Obiektowość w programach komputerowych

Jarosław Chudzik, prezes zarządu INTERsoft Sp. z o.o.
Fot. Intersoft

Przez długie dziesięciolecia projektant kojarzył się z kimś pochylonym nad wielkim arkuszem kalki, pracowicie kreślącym przy linijce ściany, wrysowującym cyrklem łuki drzwiowe, wpisującym wymiary za pomocą szablonów i żyletką usuwający wszelkie niedociągnięcia. Z czasem wypracowano pewne standardy, które pozwalały odzwierciedlać trójwymiarową rzeczywistość na płaszczyźnie i był to niemały skok w abstrakcję.

Rapidografy, krzywiki i cyrkiel mogły wreszcie powędrować do lamusa, jednak wczesne programy CAD na dobrą sprawę wciąż były deską kreślarską, tyle że przeniesioną na ekran komputera i wzbogaconą o dodatkowe funkcje zapisu, kopiowania i usuwania. Nadszedł jednak moment, w którym uświadomiliśmy sobie, że musimy się cofnąć tam, skąd wyszliśmy, bo przecież przez cały czas mamy do czynienia z bryłami, czyli obiektami trójwymiarowymi. Okno powinno wycinać otwór w ścianie, sprawa niby oczywista, tylko jak wytłumaczyć to komputerowi? Tu właśnie dochodzimy do sedna, którym jest obiektowość w programach komputerowych.

Wyznaczając kierunek rozwoju firmy ArCADiasoft, chciałem sprostać temu wyzwaniu, tworząc system ArCADia. Jak bardzo trudne jest to zadanie, niech świadczy fakt, iż pracę nad programem rozpoczęliśmy w 2005 roku i aż do chwili obecnej jest on nieustannie rozwijany. Zastosowaną w naszej ArCADii zasadę obiektowości wykorzystują również programy innych firm, takie jak, Allplan, ArchiCAD czy Revit. Istotna różnica polega jednak na tym, że nasza ArCADia pomyślana była od początku jako system dla wszystkich branż biorących udział przy powstawaniu budynku, a nie jedynie jako adaptacja programu architektonicznego dla potrzeb branżystów, która powstała przez usunięcie jednych i dodanie innych funkcji. W programach o strukturze obiektowej bryły przedstawiane są w sposób najbliższy rzeczywistości, czyli w trzech wymiarach. Jeśli w pamięci komputera jakiś obiekt zapisano jako trójwymiarowy, to sztuką jest pokazanie go na płaszczyźnie w sposób jak najbliższy rzeczywistości. Drzwi inaczej będą wyglądały w widoku, inaczej na rzucie i jeszcze inaczej w przekroju pionowym. Naszym zadaniem jest nauczyć komputer, jak ma te drzwi rozpoznać, kazać mu wyciąć otwór w ścianie, a potem ponownie pokazać efekt w dwóch wymiarach. Aby to uzyskać, musimy predefiniować wszystkie obiekty, z jakimi może się on zetknąć podczas procesu powstawania projektu, a wraz z nimi wszystkie te parametry, które pozwolą pokazać je na rzutach, w przekrojach płaskich i widokach. Ta mrówcza praca opłaci się nam sowicie, bo pozwoli rozumnie widzieć cały budynek i zarządzać nim we wszystkich branżach. „Nieinteligentne” linie, jak wiele by ich narysować, możliwości takiej nam nie dają, bo komputer nie wie, czy są ścianą, kalenicą, prętem zbrojeniowym czy krawędzią regału w salonie.


Fot. Intersoft

Wprowadzenie obiektowości pozwoliło zrobić milowy krok – zintegrować branże tak, by mogły się między sobą komunikować. Dla projektanta możliwość komunikacji między projektami branżowymi jest czymś, czego nie sposób przecenić. W przeszłość odchodzą czasy nierozpoznanych w porę kolizji i żmudnego wprowadzania zmian w kolejnych wydaniach projektu. Dołożenie przez projektanta choćby jednego pręta zbrojeniowego w belce powoduje pojawienie się go w każdym możliwym przekroju, w tabeli z zestawieniem zbrojenia, skutkuje zmianą sumarycznego ciężaru stali zbrojeniowej, a efekty zmian mogą sięgać nawet do harmonogramu robót. Od tej pory projekt jest nierozerwalnie połączony w spójną całość. Etap wykonawczy przynosi kolejne korzyści, bo wprowadzanie zmian nie kończy się przecież podczas procesu projektowania. Każda nowo pojawiająca się poprawka jest natychmiast widoczna u wszystkich grup wykonawców, pozwalając tym samym na pełną integrację prac. Możemy systematycznie redefiniować harmonogram robót, odświeżać kosztorys i zawsze na bieżąco mamy wgląd w aktualny stan obiektu. W niedalekiej przyszłości system ArCADia będzie także towarzyszyć budynkowi podczas całego okresu jego eksploatacji i na tym etapie powiadamiać użytkownika czy administratora budynku o wszelkich działaniach, jakie powinien podjąć dla zachowania obiektu w odpowiednim stanie technicznym. Będzie przypominać o konieczności pomalowania elewacji czy wymiany okien (bo przecież w projekcie do każdego elementu typu „okno” przypisaliśmy maksymalny czas do kolejnych remontów i do jego zużycia), podając ich powierzchnię, licząc koszt i czas trwania remontu.

