BIM چیست؟

مقدمه

احتمالا درباره BIM در کنفرانس‌های معماری، مجلات و… شنیده‌اید و یا این‌که از آن در پروژه‌های خود استفاده‌کرده‌اید.BIM ( Building information modeling) یکی از تکنولوژی‌هایی است که امروزه به شدت در حال گسترش در سراسر دنیا می‌باشد. صنعت ساخت به تازگی متوجه شده است که باید از مدیریت اطلاعات استفاده کند و در کشورهای پیشرفته مدت‌هاست که استفاده از آن اجباری شده و نهادهای مرجعی برای تدوین و نوشتن ضوابط آن‌ها به وجود آمده است. برخلاف تصوری که وجود دارد BIM یک نرم‌افزار نیست بلکه یک علم است که به افزایش بهره‌برداری فرآیند ساخت کمک می‌کند و همچنین کیفیت ساختمان را بهبود می‌بخشد.

یکی از دلایل پیشرفت صنایع مختلف (برخلاف صنعت ساخت) و بهره‌برداری بیشتر آن‌ها حمایت از مفهوم شکست سریع بوده‌است. بدین معنا که از روش‌های جدید بهره بردند و تجربه کسب کردند؛ باتوجه به این مفهوم حتی اگر در اولین گام با شکست مواجه شوند، در نهایت تکرار آن به موفقیت ختم می‌شود. در دنیای پرمخاطره ساخت و ساز این مفهوم فقط در حوزه دیجیتال کاربرد دارد. کسب تجربه با آجر و ملات درمحیطی که تحت فشار مالی است و از نظر زمانی محدودیت دارد، بدون زیان امکان پذیر نیست. ما در عصر اتوماسیون عالی زندگی می‌کنیم. عصری که هر فرآیند تجاری دیجیتالی می‌شود و هر تصمیمی بر اساس داده‌ها هدایت می‌شود. مجمع جهانی اقتصاد اتوماسیون را چهارمین انقلاب صنعتی نامیده است. به طوری که ماشین‌های متصل به یکدیگر با به‌کاربردن داده‌ها، فرآیند را در هر صنعتی به صورت تصاعدی تغییر می‌دهند.

BIM نیز در سال 1970  به عنوان انقلاب در صنعت ساخت متولد شد. با استفاده از این بستر، اطلاعات هر فاز، از طراحی تا ساخت و بهره‌برداری و نگهداری و… به صورت دیجیتالی جمع‌آوری می‌شوند تا در مواقع مورد نیاز، در هر کجا و توسط هر یک از ذی‌نفعان در دسترس باشد. در واقع استفاده از BIM به معنای ایجاد جریان مستمر اطلاعات می‌باشد. بنابراین امکانات جدیدی برای بهره‌برداری و همکاری بهتر بین ذی‌نفعان در ساخت ایجاد می‌کند. در ادامه به تعریف دقیق‌تری از BIM می‌پردازیم.

BIM چیست؟

BIM مخفف Building information modeling به معنای مدل‌سازی اطلاعات ساختمان می‌باشد. سازمان‌های مختلف تعریف های متفاوتی از آن ارائه داده‌اند و هر تعریف برروی یک جنبه تمرکز بیشتری دارد. تعریف ارائه شده توسط شرکت اتودسک به شرح زیر است:

«مدل‌سازی اطلاعات ساختمان، فرآیندی مبتنی بر مدل هوشمند سه‌بعدی است که بینش و ابزار برنامه‌ریزی طراحی، ساخت و مدیریت بهینه ساختمان و زیرساخت را به متخصصان معماری، سازه و ساخت می‌دهد.»

طبق این تعریف می‌توان گفت که BIM قبل از هر چیز یک فرآیند می‌باشد اما بسیار فراتر از آن است. BIM ( Building information modeling) فقط مجموعه ای از نرم‌افزار‌ها و یک مدل سه‌بعدی نیست بلکه شامل حجم وسیعی از اطلاعات است که به تبادل اطلاعات بین فرآیند‌های مختلف ساخت از طراحی تا اجرا کمک می‌کند درحالی که بدون BIM ( Building information modeling) اطلاعات و فایل‌هایی با فرمت‌های متفاوت وجود داشت که به یکدیگر وابسته نبودند و در صورت ایجاد هرگونه تغییرات در پروژه، مشکلات فراوانی به وجود می‌آمد. اما در بستر BIM اطلاعات به یکدیگر وابسته‌اند و هرگونه تغییر ایجاد شده در هر قسمت پروژه، بر روی سایر اطلاعات نیز به صورت خودکار اعمال می‌شود و این امر مانع از دست رفتن اطلاعات و یا خطاهای احتمالی می‌شود.

