خلاصه:

مدلسازی اطلاعات ساختمان را که بسیاری به عنوان مدلسازی n-بعدی یا تکنولوژی نمونه سازی مجازی می شناسند، یک توسعه انقلابی در زمینه مهندسی عمران و معماری محسوب می شود که صنعت  Architecture-Engineering-Construction(AEC) را به سرعت متحول نمود.

مدلسازی اطلاعات ساختمان، هم یک تکنولوژی و هم یک پروسه می باشد. اجزای آن به اعضای پروژه و طراحان کمک می کند که چه چیزهایی را در یک فضای شبیه سازی شده بسازند و همچنین پتانسیل های طراحی خلاقانه را درک کنند. با کمک امکانات مختلفی که جهت بازبینی های مجدد پروژه و راه های ارتباطی جدید تر و سریع تر بین اعضا،  نقش های مختلف دخیل در پروژه را به همکاری با هم تشویق می کند.

همچنین این تکنولوژی به کشف مشکلات و اشتباهات طراحی پیش از شروع ساخت کمک می کند.

در مقاله کنونی یک دیدگاه کلی از مدلسازی اطلاعات ساختمان و کاربردهای آن در مراحل مختلف عمر پروژه ارائه می گردد. همچنین ریسک ها و مشکلات به کار بردن اجزای BIM و گرایش های آینده این تکنولوژی را بررسی می کند.

معرفی مدلسازی اطلاعات ساختمان 

مبدا مدلسازی اطلاعات ساختمان به دهه های 1970 و 1980 و تحقیقات و نرم افزارهای مدلسازی پارامتریک انجام شده در اروپا و آمریکا دانست. صنعت Architecture Engineering Construction یا همان AEC این تکنولوژی را در میانه دهه اول 2000 به کار برد.

پس از آن کمیته ملی استاندارد مدلسازی اطلاعات ساختمان (NBIMS) تشکیل گردید و تعریف BIM را به صورت زیر ارائه کرد:

BIM یک ارائه ی دیجیتال از خصیصه های فیزیکی و کاربردی یک سازه می باشد. BIM یک منبع اشتراکی داده برای اطلاعات تاسیسات می باشد که یک اساس قابل اعتماد برای تصمیم گیری در حین چرخه زندگی سازه می باشد.

در تعریف دیگری که از سوی Associated General Constractors of America  (AGC) در سال 2005 ارائه گردیده است BIM، به صورت زیر تعریف می شود:

مدلسازی اطلاعات ساختمان یک توسعه ی کاربردی از نرم افزارهای مدل سازی کامپیوتری می باشد برای شبیه سازی سازه و بررسی آن. مدل بدست آمده، غنی از داده ، شئ گرا، هوشمند و ارائه ی پارامتریک  دیجیتال از سازه می باشد که داده ها و جنبه های بصری مورد نیاز هر کدام از کاربران می تواند به راحتی واکشی و آنالیز شود تا اطلاعات مورد نیاز برای تصمیم گیری ها، اصلاحات و بهبود های سازه را در اختیار اعضای مختلف گروه قرار دهد.

همانطور که از این دو تعریف بر می آید ، می توان نتیجه گیری کرد که ماهیت تکنولوژی BIM ، نرم افزارهای BIM نمی باشد ؛ بلکه پروسه ها و نتایجی هست که با کمک این نرم افزارها محقق می شوند. BIM فقط به استفاده از نرم افزارهای مدلسازی سه بعدی محدود نمی شود بلکه می تواند جریان پروژه را به طور کلی تغییر دهد.

این تکنولوژی با ایجاد همکاری موثر بین اعضای پروژه ، پتانسیل کافی برای ایجاد بهره وری بالاتر و هارمونی مناسب بین آن ها را دارد.

همچنین BIM از محتوای Integrated Project Delivery  (IPD) حمایت می کند که یک روش ارائه پروژه جدید می باشد و در آن افراد، سیستم ها ساختارهای بیزینسی و تجارب در یک پروسه همکاری موثر جهت کاهش هدر رفت زمان و سرمایه و افزایش کارایی در تمام فازهای چرخه زندگی پروژه ترکیب می شوند.

هدف این مقاله ارائه یک دیدگاه کلی از مفهوم مدلسازی اطلاعات ساختمان، نرم افزارها، اپلیکیشن ها، مزایا، ریسک ها و چالش های همراه با آن در صنعت ساختمان می باشد.

