Концепция информационного моделирования

Предпосылки разработки концепци информационого моделирования

Настоящий документ определяет методологическую основу применения технологий информационного моделирования на различных этапах жизненного цикла объекта. В этом документе сделана попытка заложить основу для формирования требований к информационным моделям и подготовке информационных моделей для цифровых двойников в рамках комплекса стандартов ЕСИМ. Одновременно с этим формирует основу терминологическую основу для нормативно-правовой системы РФ в области информационного моделирования и «безбумажного» инжиниринга. Концепция распространяется на применение технологии информационного моделирования территорий, природных и антропогенных объектов, в том числе зданий и сооружений (комплексов зданий и сооружений) любого назначения, включая объекты подсобного и обслуживающего назначения, объекты транспортного хозяйства и связи, наружные сети и сооружения, объекты благоустройства и озеленения территории, временные здания и сооружения и прочие объекты, входящие в понятие «антропогенной объект». В целях наиболее широкого охвата отраслей экономики, в рамках которых осуществляются применение технологий информационного моделирования, настоящая концепция определяет общий подход к управлению жизненными циклами объектов с использованием технологий информационного моделирования.

Единство применения технологий информационного моделирования обеспечивается:

• единством терминологии;
• единым составом задач и мероприятий;
• единым порядком разработки и унификацией форм технической документации;
• единой модель данных
• единством правил действия всех исполнителей;
• единством нормативов по строительству.

Нормативная основа информационного моделирования

Безусловно технологии информационного моделирирования не появились из ничего, они стали результатом активного развития информационных технологий в машиностроении, строительстве и других отраслях.

Концепция информационного моделирования базируется на следующих стандартах и комплексах стандартов: ГОСТ Р 58179-2018 Инжиниринг в строительстве. Термины и определения. ГОСТ 15971-90. Системы обработки информации. Термины и определения. ГОСТ Р 57700.3-2017 Численное моделирование динамических рабочих процессов в социотехнических системах. Термины и определения. ГОСТ Р 57700.19-2019 Численное моделирование динамических рабочих процессов в социотехнических системах. Требования к архитектуре процессов. ГОСТ Р 52294-2004 Информационная технология (ИТ). Управление организацией. Электронный регламент административной и служебной деятельности. Основные положения. ГОСТ Р 52294-2004 Информационная технология (ИТ). Управление организацией. Электронный регламент административной и служебной деятельности. Основные положения. ГОСТ Р 57269-2016 Интегрированный подход к управлению информацией жизненного цикла антропогенных объектов и сред. Термины и определения (Переиздание). ГОСТ Р ИСО 22274-2016 Системы управления терминологией, базами знаний и контентом. Концептуальные аспекты разработки и интернационализации систем классификации (Переиздание). ПНСТ 434-2020 (ИСО 16300-1:2018) Умное производство. Интероперабельность единиц возможностей для промышленных прикладных решений. Часть 1. Критерии интероперабельности единиц возможностей согласно требованиям к применению.

Термины, определения и сокращения

Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины в соответствии со стандартом ГОСТ Р 10.00.0002-202х Единая система информационного моделирования. Термины и определения.

Сокращения

ЕСИМ – единая система информационного моделирования; ЕИП – единое информационное пространство; ЕСКД – Единая система конструкторской документации; ЖЦ – Жизненный цикл; ИМ – информационная модель; ИЦММ – инженерная цифровая модель местности; ЦИМ – Цифровая информационная модель; ОКС – Объект капитального строительства; СЭД – система (системы) электронного документооборота; СПДС – Система проектной документации в строительстве; ТИМ – технологии информационного моделирования; БУКО – Базовый укрупненный классификатор отрасли СОИ – Системы обработки информации Технические средства – Технические средства системы обработки информации

Общие положения концепции

Концепция Единой системы информационного моделирования основанную на комплексном системном подходе. Определяет принципы, цели и задачи применения технологий информационного моделирования в различных отраслях экономики обеспечивая тем самым междисциплинарный подход. Одновременно с этим данная концепция формирует общее понимание применения цифровых технологий и методологический переход от традиционного – документно-ориентированного подхода к моделе-ориентированному и дата-ориентированному подходам. Опираясь на указанные подходы в рамках настоящей концепции, формируется взаимосвязь с национальными нормативно-техническими комплексами, такими как Единая система конструкторской документации (ЕСКД), Система проектной документации в строительстве (СПДС) и другими стандартами в области инженерной деятельности. Настоящий стандарт определяет общую методологию формирования, хранения и обращения с информационными моделями антропогенных объектов различного назначения.

Основное назначение концепции ЕСИМ заключается в установлении единых методологических правил информационного моделирования, обеспечивающих, прежде всего: - взаимосвязь положений различных нормативно-технических документов ЕСИМ, исключающую противоречия в их толковании; - унификацию состава, содержания, модели данных, правил выполнения, оформления, обращения и применения информационных моделей с учетом их назначения; - организацию информационного обмена участников процессов жизненного цикла объекта, в том числе перевод в машиночитаемый вид и передачу информации; - применение современных информационных технологий, методов и средств управления данными объектов; - возможность гармонизации нормативно-технических документов ЕСИМ с международными стандартами в области информационного моделирования; - формирование основы для использования различных контрактных условий на консультационные услуги в области информационного моделирования, в частности применение интегрированных контрактов и других видов контрактов; - объединение и формирование единого методологического подхода для интеграции и использования геоинформационных систем (ГИС) и - формирование основы для развития информационного моделирования как передовой цифровой платформы, обеспечивающей переход на дата-ориентированный подход в инжиниринге и строительстве, с последующим полным переходом на безбумажные технологии.

