Arhitektonsko projektovanje putem računara

 

 

Umesto uvoda

 

Da bi jasno razumeli kako i gde se mogu koristiti prednosti računara u arhitektonskom projektovanju i kako ga informatička tehnologija (IT) može kvalitativno unaprediti navešćemo na početku, dva primera kako savremeni koncept IT utiče na unapređenje poslovanja, a potom kakav je to koncept koji treba ugraditi u ovu savremenu tehnologiju da bi se kvalitativno unapredilo arhitektonsko projektovanje.

 

Prvi primer – Uticaj IT u evoluciji telefonskog imenika

 

Nekada davno, sekretarica je bila zadužena da otkuca Imenik na pisaćoj mašini i da ga zatim distribuira svim zaposlenima. Sadržaj Imenika je odgovarao stvarnom stanju u momentu kreiranja. Imenik je “živa” stvar i njegov sadržaj se menja tokom vremena. Neki zaposleni menjaju radno mesto, neki napuštaju firmu a ima i novozaposlih. Šta se dešava sa izmenama? Uobičajeno je, da se izmene vrše kako nastaju odnosno kako je ko za njih saznavao i evidentirao ih. Vremenom, od silno upotrebljenog belila, precrtavanja, Imenik gubi svoju praktičnu funkciju jer je – nepregledan, nepouzdan. Sekretarica postaje ponovo glavni izvor informacija i ako je savesna ponovo kuca ceo Imenik na pisaćoj mašini i distribuira ga svim zaposlenima. Kucanje imenika je dosadan i naporan posao, te sekretarica osvežava listu samo kada mora, možda jednom godišnje.

 

Kada je ta ista sekretarica dobila PC i word procesor, spomenuti zadatak je postao lakši, i sada se Imenik osvežava jednostavno i brzo, možda jednom kvartalno. Iako ona sada može, sa punim pravom, da tvrdi da ima elektronsku verziju Imenika, sam pristup korišćenja Imenika se nije bitno promenio jer je on i dalje kružio po firmi u papirnom vidu. Iste razlike među pojedinačnim Imenicima su i dalje moguće, u zavisnosti od toga da li je neko “lokalno” osvežio listu ili je zaboravio da to uradi.

 

Uvođenjem intraneta u firmu, omogućeno je stvaranje jedinstvenih baza podataka dostupne svim zaposlenima. Postavljanje Imenika kao deo opšteg informacionog sistema na intranet je dalje tehnološko unapređenje. Sada zaposleni mogu da urade mnogo toga sa takvim Imenikom. Pored uobičajenog listanja Imenika skladišteni podaci se mogu postaviti u međusobne veze. Na primer može se postaviti zahtev za listom svih Jovanovića u firmi i njihovim brojevima lokala ili koliko Jovanki i Brankica ima u projektnom birou i slično. Možda se može doznati kada je šeficin rođendan? Informacije su sada centralizovane i osvežavanje se vrši u trenutku kada se promena desi. Osvežavanje podataka vrše ovlašćeni (čiji je to radni zadatak) te su uneti podaci verodostojni. Osvežena informacija je tog momenta dostupna svima kao “najnovija verzija”, bez mogućnosti da dođe do bilo koje nedoslednosti. Sa druge strane, moguće je da se otštampa neki deo informacije koji nas zanima, i dobijena lista predstavlja samo jedan precizan presek trenutnog stanja u vremenu i prostoru. Svaki put kada neko poželi da sazna nečiji telefonski broj, potrebno je sedne za računar i pozove Intranet bazu podataka. U ovom slučaju, može se slobodno reći da je informacija pohranjena u digitalnom obliku, a ne u papirnom.

 

Dakle, zaključak koji se nameće je, da je firma uvođenjem Intraneta prešla sa papirnog sistema skladištenja podataka telefonskog Imenika na digitalni (pogledati Sliku 1.). I dalje, a što je daleko interesantnije, uvođenje računara i računarskog softvera ne znači neophodno i promenu načina na koji pohranjujemo informacije, već to čini primenjeni koncept informacione tehnologije, koji može da da kvalitet. U toku faze papirnog skladištenja, firma je možda koristila računare, ali nije koristila u punoj meri informacionu tehnologiju. Mnoge kompanije danas (i previše njih) misle da su napunivši kancelarije računarima (neke izjavljuju ponosno “mi imamo jedan računar za svakog zaposlenog!”) stupile u informaciono doba, ali se varaju.