مزایای BIM چیست؟

قابلیت‌ها و مزایای BIM در صنعت ساخت بسیار گسترده است و بستر مناسبی را برای مدیریت دقیق پروژه به وجود می‌آورد. باتوجه به اینکه به ما فرصت تبادل سریع اطلاعات پروژه را می‌دهد، امکان بررسی سریع‌تر سناریوهای مختلف فراهم می‌شود و می‌توان روش‌های متفاوتی را در طراحی، ساختار و سیستم‌های مهندسی امتحان کرد و منجر به طراحی دقیق و بهینه ساختمان شد. از طرفی به دلیل اینکه همه اطلاعات و نقشه‌ها را می‌توان در یک مدل سه‌بعدی ثبت کرد و همه ذی‌نفعان در هرلحظه درجریان آخرین تغییرات خواهند بود، مانعِ از بین رفتن اطلاعات می‌شود. حتی پس از اتمام ساخت، نسخه بعدی مدل، سیستم‌های مدیریت تاسیسات را از هرگونه خطا مطلع، و امکان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه را فراهم می‌کند. علاوه بر همه این موارد به کمک BIM می‌توان صورت حساب‌های دقیق را مستقیما از مدل تهیه کرد و فرآیند خرید را بهینه ساخت و درنهایت هزینه‌های طول عمر ساختمان را نیز کاهش داد. اگر فرض کنیم که 1 درصد از هزینه‌های عمر ساختمان صرف طراحی آن می‌شود و 70 درصد صرف نگهداری ساختمان، وعده BIM این است که با تغییر برخی از هزینه‌های سرمایه‌ای به طراحی و افزایش آن صاحبان می‌توانند 70 درصد هزینه‌‎های تعمیر و نگهداری را به 1 درصد تغییر دهند.

باتوجه به اینکه پایداری همواره در بحث ساخت در اولویت قرار دارد، BIM در این مورد نیز نقش مهمی دارد و می‌تواند انتشار کربن را در طول ساخت و ساز به میزان قابل توجهی کاهش دهد. به دلیل اینکه مدل‌های BIM  اطلاعات بسیار دقیقی را ارائه می‌دهند، به معماران و پیمانکاران این امکان را می‌دهند تا مقادیر دقیق مصالح ساختمانی مورد نیاز را بهتر تخمین بزنند. زمانی که این برآورد دقیق باشد، بودجه پیشنهادی به بودجه نهایی نزدیک‌تر خواهدبود و می‌توان به میزان چشمگیری ضایعات تولیدی را کاهش داد. این امر به طور مستقیم بر انرژی، منابع و زمان سفر مورد نیاز برای به تهیه مصالح ساختمانی تاثیر می‌گذارد و در نتیجه انتشار کربن به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد.

مزیت BIM به این موارد ختم نمی‌شود بلکه در بهینه‌سازی سیستمMEP ( Mechanical, electrical, and plumbing) در مرحله طراحی نقش بسزایی دارد و مصرف برق و آب را در حین عملیات کاهش می‌دهد. بهبود کارایی این سیستم مدت‌ها پس از اتمام ساخت هم به‌نفع ذی‌نفعان خواهدبود. از طریق کاهش خطاهای نصب و ضایعات مصالح، به بهبود زمان‌بندی و صرفه‌جویی در هزینه‌ها در حین ساخت کمک می‌کند و ساختمان‌هایی با کیفیت‌تر و کارآمدتر ساخته می‌شود.

طبق نمودار بالا همانطور که خط قرمز نشان می‌دهد، با اتصال پویا به طراحی، تجزیه و تحلیل و تولید اسناد در گردش کار BIM، بیشتر تلاش دریک پروژه به مرحله طراحی دقیق برمی‌گردد. درست هنگامی که تاثیرگذاری بر عملکرد پروژه بالا و هزینه ایجاد تغییرات در طراحی کم است. بنابراین مهندسان فرصت بیشتری برای ارزیابی سناریوهای مناسب برای بهینه‌سازی طراحی خواهند داشت و زمان کمتری صرف تولید اسناد ساختمانی می‌شود.

ابزارهای BIM

امروزه کمپانی‌های مختلف نرم‌افزارهای متنوعی را براساس تکنولوژی BIM ارائه داده‌اند. اما کمپانی اتودسک در این زمینه حرف اول را می‌زند. نرم‌افزار رویت ( REVIT ) محصول کمپانی اتودسک را می توان به جرات در دسته نرم‌افزارهای قدرتمند در BIM دانست. رویت نه تنها به خاطر استفاده از BIM بلکه به خاطر قابلیت‌های فراوان و زیادی که دارد امروزه در بیشتر از ۹۰ درصد دفترهای معماری در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نرم‌افزار دیگری که بر پایه BIM کار می‌کند، نرم‌افزار نویس ورکز (Navisworks) است که محصول دیگری از کمپانی اتودسک است و تا حد زیادی به نرم‌افزار رویت شباهت دارد، اما بیشتر برای مدیریت پروژه و ارائه جدول‌های زمانی دقیق‌تر و گسترده‌تر به کار می‌رود.