Общие методологические правила, определяемые концепцией ЕСИМ, распространяются на: - принципы, требования и рекомендации ко всем видам деятельности, связанным с применением технологии информационного моделирования для различных видов антропогенных объектов, территорий и ОКС на всех стадиях жизненного цикла; - принципы, требования и рекомендации к описанию процессов управления и методам создания ИМ на всех стадиях жизненного цикла антропогенных объектов, территорий и ОКС, для последующего обмена, хранения, актуализации и использования данных ИМ; - принципы, требования и рекомендации по применению библиотек компонентов информационного моделирования; - принципы, требования, рекомендации и форматы данных для организации обмена информационными моделями, а также организации архивов информационных моделей долгосрочного архивного хранения; - принципы, требования и рекомендации по взаимодействию проектных, строительных, машиностроительных и других предприятий участвующих в создании сложных технических объектов.

В целях исключения дублирования терминов и определений, а также противоречий в документах национальной системы стандартизации Российской Федерации, все национальные стандарты Российской Федерации в области информационного моделирования следует разрабатывать с учетом концепции ЕСИМ и стандарта ГОСТ Р 10.00.0002-202х Единая система информационного моделирования. Термины и определения.

Основой для разработки концепции информационного моделирования послужили как российские, так и зарубежные разработки в области системного анализа и инженерии. В частности, проект EPISTLE[24], разработка языка EXPRESS[25, 26], разработка стандартов ISO 15926[20], опыт использования ГОСТ 34 серии, IEC 61970[6] и т.д.

В монографии "Управление бизнес-процессами: современные методы" приводится методология анализа и моделирования бизнес-процессов: субъектно-ориентированный подход.

Субъектно-ориентированный подход к процессам означает отказ от ориентации, сосредоточенной исключительно на результатах. Успех деятельности может быть достигнут только при высокой степени удовлетворённости и взаимной интеграции заинтересованных сторон (работодателя и работника), и их соучастия в достижении результата. Отсутствие знаний о бизнес-процессах и их деталях может привести к неверным решениям с негативными последствиями. Искажённые или неполные знания процессов неизбежно приводят к финансовым потерям и издержкам в организации. Для анализа процессов используется понятие Workflow – упорядоченное во времени множество рабочих заданий, получаемых и обрабатываемых сотрудниками с помощью средств механизации/автоматизации и/или вручную, но в тех последовательностях и в рамках тех правил, которые определены для данного бизнес-процесса. Данное определение приводит международной коалиции [Workflow Management Coalition]

Необходимыми являются:

• Ориентация на продукт: рыночная ориентация на партнёров и продукты включает в себя сервисы и программное обеспечение и является одним из существенных факторов в рамках организации процессов. Применение ресурсов организации (Информации, Материала, Компетенций и т.п.) распространяется на весь жизненный цикл продукта.
• Ориентация на клиентов и рынок: в дополнение к ориентации на продукты клиенто- ориентированность выступает в качестве такого же важного фактора. Даже сам жизненный цикл продукта должен быть согласован с представлениями клиента (напр., экологичность продукта в рамках дебатов по поводу защиты климата или использования генно-модифицированных продуктов питания). Тем не менее, при разработке и производстве товаров и услуг всё ещё превалируют принципы экономии.
• Системное мышление: требуется на всех уровнях во время рассмотрения всех процессов компании, особенно в процессах принятия решений, рассмотрения контекста и обмена информацией за пределами системы.
• Мышление в терминах моделей: отображение потенциалов и текущих проблем через абстракцию: (события и структуры). Определение «сущности» без потери связи с целью выходит на первый план.

Основной областью для изменений организации при внедрённой методологии BPM часто называют «самостоятельно регулируемые социально-технические системы» . Технические системы, особенно системы управления потоками работ (воркфлоу), находятся в организационном контексте и поэтому являются экономически выгодными, когда используются людьми. Поэтому необходимо применять объединённые модели, методы и инструменты их описания в системных взаимосвязях и дальнейшего использования в рамках полноценного, холистического подхода к управлению организациями.

Обозначенный выше субъектно-ориентированный подход позволяет сформировать системную методологию анализа производственной деятельности в рамках информационного моделирования.