 

Primer drugi – Uticaj IT u evoluciji izrade ponuda

 

Razmotrimo, sasvim pojednostavljeno, jednu tipičnu aktivnost: Izrada ponuda. Klasičan način rada je svima poznat. U predštampan dokument ponude unose se podaci o kupcu, zatim naziv i šifra robe, jedinična cena, porez, količina i iznos. Za svaku robu se ispunjava jedan red, da bi se na kraju iskazao ukupan zbir. Svaka ponuda se odlaže u registrator u papirnom vidu. Pojavom računara sa mogućnošću korišćenja spreadsheeta (tabelanih procesora), produktivnost izrade ponuda se značajno povećala jer se porezi, iznosi i ukupan zbir računaju automatski. Ali svaka ponuda se štampa i praktično na isti način čuva. Tabelarnice, korišćenjem računara, su na nivou izrade ponuda solidno rešavale ovu poslovnu aktivnost. Kalkulacije i stanje na skladištu i rukovanje ostalim važnim podacima ostao je posao službenika.

 

Uveđenjem softvera za vođenje računovodstva, izrada ponuda nije postala mnogo lakša. Kada se završi posao izrade ponude odgovarajući podaci se prebacuju i povezuju sa poslovima koji neposledno slede. Tako se automatski osvežavaju podaci kao što su rezervacije na skladištu, razlika u ceni i gubitak, zaduženje po osnovu poreza itd. Otvaraju su se i druge mogućnosti analiza. Ispitivanje varijanti cena rade se bez imalo napora. Praćenje rezervacija roba je jednostavno, a sa druge strane odeljenje za isporuku i fakturisanje ima već skoro pripremljene odgovarajuće dokumente.

 

 

Slika 1. Papirno / digitalno skladišćenje podataka

 

Možemo i ovde izvući isti zaključak kao i kod telefoskog imenika: upotrebom računara ne menja se automatski način skladištenja informacija. Ta promena će se odigrati tek uvođenjem odgovarajućeg koncepta informatičke tehnologije (računovodstveni informacioni sistemi) koja firmu prevodi sa papirnog na digitalni vid skladištenja. Ona i u ovom slučaju, donosi niz prednosti u poslovanju firme u računovodstvenoj funkciji, od skraćenog vremena potrebnog za unos podataka do višeg nivoa kvaliteta i pouzdanosti. Sada jasno možemo da uočimo razliku između upotrebe računara i upotrebe IT. Takođe, možemo jasno da vidimo i prednosti održavanja informacija u digitalnom obliku kao suprotnost papirnom obliku i kako se u stvari “stanje” informacija reflektuje na njenu “upotrebljivost”.

 

Da pogledamo šta se dešava kod tipične firme koja se bavi projektovanjem i izradom građevinske dokumentacije kada je u pitanju njena najvažnija aktivnost.

 

Sve do kasnih 80’ih ceo posao je obavljan ručno na crtaćim tablama. U to vreme pojavili su se “crtački procesori”, nazvani CAD - Computer Aided Design (eng. projektovanje pomoću računar) i projektni biroi su počeli sa nabavkama računara. “Crtački procesori” kao što su AutoCAD ili MicroStation omogućuju  crtanje pomoću računara i pomažu u proizvodnji crteža a može se slobodno reći da su retki projektanti koji ih koriste u inicijalnoj fazi projekta. Da li je ovaj način korišćenja računara u biroima promenio način rada? Nije, stvarno ne. Biroi i dalje pohranjuju informacije o objektima na papiru, međusobno nepovezane, i bez međurelacija, i oni uvode ljudski faktor da bi obezbedili konzistenciju i kvalitet radi sigurnosti. Da se proizvede neka dodatna informacija o projektu kreće se od početka. Da, koriste se DWG i DGN elektronski fajlovi, i razmenjuju se sa konsultantima, ali koje je “stanje” informacija u tim fajlovima? Koliko je “upotrebljiva” ta informacija? Nije li informacija uneta u sistem sa idejom da se proizvedu samo crteži? Nije li to oblik papirnog skladištenja informacija?

