بخشی از مقاله
چکيده
امروزه مدل سازي اطلاعات ساختمان کاربرد گسترده اي از طراحي و ساخت تا بهره برداري و حتي مرحله تخريب ساختمان ها پيدا کـرده اسـت . ايـن فناوري با نمايش ديجيتال خصوصيات ساختمان ، مديرپروژه و ذينفعان را در هرمرحله براي تصميم گيري درست ياري مي کند. در واقع معيارهاي ارزيـابي عملکرد پيمانکاران بر اساس اين دو مقوله ، تعيين مي گردند. ما از قبل مي دانيم که در روش مرسوم مديريت ساخت ، از يک سو نقشـه هـا و مشخصـات بـه صورت جداگانه ارائه مي گردند و از سوي ديگر نقشه هاي اجرايي گروه هاي مختلف طراحي ، به صورت جداگانه ولي هماهنگ بـا يکـديگر تهيـه مـي شـوند.
مشکلات اين روش بر همگان آشکار بوده و شايد برخي از بدترين آنها عدم هماهنگي ها، اشتباهات و دوباره کاري ها باشد کـه نهايتـا عـلاوه بـر بـالا بـردن هزينه ساخت ، منجر به پايين آمدن کيفيت کار مي گردد. بنابراين BIM به عنوان يک منبع مشترک اطلاعات ، بين کل تيم طراحي و اجرا (پيش از اجـرا، در حين اجرا و بعد از اجرا) عمل مي کند. نتيجه اين يکپارچه سازي اطلاعات ، افزايش هماهنگي بـين اجـزاي پـروژه ، کـاهش خطاهـا و ضـايعات و نهايتـا افزايش دقت و کيفيت کار مي باشد. با يک تغيير نگرش در اين سيستم ، ميتوان با يک ديد بزرگتـر آن را در کليـه پـروژه هـاي راه آهـن از جملـه احـداث خطوط ، ابنيه فني، ساختمان ايستگاه ها و غيره پياده نمود (از مطالعات امکان سنجي از طريق برنامه ريزي هاي شهري، طرح هـاي منطقـه اي). بـدين روش اطلاعات جامعي از کليه طرح ها، پروژه ها و محدثات موجود راه آهن حاصل ميگردد که در طراحي، اجرا، نگهداري و ساير عمليات هـاي عمرانـي در آينـده بسيار مفيد بوده و گامي بزرگ در جهت برنامه ريزي، ساماندهي، نگهداري، بهره برداري، طراحي، اجرا، نظارت و بسياري موارد ديگر مي باشد.
واژه هاي کليدي: مدل سازي اطلاعات ساختمان ، راه آهن ، عمليات عمراني، طراحي و اجرا، BIM.
مقدمه
مدل سازي اطلاعات ساختمان (BIM) فرآيند توسعه و توليد مدل رايانه اي به منظور شبيه سازي برنامه ريزي، طراحي، ساخت و عمليات اجرا ميباشد. مدل به دست آمده از BIM، يک مدل ديجيتال غني از داده ، شيگرا، هوش منـد و پارامتريـک اسـت کـه هـر کدام از برون دادهاي بصري و داده هاي آن براي پاسخ گويي به نيازهاي متنوع کاربران متخصص ميباشد. به اين صـورت کـه کـاربر ميتواند نماها و داده هاي مورد نياز خود را از مدل BIM استخراج و پردازش کرده و در نتيجه به اطلاعاتي که براي تصميم سازي و ارتقاي فرايند ارائه و بررسي امکانات مربوط است ، دست بايد (ستوده بيدختي, ١٩٣١).
تفاوت اساسي مابين BIM و CAD دوبعدي آن است که در مدل دوبعدي CAD يک بنا با نماهـاي دوبعـدي مسـتقل ماننـد پلان ها، نماها و مقاطع توصيف ميگردد؛ اصلاح در هر کدام از نماهاي دوبعدي نيازمند بازبيني و به روزرساني ديگر نماهـا مـيباشـد در نتيجه يک فرآيند خطاپذير ايجاد ميشود که خود علتي براي ضعف اسناد نهايي ساختمان ميباشد. علاوه بر اين داده هـا در ايـن مدل دوبعدي، ترسيماتي داراي موجوديت صرفا گرافيکي همانند خط ، کمان ، دواير و ... هسـتند و در مقابـل آن مـدل BIM يـک مدل هوش مند، زمينه گرا و معنايي است که اشيا در آن برحسب اجرا و سيستم هـاي سـاختماني از جملـه فضـاها، ديوارهـا، تيرهـا، ستون ها، لوله ها، کانال ها و ... تعريف ميشوند.