Информационная модель

Определение информационной модели

Традиционно различные аспект физических объектов и окружающей среды выделяются в отдельные области исследования и рассматриваются в отрыве от большого количества связанных параметров других предметных областей. Что приводит к невозможности применения в полном объеме системного подхода. Ранее данный подход был обусловлен сложностью сопровождения больших объемов информации и ограничениями технических средств, однако с началом применения технологий компьютерного и в последствии информационного моделирования данная задача может быть решена с применением современных технических средств, в частности высокопроизводительными системами. Эта информация сопровождается различными группами пользователей или исследователей, результатом чего является дублирование информации, одностороннее ее изучение и требует значительных усилий по интеграции. Для целей последовательного формирования системного взгляда на технологии информационного моделирования и одновременного формирования концепции единой системы информационного моделирования будет рассматривать технологию от отдельных понятий до методов её использования. Безусловно имеет смысл формирования понятийного аппарата с определения понятия информации. Информация − важнейший компонент (объект) любого информационного процесса. Под информационным процессом будем понимать процесс сбора (отражения, восприятия), фиксирования, отображения на различные носители, передачи, обработки (преобразования), хранения и использования информации. Информационный процесс может состояться только при наличии информационной системы, обеспечивающей все его составляющие − источник информации, канал связи, соглашения (правила) интерпретации сигналов и приемник информации.[11, с. 10] В современном мире термин информация включает не только совокупность данных, но и обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом (ЭВМ), автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире, передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму. В последнее время все чаще звучит термин Big Data, который подразумевает обработку огромных объемов данных с помощью компьютеров. Чтобы как-то структурировать информацию кроме классических классификаторов, таксономии и онтологии предлагаю ввести термин «Информационный набор», который будет означать структурированную информацию по определённой теме или задаче. Как известно один и тот же объект можно рассматривать с разных сторон и исследовании разных задач. В результате будут сформированы различные информационные наборы, описывающие объект исследования. Объединение в единое целое различных информационных наборов позволяет говорит о необходимости рассмотрения каждого исследуемого объекта как сложной динамической системы. Поэтому, прежде чем перейти к определению системы необходимо ввести еще несколько понятий: Качество — это внутренне присущая предметам и явлениям определенность, органическое единство свойств, признаков, особенностей, отличающих данный предмет или явление от других. Качество есть то, что делает предметы или явления тем, что они есть, данными, а не другими[17]. Вещь (сущность) — это система качеств. Различные сущности — это различные системы качеств. Одна и та же сущьность — это одна и та же система качеств. Качественное понимание вещи является единым и в онтологическом, и в логическом, и в грамматическом планах[17]. Свойство это общее всем сущностям данного класса. Свойства в их отношении к сущностям можно разбить на две группы. Свойства одной группы являются границей данной вещи, т. е. с исчезновением этого свойства данная вещь превращается в другую. Такие свойства назовем качествами сущности. Иными словами, качество - это существенное свойство. Свойства другой группы не являются границами данной сущности. Их будем называть просто свойствами [17]. Отношение – взаимосвязь между элементами системы или сторонами объекта, возникающая при наличии информационного обмена с использованием канала связи. Отношением будет называться то, что образует сущность из данных элементов. Этими элементами в свою очередь могут быть свойства или другие сущности [17]. Есть разные варианты определения системы [3]: Определение 1: Система комплекс взаимодействующих элементов. Определение 2: Система упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих некоторое целостное единство. Определение 3: Система с математической точки зрения – это некоторая часть мира, которую в любое данное время можно описать, приписав конкретные значения некоторому множеству переменных. Определение 4: Системой является произвольная вещь, на которой реализуются какие-то свойства, находящиеся в произвольно взятом определенном отношении. Определение 5: система (system) - комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной̆ или нескольких поставленных целей. Примечания: 1. Система может рассматриваться как продукт или как совокупность услуг, которые она обеспечивает. 2. На практике интерпретация данного термина зачастую уточняется с помощью ассоциативного существительного, например, система самолета. В некоторых случаях слово «система» может заменяться контекстным синонимом, например, самолет, хотя это может впоследствии затруднять восприятие системных принципов.

Исходя из указанных определений можно определить понятие элемент системы (system element) - представитель совокупности элементов, образующих систему. Примечание — Элемент системы является отдельной частью системы, которая может быть создана для выполнения заданных требований. Систе́ма — Система с математической точки зрения – это некоторая часть мира, которую в любое данное время можно описать, приписав конкретные значения некоторому множеству переменных. С целью всестороннего исследования сложных изделий определим понятие объекта-системы (object) как категорию, обозначающую явление или процесс, на которые направлена предметно-практическая и познавательная деятельность субъекта (наблюдателя). При этом в качестве объекта может выступать и сам субъект[8, 16, 17]. Для дальнейшего понимания необходимо определить смысл понятия информационного моделирования, который позволит определить классификацию информационных моделей. Методы обработки информационных моделей и способы взаимодействия с информационными моделями. В рамках настоящей концепции вводятся понятия, концепты и их определения. Обосновывается введение указанных понятий и концептов, которые послужат основой для формирования терминологической базы и последующего её развития. Для формирования комплексного представления определим иерархию и взаимосвязь физического объекта, информационных моделей и других видов моделей. Физический объект – это все виды объектов, а именно антропогенные и природные объекты, включая объекты капитального строительства производственного и непроизводственного назначения, линейных объектов, объектов добывающей промышленности и т.д. Для целей формирования комплексного представления информационного моделирования представим структуру информационной модели и ее взаимосвязь с Информационная модель – общий инструмент информационного взаимодействия.

В рамках формируемого комплекса стандартов предполагается обеспечить интеграцию различных типов информационных моделей, чтобы обеспечить возможность гибкого информационного взаимодействия участников деятельности в рамках цифровой экономики. В частности предполагается обеспечить интеграцию геоинформационных моделей[2, 14], информационные модели машиностроительных изделий[9], математических моделей[12, 13, 15], компьютерных моделей и информационных моделей в соответствии с определением buildingSMART[19, 21, 22]. Концепция определения информационной модели объекта и его характеристик в рамках настоящего стандарта можно представить в виде схемы (рисунок 7.1.) Информационная модель может включать: определение объекта, информационные наборы, графические представления, соответствующие информационным наборам, алгоритмы и математические модели, правила трансформации.

Модель данных описания объекта определяется в рамках настоящего комплекса стандартов в двух группах стандартов: Требования информационного моделирования объектов и требования информационного моделирования территорий. Определение объекта краткое описание объекта, включающее уникальный идентификационный номер в соответствии с ГОСТ Р ИСО/МЭК 9834-8-2011 Информационная технология. Взаимосвязь открытых систем. Процедуры работы уполномоченных по регистрации ВОС. Часть 8. Создание, регистрация универсально уникальных идентификаторов (УУИд) и их использование в качестве компонентов идентификатора объекта АСН.1. Информационные наборы являются уникальным описанием объекта с учетом точки зрения и предметной области и формируют способ представления объекта в соответствии с предметной областью. Информационный набор должен предоставлять возможность однозначной трансформации в представление информации другого информационного набора для обеспечения возможности междисциплинарного анализа.

Для упрощения понимания иерархии и взаимосвязи различных типов моделей приведем рисунок:

Статические и динамические информационным модели

Статические информационные модели

К этому типу моделей относятся модели, которые содержат не параметризованную историческую или прогнозируемую информацию. К этому типу моделей относятся геоинформационные модели, например, модель рельефа, или информационная модель объекта капитального строительства, которая прошла государственную экспертизу. В частности, к этому типу моделей относятся: векторная модель - содержащая информацию о точках, линиях и полигонах закодированных и хранящихся в виде набора координат X,Y (в современных ГИС часто добавляется третья пространственная и четвертая, например, временная координата). Векторная модель особенно удобна для описания дискретных объектов и меньше подходит для описания непрерывно меняющихся свойств (например, плотность населения). Растровые модель - описывает непрерывные объекты и явления. Растровое изображение представляет собой набор значений для отдельных элементарных составляющих (ячеек), оно подобно отсканированной карте или картинке.