Većina firmi (sve one koje imaju AutoCAD i MicroStation ili bilo koji 2D CAD) su još uvek u fazi papirnog skladištenja i nisu još pristupili fazi digitalnog skladištenja.

 

Stoga, pitanje koje se nameće je: “zašto firma uvodi (ili tek želi da uvede) IT u svoj telefonski imenik, u svoj računovodstveni odsek, a još uvek to nije učinila (ili to ne želi) u svoju najvažniju aktivnosti, onu koja joj stvara profit?”

 

Odgovor je jednostavan: nikada se to pitanje nije posmatralo na taj način, nije se znalo da je moguće pohraniti SVE informacije o objektu u bazi podataka i analizirati ih (postavljati upite), a pažnja je bila fokusirana na proizvodnju crteža kao JEDINI MOGUĆI NAČIN da se opiše objekat.

 

Danas je moguće uvesti informacionu tehnologiju u projektantsko-dokumentacijsku aktivnost. Sve informacije koje opisuju projektovani objekat povezuju se i čine specijalnu bazu podataka koja se zove virtualna zgrada (The Virtual Building). Projektanti zidaju digitalnu kopiju finalnog objekta u virtualnom okruženju, u procesu koji se zove simulacija građenja. Pomoću informacija o objektu koje su pohranjene u virtualnoj zgradi, oni mogu postavljati razne upite bazi podataka “zahtevajući” osnove spratova, preseke, izglede, perspektive, šeme stolarije, proračune materijala, renderinge, animacije, 3D detalje ... isto kao što su “zahtevali” sve Jovanke i Brankice iz telefonskog imenika ili su “pozivali” njihov ovomesečni obračun.

 

Upotrebom virtualne zgrade, nisu više crteži skladišta informacija; informacija je sada u digitalnoj bazi podataka, a crteži su oštar presek stanja informacije u prostoru i vremenu.

 

Pravi antagonizam postoji na relaciji papirnog skladištenja prema baza podataka/digitalnog skladištenja. Način korišćenja informacija o objektima se menja zauvek. To je koncept integrisanih softverskih paketa koji uvode IT u ovu oblast delovanja i ne svrstavaju se u “CAD” već se klasifikuju kao Simulatori građenja (Building Simulators).

 

 

Slika 2. Tradicionalna metodologija prema metodologiji virtuelnog građenja

 

Šta su prednosti ovakve funkcionalne organizacije?

 

Možemo da identifikujemo četiri osnovna proizvodna zadatka koje biroi obavljaju (pogledati Sliku 2.) svakodnevno i to su: projektovanje, dokumentacija, prezentacija ili proizvodnja sintetičkih slika i lepih prikaza, i kontrola troškova ili predmer.

Aktivnosti oko izrade dokumentacije se dalje mogu podeliti na: proizvodnja osnova, izgleda, preseka, perspektiva i/ili detalja.

 

Kroz ove aktivnosti, iskusniji personal je odgovoran za transfer informacija, povezivanje i njenu proveru. Za ovaj zadatak, biroi obično zapošljavaju ljude sa velikim iskustvom koji mogu da opaze nedoslednosti samo bacivši pogled iz daljine. Ono što virtualna zgrada radi je da zamenjuje ljudski element u koordinaciji sa digitalnom kopijom objekta. Zaposleni to postižu “zidanjem objekta” kao virtualne zgrade a ne samo njenim crtanjem na papiru (bilo na elektronskom ili pravom).

 

Ovo je trenutak kada bi se ova diskusija mogla uprostiti na temu “2D prema 3D”, naravno od strane onih koji su samo delom upoznati sa ovakvim konceptom. To je samo jedan aspekt cele priče i ume da zbuni ako se posmatra izolovano, naročito što se “3D tema” vezuje za iskustvo sa upotrebom trodimenzionalnih modelera za kreiranje prezentacionog materijala, koji su nekako zamenili tradicionalne umetničke impresije i čak plastične ili kartonske modele iz prošlosti.

