آینده سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان

اگر چه برنامه کلی در مورد آینده سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان در دست نیست، با این وجود بسیاری از شرکت های ساختمانی بر روی به کارگیری این تکنولوژی، حداقل در بخش‌ هایی از آن سرمایه‌ گذاری کرده اند و برخی دیگر نیز هنوز به فکر این کار نیستند! هم تکامل این تکنولوژی و هم افزایش کاربران آن احتیاج به گذشت زمان دارد، اما توجه داشته باشید که BIM صرفا یک مد جدید یا هوس زودگذر نیست و بالاخره به خاطر بسپارید، BIM برای رفتن نیامده است، آمده است تا کل یک صنعت را دگرگون کند، BIM با صنعت ساختمان همان کاری را خواهد کرد که اینترنت با ارتباطات انجام داد!

در سطح طراحی مشاور تاسیسات جهانی شرکت‌ های معتبر بین امللی چند سالی است که سطح طراحی‌ های خود را از سطح دو بعدی و سه بعدی به چهار و پنج بعدی تغییر داده اند. پیشگامان این صنعت شرکت‌ های AUTODESK با محصولاتی چون REVIT و NAVISWORKS و شرکت GRAPHISOFT با محصولاتی مثل ArchiCAD مطرح هستند. هرچند تعداد نرم‌ افزارهای بر پایه BIM به بیش از ۴۰ نرم‌ افزار می‌ رسد اما می‌ توان این طور بیان کرد که سیستم BIM به نوعی سیستم مدیریتی یک پارچه است که نیازمند و متکی به نرم‌ افزار خاصی نیست! می‌ توان این چنین بررسی کرد که BIM مدریتی بر پایه کنترل پروژه استوار است و از روز نخست ساخت پروژه تا نگهداری و تعمیرات با پروژه همکاری دارد. یکی از مزایای پروژه‌ های مدلسازی اطلاعات ساختمان، زنده بودن پروژه قبل از اجراست که از این مزایا می‌توان به موارد زیر اشاره داشت: محاسبات انرژی پروژه و راهکارهای افزایش راندمان و بررسی امکان استفاده از انرژی‌های نو، محاسبات بارهای سرمایشی گرمایشی و نیاز هوای تازه و جا به جایی هوا با کمک ایستگاه‌های آانلاین آب و هوایی، محاسبات بار ترافیکی منطقه، سایزینگ اتوماتیک سیستم کانال کشی و پایپینگ پروژه، رفع برخوردهای احتمالی سیستم تاسیساتی معماری و سازه، متره دقیق تمام تاسیسات و ساختمان حتی تا تعداد تک تک آجرهای به کار رفته در پروژه وزن بنا و یا متراژ لوله‌ ها به تفکیک سایز! ساخت ویدیو هوشمند از پروژه و با قابلیت نصب نرم‌ افزار بر روی کلیه گوشی‌ های هوشمند جهت معرفی پروژه و با قابلیت تگ گزاری در زمان اجرا و نگهداری، زمان‌بندی دقیق ساخت و محاسبه دقیق خسارات احتمالی ناشی از درست کار نکردن یک بخش و تاخیر آن بر روی کل زمان‌ بندی اجرای پروژه، کاهش زمان ساخت و ساز و هزینه‌ های ناشی از دوباره کاری در اثر دیده نشدن کار بخش‌های مختلف!

بکارگیری سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان

جهت بکارگیری سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان دو روش اصلی وجود دارد:

  1. روش اول: روش مخزن مرکزی
  2. روش دوم: روش مخزن گسترده

در روش مخزن مرکزی، ماجرا این طور شکل می گیرد که تمام اطلاعات پروژه در یک فایل واحد پایگاه داده یا همان Data Base ذخیره می‌شوند. به عنوان مثال، تمام اطلاعات زمان‌ بندی و تخمین مالی پروژه به اطلاعات مدل سه بعدی که پیش تر آنرا تهیه کرده ایم، اضافه خواهند شد. البته این روش خیلی عاقلانه و کاربردی نمی‌ باشد زیرا جنس اطلاعات مورد نیاز طراح با پیمانکار متفاوت است. در حالیکه، طراح درگیر مسائلی از قبیل: بررسی مصرف انرژی ساختمان و بکار بستن آیین‌ نامه‌ها و طراحی فضاها می‌باشد، پیمانکار علاقه‌ مند به تعیین برنامه زمان‌ بندی کار و تخمین هزینه‌ ها می‌باشد؛ بنابراین برای اینکه کار تخمین شروع شود، باید کار طراح تمام شده باشد. این امر حداقل در مراحل ابتدایی کار عملی نیست.