Динамические информационные модели

К этому типу информационных моделей относятся модели, которые содержат параметрические данные, компьютерные модели, вычисляющие новые характеристики или параметры объекта на основе поступающих данных.

Способы хранения и управления информационными моделями

Информационные модели подразделяются по времени хранения и использования в рамках единого информационного пространства и электронного архива: на информационные модели, предназначенные для оперативного взаимодействия (краткосрочного хранения) и информационные модели долгосрочного хранения, предназначенные для длительного (более 10 лет) хранения информации об объектах. Ниже перечислены типы информационных моделей классированные по времени и способу использования: • Координационные информационные модели • Информационные модели краткосрочного хранения • Информационные модели долгосрочного хранения • Информационные модели повторного применения • Информационные модели для цифровых двойников

В части информационных моделей для цифровых двойников понимаются информационные модели, которые могут быть доведены до полноценных информационных двойников в соответствии с концепциями Боровкова А.И.[1, 10]

5.4.5.1. Информационные модели и временные ряды данных 5.4.5.2. Математические модели Аналитические модели (символьные информационные модели) Численные модели (см. гост компьютерное моделирование) Способы представления математических моделей и результатов моделирования в составе информационной модели. 5.4.5.3. Имитационные модели 5.4.5.4. Процессные модели 5.4.5.5. Машиностроительные информационные модели 5.4.5.6. Строительные информационные модели 5.4.5.7. Информационные модели электроники 5.4.5.8. Другие виды моделей

Юридическая значимость информационной модели

Переход экономики на цифровые «рельсы» формирует новые требования к применению современных технологий. Внедрение технологий информационного моделирования создает основу для развития цифровых технологий в области инжиниринга, в первую очередь в строительной отрасли, поскольку в области машиностроения этот процесс развивается значительно быстрое. Влияние развития технологий информационного моделирования на развитие строительной отрасли является одним значимым компонентом цифровой экономики, поскольку строительная отрасль является одним из локомотивов развития национальной в частности и мировой экономики в целом. Однако для раскрытия всех потенциальных возможностей, которые позволяет реализовать технология необходимо пересмотреть существующие процессы и отношение к юридической составляющей информационной модели. В настоящее время информационное моделирование рассматривается исключительно как новый инструмент по подготовке проектной документации, что формирует требования к работе с информационной моделью как с документами и юридические требования и правила работы применяются в соответствии с существующими правилами и требованиями по работе с классической документацией. Однако полноценное внедрение и полный переход на применение технологий информационного моделирования требует разрешения нескольких вопросов: • Формирование условий юридической значимости информационной модели (сводной) и ее производных (частей) как самостоятельных объектов права; • Обеспечение оборота цифровых объектов интеллектуальной собственности в строительной отрасли и в инжиниринге в целом; • Формирование правил использования информационной модели как документа на переходный период, пока не будут разработаны новые правила обращения информационных моделей как юридически значимых объектов.

Прежде чем рассмотреть вопрос юридической значимости информационной модели, необходимо рассмотреть вопросы интеллектуальных прав. Данный вопрос активно рассматривается в зарубежной литературе [4, 18, 23, 28]. Одним из решений данного вопросы в области строительных проектов является разработка так называемого «BIM-протокола»[5], который по сути является приложением к контракту, определяющий вопросы обмена информацией и содержащий[7]: • Цели и задачи совместного использования информации; • Тип информации, подлежащей обмену; • Качество информации, подлежащей обмену, в частности, ее подлинность, актуальность, полноту и непротиворечивость; • Требования в отношении: • защиты информации, где это уместно; • разрешенные и запрещенные права на использование информации; • обязательства, уведомлять владельца информации в случае любого потенциального или известного нарушения безопасности данных; • Основные требования к информационной безопасности; • Механизмы хранения и / или очистки совместно используемой информации; • Процедуры мониторинга реализации соглашения об обмене информацией

В соответствии с ежегодным исследованием Arcadis Contract Solutions Group [3, 27] споры, возникающие в строительных проектах, можно классифицировать по следующим пяти ключевым направлениям: продолжительность споров, средняя стоимость, общие причины, наиболее популярные методы разрешения и региональные нюансы. В их последнем отчете[27] выявленные причины споров в основном связаны с поведением человека, а не с техническими вопросами. "Многие участники проекта знают, что им нужно сделать, чтобы разрешить спор, но не делают этого и попадают в те же ловушки”. В докладе упоминается, что в 2018 году средняя глобальная стоимость споров составила 33 миллиона долларов США, а средняя глобальная продолжительность споров составила 17 месяцев. Основной причиной строительных споров оставалось плохое управление контрактом, за которым следовали: плохо составленные или неполные и необоснованные претензии, плохое понимание работодателем/ подрядчиком/ субподрядчиком своих договорных обязательств, ошибки и/или упущения в контрактном документе и неполная проектная информация или требования работодателя (для проектирования-строительства и проектирования-строительства). По мере усложнения строительства в связи с внедрением новых технологий увеличивается количество споров. Внедрение технологий информационного моделирования меняет методологию разрабатки и использования инженерных документов/чертежи и данных, формирования временных и бюджетные оценок и методологию выполнения работ на площадке. В связи со всеми этими изменениями меняется и анализ претензий и споров. Правовые последствия внедрения технологии информационного моделирования можно рассматривать по трем направлениям: • Профессиональное/контрактное измерение, то есть правовой статус информационной модели на различных этапах жизненного цикла объекта. Можно рассматривать следующие правовые статусы информационной модели: обязательный, информационный, справочный и для повторного использования; • Техническое измерение, т.е. контроль версий программного обеспечения, преобразование 2D - 3D - 4D; интероперабельность; архивирование и сохранение данных; потеря данных, авторское право и интеллектуальная собственность; • Владение интеллектуальными правами на результат деятельности с применением технологий информационного моделирования.

