Обмірювання будівельних проектів ШІ

СПЕЦИФІКАЦІЯ ЗАВДАННЯ

1) Мета та обсяг проекту

Мета: Створення веб-додатку на основі ШІ, який автоматично виконує вимірювання з проектної документації (архітектура, конструкція, інсталяції/галузі, пзт), об'єднує креслення в єдине ціле, ідентифікує елементи (наприклад, стіни, вікна, двері, штукатурки, конструктивні та інсталяційні елементи), а потім представляє повне вимірювання у таблицях з можливістю візуальної перевірки (2D/3D) та оцінки.

На старт:

• Обробка векторних файлів: *.dwg, *.pdf (векторний)
• Обсяг галузей: архітектура, конструкція, інсталяції (HVAC, водопостачання, електрика), пзт
• Функції: автоматичне об'єднання документації – для потреб додатку, розпізнавання елементів та вимірювання, візуалізація, можливість ручного коригування, додавання цін та створення попереднього кошторису

2) Основні продуктові припущення

1. Завантаження: користувач завантажує пакет файлів DWG/PDF – векторні файли (плани, перерізи, фасади, описи, легенди; можливі підкладки та XREFи).
2. Автоматична обробка: система парсить файли, нормалізує шари, одиниці та масштаби, об'єднання та злиття креслень в єдину референсну модель.
3. ШІ розпізнає елементи: розпізнає всі елементи на проектах
4. Вимірювання: обчислює кількості за правилами вимірювання (довжини, площі, об'єми, одиниці); враховує отвори, товщини, шари – вимірювання за глобальними правилами
5. Перевірка: табличний результат + перегляд 2D/3D з підсвічуванням обчислених елементів; режим "порівняти/пояснити" неясності (конфлікти між аркушами, відсутність розмірів, несумісні масштаби).
6. Ручне коригування: редаговані класифікації та геометрії (малювання/редагування полігонів/отворів), прийняття/відхилення елементів.
7. Ціни та кошторис: прив'язка цінових позицій та ставок (ціна за одиницю, націнки, ПДВ), експорт CSV/XLSX/BC3/PDF.
8. Аудит та версійність: історія змін, порівняння вимірювань, різниці між версіями документації

3) Потік користувача

1. Новий проект → назва, інвестор, місцезнаходження, стандартні одиниці та валюти
2. Завантаження файлів → drag&drop, контроль цілісності
3. Обробка → парсинг, нормалізація, злиття, класифікація ШІ, вимірювання.
4. Огляд → таблиці + вигляд 2D/3D; панель неясностей; фільтри (галузь, поверх, шар, тип).
5. Коригування → редактор геометрії, зміна класу, об'єднання/поділ елементів, прийняття.
6. Ціни → призначення позицій, ставки, націнки.
7. Експорт/звіт → XLSX/CSV/BC3, PDF зведення, звіт неясностей.

5) Функціональні вимоги (детальні)

5.1 Імпорт та валідація файлів

• Обробка: векторні файли: DWG, DXF (за бажанням), векторний PDF
• Автоматичне виявлення масштабу: з вікон перегляду (DWG), з заголовкової рамки (OCR), з позначок (наприклад, 1:100), з розмірів (DIMSTYLE / розпізнавання тексту розміру).
• Нормалізація одиниць (мм/м) та системи координат (зсуви, обертання, локальні системи, UCS).
• Виявлення недоліків та помилок

5.2 Злиття документації (об'єднання в єдине ціле)

• Групування аркушів: поверхи, перерізи, фасади, галузі.
• Реєстрація та вирівнювання планів/секцій (підгонка осей, сіток, рівнів; загальна трансформація 2D/3D).
• Об'єднання архітектури з конструкцією

5.3 Розпізнавання елементів (ШІ + правила)

Вимога: Розпізнавання елементів не може базуватися виключно на назвах шарів. Назви шарів розглядаються лише як допоміжний сигнал з низькою вагою.

Правила реалізації:

• Класифікаційні рішення базуються переважно на геометрії та топології – на основі машинного навчання
• У разі суперечності інформації: пріоритет: DIM/розміри > однозначний текстовий опис > легенда/схема > геометричні характеристики > назва шару.
• Система повинна працювати з будь-яким/нестандартним найменуванням шарів (різні мови, скорочення, відсутність стандарту). Для тестів можлива повна анонімізація назв шарів.
• Компонент ШІ/правил повинен дозволяти вимкнення впливу шарів (feature flag) – результат все ще повинен бути правильним.