روش مخزن گسترده روشی است که اکثر طراحان و پیمانکاران از آن استفاده می‌کنند. در این روش، مدل سازی اطلاعات ساختمان به دسته‌ ای از پایگاه داده‌ های جداگانه، که توسط برنامه‌ های مستقلی ایجاد شده‌ اند، دسترسی دارد. به عنوان مثال، تمام اطلاعات مورد نیاز جهت تخمین مالی پروژه در برنامه مستقل مربوطه قرار دارد. این برنامه جهت انجام کار خود احتیاج به یک ارتباط دو طرفه با مدل سه بعدی BIM دارد تا به مبادله اطلاعات لازم بپردازد. این کار در همان مراحل اولیه طراحی امکان‌پذیر می‌باشد؛ بنابراین با وجود استفاده از منابع مستقل داده به دلیل خاصیتی بنام Interoperability تمام اطلاعات گروه‌ های مختلف درگیر در پروژه یکپارچه می‌گردند. به این ترتیب گروه های طراحی شامل معماری، سازه، تأسیسات برقی و مکانیکی مدل‌ های خود را به صورت جداگانه در نرم‌ افزارهایی از قبیل Autodesk ،revit تهیه نموده و در نهایت به کمک نرم‌ افزارهایی مانند Autodesk ،NavisWorks روی هم قرار داده می شوند تا مدل یکپارچه سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان بدست آید.

کاربردهای BIM (سری دوم)

همانطور که قبلا قول داده بودیم کاربردهای BIM (سری دوم ) یا همان سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان را برای بطور مختصر برایتان، توضیح خواهیم داد.

تخمین هزینه ساخت

یکی از ویژگی‌ های BIM این است که هر جزء تعریف شده در آن، دارای اطلاعات مربوط به طول و عرض و ارتفاع می باشد و هر آنچه که برای تخمین کمی پروژه لازم است، در این نرم افزار وجود دارد؛ بنابراین با بیرون کشیدن مصالح و اجزا مدل و مرتبط کردن اطلاعات کمی آنها با برنامه‌ های تخمین مالی، می‌ توان برآورد دقیقی از قیمت پروژه داشت. طرح و تخمین کمی آن به نحوی به هم وابسته می‌ باشند که با اعمال کوچک ترین تغییری در طراحی، اثرات کمی و مالی آن به راحتی برای تمام دست اندرکاران پروژه در همان لحظه قابل رویت است. بنابراین، به کمک BIM احتمال جلو افتادن طرح از هزینه پروژه و نهایتا ورشکستگی پروژه بعید می باشد.

یکپارچه سازی اطلاعات پیمانکاران جزء و تأمین کنندگان: بسیار متعارف است که پیمانکار جز و تأمین کنندگان مصالح، مدل BIM مخصوص به خود را ایجاد نماید. این مدل‌ ها نسبت به مدل ایجاد شده توسط پیمانکار اصلی، از جزئیات بیشتری برخوردارند و شامل اطلاعاتی هستند که در اختیار پیمانکار اصلی نمی باشد. اطلاعات مزبور، شامل مشخصات محصولات، جزئیات ساخت و روشهای نصب می‌باشند. نهایتا این مدل، جهت مرور کامل هماهنگی‌ ها و تحلیل سیستم‌ ها با جزئیات کامل، قابلیت یکپارچه شدن با مدل پیمانکار اصلی را دارد. صرفه جویی زمانی و هزینه‌ ای این یکپارچه سازی زود هنگام، بسیار زیاد است.

هماهنگی بین سیستم‌ ها: یکی از مهمترین ویژگی‌ های BIM توانایی تشخیص برخورد یا تداخل اجزای ساختمانی است. این ویژگی، مشابه عملکرد غلط یابی نرم‌افزارهای ویراستار متن می‌ باشد. ویژگی تشخیص برخورد، شناسایی، مشاهده و گزارش دهی تداخل بین اجزا و سیستم‌ های مختلف را در مدل سه بعدی امکان‌پذیر می‌ سازد. یک مثال در این مورد، گزارش عبور یک تیر سازه‌ ای از کانال و لوله‌ های تاسیساتی، توسط BIM است. با این قابلیت، هر گونه تداخل بین اجزای تاسیساتی و سازه‌ ای با یکدیگر یا با بخش معماری قبل از کارگاه و در مدل BIM شناسایی می‌شوند. گزارشات بسیاری از پیمانکاران در رابطه با شناسایی این تداخل‌ ها قبل از اجرا ثبت شده است. بدیهی است شناسایی تداخل اجزا قبل از شروع عملیات ساخت، منجر به صرفه جویی زمانی و هزینه‌ای بسیاری خواهد شد. یکی از نتایج ملموس آن، کاهش شدید RFI (تقاضای اطلاعات و نامه نگاری بین پیمانکار و طراح، به دلیل اشکالات نقشه‌ها در حین اجرا) تا حدود ۸۰٪ می‌باشد.