5.5.3. Использование информационной модели как документа 5.5.4. Использование информационной модели как юридически значимого объекта 5.5.5. Применение информационного моделирования с данными ограниченного доступа к информации (коммерческая тайна (далее КТ, для служебного пользования (далее –ДСП), государственная тайна (далее - Гостайна)

Управление конфигурациями и изменениями при применении ТИМ

5.5 Взаимосвязь информационных моделей и нормативно-технических документов При формировании цифровых двойников используется понятие матрицы ограничений, которая позволяет определить весь перечень требований к будущему объекту и на основе которой производится формирование будущего объекта. Для дальнейшего развития информационного моделирования будем подразделять все ограничения на два типа: Бизнес-требования и Нормативно-технические требования. Последний вид требований включает необходимость формирования машиночитаемых нормативно-технических документов.

5.6 Совместная работа в рамках информационного моделирования Важным аспектом при организации совместной работы различных специалистов, а также автоматизированных систем является понятие интероперабельности, которое включает в себя два или более обменивающихся информацией сущностей. Сущностями могут быть устройства, машины, люди, модули программного обеспечения, системы, приложения или предприятия в соответствии с ГОСТ ПНСТ . В рамках информационного обмена, в контексте настоящей концепции, рассматривается передача или совместное использование информации, моделей, сведений или документов. Соответственно интерфейсы взаимодействующих сущностей определяют правила и механизмы передачи или совместного использования информации, моделей, сведений или документов. Соответственно ЕСИМ ставит своей целью формирование концепции единого информационного пространства для междисциплинарного анализа и последующего принятия решений.

Типы и виды информации

5.6.2 Формы хранения информационных моделей Технология информационного моделирования предопределяет в рамках открытого похода только единую модель данных и несколько вариантов представления модели данных в виде файлов: IFC, IFCXML, HDF5 и др. Однако одновременно с этим нет ограничений по использованию программных интерфейсов и применение JSON и REST. Исходя из этого считаем целесообразным не ограничивать в рамках комплекса стандартов каким-то одним способом представления и хранения информационных моделей. В связи с этим настоящий комплекс стандартов определяет в рамках

5.6.3 Управление изменениями и работа с замечаниями

5.6.4 Координация производственных процессов

5.6.5 Создание и использование единого информационного пространства Все составляющие корпоративных знаний, применяемые в управлении и прежде всего в рамках электронного регламента административной и служебной деятельности, должны поддерживаться как единое логическое целое. При этом информационные ресурсы, касающиеся принятых схем построения и реализации деятельности организации, а также информация, получаемая в ходе реализации этих схем, должны быть взаимно согласованы, а информационная среда электронного регламента административной и служебной деятельности должна быть составной частью общей информационной корпоративной среды и удовлетворять следующим общим требованиям:

- обеспечивать логическое единство базы знаний и данных для всей организации, независимо от ее территориальной распределенности;

- поддерживать целостную систему данных, записей и документов, относящихся ко всем уровням управления организации, и поддерживать сквозную навигацию по связанным объектам представления корпоративных знаний как по единому логически связанному информационному пространству;

- обеспечивать необходимый для организации уровень защиты информации, в том числе контроль целостности, аутентичность и конфиденциальность данных, записей и документов с использованием при необходимости современных методов и средств криптографии, контроль доступа и разграничение прав и полномочий пользователей;

- обеспечивать связность описаний, событий, документов и данных на всех уровнях управления, осуществлять их верификацию и локализацию противоречий и рассогласований, а также давать полную информацию о возникающих рассогласованиях с возможно точной локализацией их источников;

- обеспечивать возможность непосредственного участия в проектировании деятельности всех ключевых работников организации независимо от их территориального расположения;

- поддерживать постоянную актуализацию всех информационных ресурсов и своевременное информирование всех заинтересованных лиц о происходящих изменениях;

- минимизировать затраты на управление и содержание информационной среды, применяя, по возможности, однотипные технологии, программные и технические средства на рабочих местах персонала.

Поскольку организации при осуществлении своей деятельности, как правило, необходимо постоянно изменяться с учетом требований рынка, развития нормативно-правовой базы, перемен во взаимодействии с окружающей средой, возникновения новых технологий и т. п., то соответствующий уровень информационной среды электронного регламента административной и служебной деятельности должен быть постоянно адекватным обновленной модели деятельности организации. Такое положение является нормой эффективной работы организации. При этом к поддерживаемым административными средствами оперативным штатным изменениям могут относиться изменения:

- целей организации и подразделений;

- функций подразделений, организационной и кадровой структуры;

- нормативной и методической базы, правил организации и исполнения рабочих процессов;

- типов данных, видов и форм получаемой первичной информации и форматов ее консолидированного представления различным лицам из состава персонала управления;

- другие составляющие регламента административной и служебной деятельности, реализуемые в электронном виде.

Особенности применения

Все информационные объекты и отношения между ними, используемые в информационной среде электронного регламента и введенные до внесения в них изменений, должны поддерживаться в полном объеме, применяться в новых способах обработки и сохраняться в первоначальном виде.

При наличии в организации других действующих информационных систем должно быть обеспечено получение информации из этих систем, "настройка" и поддержание персональных отчетов с заранее определенными параметрами или параметрами, устанавливаемыми на момент формирования отчетов, при условии интеграции данных из разных систем. Такая интеграция реализуется через применение специальных средств обработки данных, позволяющих:

- осуществлять отбор данных по задаваемым пользователям критериям по всем информационным ресурсам, относящимся к выделенным выше уровням управления;

- сигнализировать ответственным лицам о выходе самих данных или их прогнозируемых величин за допустимые пределы;

- поддерживать сравнение (прямое или косвенное) или взаимопроверку данных, поступивших из различных источников (в том числе из различных действующих информационных систем) и представленных в различных отчетных формах;

- определять эффективность действующих процессов;

- обеспечивать функции мониторинга и упреждающего выявления негативных тенденций;

- осуществлять извлечение скрытой информации из накопленных данных, помогающей выявлять "узкие места" при выполнении рабочих процессов, и решать задачи параметрической и структурной оптимизации деятельности организации в соответствии с заданными критериями.

