PŘENOS DAT MEZI ESA PT A CAD PROGRAMY (ALLPLAN) Ing. Martin Novák, CSc. SCIA CZ, s.r.o, Thákurova 3, 160 00 Praha www.scia.cz 1 ÚVOD Kompatibilita systému ESA PT s programy z oblasti CAD je jednou z dlouhodobých priorit firmy SCIA. Je naší snahou pokrýt potřeby větších a velkých projektových týmů, kde je běžné, že zpracování projektu konstrukce probíhá na více úrovních současně a zadávat např. výpočtový model od začátku ručně je zbytečně zdlouhavé. Výsledkem je datový model konstrukce, který je sdílený, resp. vytvářený více projektovými pracovníky na různých programových systémech. Takový způsob modelování je označovaný jako BIM (Building Information Modelling). O této problematice bude hovořit Ing. Trubáček ve své přednášce. Tento příspěvek je věnován konkrétním možnostem výměny dat mezi programem ESA PT a CAD systémy. 2 AUTOCAD Formáty dwg a dxf jsou považovány po mnoho let za standard, jímž je vybavena většina programů, které pracují s grafikou v oblasti inženýrství. To platí i o systému ESA PT, který má zabudován import i export, a to na úrovni 2D i 3D. Je tedy možno: - exportovat obsah 3D okna se zobrazenou konstrukcí, a to i včetně všech popisů a dalších doplňkových grafických entit, jako je čárový rastr, kóty, atd., vše buď jako 2D nebo 3D. - stejným způsobem exportovat obrázek z galerie, samozřejmě včetně entit, dokreslovaných v editoru galerie, rovněž jako 3D i 2D. - exportovat výkres sestavený v editoru výkresů ESA PT z obrázků galerie, či oken ESA PT včetně dokreslených entit, jako je ručně vytvořené nebo naimportované razítko, popisy obrázků, tabulky atd. Tento export je na úrovni 2D. - na výkres načíst 2D či 3D obrázek opět z dwg/dxf souboru (dále bmp, wmf, emf) a dále s ním pracovat jako s obrázkem ESA PT, také jej např. rozbít na čáry a ty případně dále upravit. - importovat konstrukci s použitím různých nástrojů. V zásadě je možno importovat přímo prvky konstrukce, a to tak, že v grafickém náhledu lze požadované entity vybrat a dále je převést podle nastavení na entity systému ESA PT. A to jednak na entity konstrukce, tj. pruty či plošné prvky, nebo kreslené čáry, které lze dále použít různým způsobem při zadání. Čar, resp. jejich bodů, je možno se chytat grafickým kurzorem nebo je lze použít k dalšímu geometrickému konstruování anebo je přímo vybírat a generovat na nich pruty či stěny nebo desky. - importovat z dwg/dxf souboru i tvary průřezů, resp. jejich části včetně otvorů a případně je dále je geometricky modifikovat. ESA PT 2006 je kompatibilní s verzí Autocadu 2000 a nižšími. Firma SCIA má jakožto řádný člen organizace Open Design Alliance přístup k novým verzím programových knihoven OpenDWG pro práci s dwg/dxf soubory. Nejnovější knihovna, která je schopna komunikovat s verzí Autocad 2004, bude zabudována do systému ESA PT ve verzi 2007 spolu s využitím - 81 -
jejích nových možností (např. import entit typu Solid). Nicméně ve verzi ESA PT 2006.1 bude možno načítat z dwg souboru objemová tělesa (Polyface mesh), která bude možno graficky znázornit a také se jejich povrchu chytat při zadávání bodů konstrukce. Na následujícím obrázku je příklad načtení tvaru potrubí, které je vytvořeno speciální aplikací pro Autocad, do systému ESA PT přes dwg soubor a v ESA PT je následně vytvořena jeho podpůrná konstrukce. obr. 1 Načtení tvaru potrubí z dwg souboru 3 IFC 3.1 Historie IFC Firma SCIA je od minulého roku členem organizace IAI (International Organisation for Interoperability). Cílem organizace je vzájemná kompatibilita programů, vyvíjených jejími členy. Kompatibilita je na základě formátu IFC (Industrial Foundation Classes). Tento interface má dnes zabudována drtivá většina programů z oblasti CAD a rovněž statických výpočtů, které jsou zaměřeny na oblast stavebnictví. Inferface IFC je znám již řadu let, avšak ve verzi 2x2 a starších měl řadu omezení, takže jeho skutečné praktické