5.4 Вимірювання - вимірювання на основі прийнятих правил та розпізнавання елементів

5.5 Перевірка та редагування

• Вигляд 2D (план, переріз) та 3D (простий екструзійний модель) з підсвічуванням обчислених елементів.
• Режим перевірки: клік на елемент → деталі вимірювання + джерела (аркуші, описи), толерантність/невизначеність.
• Інструменти редагування: малювання/редагування полігонів, переміщення/масштабування, зміна класу, об'єднання/поділ.
• Список неясностей: питання до користувача, запропоновані рішення, прийняття/відхилення.

5.6 Ціни та кошторис

• Словники цін/позиції: база позицій - глобальна (для системи) та локальна для користувача – користувач може змінити локальну ціну)
• Картографування: тип елемента → формула → цінова позиція.
• Формули: ціна = кількість × ставка ± націнки (робота, матеріал, обладнання, прибуток, загальні витрати, ПДВ).
• Версійність прайс-листів, валюти, індексація цін (інфляція).
• Експорт: XLSX/ (Кошторис), PDF зведення.

5.7 Експорти та інтеграції

• XLSX/CSV/BC3, PDF звіти (скріншоти візуалізації + таблиці).

6) Нефункціональні вимоги

• Точність вимірювання: геометрична помилка ≤ ±2 мм при правильних масштабах;
• Продуктивність: проект до 200 аркушів/2 ГБ – повна обробка ≤ 20 хв; план для перегляду ≤ 3 с.
• Масштабованість: горизонтальна (черги завдань), сховище для файлів до 10 ГБ/проект.
• Безпека: GDPR, шифрування at-rest та in-transit, IAM, журнал аудиту, WAF, резервні копії.
• Надійність: SLO обробки 99.5%/міс; повторні спроби/компенсації, версійність моделей.

8) Конвеєр обробки (технічні кроки)

1. Завантаження & валідація → AV сканування, екстракція метаданих, виявлення XREF.
2. Парсинг:
   • DWG/DXF: читання шарів, посилань на блоки, геометрії, DIMSTYLE, масштаб вікна перегляду, Модель/Паперовий простір.
   • PDF (вектор): шляхи, полігони, тексти (TrueType), шари; OCR лише для векторних текстів як резервний варіант.
3. Нормалізація масштабу та одиниць: з вікон перегляду та заголовків; автоматичне підгонка; прапорці у разі конфліктів.
4. Реєстрація аркушів: підгонка осей/сіток/позначок (ICP/підгонка ознак на векторах), трансформації 2D/3D.
5. Екстракція семантичних об'єктів:
   • Правила шарів (наприклад, A-WALL, K-…); шаблони назв; класифікація словникова.
   • ШІ на векторному графі: полігони → стіни (паралельні лінії), hatch → заповнення/підлоги, блоки → обладнання.
   • Тексти та легенди → парсинг параметрів (товщини, матеріали, типи, номери приміщень).
6. Злиття: вирішення конфліктів (архітектура проти конструкції), ієрархія достовірності (DIM > опис > легенда > шар), відстеження походження даних (provenance).
7. Вимірювання: правила, одиниці, віднімання отворів, агрегації по поверхах/приміщеннях.
8. Виявлення неясностей: відсутні параметри, несумісні масштаби, суперечливі товщини – генерація питань.
9. Візуалізація: генерація підкладок, накладення об'єктів, спрощене 3D (екструзія за висотою поверху).
10. Кошторис: картографування елемент→позиція, формули, націнки, експорт.

9) Модель ШІ та навчання

• Представлення: векторний граф (вузли: вершини геометрії та блоки; ребра: сегменти/полігони; атрибути: layer, тип, стиль лінії, тексти поблизу), додатково растеризація для контекстуальних характеристик.
• Архітектура: Графова Нейронна Мережа (GAT/GraphSAGE) + Трансформер на послідовностях векторів; пізнє злиття з правилами та евристиками CAD.
• Дані для навчання: закріплення в реальних DWG (напівавтоматичне анотування) + синтетичні генератори креслень; активне навчання з взаємодії користувача (зворотний зв'язок в UI).
• OCR/NLP: розпізнавання описів, таблиць, легенд; нормалізація одиниць (мм/м), парсинг виразів (наприклад, «стіна 24 см, гіпсова штукатурка 1,5 см»).
• Метрики: mAP/F1 для класів, MAE/SMAPE для кількостей, час обробки.
• MLOps: реєстрація моделей, версійність наборів даних, валідації, A/B у фоновому режимі на проект.