5.8.6.1. Определение ответственных за формирование и управление контентом, создаваемом в рамках процессов информационного моделирования 5.8.6.2. Иерархия информационных пространств 5.8.6.2. Взаимодействие и синхронизация единых информационных пространств 5.8.7. Использование единых информационных пространств в рамках документо-ориентированного подхода 5.8.7.1. Учет изменений проектной документации 5.8.7.2. Взаимосвязь информационных моделей и проектной документации 5.8.7.3. Согласование информационных моделей и проектной документации

Проверка качества информационной модели

Проверка качества информационной модели основа на базовых принципах информационного моделерования - объектного подхода

Классификация и идентификация в информационном моделировании

Для обеспечения структурирования информации и данных в рамках информационного моделирования применяются методы и системы классификации. При этом системы классификации широко применяются для облегчения обработки и интерпретации объектов посредством надлежащего упорядочения знаний в рассматриваемой области и предоставления на этой основе соответствующей структурированной информации, необходимой для непротиворечивой характеристики рассматриваемых объектов. Классификационные системы проектируются таким образом, чтобы избегать создания структур, которые не смогут предоставлять запрашиваемую информацию или будут чрезмерно сложны для понимания пользователями. Разработка надежной классификационной иерархии упрощается, если она отражает хорошо проработанную систему понятий, опирающуюся на общепризнанные принципы управления терминологией. При таком отображении понятия, образующие понятийную систему, становятся классами в системе классификации. Зачастую классификация производится по группам на основе принципа подобия, когда схожие элементы объединяются в одну группу. Однако сходство элементов может проявляться в самых разных аспектах, и в процессе классификации предметы должны объединяться в функциональном или прагматическом плане с учетом конкретной цели этого процесса. Объекты, подлежащие классификации, могут представлять собой предметы, людей, идеи, услуги и т.п. Ключевым требованием к системам классификации является обеспечение их согласованности. Классы должны четко отделяться друг от друга, а области их применимости не должны пересекаться. В тех случаях, когда предусматривается использование применительно к системе классификации какого-либо процесса обработки информации, особенно актуально требование четкого структурирования и отсутствия неопределенности. Используемые определения должны однозначно идентифицировать конкретные понятия, которые лежат в основе образования различных классов. В области информационного моделирования одновременно с классификацией могут активно использоваться управление требованиями, идентификация элементов, маркировка объектов, систем, которые предполагают дополнительные уровни структурирования информации для целей определенных областей применения. Согласованная терминология, на ровне с классификацией, идентификацией и т.д. создает надежную основу для точно выраженного информационного обмена как между пользователями, так и между прикладными программами. Одновременно с построением согласованной терминологической базы информационное моделирование требует формализации в описании процессов деятельности, что приводит к необходимости построения дополнительно классификации процессов деятельности в области информационного моделирования для разных этапов жизненного цикла как объекта-системы. Это приводит нас к необходимости построения комплексного описания предметной области с использованием формальных инструментов, которым в настоящее время является построение онтологии предметной области. Для обеспечения всеобъемлющей и подробной формализации области знаний используются концептуальной схемы, которые состоят из структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи и правила (теоремы, ограничения), принятые в этой области. Одним из важных правил создания классов и формулирования определений должны быть задокументированы и сделаны доступными для пользователей и для поставщиков контента. Должны быть четко задокументированы критерии или правила создания новых уровней иерархической структуры и новых классов. В случае построения онтологий документированию должны быть подвергнуты связи и правила. Необходимо учитывать, что разрабатываемые системы классификации, идентификации и онтологии должны обладать свойством расширяемости, что означает способность к восприятию новых классов и их правильному размещению в иерархической или сетевой структуре. Классы должны создаваться на том уровне или в той позиции иерархии, которая надлежащим образом отражает их отношения с уже существующими классами. Системы классификации должны обладать свойством расширяемости в том смысле, что они должны быть способны реагировать на новые требования или учитывать перспективы развития в рамках рассматриваемой сферы применения. В качестве инструмента управления предметными областями различных отраслей предлагается рассмотреть возможность введения базовых укрупненных классификаторов по отраслям, как неотъемлемая часть информационной модели. Учитывая необходимость гармонизации с международным сообществом при построении системы классификации, идентификации и онтологий в области информационного моделирования крайне необходимо использовать интернациональный подход, который позволит выстроить многоязыковую среду взаимодействия. В частности, несмотря на использование английского языка в качестве лингва-франка в области информационного моделирования, локализация на языки, отличные от английского, признается желательной поскольку это формирует комфортную информационную среду для реализации информационного взаимодействия. К ситуациям, в которых должен существовать локализованный контент, относятся: • информационный обмен; • эксплуатация оборудования; • обязательные требования; • требуемая локальная информация в рамках промышленных проектов.