نرم افزار Archicad نیز برپایه BIM کار می‌کند و محصول شرکت  Graphisoft است. این نرم‌افزار به قدرت‌مندی دو محصول مذکور نیست اما به دلیل قابلیت‌های مدل‌سازی ساده آن مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تکلا استراکچر نسخه جدید از نرم‌افزارهای بیم از کمپانی تکلا می‌باشد که قبلا با نام XSteel شناخته می‌شد. این نرم‌افزار در ایران بیشتر برای ترسیم نقشه‌های اجرایی سازه‌ها توسط مهندسین مورد استفاده قرار می‌گیرد ولی قدرت رویت را ندارد.

نرم افزار‌های بیم بیس به این موارد ختم نمی‌شوند و همان طور که پیش‌تر اشاره شد تنوع زیادی دارند اما موارد ذکرشده شناخته‌تر هستند.

BIM 360 چیست ؟

Autodesk BIM 360 یک نرم‌افزار نیست بلکه یک بستر ابری (Cloud) برای تحویل پروژه AEC ( Architecture, engineering, construct) و مدیریت اسناد ساختمانی است که برای ارائه ابزارهای مناسب برای مدیریت پروژه ساختمان، مدیریت سایت ساخت و سازه و مدیریت تاسیسات طراحی شده‌است. اگر شما مدیر طراحی ، مدیر ساخت ، سرپرست سایت ساخت ، مالک ساختمان ، مدیر عملیات یا هر چیزی در این بین هستید، این نرم‌افزار می‌تواند ابزارهای مناسبی را برای شما فراهم کند تا بتوانید مسئولیت‌های برنامه‌ریزی و تحویل پروژه خود را برآورده کنید.

BIM 360 به عنوان یک پلتفرم که داده‌ها را در یک محیط داده مشترک به هم متصل می‌کند، این مزیت ویژه را دارد که می‌تواند محدودیت‌های ادغام نرم‌افزارهای نسل قبلی را که اغلب بر روی سیستم عامل‌های مختلف کار می‌کردند به حداقل برساند، که تحویل و مدیریت پروژه را در چرخه عمر ساختمان امکان پذیر می کند.

9 روند جدید در ‌آینده صنعت ساختمان ناشی از پذیرش BIM

1.دوقلوی دیجیتال (digital twins):

این تکنولوژی به آرامی درحال بازکردن راه خود به صنعت ساخت است. دوقلوی دیجیتال یک مدل مجازی از یک ساختمان است که اطلاعات دنیای واقعی درباره ساختمان را به وسیله سنسورها، پهپادها و سایر فناوری‌های بی‎‌سیم جمع‌آوری می‌کند. در بلاگ پست‌های بعدی بیشتر درباره این تکنولوژی صحبت خواهیم کرد.

2.هوش مصنوعی: همانطور که می‌دانید مقدار وسیعی از اطلاعات توسط مدل BIM در حین طراحی و ساخت ساختمان جمع آوری می‌شود. این اطلاعات بیش‌تر از آن هستند که انسان توانایی پردازش آن‌ها را داشته باشد. بنابراین هوش مصنوعی به کمک BIM می‌آید که این اطلاعات وسیع را با سرعت بیشتری پردازش کند و روند ساخت را بهینه‌تر سازد. با استفاده از هوش مصنوعی امکان تصمیم‌گیری مستقل در مورد نحوه خودکارسازی و بهبود فرآیند ساخت فراهم می‌شود.

3. مدل‌های دیجیتال به عنوان سند قانونی: مدل‌های BIM ممکن است به زودی به همان وضعیت رسمی که PDFها برای اسناد دوبعدی دارند، دست پیدا کنند و این امر BIM را به روشی متداول در پروژه‌های ساختمانی نزدیک می‌کند.

4.دسترسی آسان به مدل‌های BIM در سرویس های Cloud : خدمات ابری پروژه‌های ساختمانی را ساده می‌کند. با استفاده از این سرویس دیگر نیازی نیست که ذی‌نفعان مدل‌های به روز شده را هفته‌ای یک‌بار برای یکدیگر ارسال کنند بلکه همه می‌توانند به آخرین اطلاعات دسترسی داشته باشند و از صحت آن اطمینان داشته باشند. به این ترتیب کار سریع‌تر به پایان می‌رسد.