Oprócz ujęcia czasowego tj. podziału na fazy projektowania, realizacji i eksploatacji, istotne jest również ujęcie przestrzenne. Podzielmy obszar pracy projektanta na trzy obszary. Obszar pierwszy, to miasto, czy też, w nieco mniejszej skali, osiedle (urbanistyka). Obszar drugi, to budynek, a trzeci, to konstrukcja budynku. Aby zachować wydajność procesu projektowania, nie sposób w jednym programie tych trzech całkowicie różnych światów połączyć. Trzeba je rozpatrywać osobno, ale programy zajmujące się każdym z nich muszą ściśle ze sobą współpracować. Wystarczy jednak przenosić między nimi zupełnie podstawowe informacje, aby taką współpracę zapewnić. „Świat budynek” musi wiedzieć, co może otrzymać z zewnątrz, od „świata miasto”; ile energii elektrycznej, ile wody, jakie inne media oraz ile ścieków będzie mu oddawać. Do niczego w procesie projektowania budynku nie przyda się np. informacja, ile i jakich budynków stoi w tym mieście, czy też w jakiej odległości uzdatniana jest woda. Podobne relacje mają miejsce na styku „świata budynek” i „świata konstrukcja”. Dla konstrukcji nie ma z kolei znaczenia, jakim tynkiem pokryto elewację, bądź ile stopni mają schody z parteru na pierwsze piętro. Istotne jest tylko to, jakie są wymiary elementów konstrukcyjnych, z jakiego materiału są one wykonane, jak są zamocowane i obciążone oraz gdzie znajdują się ich osie.


System ArCADia koordynuje pracę nad projektem. Otwarte interfejsy pozwalają na współpracę z programami spoza systemu
Fot. Intersoft

Tylko nieliczni producenci oprogramowania rozumieją potrzebę stosowania obiektowości w projekcie architektoniczno-budowlano-instalacyjnym, ale na ogół nie są w stanie jej zrealizować ze względów technicznych. Intersoft natomiast jest na najlepszej drodze do pełnej realizacji tej idei. Po pierwsze, istnienie takiej potrzeby jest dla nas czymś poza wszelką dyskusją. Po drugie, jesteśmy w stanie wcielić ją w życie i to wcielić kompleksowo, bo nasza firma zajmuje się równolegle wszystkimi branżami, podczas gdy inne firmy zwykle skupiają się na jednej. Choć świadomość konieczności posiadania tego typu rozwiązań nie jest jeszcze rozpowszechniona wśród właścicieli niewielkich pracowni projektowych, nie ma od niej odwrotu, bo nowe technologie budowlane w coraz większym stopniu wymuszają zastosowanie tego typu metod projektowania. Duże firmy już dziś bez tych kompleksowych rozwiązań nie mogą się obejść, dla małych, obok braku świadomości, często barierą blokującą dostęp do nich jest cena. Jako firma zaawansowanych technologii, uważamy się za pionierów w branży i, jak oni, przecieramy dziewicze szlaki.

Z uwagi na wyjątkowy charakter, niepowtarzalność i ogrom przedsięwzięcia – trzy obszary czasowe (projektowanie, realizacja i eksploatacja), a w każdym z nich kolejne trzy obszary przestrzenne (urbanistyka, obiekt i detal), system, który tworzymy, będzie otwarty, co oznacza, że umożliwimy innym producentom oprogramowania dołączenie do niego swoich aplikacji. Już dzisiaj, w ramach systemu ArCADia, udostępniliśmy takie moduły jak Architektura, Instalacje elektryczne, Sieci elektryczne, Kanalizacja zewnętrzna oraz połączenie z programem ArCADia-Termo.

(Jarosław Chudzik, INTERsoft Sp. z o.o.)