Tento príspevok odznel na odbornej konferencii "Oceňovanie a riadenie stavebných
projektov" v Košiciach dňa 19.04.2012
Ing. Daniel Červeňák, Systematic, s.r.o. Prešov, Ing. Jaroslav Gmitro, Unistav, s.r.o. Prešov
ÚVOD
Stavbári pretvárajú tento svet. Stavajú infraštruktúru krajiny a podieľajú sa
na tvorbe jej histórie. Svoje vedomosti a zručnosti využívajú na splnenie požiadaviek
svojich klientov. Stavebníctvo je multidisciplinárnym odborom. Využíva znalosti
od matematiky, cez prírodné vedy a stavebné technológie až po počítačové nástroje.
Predstavuje dynamické prostredie s veľkým počtom účastníkov, kde väčšina projektových
a riadiacich úloh je automatizovaná prostredníctvom softvérových aplikácií. Tie
sú súčasťou heterogénneho systému vzájomne komunikujúcich úloh a procesov. Výmena
informácií pritom prebieha všetkými možnými komunikačnými kanálmi: človek - človek,
človek - počítač, počítač - počítač.
1. DÁTA V STAVEBNÍCTVE
Informačné technológie slúžiace na podporu stavebného priemyslu sú založené na
modelovo orientovaných aplikáciách a aplikáciách orientovaných na dokumenty. Modelovo
orientované aplikácie využívajú techniky organizujúce informácie do prvkov s určitým
sémantickým významom, ktorý vhodne korešponduje so sémantikou aktuálneho stavebného
projektu. Za modelovo orientované aplikácie považujeme napríklad objektovo orientované
CAD systémy, rozpočtové programy, programy pre tvorbu časových plánov, niektoré
inžinierske programy a ďalšie. Tieto aplikácie pracujú s dátovými objektmi, ktoré
korešpondujú s prvkami reálneho sveta, t.j. napr. so stavebnými komponentmi (napríklad
stena, betónový preklad), cenami, technologickými činnosťami, zdrojmi tepla
a pod.
Nová a vyššia kvalita týchto informácií sa dá dosiahnuť interoperabilitou, t.j.
efektívnou komunikáciou a vzájomnou výmenou dát a služieb jednotlivých modelovo
orientovaných aplikácií. Takto dochádza k vytvoreniu komplexného, integrovaného,
viacúčelového dátového modelu korešpondujúceho s vývojom a riadením aktuálneho
reálneho projektu.
V stavebníctve však dominujú informácie v tradičnej forme neštruktúrovaných dokumentov.
Na ich podporu slúžia aplikácie orientované na dokumenty, napríklad textové a
tabuľkové procesory, grafické editory, prípadne klasické CAD systémy, ktoré pracujú
s textami, s tabuľkami, fotografiami, CAD entitami a pod. Tieto informácie nekorešpondujú
s prvkami reálneho sveta. Sú to iba slová, bunky čísel, rastre a čiary. Na správu
vytvorených dokumentov slúžia tradičné systémy pre správu dokumentov (Document
management system) [1]. Funkcie pre správu dokumentov dnes už obsahujú aj webové
portály, ktoré slúžia ako centrálne miesto spolupráce projektového tímu [5].
2. VÝMENA DÁT
Počítačové aplikácie v stavebníctve využívané ľuďmi pri plnení projektových a
riadiacich úloh chápeme ako technický a spoločenský systém, v ktorom prúdia informácie:
- medzi jednotlivými používateľmi a ich počítačovými nástrojmi (zadávanie
dát užívateľom a interpretácia dát počítačom),
- medzi používateľmi navzájom ako priama komunikácia v osobných, telefonických
rozhovoroch alebo pri výmene dokumentov,
- medzi rôznymi počítačovými aplikáciami navzájom ako zdieľané dáta.
Každý z týchto informačných kanálov si zasluhuje samostatnú pozornosť, sústreďme
sa však na výmenu dát medzi počítačmi a ich softvérovými aplikáciami [1].
Vychádzame z predpokladu, že produkt ľubovoľnej individuálnej činnosti je podkladom
pre následné činnosti. Správne a bezpečne odovzdaná informácia medzi týmito činnosťami
je zárukou zvyšovania pridanej hodnoty celého diela.
V stavebnom priemysle existuje niekoľko iniciatív a štandardov, ktoré sa pokúšajú
umožniť elektronickú komunikáciu medzi programovými aplikáciami:
- STEP,
- IFC,
- EDI,
- individuálne iniciatívy.