پیاده‌سازی طرح و عملیات کارگاهی: پس از هماهنگی‌ های کامل طرح، اطلاعات موجود در BIM جهت تعیین محل قرارگیری مصالح و سیستم‌ها در کارگاه، قابل کاربرد است. اطلاعات مربوط از مدل BIM، مستقیماً قابل انتقال به تجهیزات نقشه‌ برداری می‌باشند.

پیش ساختگی: یکی از مزایای BIM که ممکن است فرصت‌های بسیاری جهت بهبود مدیریت عملیات ساخت ایجاد کند، پتانسیل بالای آن برای اعمال روش‌ های پیش ساختگی است. با داشتن یک مدل هماهنگ BIM، جداسازی، تحلیل و بهینه‌ سازی هر بخشی از پروژه قابل انجام است. مفهوم این موضوع آن است که پیمانکار می‌تواند جهت تحویل بخش‌ های مختلف کار، مخصوصا جهت قسمت‌ های تکراری، از تکنیک‌ های پیش ساختگی استفاده نماید. بدیهی است پیش ساختگی، متناظر با کیفیت بالاتر و هزینه کمتر خواهد بود.

بهره‌برداری و نگهداری: یکی از جذابیت‌ های استفاده از BIM، مفهوم قابلیت پاسخگویی آن به پروژه در طول مراحل بارگذاری آن است که شامل عملیات بهره‌ برداری و نگهداری، پس از پایان پروژه می‌باشد. از آنجایی که مدل BIM در حین ساخت، بطور مداوم به روز می شود، بنابراین مدل تحویل داده شده به مهندس مسئول بهره‌ برداری و نگهداری تجهیزات، همان نقشه‌ های As Built نهایی خواهند بود. علاوه بر آن، تمام اطلاعات مربوط به محصولات، مصالح و سیستم‌ های نصب شده در پروژه، بطور مستقیم به دفترچه راهنمای استفاده از آنها، که مورد استفاده مسئول آن قرار می‌گیرد، مرتبط می‌گردد.این جذابیت مدل سازی اطلاعات ساختمان باعث شده که استفاده از آن در تعمیر و نگهداری ساختمان حتی در ساختمان های موجود که فاقد مدل هستند با انجام اسکن لیزری از ساختمان به خصوص درمورد ساختمان های تاریخی مورد توجه قرار بگیرد.

کاربردهای BIM (سری اول)

همانطور که قبلا قول داده بودیم کاربردهای BIM یا همان سیستم مدل سازی اطلاعات ساختمان را برای بطور مختصر برایتان، توضیح خواهیم داد.

تجسم طرح: یکی از آشکارترین کاربردهای BIM که برای طراحان و همچنین برای پیمانکاران می باشد، تبادل تصمیمات طراحی با اعضای تیم کاری و کارفرما است. برای بسیاری از افراد، تجسم حالت نهایی پروژه از روی نقشه‌ های دو بعدی و مشخصات ارائه شده کمی دشوار است؛ بنابراین مدل سه بعدی BIM علاوه بر اینکه پروژه کامل شده را به صورت مجازی نشان می‌دهد، قابلیت تبادل آرایه‌ ای از اطلاعات در مورد سیستم‌ ها، مصالح و محصولات بکار رفته در ساخت آن را نیز دارد. از سوی دیگر، BIM امکان اجرای شبیه‌ سازی سناریوهای مختلف طراحی و یا ساخت و به تبع آن تحلیل گزینه‌ های مختلف را به تیم کاری پروژه می‌دهد. نهایتاً به سبب امکان ارتباط BIM با قابلیت‌ های Stereoscopic Projection (تکنولوژی عینک‌ های سینمای سه بعدی) تجسم طرح، بهبود چشم گیری می‌ یابد و به عنوان مثال می‌ توان با حرکت مجازی در داخل فضای ساختمان درک واقعی تری از آن بدست آورد!

