ВведениеМоделирование по облакам точек – трудоемкий процесс, который на данном этапе развития технологий может быть автоматизирован лишь частично [1]. Высокий процент ручного труда обусловлен отсутствием программного обеспечения, способного автоматически классифицировать и сегментировать облака точек (распознавать на них объекты), либо нестабильностью работы данного ПО, что более подробно было рассмотрено в статье [2].Моделирование по облакам точек в Autodesk Revit имеет свою специфику, в частности, основными задачи реализации таких проектов зачастую является не выпуск проектной/рабочей документации (как в случае применения BIM на этапе проектирования) [5-6], а воссоздание геометрически и визуально точной копии реального объекта [7-11]. Эта специфика обуславливает и наполнение информационной модели, и трудоемкость ее создания, и, в конечном итоге, стоимость проекта DT-BIM. Задачи DT-BIM большей части могут относится к этапу подготовки нового строительства (получение исходных данных об объекте – например, для подсчета объемов демонтажа конструкций/оборудования), либо для решения задач эксплуатации. Однако далеко не каждый заказчик, даже определившись со сценарием использования DT-BIM, может позволить себе подобный проект в силу его высокой стоимости, значительную часть которой, помимо непосредственно сканирования, составляет ручное моделирование по полученным облакам. Задачи моделирования, в свою очередь, можно разделить на подготовительные (администрирование проекта, создание плана реализации проекта, распределение обязанностей участников и т.д.), основные (подготовка библиотеки и расстановка элементов) и заключительные (фиксация модели в соответствие с договором и передача заказчику). Данная статья продолжает цикл работ авторов [12-18].Стоить отметить, что создание библиотеки элементов хоть и является далеко не единственным процессом, однако от успешности его выполнения зависит, насколько беспрерывно будет проходить процесс моделирования (отсутствие элементов тормозит моделирование). В данной работе автор попытался стандартизировать подсчет стоимости реализации DT-BIM для возможности дальнейшей оптимизации рабочих процессов и возможности снижения себестоимости ведения проекта DT-BIM для подрядной организации. Поэтому смысл работы в представлении методики оценки трудоемкости по созданию 3D-моделей семейств, с помощью которой возможно получить выражение в трудозатратах и в реальной стоимости.Актуальность темыНедостаточная распространённость применения технологий информационного моделирования на этапе эксплуатации обусловлена высокой стоимостью и низкой автоматизацией процесса создания цифровых двойников. Снижение себестоимости работ по созданию DT-BIM может позволить в перспективе снизить стоимость применения BIM на этапе эксплуатации. Цель исследованияСтандартизировать процесс подготовки коммерческого предложения на реализацию BIM-проектов цифровых двойников (digital twin information model или DT-BIM) с целью снижения конечной стоимости проекта.Задачи исследованияОпределить спектр задач при подготовке потенциального проекта DT-BIM;Формализовать задачу моделирования блоков информационной модели по облакам точек;Классифицировать способы создания 3D-тел в Autodesk Revit;Создать шкалу оценки трудоемкости операций по созданию геометрии в Autodesk Revit.Библиотеки семейств для различных BIM-сценариевВ случае с моделированием по облакам точек есть несколько вариантов использования семейств в проекте: наработка и использование библиотеки адаптивных семейств – приемлем в случае, если модели предназначены для дальнейшего использования в качестве проектных (например, при реконструкции), то обеспечивают простоту внесения корректировок. Библиотека в данном случае представляется набором семейств, обладающих набором параметрических зависимостей и адаптируемый в широком диапазоне потенциальных проектных решений.моделирование статических семейств – в случае, когда не предполагается дальнейшее изменение компонентов – представляется нарабатываемой в ходе проекта библиотекой простых семейств, главных образом соответствующих требуемой степени детализации (LOD). Статические семейства не имеют параметрических зависимостей, и могут использоваться от проекта к проекту без изменений, либо создаваться каждый проект заново.