Kým STEP a EDI majú všeobecnejšie využitie, IFC je obzvlášť vhodný pre stavebný
a montážny priemysel [2].
2.1 STEP - STandard for the Exchange of Product model data
Formát STEP, štandard pre výmenu dát modelu výrobku, je normalizovaný normou ISO
10303 - Industrial automation systems and integration – Product data representation
and exchange (Automatizované výrobné systémy a integrácia – reprezentácia dát
výrobku a ich výmena). Predstavuje neutrálny výmenný formát určený pre CAD,
CAD/CAM, CAPP, ale aj na integráciu CAx systémov do podnikových informačných systémov.
Zaznamenáva informácie o výrobku vo všetkých fázach jeho životného cyklu. Podporuje
jednak geometrické údaje o výrobku, ale aj široký rozsah negeometrických údajov
ako sú tolerancie rozmerov, tvaru, polohy, drsnosti, vlastnosti materiálu a pod.
Obsahuje tiež dáta špeciálneho charakteru pre úzku skupinu aplikačných programov
[3].
2.2 IFC - Industry Foundation Classes
Dátový štandard IFC je podporovaný IAI (International Alliance for Interoperability).
Je určený na elektronickú reprezentáciu objektov v stavebnom priemysle:
- fyzické objekty ako napríklad zariadenia (stroje, pomôcky, atď.), stavebné
výrobky (dvere, betón, atď.),
- abstraktné veci ako napríklad organizácia, priestor, cena a pod. [6].
IFC je taktiež iniciatíva výmeny dát. Je vybudovaná na tzv. triedach (classes).
Trieda sa koncentruje na spoločné charakteristické vlastnosti vecí, ktoré do danej
triedy patria. Trieda môže predstavovať napríklad výrobky, ktoré “majú
na sebe záťaž“, napríklad dlážky, mosty, výťahy a podobne. Triedy môžu
predstavovať fyzické predmety, napr. most, podlaha ako aj abstraktné vlastnosti,
napríklad náklady.
Atribúty pridané k triede pomáhajú skúmať predmet detailnejšie ako napríklad
dĺžka a výška mostu. V IFC dátach sú taktiež definované vzťahy. Vzťahy
sú dôležité pri určovaní správania sa predmetu spôsobmi, ktoré imitujú správanie
sa artefaktov z reálneho sveta. Napríklad: „murivo sa stavia z tehál“. Na poskytnutie
užitočnejšieho a kontrolovanejšieho prístupu k objektom skúmania sa v IFC používajú
tzv. rozhrania (interfaces). Každé užitočné hľadisko má svoje rozhranie.
Napríklad z architektonického hľadiska „majú byť dostupné“ tvar a lokalita. Z
hľadiska ceny „sú užitočné“ informácie o nákladoch a o frekvencii údržby.
2.3 EDI - Electronic Data Interchange
EDI, Elektronická výmena dát, je štruktúrovaná výmena dát medzi aplikáciami
rôznych firiem. Dáta sú odosielané prostredníctvom reťazca preddefinovaných kódov.
Kód je človekom nečitateľný. EDI je používaný podnikmi, ktoré tak nahrádzajú
papierové pracovné pokyny, faktúry, dokumenty, potvrdenia, atď. Tým že počítače
môžu komunikovať medzi sebou bez zásahov človeka, komunikácia prebieha s menším
počtom chýb.
V EDI existuje štandardný súbor kódov (poskytovaný EDIFACTom), ktorý
má všeobecné použitie. Mnoho podnikov si však vytvorilo vlastné kódové tabuľky
pre vlastné špeciálne potreby. Pre bezproblémovú komunikáciu je dôležitý otvorený
prístup k štruktúre a obsahu prenášaných dát. Významnú rolu v tomto procese hrá
klasifikačný systém pre označovanie výrobkov a služieb [4].
Všetky vyššie uvedené iniciatívy sa v súčasnosti snažia zapísať svoje štandardy
do XML slovníkov. Vďaka XML sa stávajú tieto štandardy viac prístupné,
nemenia však obsah a podstatu systému.
2.4 Individuálne iniciatívy
Individuálne iniciatívy predstavujú čiastkové a často aj lokálne riešenia elektronickej
komunikácie. Keďže všetky vyššie uvedené štandardy sú cenovo náročné, vznikajú
účelové lokálne formáty pre výmenu dát. Tie nemajú síce univerzálne celosvetové
použitie, ale na lokálnom trhu alebo v úzkej oblasti podnikania spĺňajú svoj účel.