použití bylo výhodné pro přenos architektonických návrhů konstrukcí. Například v této verzi bylo téměř vyloučené použití pro ocelové konstrukce. Ale ve verzi IFC 2x3 došlo ke zcela zásadnímu rozšíření, takže formát obsahuje v podstatě všechny entity, používané ve stavebním projektování a speciálně v programech na statické výpočty. Mimo jiné byly do verze IFC 2x3 implementovány všechny možnosti, které obsahoval interface PSS/DSTV pro ocelové konstrukce. Takže je možno pomocí IFC 2x3 přenášet např. ocelové prvky včetně styčníků a detailů, dále entity pro popis výpočtového modelu jako např. zatížení, podpory atd. Jsou - 82 -
podporovány všechny potřebné typy průřezů, používané v ocelových, betonových i dřevěných konstrukcích, náběhy atd. Co se týká betonových konstrukcí, nejsou ani zde v podstatě žádná omezení, jsou k dispozici entity pro popis konstrukce i výztuže. Organizace IAI je nyní aktivní především v Evropě, která je zvyklá na harmonizační procesy různých národních norem a příprava certifikace programů pro kompatibilitu s IFC na základě norem ISO je již ve téměř hotova. Takže programy, kompatibilní s IFC budou muset splnit značně náročné testy funkcionality, aby je jejich tvůrci mohli označovat za certifikované na kompatibilitu s IFC. Organizace IAI vznikla z podnětu průmyslových firem, které mají zájem na maximální kompatibilitě programů, v nichž projekty konstrukcí vznikají a odtud je vývoj IFC i podporován. Řada aktivit byla například financována z grantových agentur, buď přímo státních nebo průmyslových. Z tohoto titulu je také k dispozici i řada nástrojů pro práci s IFC soubory zdarma na Internetu. Je možno si zdarma stáhnout např. programy na prohlížení IFC souborů včetně grafického 3D náhledu, programy na editaci, kontrolu a opravy IFC souborů. Takto se formát IFC skutečně stává standardním normovaným formátem, určeným pro uložení a přenos dat mezi programy používanými ve stavebnictví. 3.2 Možnosti IFC v systému ESA PT 2006 Implementace interface IFC do programu ESA PT začala na konci roku 2005. ESA PT 2006 obsahuje první verzi IFC interface, která exportuje a importuje pruty, desky a stěny. Je zde zatím řada omezení, jako např. že se pracuje pouze s pruty bez šikmých ořezů na koncích, rovněž nejsou implementovány zakřivené linie a objemy. Průřezy prutů jsou obecné a je podporován také obecný mnohoúhelník. V podzimní verzi ESA 2006.1 bude drtivá většina těchto omezení odstraněna, takže bude možné pracovat s pruty s šikmými čely, rovněž budou implementovány zakřivené útvary jako např. obloukové stěny, otvory jejichž hrany obsahují křivky atd. Pomocí formátu IFC je tedy možno přenášet data mezi ESA PT a programy dalších firem jako je Allplan, Archicad, Architectural Desktop, X-steel, a dalšími. - 83 -
obr. 2: Import z IFC do 3 různých programů (ESA PT, Allplan, IFC prohlížeč) obr. 3: IFC prohlížeč (konstrukce vytvořená v ESA PT) - 84 -
4 ALLPLAN Vzájemná spolupráce firem SCIA a Nemetschek není žádnou novinkou a probíhá již řadu let. V tomto roce dostala zcela nový rozměr v tom, že firma Nemetschek se stala majoritním vlastníkem firmy SCIA Group. Tím je dáno mj. i to, že do budoucna se budou programy obou firem rozvíjet ve vzájemné spolupráci s ohledem na společné strategické cíle. Momentálně probíhá propojování mezi systémy Allplan a ESA PT ve dvou rovinách: 1. Vývoj aplikací pod uživatelským prostředím systému Allplan, využívající přímo entit systému ESA. Takto vznikl Modelář ocelových konstrukcí (Allplan Steel Designer), který má usnadňovat tvorbu ocelových konstrukcí pod systémem Allplan. Ten pracuje na principu parametrických šablon systému ESA PT. Šablony mají tu výhodu, že je může vytvářet kterýkoli uživatel, může si vytvořit sám podle svého přání velmi rychle editační dialog, který obsahuje parametry, kterými se šablona dá editovat a přizpůsobit je vlastním potřebám. Samozřejmě se s