مدل BIM تمام اطلاعات مربوط به ساختمان شامل ويژگيهاي فيزيکي-عمل کردي آن و اطلاعات چرخه حيـات پـروژه را بـه صورت يک سري از اشياء هوش مند در اختيار دارد. براي مثال يـک دسـتگاه تهويـه ي مطبـوع در مـدل BIM داراي داده هـايي در رابطه با ميزان دمنده گي، عمل کرد و روند تعمير و نگه داري، سرعت جريان هـوا و نيازهـاي پـاکسـازي آن مـيباشـد (Porwal & .(Porwal, 2019
يک مدل BIM هندسه ي بنا، ارتباطات فضايي، اطلاعات جغرافيايي، مقدار و ويژگيهاي اجراي سـاختمان ، تخمـين هزينـه هـا، ليست مواد مورد نياز و جداول پروژه را مشخص ميسازد. همچنين اين مدل ميتواند کل چرخه حيات ساختمان را نشان دهـد کـه در نتيجه ، مقادير و ويژگيهاي مواد ميتواند به سرعت و سهولت از مدل BIM استخراج گردد و همين طور محدوده و بخـش هـاي مختلف کار به سادگي قابليت جداسازي و تعريف مجدد دارند. سيستم ها و ترتيب هـا مـيتوانـد در مقيـاس در ارتبـاط بـا کـل و يـا گروهي از امکانات ساختمان نمايش داده شوند. همين طور اسـناد سـاخت ماننـد ترسـيمات ، ديتيـل هـاي تهيـه شـده ، فرآينـدهاي پيش نهاد شده و ديگر مشخصات ميتواند به سادگي به يک ديگر ارتباط پيدا کنند (ستوده بيدختي, ١٩٣١).
١- کاربردهايBIM
يک مدل BIM ميتواند براي مقاصد زير مورد استفاده قرار گيرد:
• ترسيمات مناسب ساخت : توليد نقشه هاي ساختي براي سيستم هـاي متنـوع سـاختمان مـثلا شـيت هـاي نقشـه ي سـاخت کانال هاي فلزي ساختمان که ميتوان به سرعت و درست پس از تکميل شدن مدل BIM توليد گردد.
• بازبيني استانداردها: اين امکان وجود دارد که آتش نشاني و ديگر ادارات بتوانند براي بازبيني و بررسي مقررات خـود از ايـن مدل استفاده کنند.
• مديريت امکانات : گروه هاي مديريت امکانات ميتوانند از BIM براي نوسازي، برنامه ريزي فضايي، پشتيباني و نگـه داري بنـا استفاده کنند.
• تخمين هزينه ها: نرم افزارهاي BIM در درون خود به صورت پيش فرض ويژگي تخمين هزينه ها را دارند. مقادير مصـالح بـه صورت خودکار و حساس به هر تغيير هرچند اندک، قابل استخراج و تغيير ميباشند.
• ترتيب ساخت : مدل BIM ميتواند به صورت موثر به منظور کنترل توالي ورود مصالح ، ساخت و زمان بندي دريافت اجـزاي ساختمان به کارگرفته شود.
• تشخيص درگيري، تداخل و تصادم : به دليل آن که مدل BIM با مقياس و به صورت سه بعدي ساخته شـده اسـت ، عمـده ي سيستم هاي ساختماني به صورت بصري قابل مشاهده هستند و در نتيجه تداخلات سيستم هاي ساختماني به سهولت قابـل مشاهده است . مثلا اين فرآيند توانايي بررسي آن را دارد که آيا لوله کشيها با سازه فلزي و ديوارها و داکت ها تـداخل دارنـد با خير؟!
