает использование Renga API и стандартных языков программирования, таких как Python, С++ или C#. Renga API предоставляет разработчикам доступ ко всем необходимым функциям для взаимодействия с моделью, что позволяет создавать кастомные скрипты и приложения для автоматизации различных задач. Этот подход требует более глубоких знаний в области программирования, но при этом предоставляет большую гибкость и возможности для интеграции с другими системами и инструментами. Программируя напрямую через API, можно реализовать более сложные сценарии автоматизации и обеспечить точное соответствие специфическим требованиям заказчика или государственной экспертизы [6].

Реализовать весь потенциал API помогает набор инструментов, библиотек, документации и примеров кода, предоставляемый разработчикам для создания приложения или интеграции с определенной платформой, программным обеспечением или сервисом – Software Development Kit.

Комплект разработчика (SDK) - набор файлов, позволяющих работать с программным интерфейсом ПО Renga. В данном архиве находятся папка с примерами («Samples»), вспомогательные заголовочные файлы и библиотеки для работы с Renga («С++», «Net», «tlb»), а также справка, сохраненная локально в виде набора web-страниц («Docs»). Пакет SDK распространяется, в частности, для двух основных языков программирования («C#», «С++»). Для C# комплект предоставляет скомпилированную библиотеку, содержащую объявление необходимых функций и работу с некоторыми перечислениями, которые есть в Renga API («Renga.Net.PluginUtility.dll»). Для С++ в наборе можно выделить перечень заголовочных файлов, реализующих те же действия, что и конструкции в библиотеке dll. Общим для двух языков является файл tlb (Type library), который представляет из себя библиотеку типов, используемую в приложениях на C, C ++ или C# под Windows. Он содержит спецификацию COM-компонентов, конструкций связывания и встраивания объектов (OLE), перечислений, функций, классов, типов и интерфейсов, скомпилированных в один файл. В C# импорт происходит как ссылка на проект, а С++ как импорт по пути данной библиотеки. Для Python SDK предоставляет только некоторое количество тестовых скриптов, при этом логика языка не привязана к использованию Type library [7].

Плагин представляет собой программное дополнение, которое функционирует с момента запуска до завершения основного процесса. В Renga плагин обычно состоит из кода, обрабатывающего одно или несколько внутренних событий в Renga, таких как отслеживание нажатий на кнопки в интерфейсе, выделение объектов, а также открытие и закрытие проекта [8]. Укрупненная схема создания плагина в ПО Renga представлена на рис. 2.

Рис. 2. Укрупненная схема создания плагина через Renga API

Каждый плагин под Renga состоит из следующих необходимых ресурсов:

• исполняемый файл плагина, который является стандартной динамической библиотекой Windows или сборкой «.NET»
• XML-файл с расширением «.rndesc», содержащий описание плагина и инструкции по его загрузке.

Каждый из перечисленных файлов описания должен быть размещен в отдельном подкаталоге внутри директории «Plugins» корневой папки ПО. Названия файлов описания должны совпадать с названиями папок плагинов. Например, для плагина, расположенного в папке [RengaInstallation]/Plugins/Sample, файл описания должен находиться по пути [RengaInstallation]/Plugins/Sample/Sample.rndesc.

Структура файла описания типа фиксированной разметки должна соответствовать представленной на рис. 3.

Рис. 3. Файл описания библиотеки

Средой для разработки расширения может являться MS Visual Studio, представляющая из себя мощную интегрированную среду разработки (IDE), которая широко используется для написания кода на различных языках программирования, таких как C#, C++, Python, JavaScript и многих других. Эта среда предоставляет разработчикам все необходимые инструменты для создания, редактирования и отладки кода. Visual Studio оснащена интеллектуальным редактором кода, который включает функции автодополнения, подсветки синтаксиса и рефакторинга, что значительно повышает производительность и точность работы программиста. Кроме того, встроенные отладчики и средства анализа кода помогают находить и исправлять ошибки на ранних этапах разработки. Благодаря гибким возможностям настройки и расширяемости, MS Visual Studio поддерживает множество плагинов и расширений, позволяя разработчикам адаптировать среду под свои конкретные нужды и интегрировать её с различными сервисами и инструментами [9].

