IFC и OpenBIM

как маркетинговое изобретение CAD-вендоров

Под покровом Autodesk

История формата IFC (Industry Foundation Classes) началась в 1994 году, когда он был создан для того, чтобы стать универсальным языком для обмена информацией в строительной индустрии [1]. Однако с самого начала существование этого формата определялось корпоративными интересами и лоббированием, в основном со стороны Autodesk, одного из крупнейших CAD-вендоров.

В конце 1980-х годов (рисунок 1) инженер и предприниматель Леонард Обермайер искал формат, с помощью которого можно было бы обмениваться информацией между различными поставщиками материалов со всего мира (в Германии до сих пор мало что известно об истории создания формата IFC, так как большинство использующих его компаний подписали соглашение о неразглашении (NDA) с поставщиками САПР) [1].

Рис. 1. Схематичное представление истории появления формата IFC

В основу формата IFC, который по просьбе Леонарда Обермайера разрабатывал TU Munchen, был положен формат STEP (IGES), созданный еще в 1970-е годы (рисунок 2) и хорошо подходивший для использования в машиностроении и (после конвертации в CAM) на станках с ЧПУ, где код файла считывался построчно.

Рис. 2. Эволюция формата IFC из формата IGES

Работая над международными проектами, Леонард Обермайер тесно сотрудничал с CEO американской компании HOK Патриком Маклеми, который помог ему перенести регистрацию формата IFC из Германии в Америку [2]. В 1994 году Обермайер зарегистрировал формат IFC в Бостоне и передал все права на него компании Autodesk, которая в том же году создала для его продвижения лоббистские организации.

Получив права на IFC в 1994 году, уже в 1997 году Autodesk выводит тему этого формата с чисто американского на международный уровень и переименовывает «Промышленный альянс за совместимость» (IAI) в «Международный альянс за совместимость» (IAI) [2].

Описываемые события и подробное исследование темы появления CAD-продуктов и концепций, связанных с BIM, за последние 30 лет подробно изложены в фильме-расследовании «Война за данные в строительной отрасли» (рисунок 3).

Рис. 3. Заставка фильма «Война за данные в строительной отрасли». Артем Бойко, октябрь 2023 года

Появление маркетингового слогана OpenBIM

В роли ведущего сторонника технологий OpenBIM на сегодняшний день выступает Nemetschek Group — главный конкурент Autodesk в области CAD. Что должно, казалось бы, ослаблять позиции Autodesk на рынке, но на деле лишь немного маскирует ее монопольное положение в отрасли. Согласно некоторым оценкам, доля Autodesk в секторе BOM-BIM на сегодняшний день составляет 70−80% [2].

В начале 1990-х годов мюнхенский коллега Леонарда Обермайера Георг Неметчек был категорически против сотрудничества немецких компаний с Autodesk и другими иностранными фирмами в вопросах создания новых форматов, так как эти партнерства открывали рынок Германии для создателей CAD-программ из других стран. Георг Неметчек разрабатывал узкоспециализированные программы (в основном для расчета статики), которые он продавал, начиная с 1977 г. Неметчек считал, что местные производители ПО еще не готовы бороться за рынок CAD-планирования в Европе с такими компаниями, как Autodesk и Graphisoft.

Но в 2006 году Nemetchek Group поглотила венгерскую компанию Graphisoft, которая с конца 1990-х годов активно имплементировала в свои продукты использование формата IFC (рисунок 4). Сама Graphisoft появилась в конце 1980-х благодаря работе ее создателей на советское правительство [3].

Рис. 4. Поглощение европейских компаний немецкой Nemtschek Group

Немецкий инженер Ульрих Циммер, один из создателей основного продукта Graphisoft — Radar, в конце 1970-х годов оказывал услуги по обработке данных нескольким компаниям в городе Карл-Маркс-Штадт (ныне Хемниц). Правительство ГДР предоставило Циммеру несколько миникомпьютеров Robotron и помогло ему начать бизнес. Другим создателем Graphisoft был Габор Бояр, который в конце 1970-х годов разрабатывал программное обеспечение, предназначенное для решения задач, возникающих при строительстве советских атомных электростанций. За свои разработки Габор Бояр получил от советского правительства около 120 тыс. долл. (по курсу на 2023 год), на которые был создан прототип продукта Archicad — Radar CH [4].