 

U našem slučaju, svi izlazni podaci su nus-produkti projektovanja zbog integrisane prirode samog procesa. Sa simulatorom građenja, prozvodnja modela nije više štancovanje crteža osnova sprata pomoću “crtačkog procesora”: ono što se dobije besplatno su preseci i izgledi koje želite, predmer koji možete poslati “predmerašu” ili sami uradite predračun troškova, ili bilo koju perspektivu ili izometriju koju zaželite, da ne spominjem bilo koji 3D detalj koji vam padne na pamet. Drugim rečima, sva izlazna papirologija koja je potrebna je kratak presek trenutnog stanja u vremenu i prostoru virtualne zgrade koju ste upravo kreirali. I svi ti izlazni dokumenti su u apsolutnoj saglasnosti jedni sa drugima.

 

Da pogledamo koje su razlike između ta dva metoda, tako što ćemo zaviriti u proces od ideje do gotovog objekta.

 

Prateći tradicionalni metod (pogledati Sliku 3.) vidimo sedam odvojenih poslova, svi na isti način razdvojeni nevidljivim zidovima koji čine protok informacija među poslovima, na neki način, zahtevnim. Iskusni profesionalci, iz tog razloga, postaju zaduženi da obezbede protok informacija iz faze u fazu, njihovu tačnost i doslednost. Upravo to konstantno unošenje podataka iznova i potreba da se oni iznova i iznova proveravaju, otštampani na papir, čini ceo proces vremenski vrlo zahtevnim.

 

 

Slika 3. Od ideje do objekta

 

Kada su se računari i softveri pojavili u struci (pogledati Sliku 4.) oni su pomogli da se premosti jaz između pojedinačnih faza, automatizacijom nekih od najtežih aktivnosti, ipak, tehnologija nije učinila ništa da slomi barijeru radi slobodnog protoka informacija i nije mnogo pomogla da se unapredi koordinacija. Kao posledica toga, biroi upošljavaju iste profesionalce da bi obezbedile protok informacija iz faze u fazu, njenu pouzdanost i tačnost sa narastajućim nivoom složenosti. Kako se dogodilo da je upotreba računarske tehnologije u početku tako malo uradila za samu struku? Odgovor je jednostavan: ona se fokusirala na izolovane probleme i nije transformisala način na koji se upravlja informacijama.

 

Organizacija informacija o objektu je ostala nepromenjena u sistemu papirnog skladištenja sa svim njenim ugrađenim ograničenjima. Tek informaciona tehnologija omogućuje eksponencijalni skok efikasnosti.

 

 

Slika 4. Od ideje do objekta, uvođenje računara i softvera

 

Uvođenjem specijalizovanih baza podataka za pohranjivanje informacija o objektima u digitalnom formatu (baza podataka virtualne zgrade), vidimo prvi pokušaj da se reši problem upravljanja informacijama na mnogo efikasniji način, izbacivanjem svih nepotrebih unosa podataka, njihovim povezivanjem i postavljanjem u neku relaciju, održavanjem i automatskom koordinacijom svih podataka koji su dostupni, kao i uspostavljanjem centralne baze svih podataka koja je uvek osvežena (ažurna).

 

Novi proces nije više sačinjen od niza nepovezanih faza koje prenose neke informacije jedni drugima u formi crteža; to je sada centralizovana aktivnost (pogledati Sliku 5.) “unošenja vrednosti” namenjenih kreiranju virtualne zgrade, digitalne kopije stvarnog objekta i digitalnog skupa svih informacija koje se tiču tog objekta.

 

 

Slika 5. Od ideje do gradnje. Uvođenje informatičke tehnologije

 

U ovakvom procesu Simulacije građenja svaki učesnik ima uvid u najsvežiju informaciju, on dodaje svoj deo u celom procesu i u stanju je da proveri usaglašenost svog posla sa poslom ostalih učesnika uključenih u proces.

 

Zbog toga što je vizuelna povratna informacija virtualno neposredna, Simulacija građenja se posvetila preciznom razrešenju projektantskih problema i ponudila prvu pravu alternativu za značajnu redukciju vremena potrebnog da se ideja pretvori u objekat.

Koliko je pouzdan ovakav metod? Polazeći od iskustva koje neko može imati sa radom sa popularnim 3D modelerima, neko može biti skeptičan po pitanju vremenske efikasnosti proizvodnje 3D modela za potrebe izrade projektne dokumentacije.