10) Правила вимірювання – деталі (приклади, що налаштовуються)

• Стіни:
  • Довжина з осі стіни; Висота: з перерізів / стандартна з поверху; Товщина: з опису/шару.
  • Пл. штукатурки = 2 × (довж. × вис.) – віднімання отворів > t_віднімання; правила порогів (наприклад, не віднімемо < 0,5 м²).
• Отвори: Шир., вис. з розмірів/позначок; кількість шт.; пл. у світлі.
• Перекриття/плити: Пл. з контуру; об'єм = пл. × товщина; обвід (опалубка).
• Сходи: Кількість прольотів, пл. ступенів (антиковзкі), косоури (м), перила (м).
• Підлоги/покриття: Пл. нетто після віднімання; цоколь (м вздовж стін).
• Інсталяції: Довжини трас по осі; фітинги – правила виявлення з блоків/словника символів.

Кожне правило має: визначення кількості, джерела даних, формулу, толерантність та пріоритет.

11) UI/UX – ключові екрани

• Дашборд проектів: статуси обробки, останні вимірювання.
• Огляд документації: список аркушів (мініатюри), шари, фільтри.
• Вигляд перевірки: полотно 2D/3D з накладкою; легенди кольорів для класів; панель деталей елемента.
• Таблиця вимірювання: групування за галуззю/поверхом/приміщенням/типом; in-line редагування; відстеження змін.
• Панель неясностей: питання, пропозиції рішень, прийняття.
• Прайс-листи та картографування: огляд позицій, формули, перегляд впливу на вартість.
• Експорти: майстер вибору обсягу та формату.

SPECYFIKACJA ZLECENIA

1) Cel i zakres projektu

Cel: Zbudowanie aplikacji webowej opartej na AI, która automatycznie wykonuje obmiar z dokumentacji projektowej (architektura, konstrukcja, instalacje/branże, pzt), łączy rysunki w całość, identyfikuje elementy (np. ściany, okna, drzwi, tynki, elementy konstrukcyjne i instalacyjne), a następnie prezentuje kompletny obmiar w tabelach z możliwością wizualnej weryfikacji (2D/3D) i wyceną.

Na start:

• Obsługa plików wektorowych: *.dwg, *.pdf (wektorowy)
• Zakres branż: architektura, konstrukcja, instalacje (HVAC, wod-kan, elektryka), pzt
• Funkcje: automatyczne łączenie dokumentacji – na potrzeby aplikacji, rozpoznanie elementów i obmiar, wizualizacja, możliwość ręcznej korekty, dodawanie cen i tworzenie kosztorysu wstępnego

2) Główne założenia produktowe 

1. Wgrywanie: użytkownik wrzuca paczkę plików DWG/PDF – pliki wektorowe (rzuty, przekroje, elewacje, opisy, legendy; możliwe podkłady i XREFy).
2. Automatyczne przetwarzanie: system parsuje pliki, normalizuje warstwy, jednostki i skale, łączenie i fuzja rysunków w spójny model referencyjny.
3. AI rozpoznaje elementy: rozpoznaje wszystkie elmenty na projektach
4. Obmiar: wylicza ilości wg reguł pomiarowych (długości, powierzchnie, objętości, sztuki); uwzględnia otwory, grubości, warstwy – obmiary według reguł globalnych
5. Weryfikacja: tabelaryczny wynik + podgląd 2D/3D z podświetleniem policzonych elementów; tryb "porównaj/wyjaśnij" niejasności (konflikty między arkuszami, brak wymiarów, niespójne skale).
6. Korekta ręczna: edytowalne klasyfikacje i geometrii (rysowanie/edycja polilinii/otworów), akceptacja/odrzucanie elementów.
7. Ceny i kosztorys: przypinanie pozycji cenowych i stawek (cena jednostkowa, narzuty, VAT), eksport CSV/XLSX/BC3/PDF.
8. Audyt i wersjonowanie: historia zmian, porównanie obmiarów, różnice między wersjami dokumentacji

3) Przepływ użytkownika 

1. Nowy projekt → nazwa, inwestor, lokalizacja, domyślne jednostki i waluty
2. Wgrywanie plików → drag&drop, kontrola spójności
3. Przetwarzanie → parsing, normalizacja, fuzja, AI klasyfikacja, obmiar.
4. Przegląd → tabele + widok 2D/3D; panel niejasności; filtry (branża, kondygnacja, warstwa, typ).
5. Korekta → edytor geometrii, zmiana klasy, łączenie/dzielenie elementów, akceptacja.
6. Ceny → przypisanie pozycji, stawki, narzuty.
7. Eksport/raport → XLSX/CSV/BC3, PDF zestawienia, raport niejasności.