• تصويرسازي: رندرهاي سه بعدي واقعي- و نه تصويري خيالي- ميتواند به سهولت و بـا انـدکي صـرف زمـان از مـدل BIM خروجي گرفته شوند (٢٠١١ ,Azhar).
٢- کاربرد BIM در صنايع زير بنايي
در کشورهاي در حال توسعه اي مانند ايران ، دولت در حال ساخت ، تعمير و ساخت دوباره امکانات فرسوده مي باشد و با توجه بـه لغو تحريم ها انتظار مي رود صنعت ساختمان زيربناها در آينده از پيشرفت قابل توجهي برخوردار گردد. با اينحال اکثر شرکت هـا در استفاده از اين پتانسيل مشکلاتي دارند. پروژه هاي عظيمي مانند پروژه هاي زيربنايي با وجود افـق بلنـد مناسـب معمـولا بـا بودجـه محدودي روبرو هستند. در چنين پروژه هايي توجيه پذيري پروژه براي شرکت ها بسيار مهم است . شرکت ها براي رقابـت بهتـر بايـد پروژه ها را با بازدهي و کارايي بالا و سود و ريسک کمتري انجام دهند. در سال هاي اخيـر اسـتفاده گسـترده از مدلسـازي اطلاعـات ساخت در پروژه هاي ساختماني، باعث افزايش بهره وري ساخت شده است و استفاده گسترده از مدلسازي اطلاعات ساخت در پـروژه هاي ساختماني، باعث افزايش بهره وري ساخت شده است و استفاده از آن در سازه هاي بلند در مراحل طراحي و اجرا بسيار موفقيت آميز بوده است . با اين حال در پروژه هاي زيربنايي استفاده از آن هنوز در مراحل ابتدايي خود قرار دارد. در سالهاي اخيـر اسـتفاده از مدلسازي اطلاعات ساختمان در سازه هاي بلند در مراحل طراحي و اجرا بسيار موفقيت آميز بوده است . اما استفاده از آن در سـاخت زيرساختها هنوز در مراحل ابتدايي استفاده از BIM مي باشد. بزرگراهها، بنادر، راه آهن و مترو از جمله زيرساختهايي هستند کـه در چند دهه آينده رشد فزاينده اي دارند و انتظار مي رود که استفاده از BIM را براي مدلسازي سه بعـدي، بهبـود ارتباطـات و کـاهش دوباره کاري ها بکار روند. BIM چندبعدي نه تنها تصوير سازي را براي پروژه ساخت فراهم مي آورد بلکه از داده هـاي ذخيـره شـده در مدل سه بعدي براي تخمين هزينه ها و برنامه ريزي استفاده مي کنند. علاوه بر آن مدل سه بعـدي مـي توانـد بـه عنـوان هسـته مرکزي مجازي سازه قرار گيرد و حتي پس از ساخت در مرحله بهره برداري نيز به وسيله بهـره بـرداران مـورد اسـتفاده قـرار گيـرد .(Azhar, 2011)
در کشورهاي در حال توسعه اي مانند ايران ، دولت در حال ساخت ، تعمير و ساخت دوباره امکانات فرسوده مي باشد و با توجه بـه لغو تحريم ها انتظار مي رود صنعت ساخت زيربناها در آينده از پيشرفت قابل توجهي برخوردار گردد. با اينحال شرکت ها در استفاده از اين قابليتها مشکلاتي دارند. پروژه هاي عظيمي مانند پروژه هاي زيرساختي با وجود افق بلند معمـولا بـا بودجـه محـدودي روبـرو هستند و با مشکلات مالي فراواني مواجه مي شوند. در چنين پروژه هايي توجيه پذيري امر مهمي مي باشد. بنابراين مهندسـين بايـد به توجيه پذيري پروژه توجه داشته باشند و به طور موثرتر و با بازده بيشتر و براي شرکت اقتصادي باشند.