5.9.1. Базовые укрупненные классификаторы по отраслям 5.9.2. Рекомендации и методика применения классификаторов к элементам модели 5.9.3. Рекомендации и методика по расширению классификаторов на следующий уровень

Типовые сценарии применения ЕСИМ

6.1 Определение сценария применения технологии информационного моделирования

6.2 Назначение сценариев

6.3 Типовые прикладные сценарии по отраслям

6.4 Принципы реализации сценариев

6.5 Указания по адаптации сценариев

6.6 Контроль выполнения сценариев

Жизненный цикл

В условиях возрастающих неопределенностей развития конкретных применений научно-технических достижений, с одной стороны и возросших требований к ресурсосбережению во всех контекстах этого понятия - с другой, основным направлением развития стратегических инициатив становится внедрение управления жизненным циклом сложных изделий (объектов) и, связанных с ними систем. Такой подход позволяет достигать баланса интересов всех сторон через достижение управляемого баланса различных, зачастую несовместимых напрямую характеристик как самих сложных систем, так и связанных с ними процессов и рисков. В масштабах государства такая постановка задачи для построения стратегии необходимо влечет переход от частных решений в отдельных областях и ограниченных временных отрезках к междисциплинарным решениям, рассматриваемым на достаточно длительных временных отрезках от создания изделия (объекта) до вывода его из эксплуатации. Вследствие протяженных в структурном и временном понимании жизненных циклов сложных систем задача может решаться путем перехода от "дискретного" управления отдельными этапами создания и применения сложных систем на основе программного, проектного и процессного подходов к методикам управления жизненным циклом на основе интегрированного подхода. Данный подход предполагает формирование информационной модели объекта, которая одновременно собирает всю информацию об изделии и является единым источником для различных потребителей. Жизненный цикл объекта-системы представляет собой совокупность этапов (фаз) развития объекта-системы, которые характеризуются определенной совокупностью признаков, процессов, регламентов, определяющих производственную деятельность Различают жизненный цикл проекта, жизненный цикл изделия, жизненный цикл системы, жизненный цикл объекта и жизненный цикл территории. Несмотря на то, что вроде бы все эти названия схожи по сути они могут значительно отличаться друг от друга в зависимости от рассматриваемого объекта. В контексте рассматриваемого комплекса стандартов можно добавить еще один - жизненный цикл информационной модели. Исходя из этого целесообразно определить единые методологические основы определения и описания понятия жизненного цикла, а также сформировать общие методологические подходы по управлению различными жизненными циклами в рамках информационного моделирования. С целью унификации подходов описания жизненных циклов введем понятие базового жизненного цикла объекта-системы, который включает 12 стадий: Идея, Концепция, Планирование, Требования, Проект, Проверка на соответствие требованиям, Реализация, Валидация и Верификация, Эксплуатация, Накопление знаний, Модернизация, Вывод из эксплуатации (см. Рисунок 8.1) Стадии могут выполняться одновременно, с наложением или последовательно. Это зависит от объекта, среды или проекта. На каждой стадии жизненного цикла осуществляется менеджмент знаний. Базовый жизненный цикл может быть однозначно сопоставлен (трансформирован) с любым жизненным циклом системы с целью унификации подходов исследования процессов на различных стадиях жизненного цикла системы. Одной из важных особенностей данного подхода является возможность сквозного накопление знаний. Базовый жизненный цикл включает контрольные этапы «Проверка на соответствие требованиям», «Верификация и Валидация» и «Ввод в эксплуатацию», на которых могут быть выполнены автоматизированные проверки на основе математических моделей.

Стадии жизненного цикла объекта или среды отражают состояния объекта и его изменения. Этапы жизненного цикла объекта или среды могут входит в состав стадий и предполагают выполнение определенного объема работ в течение ограниченного времени. Процессы жизненного цикла отражают те действия, которые должны обязательно выполняться системой для обеспечения эффективной деятельности; определяются как совокупность взаимосвязанных действий, преобразующих входные данные в выходные; одни и те же процессы могут выполняться на различных стадиях (этапах) ЖЦ. Для обеспечения связности развития информации об объекте-системе используется «закон сохранения информации», который может быть определен на базе понятия «Информационное поле», охватывающее полную информацию жизненного цикла объекта. Информационное поле включает граничные условия для анализа информационной модели объекта. Схема информационного поля представлена на рисунке 8.2.

Информационное пространство должно являться подмножеством информационного поля. С целью описания всех характеристик жизненного цикла введем понятие процессов жизненного цикла. Процессы жизненного цикла реализуются под управлением ряда заинтересованных сторон, вовлеченных в выполнение соответствующих этапов процессов жизненного цикла. Под заинтересованными сторонами понимают организации и лица, которые инициируют создание, выполняют проектирование и разработку, осуществляют эксплуатацию и сопровождение электронного регламента. Заинтересованными сторонами, таким образом, являются: заказчик, поставщик, разработчик, пользователи, эксплуатирующий персонал и персонал сопровождения. Каждая организация самостоятельно определяет состав и содержание процессов жизненного цикла в рамках информационного моделирования.

7.2. Методология управления жизненными циклами 7.3. Концепция универсального жизненного цикла

Процессы информационного моделирования

Взаимосвязь процессов информационного моделирования и процессных моделей

При описании процессов информационного моделирования следует различать два вида моделей: • модели описания процессов информационного моделирования • процессные модели. Под моделями описания процессов информационного моделирования понимаются модели описания бизнес-процессов в одной из доступных нотаций (предпочтительно BPMN). В свою очередь процессные модели подразумевает возможность проведения расчетов процессов и их метрик, а также возможность непрерывного мониторинга выполнения реализации информационного моделирования

Процессы информационного моделирования для разных этапов жизненного цикла

8.2.1 Процессы информационного моделирования территории

8.2.2 Процессы информационного моделирования подземного пространства В данном разделе предполагается описать общие подходы к моделированию информационных моделей гидрологии, геологии и других видов моделей, которые составляю целостное представление о подземном пространстве.

8.2.3 Процессы информационного моделирования исходных данных или технических условий

8.2.4 Процессы информационного моделирования антропогенного объекта

8.2.5 Информационное моделирование процессов этапа градостроительного проектирования В рамках этапа градостроительного проектирования предполагается рассматривать процессы информационного моделирования, отвечающие за формирование функциональных градостроительных зон, проведение комплексного экологического моделирования территории и т.д. 8.2.6. Информационное моделирование процессов этапа проектирования 8.2.7. Информационное моделирование процессов этапа строительства Информационная модель строительного производства Информационная модель консервации Информационная модель пуско-наладочных работ 8.2.8. Информационное моделирование процессов ввода в эксплуатацию 8.2.9. Информационное моделирование процессов этапа эксплуатации 8.2.10. Информационное моделирование процессов этапа вывода из эксплуатации 8.2.11. Информационное моделирование процессов этапа сноса и утилизации

Пространственно-временные модели

8.3.1. Информационные модели технологических процессов Для моделирования технологических процессов в настоящее время активно используются технологические карты. Однако переход к цифровым технологиям предъявляет новые характеристики и требования к методологии разработки технологических карт и описания производственных процессов. В первую очередь цифровые процессы и должны позволять формировать процессные модели, которые могут собираться в цепочки, что позволяет проводить комплексный анализ последовательности операций.

