Przez wieki odręczne kreślenie było metodą używaną przez inżynierów do tworzenia dokumentacji projektowej. Jeszcze do niedawna na pracy kreślarza bazowało wiele biur projektowych. Kamieniem milowym porównywalnym z dzisiejszą „rewolucją” było odkrycie technologii Blue Print w 1842 r. w Stanach Zjednoczonych.
Przed wynalezieniem tej technologii, każdy błąd wymagał powtórzenia wszystkich prac rysunkowych na czystym arkuszu. Blue Printing pozwolił na zapisywanie etapów rysunkowych oraz tworzenie szablonów, skracając czas rysowania, z dni do minut. Wynalazek ten doprowadził do spadku zatrudnienia kreślarzy aż o 60% do roku 1880. Koszty innowacyjnej jak na te czasy inwestycji, szybko się zwracały.
Projekt domu wykonany przy użyciu Blue Print.
XX wiek i informatyzacja świata, sprawia, że komputer staje się narzędziem numer jeden projektanta. Pojawienie się technologii CAD[1] w latach ’80 na szerszą skalę oznacza przeniesienie procesu z deski kreślarskiej na ekran komputera. Zwiększona precyzja, szybka edycja, kopiowanie komponentów, dowolność w przechodzeniu między widokami – to cechy które sprawiły, że CAD stał się najpopularniejszym narzędziem używanym przez projektantów
Kolejny etap to przejście do świata 3D, głównie na potrzeby wizualizacji. Modele były tworzone równolegle i niezależnie w innych programach i nie miały połączenia z widokami 2D, co często prowadziło do nieścisłości.
CAD, w dalszym ciągu rozwija się poprzez tworzenie makr i tzw. „nakładek” wzbogacających możliwości programu. Odnosi się jednak wrażenie, że tempo rozwoju dąży od wielu lat do stabilizacji i raczej nie słyszy się o nadchodzących innowacjach.
Wydaje się, że następnym krokiem w naszej historii powinno być przejście
z systemu CAD do BIM. Jednak, BIM to koncepcja, która nie jest bezpośrednim spadkobiercą technologii CAD. Idea inteligentnego modelowania opartego na parametryzacji pojawia się wcześniej niż mogłoby się nam to wydawać.
Początki BIM
Już w 1962 r., gdy zaczęły pojawiać się pierwsze maszyny obliczeniowe, Douglas C. Englebart snuł wizję na temat przyszłości projektantów w swej pracy – “Zwiększanie ludzkiego intelektu” (“Augmenting Human Intellect“). Englebart opisuje w niej projektowanie oparte na obiektach, parametrach i zależnej bazy danych. Wyobrażenia te zostaną zrealizowane dopiero kilka lat później, ponieważ w tym okresie nie istniał graficzny interfejs, który umożliwiłby jakąkolwiek interakcję z modelem budynku, co utrzymywało to zagadnienie jedynie w teorii.
W 1963 r. na rynku pojawiają się komputer SAGE i program Sketchpad, umożliwiające rysowanie prostych brył. W latach 70′ i 80′ metody CGS (constructive solid geometry) i brep (boundary representation) usprawniają proces modelowania o kolejne funkcje. CGS wykorzystywał podstawową geometrię do tworzenia brył lub pustek, które mogły się wzajemnie przenikać, łączyć, odejmować, co dawało praktycznie nieograniczoną liczbę kombinacji form. Obsługa programów tego typu była wyzwaniem dla architektów, dopóki nie wynaleziono urządzeń, które umożliwiały interakcję pomiędzy maszyną, a człowiekiem (HCI-Human-computer Interaction).
Baza danych o budynku
BDS (Buildings Description System, autor Charles Eastman) to pierwsze oprogramowanie, które z powodzeniem stworzyło bazę danych dla budynku. Baza danych składała się z biblioteki elementów, które mogły być z niej pobrane i wstawione do modelu. Program wykorzystywał graficzny interfejs z możliwościami widoku perspektywicznego i izometrycznego, oraz opcją ekstrakcji danych i ich sortowania. Eastman twierdził, że BDS jest w stanie zredukować koszt projektu aż o 50%. Program został napisany przed erą komputerów osobistych (PC). Eastman przy wsparciu DARPA (Advanced Research Projects Agency) stworzył go na maszynie PDP-10. Rozwiązanie to nie było ogólnie dostępne. Tylko nieliczni miel okazję przetestowania tego narzędzia i nie wiadomo czy jakikolwiek projekt został w pełni zrealizowany przy jego wsparciu. BDS było, więc na tym etapie jedynie eksperymentem.
Następne narzędzie Eastmana – GLIDE stworzone w 1977 r. posiadało już cechy obecnych platform BIM – cały proces był w pełni sparametryzowany.
Należy zauważyć, że zazwyczaj autorami tych narzędzi były osoby nieposiadające wykształcenia architekta czy konstruktora. Zjawisko tworzenia się hybryd typu architekt-programista jest nowe, ale przynosi bardzo wiele korzyści.