Вариативность геометрических характеристик промышленного оборудования, вкупе с его уникальностью (как оборудования производственных объектов в целом, так и производств одной отрасли) затрудняет наработку библиотеки, увеличивая затраты на создание «умных» адаптивных семейств в разы.Второй вариант предпочтительнее в проектах DT-BIM потому, что зачастую, как показывает практика, объекты моделирования представляют собой оборудования с истекшим (подходящим к таковому) сроку эксплуатации, имеет нетипичную геометрическую форму и габариты, модели такого оборудования не подразумевают повторного использования на других проектах.В связи с этим возникает постоянная необходимость оценки себестоимости потенциального проекта, а именно, задач по созданию семейств, как составной части непосредственно моделирования.Модель подсчета на основе шкалы весаНа данных существует множество методик, позволяющих оценить сложность разработки цифрового продукта. Однако большинство из них заточены под разработку программного обеспечения (IT-development). Например, популярная система Story Point. Story Point –система оценивания, которая может помочь при определении процентного соотношения (по времени/трудозатратам) между операциями/блоками работ. Однако при неизвестных общих сроках/стоимости выполнения работ (как на этапе формирования КП), необходима шкала, основанная на реальной трудоемкости работ. В данной работе предлагается следующая система оценивания, основанная на нескольких классификациях процесса: по уровню решаемой задачи;по уровню детализации проекта;по количеству предполагаемых операций в САПР.Расчет сложности представляет собой мультипликацию «веса» и условных баллов, рассчитываемых далее:                           T =  npt,где T – искомое время выполнения задачи (блока/операции), n – сложность в баллах (pt), умноженное на продолжительность базовой команды. В качестве ПО для реализации подсчета использована система Autodesk Revit версии 2021.1В силу специфики моделирования по облакам точек, не предполагающего оформления аннотаций и специальных видов (планов/разрезов, легенд и т.д.) рассмотрим только команды по созданию элементов 3д-графики:   Рис. 1. Команды, учитываемые при подсчетеВ качестве условности для начала отсчета было введено понятие базовой команды. Базовая команда - команда, требующая не более 3 кликов мышью и 2 ментальных операций (время на принятие решения пользователем).Используя метод подсчета времени по методики GOMS — «The model of Goals, Objects, Methods, and Selection rules» — было получено время, затрачиваемое пользователем на выполнение такой команды в Autodesk Revit – 20 секунд. Ниже приведены все 3 вида классификации с примечаниями (Табл. 1-Табл. 3).Таблица 1. Уровни решаемых задачУровеньЗадачаИз чего состоитКак составляетсяЧто упрощает3 – Менеджера проектаПодсчет трудозатрат на проектБиблиотека – совокупность дисциплин проектаПо спецификациям всех дисциплин/на основе визуальной оценки объекта (облаков точек, панорамных фото)Подготовка КПВыставление стоимости работПланирование сроков и перечня команд на проекте.2- Координатора проектаПодсчет трудозатрат командыДисциплина – совокупность блоков семейств (например, система водопонижения на период эксплуатации)По спецификации оборудования и материалов/ по сумме блоковСогласование LOD, Организация команд, распределение объемов работ между командами, планирование работ.1 -Исполнителя работПодсчет трудозатрат исполнителяБлок семейств – сложное семейство/совокупность семейств, образующих модель одной сущности. (например, насосный блок)По разделу спецификации/на основе визуальной оценки участка моделированияФормирование компетенций для кандидата (исполнителя), составление индивидуального плана выполнения работ.Сложное семейство – состоящее из нескольких семейств(например, консольный насос)По документации от производителя оборудования с учетом требования LOD/На основе визуальной оценки моделируемого типа оборудования Семейство – совокупность блоков 3д-телБлок 3д тел – типичный набор тел разных форм, достаточный для моделирования семейства определенного внешнего вида (например, электродвигатель насоса)На основе визуальной оценки формы части оборудования3д-тело – графический элемент, построенный на основе эскиза в Revit (элемент выдавливания, вращения, сдвига и т.