مرور مراحل ساخت و کمک به طراحی: یکی از مزایای مهم BIM این است که به پیمانکار و تیم آن، اجازه تحلیل و آزمایش چندین روش اجرا و وسایل مورد نیاز آن، قبل از شروع عملیات را می‌ دهد. این قابلیت باعث آشکار شدن به موقع مشکلات ریز و درشت احتمالی خواهد شد که در صورت کشف دیر هنگام آنها فرآیند اجرا با چالش جدی روبرو می‌شد. پس از کشف اشکالات اجرایی، پیمانکار موضوع را با طراح در میان خواهد گذاشت تا نسبت به اصلاح طرح اقدام کند. این مرور کاری از سوی دیگر می‌ تواند منجر به تأیید استانداردهای کیفیت و ارزیابی وضعیت ایمنی ساخت شود.

تجزیه و تحلیل ساختمان: مدل سازی اطلاعات ساختمان می تواند به عنوان ابزاری برای تحلیلگر مصرف انرژی عمل کند که توانایی بررسی یک ساختمان را به طور مجزا در طول دوره سرمایش و گرمایش در اوج مصرف را دارد. با تحلیل انرژی می توان ساختمان هایی با مصرف انرژی کمتر در طول چرخه عمر ساختمان ساخت.

برنامه ریزی تجهیز کارگاه: برنامه ریزی تجهیز کارگاه یکی از موضوعات خطیر در رابطه با مدیریت سایت اجرای پروژه می‌ باشد که تأثیر چشمگیری روی موفقیت کلی پروژه خواهد داشت. به کمک BIM، مدیر پروژه و پیمانکار می‌ توانند در مورد بررسی وسایل کمکی موجود و پیشنهادی، مسیرهای دسترسی، روش‌های تخلیه کارگاه در مواقع خطر و مسائل ایمنی، برنامه ریزی گودبرداری و شمع بندی، تعیین موقعیت جرثقیل و بالابرها، تعیین محل‌ های دپوی مصالح، نحوه جمع‌ آوری آب سطحی و… تصمیم گیری کنند. برای این کار، تعدادی سناریو در نظر گرفته شده و در صورت تأیید یکی از آنها، پیمانکار نتیجه کار را به اطلاع دست اندرکاران پروژه و در صورت لزوم، همسایه‌ های پروژه خواهد رساند.

برنامه زمان‌ بندی و توالی عملیات ساخت: برنامه ریزی و زمان‌ بندی عملیات ساختمانی یکی از مهمترین موضوعات فرآیند مدیریت ساخت می‌باشد. این تلاش ها در حین فرآیند ساخت ادامه می‌ یابد و بطور مداوم تحت نظر قرار می‌ گیرد تا پروژه از مسیر صحیح خارج نشود. با اضافه کردن داده‌ های برنامه زمان‌ بندی به مدل اطلاعات ساختمانی سه بعدی، بعد چهارم که زمان می‌ باشد، به آن اضافه می‌گردد. بعد چهارم مدل، به دست اندرکاران پروژه کمک می‌کند تا قادر به تجسم برنامه زمان‌ بندی شوند و عملاً متوجه گردند توالی صحیح عملیات ساخت، تا چه حد در موفقیت پروژه مؤثر می‌ باشد. برنامه زمان‌ بندی چهار بعدی یک ابزار توانمند برای مرحله بندی، هماهنگی و تبادل عملیات برنامه ریزی شده با پیمانکاران جز، طراحان، کارفرما و سایر دست اندرکاران پروژه می‌باشد. تعیین برنامه زمان‌ بندی با BIM باعث بهینه شدن توالی عملیات ساخت و مدیریت تدارکات پروژه می شود.

کاربردهای BIM در مدیریت ساخت

کاربردهای BIM در مدیریت ساخت به حدی قابل قبول است که به کمک آن یک پیمانکار می تواند فعالیت‌ های کاری پروژه را بهتر هماهنگ کند، که نتیجه آن رسیدن به یک محیط کاری ایمن تر، درصد خطاهای کمتر، عدم کار مجدد و ضایعات و همچنین کسب بیشترین سود و کمترین هزینه خواهد بود. مزایای استفاده از BIM برای پیمانکاران آنقدر زیاد است که خیلی از آنها حاضر خواهند بود، حتی در صورت استفاده طراحان از نقشه‌های دو بعدی CAD، آنها را با هزینه خودشان به BIM تبدیل کنند. هزینه این کار با فرض مهیا بودن نرم‌افزار و اپراتور آموزش دیده، بین ۱ تا ۰٫۵ درصد قیمت پروژه خواهد بود. حتی اگر طراح، در ابتدای پروژه یک مدل BIM به پیمانکار تحویل دهد، باز هم توجیه خواهد داشت که پیمانکار یک نسخه مجزا از مدل، برای خود درست کند. علت، این است که مدل تهیه شده توسط طراح، بیشتر روی فرایند طراحی تکیه دارد، در صورتی که پیمانکار، نیازمند مدل اجرایی با تأکید بر فرایند ساخت می‌باشد.