5) Wymagania funkcjonalne (szczegółowe)

5.1 Import i walidacja plików

• Obsługa: pliki wektorowe: DWG, DXF (opcjonalnie), wektorowy PDF
• Automatyczne wykrycie skali: z viewportów (DWG), z tytułowej ramki (OCR), z oznaczeń (np. 1:100), z wymiarów (DIMSTYLE / rozpoznanie tekstu wymiarowego).
• Normalizacja jednostek (mm/m) i układu odniesienia (przesunięcia, rotacje, układy lokalne, UCS).
• Wykrycie braków i błędów

5.2 Fuzja dokumentacji (łączenie w całość)

• Grupowanie arkuszy: kondygnacje, przekroje, elewacje, branże.
• Rejestrowanie i wyrównanie rzutów/sekcji (dopasowanie znaczników osi, siatki, poziomów; łączna transformacja 2D/3D).
• Łączenie architektury z konstrukcją

5.3 Rozpoznanie elementów (AI + reguły)

Wymóg: Rozpoznanie elementów nie może opierać się wyłącznie na nazwach warstw. Nazwy warstw traktujemy wyłącznie jako sygnał pomocniczy o niskiej wadze.

Zasady implementacyjne:

• Decyzje klasyfikacyjne bazują przede wszystkim na geometrii i topologii – na podstawie uczenia maszynowego
• W przypadku sprzeczności informacji: priorytet: DIM/wymiary > jednoznaczny opis tekstowy > legenda/schemat > cechy geometryczne > nazwa warstwy.
• System musi działać przy dowolnym/niestandardowym nazewnictwie warstw (różne języki, skróty, brak standardu). Dla testów możliwa jest całkowita anonimizacja nazw warstw.
• Komponent AI/reguł powinien umożliwiać wyłączenie wpływu warstw (feature flag) – wynik nadal musi być poprawny.

5.4 Obmiar  - obmiar na podstawie przyjętych reguł i rozpoznania elementów

5.5 Weryfikacja i edycja

• Widok 2D (rzut, przekrój) i 3D (prosty ekstrudowany model) z podświetleniem policzonych elementów.
• Tryb sprawdzania: kliknięcie elementu → szczegóły obmiaru + źródła (arkusze, opisy), tolerancja/niepewność.
• Narzędzia edycji: rysowanie/edycja polilinii, przesuwanie/skalowanie, zmiana klasy, łączenie/dzielenie.
• Lista niejasności: pytania do użytkownika, proponowane rozwiązania, akceptacja/odrzucenie.

5.6 Ceny i kosztorys

• Słowniki cen/pozycje: baza pozycji- globalna ( dla systemu i lokalna dla użytkownika – użytkownik może zmienić lokalną cenę)
• Mapowanie: typ elementu → formuła → pozycja cenowa.
• Formuły: cena = ilość × stawka ± narzuty (robocizna, materiał, sprzęt, zysk, koszty ogólne, VAT).
• Wersjonowanie cenników, waluty, indeksacja cen (inflacja).
• Eksport: XLSX/ (Kosztorys), PDF zestawienia.

5.7 Eksporty i integracje

• XLSX/CSV/BC3, PDF raporty (zrzuty ekranu wizualizacji + tabele).

6) Wymagania niefunkcjonalne

• Dokładność obmiaru: błąd geometryczny ≤ ±2 mm przy poprawnych skalach;
• Wydajność: projekt do 200 arkuszy/2 GB – pełne przetwarzanie ≤ 20 min; rzut do podglądu ≤ 3 s.
• Skalowalność: pozioma (kolejki zadań), storage na pliki do 10 GB/projekt.
• Bezpieczeństwo: RODO/GDPR, szyfrowanie at-rest i in-transit, IAM, audit log, WAF, backupy.
• Niezawodność: SLO przetwarzania 99.5%/msc; retry/kompensacje, wersjonowanie modeli.