 

Ta zabrinutost je realna, i upravo zato mi naglašavamo da Simulator gradnje ima malo veze sa tradicionalnim 3D modelerima i da vreme potrebno za izradu virtualne zgrade odgovara potrebnom vremenu za izradu prosečne 3D strukture.

 

Nije u pitanju samo složenost, u pitanju je i interakcija sa alatima koji ponekad postaju gospodari umesto da vam služe i budu robovi.

 

Da li ste učili u školi šta su to Boolean (Bulove) operacije? Da li izvodite Boolean operacije da bi ste izgradili objekat? Zašto ste onda morali da znate taj jezik da bi ste se bavili arhitekturom? To je jedan od razloga što su se projektanti-dizajneri držali podalje od računara tako dugo.

 

Da bi ste učinili Simulaciju građenja prirodnim procesom, i pravim slugom projektanata, ona mora biti nešto sa čim će se arhitekte i dizajneri poistovetiti. Ona mora da prati metodologiju gradnje, da govori jezikom arhitekture i da omogućava transformaciju ideja u forme na najprirodniji način. Takođe, ona se mora starati o svim detaljima, sluga koji ostavlja svog gospodara da se koncentriše na kreativan rad, donošenje odluka, i treba da omogući povratnu informaciju pri svakom eksperimentu.

 

Samo usvajanjem arhitektonskog načina razmišljanja (inteligencije) je moguće učiniti neki softver pravim asistentom projektantu u njihovoj misiji da prave bolju arhitekturu. Inteligencija je ponuđena onim što danas zovemo Objektna tehnologija, gde blokovi materijala za gradnju u softveru nisu apstrakcije realnosti kao što su to linije ili kružnice, već realni objekti kao što su zidovi, ploče, krovovi, nameštaj, konstruktivni elementi, svi sa nekim nivoom arhitektonske inteligencije. To je danas moguće jer je Graphisoft u ranim 80’im, napravio pionirski iskorak ka razvoju objektne tehnologije ekskluzivno za arhitekte. I dok proizvođači “crtačkih procesora” danas govore o “objektima” kao tradicionalnim Simbolima ili Ćelijama, danas je moguće imati Inteligentne Objekte koji imaju:

 

 

i kako vam se pogled spušta niz listu mogućnosti, njihova važnost, za oživljavanje vizije Simulacije građenja, progresivno raste. Samo zahvaljujući arhitektonskoj inteligenciji tih objekata moguće je sazidati objekat u virtuelnom okruženju.

 

Inteligentni objekti su jedan od dva fundamentalna preduslova za pretvaranje Simulacije građenja u praktičan metod. Drugi je u velikoj meri stvar softverskog inžinjeringa. Postoji veliki broj proizvoda na tržištu koji su prilagođeni da bi zadovoljili zahteve ovakvog metoda rada. To su uglavnom tradicionalni CAD sistemi sa 2D bazom podataka sa od skoro 3D procesorima na tu osnovu. Iako se može učiniti da ti sistemi rade kao nešto što je gore opisano kao Simulator građenja, oni samo daju delimične rezultate. Da bi se iskoristile prave mogućnosti Simulacije građenja potrebna vam je sofisticirana hibridna baza podataka koja može da poveže i stavi u međusobnu relaciju podatke, bilo da su oni u stvari delovi modela ili samo beleške, bazu koja omogućava automatsku komunikaciju svih deskriptivnih delova građevine među sobom.

 

Ovo je vreme transformacija u građevinskoj industriji, vreme kada nova i primetno efikasnija tehnologija zamenjuje tradicionalnu, onu koja je dala sve što je mogla. Na isti način kao što je automobilska industrija odbacila karburator radi fuel injection-a i kao što se u muzičkoj industriji umesto vinilnih ploča javio audio CD, arhitektonska praksa se pomera sa automatizovanog crtanja do Simulacije građenja, od čuvanja informacija o objektima na papiru do gradnje baze podataka virtualne građevine.

 

Prevod: I.J. i I.H.

Naziv originala: The Building Simulation Vision, autor arhitekta Maurizio Nannetti, Australija