بنابراین طبق تعاریف، کاربردهای BIM در مدیریت ساخت در بخش‌ های زیر خواهد بود:

  •  تجسم طرح
  •  تجزیه و تحلیل ساختمان
  •  مرور مراحل ساخت وکمک به طراحی
  •  برنامه ریزی تجهیز کارگاه
  •  برنامه زمان‌بندی و توالی عملیات ساخت
  •  تخمین هزینه ساخت
  •  یکپارچه سازی اطلاعات پیمانکاران جزء و تأمین کنندگان مصالح
  •  هماهنگی بین سیستم‌ها
  •  پیاده‌سازی طرح و عملیات کارگاهی
  • پیش ساختگی
  • بهره‌برداری و نگهداری

لازم به ذکر است که در مطالب بعدی، به توضیح هر کدام از این موارد خواهیم پرداخت.

مدل سازی اطلاعات

شاید بارها اسم مدل سازی اطلاعات را در زمینه های مختلف شنیده باشید، اما این بار ما قصد داریم تا از ویژگی های این سیستم در صنعت ساخت و ساز صحبت نماییم تا به قابلیت های این سیستم در صنعت ساخت و ساز پی ببرید.

مدل سازی اطلاعات ساختمان یا همان BIM سیستمی است که از همان ابتدای طراحی تا مراحل کامل بهره برداری و حتی به هنگام تخریب سازه ای نیز بسیار کاربر وسیعی دارد!

در واقع به کمک این فناوری پرکاربرد می توان با نمایش دیجیتالی خصوصیات سازه مورد نظر، مدیر پروژه و صاحبان آن را در هرمرحله برای تصمیم گیری درست یاری کرد. مدل‌ سازی اطلاعات ساختمان کلیه فعالیت های مدیریت ساخت را  بر اساس: مدارک و قراردادهای نوشته شده به دو قسمت نقشه‌ ها و مشخصات وابسته تقسیم می کند، به این صورت که به کمک نقشه‌ ها کمیت کار و براساس مشخصات فنی سازه، کیفیت آن را تعریف می کند.

آن دسته از عزیزانی که در محیط ساخت و ساز فعالیت کرده اند و می کنند، می دانند که معیارهای ارزیابی عملکرد پیمانکاران بر اساس همین دو قسمت، تعیین می شوند. مزیت استفاده از سیستم فناوری BIM نسبت به روش های گذشته در زمنیه مدیریت ساخت این است که در روش های گذشته و مرسومی، نقشه ها و مشخصات فنی ساختمان ها بطور جداگانه گردآوری می شدند که در همین بین هم گروه های مختلف از جرگه طراحان بر روی نقشه ها کار می کردند که با نیت هماهنگیی که در بسیاری از پروژه ها بوجود نیامد، سعی در به پایان رساندن آن می داشتند. مشکلات این روش با حضور پر رنگ سیستم BIM دیگر بر کسی پوشیده باقی نماند! مشکلاتی که شاید بتوان به عنوان نمونه ای از بدترین آنها به نبود هماهنگی‌، اشتباهات و دوباره کاری‌ های زیاد اشاره نماییم که در آخر هم علاوه بر بالا بردن هزینه ساخت، منجر به پایین آمدن کیفیت کار می گشت.

در پایان باید خاطر نشان کرد که یکی از بهترین پیشرفت‌ های تکنولوژی در زمینه مدیریت ساخت؛ معرفی سیستم فناوری مدل سازی اطلاعات ساختمان یا به اختصار BIM می‌ باشد که با شروع به کار خود، واقعا مشکلات کوچک و بزرگ زیادی را قبل از استارت زدن پروژه، حل و فصل کرده است! لازم به ذکر است از این سیستم در بسیار از کمپانی های حال حاضر فعال در زمنیه سازه های پیش ساخته به جهت ارزیابی های کیفی و کمی ساختمان تولید شده، استفاده می شود.