8) Pipeline przetwarzania (kroki techniczne)

1. Upload & walidacja → AV scan, ekstrakcja metadanych, wykrycie XREF.
2. Parsing:
   • DWG/DXF: odczyt warstw, block references, geometrii, DIMSTYLE, viewport scale, Model/Paper Space.
   • PDF (wektor): ścieżki, polilinie, teksty (TrueType), warstwy; OCR tylko dla tekstów wektorowych jako fallback.
3. Normalizacja skali i jednostek: z viewportów i tytułów; automatyczne dopasowanie; flagi w razie konfliktów.
4. Rejestracja arkuszy: dopasowanie osi/siatek/znaczników (ICP/feature matching na wektorach), transformacje 2D/3D.
5. Ekstrakcja obiektów semantycznych:
   • Reguły warstw (np. A-WALL, K-…); szablony nazw; klasyfikacja słownikowa.
   • AI na grafie wektorowym: polilinie → ściany (równoległe linie), hatch → wypełnienia/posadzki, bloki → wyposażenie.
   • Teksty i legendy → parsowanie parametrów (grubości, materiały, typy, numery pomieszczeń).
6. Fuzja: konflikt resolution (arch vs const), hierarchia wiarygodności (DIM > opis > legenda > warstwa), śledzenie pochodzenia danych (provenance).
7. Obmiar: reguły, jednostki, odjęcia otworów, agregacje po kondygnacjach/pomieszczeniach.
8. Detekcja niejasności: brakujące parametry, niespójne skale, sprzeczne grubości – generowanie pytań.
9. Wizualizacja: generacja podkładów, overlay obiektów, uproszczony 3D (ekstruzja wg wysokości kondygnacji).
10. Kosztorys: mapowanie element→pozycja, formuły, narzuty, eksport.

9) Model AI i uczenie

• Reprezentacja: graf wektorowy (węzły: wierzchołki geometrii i bloki; krawędzie: segmenty/polilinie; atrybuty: layer, typ, styl linii, teksty pobliskie), dodatkowo rasteryzacja poglądowa dla cech kontekstowych.
• Architektura: Graph Neural Network (GAT/GraphSAGE) + Transformer na sekwencjach wektorów; late fusion z regułami i heurystykami CAD.
• Dane treningowe: zakotwiczenie w rzeczywistych DWG (anotacja półautomatyczna) + syntetyczne generatory rysunków; aktywne uczenie z interakcji użytkownika (feedback w UI).
• OCR/NLP: rozpoznanie opisów, tabel, legend; normalizacja jednostek (mm/m), parsowanie wyrażeń (np. „ściana 24 cm, tynk gipsowy 1,5 cm”).
• Metryki: mAP/F1 dla klas, MAE/SMAPE dla ilości, czas przetwarzania.
• MLOps: rejestr modeli, wersjonowanie datasetów, walidacje, A/B w tle per projekt.

10) Reguły obmiaru – szczegół (przykłady konfigurowalne)

• Ściany:
  • Długość z osi ściany; Wysokość: z przekrojów / domyślna z kondygnacji; Grubość: z opisu/warstwy.
  • Pow. tynku = 2 × (dł. × wys.) – odjęcia otworów > t_odjęcia; reguły progów (np. nie odejmujemy < 0,5 m²).
• Otwory: Szer., wys. z wymiarów/oznaczeń; liczba szt.; pow. w świetle.
• Stropy/płyty: Pow. z konturu; objętość = pow. × grubość; obwód (deskowanie).
• Schody: Ilość biegu, pow. stopni (antypoślizgi), policzki (mb), balustrady (mb).
• Posadzki/okładziny: Pow. netto po odjęciach; cokoły (mb wzdłuż ścian).
• Instalacje: Długości tras po osi; fitingi – reguły detekcji z bloków/słownika symboli.

Każda reguła ma: definicję ilości, źródła danych, formułę, tolerancję i priorytet.

11) UI/UX – kluczowe ekrany

• Dashboard projektów: statusy przetwarzania, ostatnie obmiary.
• Przegląd dokumentacji: lista arkuszy (miniatury), warstwy, filtry.
• Widok weryfikacji: płótno 2D/3D z nakładką; legendy kolorów dla klas; panel szczegółów elementu.
• Tabela obmiaru: grupowanie po branży/kondygnacji/pomieszczeniu/typie; in-line edit; śledzenie zmian.
• Panel niejasności: pytania, propozycje rozwiązań, akceptacja.
• Cenniki i mapowanie: przegląd pozycji, formuły, podgląd wpływu na koszt.
• Eksporty: kreator wyboru zakresu i formatu.