Budynek w wymiarze wirtualnym
Na początku lat 80′ Anglia wprowadza programy takie jak GDS, EdCAAD, Cedar, czy RUCAPS. Ten ostatni, napisany w 1986 r. był pierwszym programem, który umożliwiał tworzenie faz budowy i znalazł zastosowanie m.in. przy budowie terminala lotniska Heathrow. Kolejnym kamieniem milowym było powołanie do życia placówki CIFE (Center for Integrated Facility Engineering) w Stanford w 1988r przez Paula Teicholza, która edukując doktorantów i nawiązując współpracę z przemysłem wspierała rozwój idei modelu 4D.
W tym okresie kształtują się również dwa trendy rozwoju koncepcji BIM. Z jednej strony obserwowano ewolucję narzędzi służących poszczególnym branżom i wykonawstwu. Z drugiej model zaczyna służyć, jako prototyp do testowania i analiz. Owocem drugiego trendu rozwojowego jest Building Design Advisor stworzony w 1993 r. w Lawrence Berkeley National Lab. Oprogramowanie wykorzystywało model do wykonania graficznych analiz i symulacji na podstawie zmiennych takich jak położenie, geometria, właściwości materiałów. Program był również narzędziem optymalizacyjnym, usprawniając proces podejmowania decyzji podając gotowe „Rozwiązania” (Solutions).
Stany Zjednoczone, nie były jedynym ośrodkiem rozwoju koncepcji BIM. Właściwie można powiedzieć, że to w bloku radzieckim nastąpiło kompletne zdefiniowanie BIM-u znanego nam dzisiaj. Stało się to dzięki determinacji dwóch naukowców: Gabora Bojar i Leonida Raiz.
Gabor Bojar, fizyk z Budapesztu, wbrew represjom komunistycznego rządu zakłada prywatną firmę, która w 1984 r. tworzy program RadarCH będący prototypem dzisiejszego ArchiCAD-a. Okres, w jakim Gabor realizował swoje marzenia nie sprzyjał prowadzeniu interesów. Pierwsze linijki kodu były możliwe dzięki zastawieniu biżuterii żony i przemycie komputerów Apple przez Żelazną Kurtynę. Software RadarCH napisany w systemie operacyjnym Apple uczynił go pierwszym programem typu BIM na komputer osobisty. Niestety ten innowacyjny program nie był w stanie znaleźć odbiorców z prostej przyczyny – braku powszechnego dostępu do narzędzia do jego obsługi – komputera. Rozkwit ArchiCAD-a, przypada dopiero na lata 2007-2011, głównie do tworzenia niewielkich obiektów typu domy jednorodzinne. Obecnie ArchiCAD powoli wzmacnia swoją pozycję poprzez ostatnie udoskonalenia. Graphisoft, szacuje, że ich produkt wspierał już ponad 1mln projektów.
Niedługo po pierwszym wydaniu RadarCH, PTC (Parametric Technology Corporation) wprowadza na rynek pierwszą wersję programu Pro/ENGINEER w 1988 r. Jego współtwórcy Irwin Jungreis i Leonid Raiz, po zdobyciu cennych doświadczeń przy tym projekcie rozpoczynają własną działalność pod szyldem Charles River Software w Cambridge, MA. Ich marzeniem był program, który poradzi sobie z bardziej odważnymi projektami niż ArchiCAD. W roku 2000 firma wydała, napisany w języku C++, program „Revit”, który miał oznaczać Rewizję + Szybkość (Revision+Speed). W 2002 roku Autodesk kupuje program i rozpoczyna intensywną promocję oprogramowania w konkurencji z własnym bazującym na obiektach programem- Architectural Desktop.
Jednym z pierwszych projektów na dużą skalę, do którego wykorzystano program Revit była budowa Freedom Tower na Manhattanie. Poprawa w zakresie koordynacji i wydajności na placu budowy była motorem napędowym do dalszego rozwoju oprogramowania stawiając głównie na integrację branżową i zastosowanie w wykonawstwie.
Obecnie kolejną gałęzią BIM, staje się wizualizacja modelu, również w celu wykorzystania go w terenie-przykładem może być tu Navisworks. Następcami Building Design Advisor są obecnie programy służące do analiz i symulacji takie jak Ecotest, Green Building Studio.
Termin BIM pojawia się dopiero w 2002 r. Jerry Laiserin (Autodesk) pomagał w popularyzacji i standaryzacji tego pojęcia, które często co do idei pokrywało się
z określeniami proponowanymi przez inne przedsiębiorstwa “Virtual Building” (Graphisoft) czy “Integrated Project Models” (Benteley Systems).
Podsumowanie
Historia BIM nie ma zakończenia, a właściwie możemy powiedzieć, że jesteśmy dopiero na jej początku. Nieustanny postęp technologii, z którą BIM jest nierozerwalnie złączony wyznacza obecnie granicę możliwości, która z roku na rok przesuwa się coraz dalej.