Aj v týchto iniciatívach hrá dôležitú rolu jazyk XML.
3. VÝMENA DÁT V OBLASTI STAVEBNÝCH ROZPOČTOV
Stavebný rozpočet je v peniazoch vyjadrený ekvivalent prác a materiálových dodávok,
ktoré je potrebné zrealizovať podľa projektu na vytvorenie stavby [12]. V rámci
stavebného procesu prebieha nepretržitá výmena rozpočtov medzi účastníkmi stavebného
trhu: investor - projektant - staviteľ. Projektant vypracuje orientačný rozpočet
na základe požiadavky investora. Investor ho v konkurznom riadení vo forme zadania
postúpi stavebným firmám na ocenenie. Rozpočet koluje s rôznou úrovňou vyplnených
údajov prostredníctvom mailu, faxu, resp. pošty v závislosti od toho, či bol vytvorený
ako papierový alebo ako elektronický dokument. Každý účastník po prevzatí dokumentu
ho posúdi, podľa potreby vyhodnotí a opäť zadáva relevantné informácie do svoje
počítačovej aplikácie, t.j. do rozpočtového programu. Je to typ slabej, aj keď
v praxi bežne zaužívanej výmeny dát, ktorá je neefektívna a stojí veľa námahy.
Vyžaduje taktiež veľa času a je zdrojom chýb a omylov.
Neefektívnosť tohto prístupu dokáže vyriešiť automatizovaná výmena dát medzi počítačovými
aplikáciami (computer – to – computer).
Základom spoľahlivej výmeny dát je dátový predpis (protokol), ktorý obsahuje:
- obsahovú schému (čo sa prenáša),
- schému usporiadania prenášaných údajov – štruktúra,
- súborový formát prenášaných dát.
Takýto predpis si môžu dohodnúť dva individuálne programové systémy, ktoré si
potrebujú vymieňať dáta alebo sa vytvorí všeobecne platný komunikačný predpis
pre výmenu dát a príjme sa ako štandard.
Štandardy sú kľúčom k dosiahnutiu interoperability systémov.
Príkladom výmeny rozpočtových dokumentov je dátový predpis Národnej diaľničnej
spoločnosti [8], dátový predpis XC4 Ředitelství silnic a dálnic ČR [9] alebo „Rozhranie
elektronickej výmeny dát GAEB“ [10].
Tieto štandardy zabezpečujú spoľahlivú komunikáciu medzi rôznymi programovými
systémami zainteresovaných strán. Bola v nich zvolená a popísaná jednotná a transparentná
štruktúra dát vo formáte XML (Extensible Markup Language), ktorej sa dokážu prispôsobiť
svojimi aplikáciami všetci účastníci konania. Takýto štandard umožňuje podstatne
jednoduchšiu výmenu ponukových rozpočtov, dodatkov, zisťovacích protokolov a faktúr.
XML jazyk, rozšíriteľný značkový jazyk, je určený predovšetkým na výmenu
dát medzi aplikáciami, ako aj na zverejňovanie dokumentov. Má hierarchickú štruktúru
a jednoduchý spôsob zápisu. Oddeľuje obsah a vzhľad dát. Je široko prijímaný ako
štandard so schopnosťou existencie na akejkoľvek platforme a je používaný veľkým
a stále rastúcim počtom aplikácií a programovacích jazykov [7].
Výmene rozpočtov v elektronickej forme dominuje na Slovensku formát XLS programového
systému Microsoft Excel.
Pre porovnanie si uveďme výhody a nevýhody týchto dvoch spôsobov výmeny v oblasti
stavebných rozpočtov.
Výmena rozpočtovej dokumentácie prostredníctvom XML
Výhody:
- všeobecný formát na reprezentáciu dát,
- čitateľný ľuďmi aj počítačom,
- internacionalizovaný (UNICODE),
- nezávislý na platforme,
- nezávislý na dodávateľovi,
- prijímaný ako štandard,
- schválený konzorciom World Wide Web (W3C),
- pri výmene dát nie je nutný zásah užívateľa,
- proces výmeny je rýchly a jednoznačný,
- komfortná prepojiteľnosť rozpočtových programov,
- pohodlnejšia väzba na iné typy softvérových aplikácií.
Nevýhody:
- málo popularizovaný formát zo strany odborníkov,
- neexistuje dohodnutá definícia schémy XML pre výmenu rozpočtov.
Výmena rozpočtovej dokumentácie prostredníctvom XLS
Výhody:
- populárny formát vďaka rozšírenosti programu MS Excel,
- do XLS dokážu exportovať všetky relevantné rozpočtové programy,
- z XLS dokážu importovať všetky relevantné rozpočtové programy.