8.3.2. Сценарные информационные модели

9 Порядок применения информационного моделирования 9.1. Системная инженерия 9.1.1. Таксономия строительной отрасли 9.1.2. Онтология строительной отрасли 9.1.3. Объектно-ориентированный подход 9.1.4. Модельно-ориентированный подход 9.1.5. Функциональный подход 9.2. Виды деятельности в рамках информационного моделирования 9.2.1 Общее описание видов деятельности, применяющих информационное моделирование 9.2.1 Взаимосвязь видов деятельности, специальностей и функциональных ролей информационного моделирования 9.3. Классификация и идентификация информационных моделей

Библиография

1. 1. ГОНЧАРОВ А. С., САКЛАКОВ В. М. Цифровой двойник: обзор существующих ре-шений и перспективы развития технологии Кемерово: Издательство: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 11-13.10.2018.C. 24–26.
2. 2. Цветков В. Я. Информационные модели и геоинформационные модели // Обра-зовательные ресурсы и технологии. 2016. № 4 (16).
3. 3. Bodea C.-N. Legal implications of adopting Building Information Modeling (BIM) C. 10.
4. 4. Currie L. BUILDING INFORMATION MODELLING: ITS IMPACT ON INSURANCE, INTELLECTUAL PROPERTY RIGHTS AND DESIGN LIABILITY. 2014.
5. 5. Guerin L. [и др.]. BIM LEGAL & PROCUREMENT.
6. 6. Moscow Engineering Physics Institute [и др.]. AN APPROACH TO THE DEVELOPMENT OF ONTOLOGY FOR ELECTRIC-POWER ENGINEERING DOMAIN BASED ON STANDARDS ISO 15926, IEC 61970 // Автоматизация процессов управления. 2019. № 2 (56). C. 59–68.
7. 7. bim-protocol-2nd-edition-2.pdf.
8. 8. 14:00-17:00 ISO 1087:2019 Terminology work and terminology science—Vocabulary // 2019.
9. 9. Бетелин В. Б. Информационные модели и информационные технологии в маши-ностроении // Международный журнал «Программные продукты и системы». 1990. № № 4.
10. 10. Боровков А. И. [и др.]. ЦИФРОВЫЕ ДВОЙНИКИ И ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМА-ЦИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ОПК // Сборник материалов «Оборонная техника». 2018. № №1.
11. 11. Кононюк А. Е. Информациология. Общая теория информации. Книга 1 / А. Е. Ко-нонюк, Киев: Освіта України, 2011. 476 c.
12. 12. Мочалин С. М. Математическая модель описания транспортного процесса в средних системах доставки грузов // Вестник ОГУ. 2004. № №2.
13. 13. Пижурин А. А., Муращенко Д. Д. Оптимизационная математическая модель за-дачи оперативного планирования и управления лесопильно-деревообрабатывающим производством в условиях рыночной экономики // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. 1998. № №3.
14. 14. Розенберг И. Н. Геоинформационное моделирование как фундаментальный метод познания // Перспективы науки и образования. 2016. № 3 (21).
15. 15. Российской У., I B. Y. Математическая модель межкультурного взаимодействия 1 № 499.
16. 16. Уемов А. И. Системный подход и общая теория систем. / А. И. Уемов, Москва: ИЗДАТЕЛЬСТВО «МЫСЛЬ», 1978.
17. 17. Урманцев Ю. А. Общая теория систем: Состояние, приложения и перспективы развития / Ю. А. Урманцев, 1968. 63 c.
18. 18. AUGI Liability and Intellectual Property with BIM / AUGI,.
19. 19. Australasia buildingSMART National Building Information Modelling Initiative // Strategy. 2012. № June (1). C. 64.
20. 20. Batres R. [и др.]. An upper ontology based on ISO 15926 // Computer Aided Chemical Engineering. 2005. № C (20). C. 1543–1548.
21. 21. British Standard Institution (BSI), No I. C. PAS 1192-3:2014—Specification for information management for the operational phase of assets using building information modelling // British Standards Institution (BSI). 2014. № 1. C. 1–44.
22. 22. Eastman, Tiecholz BIM Building Information Modelling / Eastman, Tiecholz, 2008.
23. 23. Fan S.-L. Intellectual Property Rights in Building Information Modeling Application in Taiwan // Journal of Construction Engineering and Management. 2014. № 3 (140). C. 04013058.
24. 24. Miller L. A. 1980—Project EPISTLE: A System for the Automatic Analysis of Business Correspondence [1980 - Project EPISTLE: A System for the Automatic Analysis of Busi-ness Correspondence] (1980 - Project EPISTLE: A System for the Automatic Analysis of Business Correspondence) C. 280–282.
25. 25. Pauwels P., Terkaj W. EXPRESS to OWL for construction industry: Towards a recommendable and usable ifcOWL ontology // Automation in Construction. 2016. № March (63). C. 100–133.
26. 26. Schenck D., Wilson P. R. Information modeling: the EXPRESS way / D. Schenck, P. R. Wilson, New York: Oxford University Press, 1994. 388 c.
27. 27. GLOBAL CONSTRUCTION DISPUTES REPORT 2019 LAYING THE FOUNDATION FOR SUCCESS. 2019.
28. 28. Building Information Modelling and Intellectual Property Rights.