Настройка рабочего пространства проекта в среде MS Visual Studio начинается с создания нового проекта или открытия существующего. Для этого в меню "Файл" выбирается соответствующая опция, после чего необходимо указать тип проекта и его расположение на диске. Далее, следует настроить структуру решения, добавив необходимые файлы и папки, а также подключив нужные зависимости и библиотеки (рис. 4). Важным этапом является конфигурация параметров сборки и отладки, что позволяет оптимизировать процесс разработки и тестирования. В MS Visual Studio предусмотрены удобные инструменты для управления исходным кодом, включая интеграцию с системами контроля версий, такими как Git, что облегчает совместную работу над проектом. Используя богатый функционал среды, разработчики могут эффективно организовать свое рабочее пространство, настроив его в соответствии с требованиями конкретного проекта и личными предпочтениями [10].

Рис. 4. Подключение библиотек в менеджере ссылок

Заключение

Концепция информационного моделирования уже прочно вошла в практику проектирования, строительства и эксплуатации объектов. BIM представляет собой методику управления информацией о здании на всех этапах его жизненного цикла, позволяющую существенно повысить качество и эффективность процессов. В условиях стремительного технологического развития и перехода к цифровой экономике, Россия поставила перед собой амбициозные цели в рамках стратегии до 2030 г., направленной на модернизацию строительной отрасли. В частности, одним из ключевых направлений является широкое внедрение технологий информационного моделирования, что должно способствовать повышению конкурентоспособности отечественного строительного комплекса на международной арене.

Разработка и применение сторонних плагинов для систем автоматизированного проектирования имеют огромное значение в современной практике информационного моделирования. Плагины позволяют значительно расширить базовый функционал САПР, адаптируя его под специфические нужды различных проектов и пользователей. Это особенно актуально в условиях, когда требования к проектам становятся все более сложными и многообразными, а стандартные возможности САПР могут оказаться недостаточными для их удовлетворения.

Внедрение дополнительных модулей отдельно от основной платформы позволяет избежать излишней загруженности системы и улучшить её общую работу. Пользователи могут выбирать только те плагины, которые действительно необходимы для их конкретных задач, что упрощает управление ресурсами и снижает риски возникновения ошибок и сбоев.

Внедрение инновационных плагинов позволяет отечественным разработчикам идти в ногу с мировыми тенденциями и предлагать конкурентоспособные продукты, что повышает их шансы на успешное продвижение и внедрение своих решений за рубежом.

Список использованных источников

1. Проект «Стратегия развития строительной отрасли Российской Федерации до 2030 г.».
   URL: https://www.srogen.ru/upload/files/documents/strategy_text_13112019.pdf (дата обращения 18.07.2024).
2. Технологии информационного моделирования // ЕИСЖС.
   URL: https://наш.дом.рф/tim (дата обращения 19.07.2024).
3. BIM-батл №1 Revit vs Renga (Сергей Макаров vs Сергей Одегов): [сайт]. 2024. –
   URL: https://www.youtube.com/watch?v=F2Mgt6Rnm3Q&t=2s (дата обращения: 01.03.2024).
4. Renga для совместной работы над проектом.
   URL: https://rengabim.com/sovmestnaya-rabota/ (дата обращения 17.07.2024).
5. Перспективы импортозамещения программного обеспечения для проектирования объектов капитального строительства в промышленности.
   URL: https://csdev.ru/articles/cm_101_08.html (дата обращения 16.07.2024).
6. Методическое пособие в дополнение к курсу: «Renga. Инструменты автоматизации. Программирование»: [сайт]. 2022.
   URL: https://github.com/GeorgGrebenyuk/renga_programming_course_1 (дата обращения: 01.04.2024).
7. API BIM-системы Renga: [сайт]. 2022.
   URL: https://habr.com/ru/companies/ascon/articles/343010/ (дата обращения: 01.04.2024).
8. Непоследний обзор Renga API: [сайт]. 2022.
   URL: https://blog.rengabim.com/2020/04/renga-api.html (дата обращения: 01.04.2024).
9. Dzen-статьи: Часть 6. Скрипт получения свойств объектов: [сайт]. 2023.
   URL: https://dzen.ru/a/ZHNStuvFCUkLuqmZ (дата обращения: 01.04.2024).
10. Автоматизируем создание свойств: [сайт]. 2022.
    URL: https://blog.rengabim.com/2020/07/blog-post.html (дата обращения: 01.04.2024).