Nevýhody:
- nejednotná štruktúra dát z hľadiska rozloženia buniek - nutnosť prispôsobenia
formátu užívateľom pri importe,
- nejednotná štruktúra dát z hľadiska obsahu,
- nejednotná štruktúra dát – dátová nekompletnosť hlavne pri ručne vytvorenom
súbore,
- riziko chýb – kvôli možnosti vstupu (aj nekvalifikovaného) do XLS súboru
ktorýmkoľvek užívateľom počas procesu výmeny dokumentov.
Používanie jednotného triednika TSKP, resp. TSP [11] pri tvorbe rozpočtov považujeme
z hľadiska výmeny rozpočtových dát prostredníctvom formátu XML medzi jednotlivými
aplikáciami za výhodu.
Uvádzame krátky príklad schémy XML pre výmenu rozpočtov:
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<VZOR_XML_PREDPISU>
<mena>
<kod>EUR</kod>
<znacka>€</znacka>
</mena>
<klasifikacia>TSKPCenekon</klasifikacia>
<STAVBA>
<CisloStavby>01</CisloStavby>
<NazovStavby>Obchodne centrum</NazovStavby>
<OBJEKT>
<Cislo objektu>SO 01</Cislo objektu>
<Nazov objektu>Vlastná stavba</Nazov objektu>
<ODDIEL>
<Cislo
oddielu>1 </Cislo oddielu>
<Nazov
oddielu>ZEMNÉ PRÁCE</Nazov oddielu>
<POLOZKA>
<PoradoveCislo>1</PoradoveCislo>
<Cislo>132201101<Cislo>
<Nazov>Výkop ryhy šírky 600-2000mm horn.3 do 100m3</Nazov>
<MJ>M3</MJ>
<Mnozstvo>121.865</Mnozstvo>
<Hmotnost>0.00</Hmotnost>
<Sut>0.00</Sut>
<DPH>20</DPH>
<JCena>20,75</JCena>
<Cena>2528.71</Cena>
</POLOZKA>
</ODDIEL>
<ODDIEL>
<Cislo
oddielu>2 </Cislo oddielu>
<Nazov
oddielu>ZÁKLADY</Nazov oddielu>
<POLOZKA>
<PoradoveCislo>2</PoradoveCislo>
<Cislo>271521111<Cislo>
<Nazov>Vankúše zhutnené pod základy z kameniva hrubého drveného, frakcie
16 - 125 mm</Nazov>
<MJ>M3</MJ>
<Mnozstvo>0.720</Mnozstvo>
<Hmotnost>1,80</Hmotnost>
<Sut>0.00</Sut>
<DPH>20</DPH>
<JCena>37.91</JCena>
<Cena>27.30</Cena>
</POLOZKA>
</ODDIEL>
<ODDIEL>
<Cislo
oddielu>3 </Cislo oddielu>
<Nazov
oddielu>ZVISLÉ KONŠTRUKCIE</Nazov oddielu>
<POLOZKA>
<PoradoveCislo>3</PoradoveCislo>
<Cislo>311275512<Cislo>
<Nazov>Murivo nosné z tvárnic PORFIX s P+D a kapsou hr. 300 PKD 490x250x300"
MJ</Nazov>
<MJ>M3</MJ>
<Mnozstvo>138.365</Mnozstvo>
<Hmotnost>0.80</Hmotnost>
<Sut>0.00</Sut>
<DPH>20</DPH>
<JCena>99.58</JCena>
<Cena>13778.41</Cena>
</POLOZKA>
</ODDIEL>
<ODDIEL>
<Cislo oddielu>4 </Cislo
oddielu>
<Nazov oddielu>VODOROVNÉ
KONŠTRUKCIE</Nazov oddielu>
<POLOZKA>
<PoradoveCislo>4</PoradoveCislo>
<Cislo>411321313<Cislo>
<Nazov>Betón stropov doskových a trámových, železový tr.C 16/20</Nazov>
<MJ>M3</MJ>
<Mnozstvo>178.048</Mnozstvo>
<Hmotnost>2.20</Hmotnost>
<Sut>0.00</Sut>
<DPH>20</DPH>
<JCena>131.81</JCena>
<Cena>23468.52</Cena>
</POLOZKA>
</ODDIEL>
<ODDIEL>
<Cislo oddielu>9</Cislo
oddielu>
<Nazov oddielu>OSTATNÉ
PRÁCE</Nazov oddielu>
<POLOZKA>
<PoradoveCislo>5</PoradoveCislo>
<Cislo>941941051<Cislo>
<Nazov>Montáž lešenia ľahkého pracovného radového s podlahami šírky nad
1, 20 m do 1,50 m a výšky do 10 m</Nazov>
<MJ>M2</MJ>
<Mnozstvo>720.000</Mnozstvo>
<Hmotnost>0.00</Hmotnost>
<Sut>0.00</Sut>
<DPH>20</DPH>
<JCena>1.60</JCena>
<Cena>1152.00</Cena>
</POLOZKA>
</ODDIEL>
</OBJEKT>
</STAVBA>
<VZOR_XML_PREDPISU>
ZÁVER
Článok sa zaoberá výmenou dát v stavebníctve. Popisuje typy používaných aplikácií
a prezentuje štandardy a iniciatívy reprezentácie dát a ich výmeny. Proces štandardizácie
vstupuje aj do oblasti stavebných rozpočtov. V súčasnosti v našom prostredí prevláda
elektronická výmena dát prostredníctvom formátu XLS programového systému MS Excel®.