شکل ١- سطح BIM مورد استفاده در پروژه هاي زيربنايي
٣- مزاياي استفاده از BIM در پروژه هاي زيربنايي
مزاياي اصلي که براي استفاده از BIM در پروژه هاي زيرساختي بنا بر SmartMarket به صورت زير مي باشـد. ايـن نتـايج نشان مي دهد که استفاده از BIM در پروژه هاي زيرساختي بـا اسـتفاده از در پـروژه هـاي ديگـر تطـابق دارد. مهمتـرين مزايـاي استفاده از BIM در صنعت زيرساخت ها جذابيت زيادي براي شرکتهاي مشاور و پيمانکار دارد:
- بازاريابي در تجارت جديد: ١٤% شرکتهاي مشاور و پيمانکار توانايي هاي BIM در کمک به مهندسين پيمانکار و مشاور براي برنده شدن در مناقصات و توانايي متقاعد کردن مشتري را به عنوان اصلي ترين خصوصيت استفاده از BIM مي دانند.
- فاکتورهاي اقتصادي ديگري که به طور مستقيم با موضوعات تجاري ارتبـاط دارد، و يـک سـوم از شـرکت هـاي مهندسـي و پيمانکاري آن را ذکر کرده بودند عبارتند از:
- - ارائه خدمات نوين
- توانايي تکرار تجارت
- کاهش خطاها در مرحله ساخت و در مستند سازي: شرکت هاي مهندس مشاور و پيمانکاري بـر روي اهميـت توانـايي BIM در کاهش خطاها در مستندات اشاره داشتند.
- بهبود يادگيري نيروي جوان کار: شرکتهاي مشاور و پيمانکارها به مفيد بودن BIM در هنگام کار کردن با نيروي جـوان نيـز اشاره نموده اند. اين ويژگي يکي از ويژگي هاي مهم و جذابيت هاي BIM است و مشـکلات زيـادي را در هنگـام اسـتفاده از تکنولوژي در شرکت ها برطرف مي کنند.
- ديگر مزيت هاي BIM براي شرکت هاي مهندسي و پيمانکاري کاهش دعاوي و افزايش سوددهي مي باشد.
- خروجي بهتر و کاهش دوباره کاري ها (Shou, Wang, & ٢٠١٤ ,Wang).
شکل ٢- مزيت هاي استفاده از BIM در زيرساخت ها
٤- استفاده از BIM در پروژه هاي حمل و نقل :
استفاده همزمان از سازه هاي عمودي و افقي به عنوان فرصـت ايـده آل بـراي اسـتفاده از BIM در زيرسـاخت هـا مـي باشـد.
بسياري از پروژه هاي حمل و نقل که در آن ايستگاه ها با راه ها يا با خط ريل ترکيب مي شوند مانند پروژه هايي ماننـد راه آهـن و قطار شهري، فرودگاه و اتوبوس ، در اين دسته قرار مي گيرند.
در مقايسه با ديگر صنايع صنعت ساخت و ساز همواره با بهره وري کم مواجه بوده اسـت . مدلسـازي اطلاعـات سـاخت راه حـل مناسبي براي مواجهه با اين مشکل به نظر مي رسد. BIM در ابتدا در صنايع ديگر از جمله خودروسازي مورد استفاده قـرار گرفتـه است و در سال هاي اخير به طور گشترده در صنعت ساخت و ساز از جمله در ساخت زيربنايي مورد استفاده قرار گرفتـه اسـت . در ساخت راه آهن نيز اخيرا تمايل زيادي به استفاده از اين فناوري به وجود آمده است . پروژه هاي بزرگي از جمله پروژه قطـار سـريع السير لندن نمونه هايي براي استفاده از BIM سطح بالا در صنعت راه آهن مي باشد. نتايج پژوهش ها نشان دهنده ايـن اسـت کـه تصوير مشخصي از استفاده از BIM در شرکت هاي مختلف وجود ندارد و شرکت هاي مختلـف تنهـا در قسـمت خاصـي از پـروژه ساخت راه آهن از آن استفاده مي کنند. کمبود استفاده از BIM در چرخه عمر پروژه ها نيز به طـور کامـل احسـاس مـي گـردد و دانش استفاده از BIM تا حد زيادي در شرکت هاي مختلف و حتي پروژه هاي مختلف يک شرکت متفـاوت مـي باشـد