д.)Эскиз – совокупность базовых команд рисования в Revit (отрезок, радиус, «выбрать линии»), на основании которых создается 3д-тело0 - РасчетСоздание модели для подсчета трудозатратБазовая команда – команда, требующая не более 3 кликов мышью и 2 ментальных операций (время на принятие решения пользователем)Не более 20 секНа базе методики оценки интерфейса GOMSСкорость выполнения базовых задач по работе в ПОТаблица 2. Блоки операцийКлассификацияОперацияСмыслВес всего:Базовые операции (Б)Опорная плоскость1 базовая команда1ptБазовые операции (Б)Рисование1 базовая команда1ptПростые команды (П1,П2,П3)Простой эскиз 1 плоскость1 рисованиеП1=Б+Б2ptСложный эскиз1плоскость 2 рисованияП2=Б+2БЛибо1 плоскость 3 рисования П3=Б+3Б3pt4ptСложные команды(С1,С2,С3)Выдавливание С1=П1+БС2=П2+БС3=П3+Б 3pt4pt5ptВращение Сдвиг    Суперкоманды(С11,С12,С13С21,С22,С23)Переход  С11=2П1+2БС12=2П2+2БС13=2П3+2Б 6pt8pt10ptПереход по траектории  С21=3П1+2БС22=3П2+2БС23=3П3+2Б8pt11pt14ptТаблица 3. ДетализацияНизкаяСредняяВысокаяНа основе простого эскизаНа основе сложного эскизаНа основе двух простых эскизовНа основе нескольких сложных эскизов   Рис. 2. Уровни детализации оборудования (слева направо: Низкий, Средний,Высокий)Подсчет по шкале сложности для различного оборудованияБыли рассмотрены часто встречаемые комбинации 3D-тел в семействах библиотеки, применяемых на двух крупных проектах (300000-500000 элементов) с применением облаков точек. Приведена комбинация для позиций технологического оборудования и семейств трубопроводных дисциплин: без учета коннекторовТаблица 4. Уровни детализацииКатегория RevitТипНизкая детализация (LD1)Средняя детализация (LD2)Высокая детализация (LD3)LD1,ptLD2,ptLD3,ptФитинги трубопроводовФланец2C14C24C3+16C161668 Переход мС11С11С11666 УголС1С3+С1С3+С1388 Тройник3С14С14С191212 Крестовина2С12С2+4С12С2+4С162020Арматура трубопроводовЗадвижка, Кран4С14С2+С3+3С112С3+2С23123088 Клапан3С25С2+4С19С3+2С23123273 Фильтр 3С13С2+5С11С3+4С2+16С192069 Затвор/задвижка с эл. приводом5С13С2+6С12С3+18С1153067 Измерительное оборудование (манометры, термометры и др.)2С15С29С3+4С2+С162064ОборудованиеБак5С14С1+2С22С13+4С3+6С1152058 Центрифуга7С15C2+3C1+2C229C3+6C1+2C23215191 Резервуар (кроме радиального типа) 5C15C2 9C3+4C2+4C1152073 ШнекC1C2+5C1C23+6C2+5C131953 Передача (ременная)C23C25C3+2C241233 Пресс гидравлическийC34C3+3C14C3+9C2+7C152977 Конический бункерC22+2C12C22+C2+C12C23+5C2+5C1172963 Теплообменник3C23C3+3C2+3C18C3+5C2+11C1126093 Установка рециркуляции (жидкости, паров)3С12С2+6С18С3+12С2+С192691 Насос погружной, помпа2С16С113С1+С261843 Насос консольный (секционный)3С13С2+6С111С3+4С2+6С193089 Насос вакуумный3C26C2+3C116C3+8C11236104 Насосная станция4С13С2+4С111С3+8С2+8С11224111 Лифт, подъемникС26С2+3С13С3+4С2+8С143355 Конвейер цепной (блок)6C14C21+6C2+11C14C22+6C3+9C118101132Таким образом, возможно определить трудоемкость моделирования: переходя от уровня к уровню (1-4) возможен подсчет как типовых 3д-блоков (табл. 3), так и типовых семейств, сложных семейств и дисциплин проектов, однако эти подсчеты не отображены в данной публикации. РезультатыДанные, полученные в результате подсчета, при их сравнении с эмпирически полученными данными о времени моделирования аналогичных 3д блоков для параметрических семейств, оказываются ниже на несколько порядков. Например, время выполнения 1 экземпляра Насоса вакуумного в высокой детализации 104pt (или 34 минуты), однако создание такого же блока для параметрического семейства может занять от 6 часов. Ускорение обусловлено тем, что отсутствует необходимость: создания параметров и зависимостей;проверки работоспособности зависимостей на промежуточных этапах моделирования;создания таблицы выбора;создания типоразмеров/каталога типоразмеров;условности расчета на данном этапе.ВыводыДальнейшая разработка подобной методики подсчета позволяет стандартизировать процесс выдачи КП, а также позволяет стандартизировать сопутствующие процессы, реализуемые как на уровне команды, так и ее участников.