После публикации формата IFC в конце 1990-х компания Graphisoft обнаружила, что ArchiCAD идеально подходит для работы с этим форматом, и начала активно внедрять использование формата IFC в своих продуктах. В начале 2000-х появление Revit-BOM-BIM на рынке и стремительный рост его популярности поставили под вопрос бизнес Nemetschek Group и его, теперь уже (с 2006 года) дочерней компании Graphisoft. Поэтому в 2012 году совместно с компанией Trimble отдел маркетинга Graphisoft создает новую концепцию OpenBIM (рисунок 5), которая как бы противопоставляется проприетарной closedBIM компании Autodesk [2].

Рис. 5. Скриншот официальной страницы с сайта Graphisoft.com, посвященной продвижению новой маркетинговой кампании OpenBIM

Создание лоббистских организаций вокруг IFC позволило Autodesk и другим крупным CAD-вендорам усилить свой контроль над развитием и стандартизацией формата. Лоббирование и контроль помогли сформировать IFC таким образом, чтобы он отвечал интересам крупных CAD-вендоров в ущерб потребностям и интересам более мелких разработчиков и пользователей.

Проблемы с качеством данных в формате IFC

Качество данных, особенно в 4D- и 5D-сценариях, остается одной из наиболее острых проблем формата IFC. Эта проблема становится очевидной, когда данные передаются между системами различных разработчиков. Если модули экспорта и импорта разработаны одной и той же компанией, например, Autodesk, Nemetschek или Trimble, то все данные будут переданы через формат IFC корректно и без потерь. Однако при работе с данными систем разных разработчиков возникают проблемы из-за объектно-ориентированного подхода и «мелких особенностей» формата IFC, что делает невозможными полностью корректный экспорт-импорт, перестройку данных по геометрии и правильную передачу данных через формат IFC без трудоемкого ручного сопоставления всех пользовательских свойств и геометрии [5].

Формат IFC в целом хорошо подходит для обмена геометрией. Однако для высококачественных данных или сценариев 4D/5D, требующих точных объемов, IFC часто оказывается недостаточным, если экспортирующая и импортирующая системы принадлежат разным поставщикам. Качество данных в файле IFC в высокой степени зависит от человеческого фактора (рисунок 6): от разработчика программного обеспечения и специалиста, который импортирует или экспортирует файл. Это означает, что качество данных в файле IFC зависит от желания и способности часто нескольких специалистов в компании [3].

Рис. 6. Погрешность объемных данных по типам объектов для одного проекта в формате IFC, который открывается в двух разных OpenBIM-решениях

Использование IFC для экспорта из САПР Nemetschek в другие продукты часто приводит к проблемам с данными. Однако при использовании IFC при экспорте из Archicad в Solibri или Nevaris, которые относятся к той же группе компаний, ошибки менее вероятны. Неразрешимые проблемы с качеством данных на этапах 4D и 5D в конечном итоге вынуждают специалистов возвращаться к закрытым решениям OpenBIM или closedBIM (рисунок 7).

Рис. 7. OpenBIM и closedBIM — две концепции от CAD-вендоров; вторая из них заключается в том, что за качественный доступ к базе данных САПР пользователю надо платить

Кажущаяся открытость OpenBIM является «отвлекающим маневром» со стороны поставщиков САПР и, если вам нужны качественные данные из CAD-программы, то вы придете в closedBIM и к тому поставщику, который вам продал программу (рисунок 8), в которой данные были созданы [3].

Рис. 8. Проблема доступа к качественным данным из баз данных CAD-программ, которая решается нативным доступом к данным или специальными программами для обратного инжиниринга

Недостаток прозрачности и доступа к знаниям

Строгое соблюдение общих требований, опубликованных в огромном количестве документов по спецификации IFC от buildingSMART, может в теории гарантировать высококачественную передачу данных через формат IFC. Однако спецификация IFC столь обширна, что не позволяет быстро в ней разобраться, а это к проблеме формата добавляет отсутствие ясности в трактовке определенных требований, изложенных в большом по объему бюрократическом документе.

В классификаторе IFC сегодня насчитывается почти 885 (4 года назад было 700) достаточно сложных только основных классов (Entities). Активное добавление элементов и классов в последние годы шло благодаря проекту «Новый шелковый путь» [6].