instalací programu dodává sada standardních šablon, jako např. sloup, nosník, jednoduché rovinné rámy různého typu, příhradové vazníky a další. Podobným způsobem lze zadávat pomocí šablon přípoje a další přídavná data na konstrukci, tj. výztuhy, náběhy atd. Ve verzi 2006.1 přibudou další entity, např. otvory v nosnících a další typy přípojů. Pro uživatele, který zná systém ESA je ovládání Modeláře ocelových konstrukcí velmi jednoduché, protože entity mají zcela shodný dialog vlastností v Allplanu jako v ESA PT. Dalším modulem, který bude v letošním roce uveden na trh je Modelář betonových konstrukcí, který na stejném principu pracuje s konstrukcemi betonovými. Tím doplňuje již tak rozsáhlou funkcionalita Allplanu v oblasti vyztužování, a to o nástroje, které se uplatní hlavně při navrhování prefabrikovaných betonových konstrukcí. Lze přitom využít možností geometrického modelování systému ESA PT, který je schopen pracovat např. se zakřivenými pruty, lze vyztužit zborcené plochy, atd. Ale především je možno konstrukci vymodelovanou a vyztuženou v systému ESA PT načíst přímo do systému Allplan, navíc s použitím parametrizace systému ESA PT. Další výhodou je, že konstrukci, vymodelovanou z částí tvořených šablonami, je možno načíst do systému ESA PT a tam ji buď editovat, a následně uložit výsledek editace zpět do Allplanu. Také je možno pro tuto konstrukci spustit v systému ESA přímo statický výpočet, resp. výpočtový model konstrukce vytvořit, zadat všechna dodatečná data, jako zatížení, podpory atd. a tato data uložit v systému Allplan. 2. Další oblastí je kompatibilita systémů Allplan a Esa, tj. možnost přenášet data o konstrukci mezi oběma programy. V tomto okamžiku je možno načítat architektonické entity z Allplanu do ESA PT, a to spolu s entitami Modeláře ocelových i betonových konstrukcí. Pokud je uživatel v ESA PT zmodifikuje, resp. zadá další nové, má možnost tyto změny přenést zpět do systému Allplan a tam pokračovat v práci s nimi. V zásadě by měly být změny entit ekvivalentní, ať jsou provedeny v Allplanu či v ESA PT. Technologie práce s daty, která umožňuje přenos změn z jednoho programu do druhého (roundtrip) byla vyvinuta k tomu, aby bylo možné přenášet nejen konstrukci, ale změny v ní (update), a to v obou směrech. Roundtrip je ve verzi ESA/Allplan 2006 použit jak ve formě přímé, tzn. že např. z Allplanu lze zavolat funkci ESA modifikace/výpočet která požaduje graficky vybrat Allplanovské entity a následně se otevře okno systému ESA PT, v němž je možno s těmito entitami dále pracovat. Druhá možnost je roundtrip přes soubor, který pracuje - 85 -
tak, že uživatel si v Allplanu uloží vybrané entity do souboru ESA PT, který lze v systému ESA dále editovat, provést výpočet, posudky atd. Takto modifikovaný soubor lze načíst zpět do systému Allplan, a to tak, že se načtou pouze změny. obr 4 : Ocelová konstrukce vytvořená v modeláři ocelových konstrukcí Allplanu Popsané možnosti jsou výsledkem zatím zhruba jedenapůlletého společného vývoje dvou oddělených firem, Nemetschek a SCIA. Právě od okamžiku spojení firem se předpokládá výraznější integrace programů obou firem a rovněž se předpokládá uplatnění dalších firem, které jsou ve vlastnictví firmy Nemetschek, a to Friedrich-Lochner a Glaser. obr. 5: Betonová konstrukce, vytvořená z šablon definovaných v systému ESA - 86 -
5 ZÁVĚR Propojení systému ESA PT s CAD systémy je oblastí, kterou firma SCIA sleduje jako prioritní a klade si za cíl vyhovět požadavkům zákazníků na maximální úrovni. Současně jsou si vývojáři SCIA vědomi, že různé firmy, které používají různé druhy software na projektování, mají požadavky více či méně odlišné. Nicméně softwarová řešení pro práci ve velkých týmech, složených z různých profesí, využívajících BIM, jsou nutná a na kvalitě jejich zvládnutí značně závisí celková produktivita a rovněž kvalita výsledného projektu. - 87 -