Okrem nesporných výhod tohto systému máme na zreteli jeho riziká. Odporúčame vziať
do úvahy taktiež výmenu dát prostredníctvom formátu XML. V článku sme popísali
jeho výhody. Podľa nášho názoru dátový predpis pre výmenu rozpočtovej dokumentácie
vo formáte XML rada privíta široká stavebná verejnosť v súkromnom a verejnom sektore.
Takýto štandard zavedie do výmeny dát väčšiu rýchlosť, jednoznačnosť a precíznosť.
Navyše tento formát robí oblasť stavebných rozpočtov otvorenejšou novým vznikajúcim
trendom v informačných
technológiách. Webové portály slúžiace na koordináciu tímovej práce v stavebnom
procese sa stávajú realitou. XML formát je vhodný taktiež na informačné prepojenie
s podnikovými informačnými systémami, s ERP (Enterprise Resource Planning ), s
BIM (Building Information Modeling) ako aj s aplikáciami na tvorbu časových plánov.
LITERATÚRA A ZDROJE
[1] Froese T.M.: Integration of product models with document-based
information, University of British Columbia, Vancouer, BC. Canada, eWork and eBusiness
in architecture, engineering and construction - Attila Dikbaş,Raimar Scherer,
2004 Taylor &Francis Group, Londn, ISBN 04 1535 938 4
[2] Rees R.: ceXML - an XML vocabulary for building and civil engineer, Delft
University of Technology - Faculty of Civil Engineering and Geosciences Section
Civil Engineering Informatics, August 2000
[3] Červeňák D., Fabian S.: Integrácia CAPP ako nástroja na zvyšovanie technickej
prípravy výroby, New trends in technology systems operation´05 , 7th scientific
conference with international participation
[4] http://www.edizone.cz/
[5] Shen W., Hao Q., Mak H., Neelamkavil J., Xie H., Dickinson J.K, Thomas J.R.,
Pardasani A., Xue H.: Systems integration and collaboration in architecture, engineering,
construction and facilities management: a review, Advanced Engineering Informatics,
24, (2), September 01, 2009
[6] Sabol L: Challenges in Cost Estimating with Building Information Modeling,
Design + Construction Strategies, http://www.dcstrategies.net/ files/2_sabol_cost_estimating.pdf,
2008
[7] Tardif M: Looking Beyond BIM to Business Information: The Role of agcXML in
Streamlining Information Exchange, AECbytes Viewpoint #49 (December 14, 2009)
http://www.aecbytes.com/viewpoint/2009/issue_49.html
[8] Dátovy predpis, Národná diaľničná spoločnosť, http://www.ndsas.sk/datovy-predpis/44393s
[9] Datový předpis XC4, Ředitelství silnic a dálnic ČR, Praha, http://www.rsd.cz/doc/Technicke-predpisy/Datovy-predpis-XC4-a-C4/datovypredpis-
xc4
[10] Regulierung des zukünftigen Einsatzes des GAEB-Datenaustausches bei der Durchführung
von Bauaufgaben öffentlicher Auftraggeber, MWM Software & Beratung GmbH, Bonn,
Wilhelm VeenhuisEndbericht, 2009
[11] http://www.cenekon.sk/triednik
[12] Programový systém Kalkulus na tvorbu rozpočtov, kalkulácií, fakturácie a
harmonogramov stavebných prác – užívateľská príručka, Systematic, 2012 |