Решением проблем с качеством передачи данных должна была стать сертификация программ по стандартам buildingSMART, которая вследствие соблюдения большого количества бюрократических правил стала бы решением вопроса о правильной имплементации.

Цена такой buildingSMART-сертификации по импорту и экспорту IFC для небольшой софтверной компании может начинаться от 50 тысяч или чаще 100 тысяч долларов (рисунок 9), что является большой нагрузкой для бюджета таких компаний. К сожалению, полностью доверять информации о прошедшей сертификации нельзя, так как наличие сертификата от buildingSMART означает, что IFC только читается, но о качестве этого прочтения можно только догадываться.

Рис. 9. Стоимость ежегодной сертификации от buildingSMART за право размещать логотип buildingSMART в своих продуктах

Компании, заинтересованные в объемных данных из 3D-моделей и вложившие время и деньги в поддержку формата IFC, в конечном итоге разочаровываются в нем, потому что IFC от разных вендоров CAD непрактичен, когда дело доходит до смет, 5D-расчетов или 4D-графиков строительства [3].

Отсутствие прозрачности и доступа к информации

Чтобы привлечь на сторону IFC и OpenBIM новых специалистов, организация buildingSMART приходит в новые страны. Для большинства стран мира buildingSMART создает сайт-визитку, на котором можно заплатить за членство в организации или купить обучение по стандартам IFC за несколько тысяч долларов. Таким образом, строительные или софтверные компании в странах, которые не имеют активного присутствия в Chapters и Rooms buildingSMART, де-факто платят деньги только за членство, за возможность получить 30% скидку на обучение и разместить логотип buildingSMART на своем сайте [6].

Чтобы донести схемы сложных процессов и логику работы с форматом IFC (рисунок 10) до проектировщиков, у buildingSMART существует подход (похожий на сертификацию ISO), определяющий, как знания о технологиях OpenBIM должны доходить до строительной отрасли.

Рис. 10. Сложность классификации формата IFC в сравнении со сложностью управления немецкой подводной лодкой во времена Второй мировой войны

Цена за получение начальных сертификатов buildingSMART (обучение часто передается на аутсорсинг сторонним организациям) для обычных инженеров начинается от $ 1000−2000. Цены на YouTube-курсы и семинары по стандартам buildingSMART для специалистов или студентов из любой точки мира начинаются от 199 евро.

Теперь, благодаря новым концепциям поставщиков САПР, будь то западные или российские компании, у специалистов строительной отрасли появилась «как бы» свобода выбора технологий обработки данных САПР с некоторыми оговорками. А производители САПР, в свою очередь, будут помогать регулировать рынок строительных данных под контролем одной глобальной организации buildingSMART, созданной поставщиками САПР, — что поможет строительной отрасли кое-где что-то стандартизировать.

Если вы решите самостоятельно организовать курсы по сертификации buildingSMART, то только лицензия на работу с документами buildingSMART может стоить вам от 15000 до 100000 евро. В этот пакет, разумеется, включено участие в ежегодной конференции, на которой у вас будет возможность сделать фотографии с лидерами различных Chapters и Rooms и пожать руку Патрику Маклиму.

Со стороны такой «входной билет» в международный бизнес и непрозрачная структура управления больше похожи на отраслевой картель с местными филиалами, которые создаются для продаж абонементов и обучения [6].

Выводы

История разработки и внедрения формата IFC — это история влияния и лоббирования (рисунок 11). Влияние Autodesk и других крупных CAD-вендоров, а также деятельность лоббистских организаций вокруг формата создали условия, при которых интересы этих компаний могли доминировать при разработке и стандартизации IFC. Это, в свою очередь, ограничило его универсальность и применимость.

Рис. 11. Происхождение концепций различных CAD-вендоров

Возможно, требуется критический разбор и переосмысление методов разработки и стандартизации форматов обмена информацией в строительной отрасли для обеспечения равенства, многообразия и инноваций. Возможно, нам следует рассматривать западных и российских производителей CAD как создателей инструментов для наполнения баз данных наравне с другими компаниями из других отраслей экономики, забыв маркетинговые изобретения CAD-вендоров — BOM-BIM-OpenBIM — и не выделяя строительную индустрию как отдельный зоопарк программ и особенных концепций.

Подробнее история развития BIM, IFC, OpenBIM, buildingSMART показана в видео «Лоббистские войны за данные в строительстве | Технофеодализм и история скрытого прошлого BIM» [3].