5. ربات‌ها: در آینده نزدیک، دیدن ربات‌ها در سایت ساختمانی با استفاده از مدل‌های BIM برای انجام کارهای ساختمانی معمول‌تر خواهد‌شد. درحال‌حاضر تعداد کمی از ربات‌های صنعتی وارد بخش ساختمان شده‌اند و بیشتر آن‌ها در تولید پیش ساخته استفاده می‌شوند. با این حال چندین شرکت در حال حاضر درحال توسعه ربات‌های سیار برای صنعت ساختمان هستند.

6. 3D پرینت برای صنعت ساخت: همه جای دنیا در حال تلاش برای ساخت ساختمان به وسیله 3D پرینتر هستند. محققان در کالیفرنیا موفق شده اند که با استفاده از این تکنولوژی یک خانه را در 24 ساعت پرینت کنند. در چین این آزمایش یک گام جلوتر رفته و توانسته‌اند 10 خانه را در ظرف 24 ساعت در کارخانه بسازند!

7. ساختمان‌های پیش‌ساخته: ساخت مدولار و ساختمان‌های پیش‌ساخته به لطف پیشرفت‌های BIM روند جدیدی را در صنعت ساخت درپیش گرفته است که امکان تولید تعداد فزاینده‌ای از اجزا و قطعات را در خارج از سایت فراهم می‌کند. همچنین زمان اجرای پروژه را کاهش، و بهره‌برداری را افزایش می‌دهد.
8. معماری پایدار: امروزه پیشروی و توسعه به سمت ساختمان‌های پایدار و کم مصرف بسیار اهمیت دارد. ابزار‌های محاسبه محیطی می‌توانند با تجزیه و تحلیل چرخه‌عمر ساختمان، محاسبه تاثیرات زیست محیطی ساختمان‌های مختلف و تعیین نحوه کاهش انتشار گازها توسط شرکت‌ها با تجدید نظر در انتخاب مصالح یا روش‌های تولید در روند ساخت پایدار به ما کمک کنند.BIM در این روند نقش کمک‌کننده‌ای دارد.

9.VR/AR/MR:

استفاده از واقعیت مجازی (VR= Virtual Reality ) در پروژه‌های ساختمانی به‌طور فزاینده‌ای رایج شده است. به عنوان مثال قابلیت قدم‌زدن مجازی در محیط ساختمان را فراهم می‌کند و می‌توانیم ببینیم پس از اتمام ساخت، ساختمان چگونه به نظر می‌رسد. تکنولوژی VR به درک بهتر پروژه توسط همه ذی‌نفعان کمک می‌کند. این فناوری شاهد پیشرفت وسیعی خواهد بود و این عملکرد در تلفن‌های همراه تعبیه خواهد شد.

واقعیت افزوده (Augmented Reality=AR) نیز به معنی افزودن اطلاعات دیجیتالی به دنیای واقعی اطراف است. به عنوان مثال فناوری AR می تواند برای نشان دادن تاسیسات در ساختمان‌های موجود، مانند نحوه عبور لوله از سقف یا دیوار مورد استفاده قرار بگیرد.

MR(mixed reality) یا همان واقعیت ترکیبی، از قابلیت AR و VR به‌طور همزمان استفاده می‌کند. درواقع شی مجازی به اندازه‌ای واقعی به نظر می‌رسد که گویی جزئی از جهان واقعی است. با استفاده از این فناوری، صاحب ساختمان می تواند از سایت خود خارج شود، عینک خود را گذاشته و ساختمان هنوز ساخته نشده خود را در مقیاس کامل مشاهده کند. همچنین با چند تغییر یا زوم روی جزئیات، امکان بررسی دقیق ساختمان فراهم می‌شود. این فناوری برای صنعت تاسیسات نیز مهم و کاربردی خواهد بود.

نتیجه

با توجه به موارد گفته‌شده آینده BIM قطعا آینده‌ای روشن، بکر و رو به رشد خواهد بود. BIM برای رفتن نیامده است، آمده‌است تا کل یک صنعت را دگرگون کند، BIM با صنعت ساختمان همان کاری را خواهد کرد که اینترنت با ارتباطات انجام داد! چراکه با استفاده از این بستر می‌توانیم از انطباق با الزامات زیست محیطی اطمینان حاصل کنیم، بهره‌برداری را افزایش و هزینه چرخه عمر ساختمان را کاهش دهیم. همچنین به ما این امکان را می‌دهد تا روشی پویاتر و هماهنگ‌تر برای مدیریت پروژه داشته باشیم. بنابراین عدم استفاده از آن تنها مانع پیشرفت صنعت ساختمان خواهدشد.