درک مفهوم BIM

بیم بعنوان یک تکنولوژی

اگر مدلسازی اطلاعات ساختمان را بخواهیم به صورت یک تکنولوژی تعریف کنیم، آنگاه یک مدل اطلاعاتی ساختمان هم یک پروژه شبیه سازی شامل مدل های سه بعدی از اجزای پروژه می باشد که تمام اطلاعات و داده های پروژه را به یکدیگر با طراحی پروژه ، دیزاین، ساخت یا بهره برداری ؛ لینک می کند. این تکنولوژی از مدلسازی پارامتریک شئ گرا نشأت می گیرد. مفهوم پارامتریک، به پروسه ای اشاره می کند که در آن هریک عنصر تغییر پیدا می کند بعنوان یک مجموعه مجاور یا اسمبل شده و به طور اتوماتیک روابط قبلی داده ها را نیز به طور اتوماتیک حفظ می کند.

اصل اساسی تفاوت این تکنولوژی با مدل سازی سه بعدی معمولی ، تعاریف بعدی از سازه با کمک جنبه های بصری سه بعدی مستقل مانند پلان ها، بخش ها و اندازه ها می باشد. ویرایش هرکدام از این چشم اندازها، نیاز دارد که تمام دیدگاه های دیگر بازبینی و بروزرسانی شود. علاوه بر آن، داده های داخل این طرح های سه بعدی تنها موجودیت های گرافیکی می باشند مانند خطوط، منحنی ها، دایره ها و… در مقابل شبیه سازی مفهومی و هوشمند به کاربرده شده در مدل های BIM؛ شامل اشیایی است که بعنوان عناصر سازه تعریف شده اند و همچنین سیستم هایی مانند فضاها، دیوارها ، ستون ها و… .

یک مدل BIM تمام اطلاعات مربوط به سازه را در مجموعه از اشیای هوشمند شامل خصیصه های فیزیکی و کاربردی و اطلاعات چرخه زندگی پروژه نگهداری می کند. برای مثال یک واحد تهویه هوا در BIM باید ششامل داده هایی مانند نیازمندی ها، پروسه های نگهداری، کاربردها، و منبع تغذیه آن باشد.

استمان و همکاران در مقاله یی که به سال 2011 منتشر شد، مدل هایی که تنها داده های سه بعدی و فقط خصیصه های اشیاء را دارند، مدل هایی بدون اطلاعات رفتاری، مدل هایی که از منابع چندگانه اتوکد دو بعدی ترکیب شده اند و مدل هایی که تغییرات ابعاد در یک نما را بدون تغییر در نماهای دیگر می دهند، را در مجموعه BIM نمیشناسند.

مدلسازی اطلاعات ساختمان بعنوان یک پروسه

BIM را می توان بعنوان یک پروسه واقعیت مجازی در نظر گرفت که تمام جنبه ها، قوانین، سیستم ها و کاربردهای یک سازه را در یک مدل واقعیت مجازی واحد ترکیب می ند و تمام اعضای گروه شامل مالکان، مهندسان، معماران، پیمانکاران، تهیه کنندگان و … را در یک فضای مناسب و با بهره وری بالا به یکدیگر مرتبط می کند. همانطور که این مدل ساخته می وشد اعضای پروژه می توانند به طور ثابت بخش های مربوط به خود را بهبود بخشیده و اصلاح کنند. و به طور همزمان با هر ویرایش، مدل کلی نیز تطابق پیدا می کند. در نتیجه اعضای گروه به موقع از تغییرات مهم و اصلی اگاه می شوند. این مساله در نتیجه نهایی تاثیر بسزایی دارد و اعضای پروژه را در فضایی قرار می دهد گویی که به طور مجازی و با کمک واقعیت مجازی ساخت پروژه را مرحله به مرحله مشاهده ، پیگیری و اصلاح می کنند. ارتباطات موجود در مدلسازی اطلاعات ساختمان بر دو اصل استوار است، یکی همکاری و دیگری ارتباط موثر. زیرا موفقیت به کاربردن این تکنولوژی کاملا به همکاری موثر اعضای گروه وابسته است.

روش های ارتباطی قدیمی در پروژه های ساختمانی هیچ جایگاهی در زمان استفاده از BIM نخواهند داشت و البته این روش ها تاثیر بسیار کم، اتلاف وقت و عدم هماهنگی زیادی را سبب می شوند.

هدف نهایی به کار بردن مدلسازی اطلاعات ساختمان رسیدن به یک مدل و طراحی بهینه از نظر کیفیت، قابل ساخت بودن، هزینه های مدیریت شده، مدیریت زمان، پیش بینی مشکلات و بحران ها، جریان کار سریع و راحت ، می باشد. اخیرا Integrated Project Delivery یک مفهوم اساسی در پروژه های BIM شده است و در سال 2008 به یک سیستم اصلی (ترجیحی) در تمام پروژه های ایالات متحده آمریکا شده است.