متن مقاله
مقدمه
BIM فقط یک مدل سهبعدی یا نامی برای مجموعهای از نرمافزارها نیست. هدف آن ایجاد روشی ساختیافته برای تولید، هماهنگی، استفاده و تحویل اطلاعات ساختمان در طول پروژه و چرخه عمر دارایی است. این مقاله از تعریف پایه BIM شروع میکند و تفاوت مدل اطلاعاتی با مدل سهبعدی معمولی، نقش رشتههای مختلف، ارتباط با CAD و Revit و کاربردهای BIM در مراحل مختلف پروژه را توضیح میدهد تا تصویر روشنی از اجزای فنی و فرایندی آن شکل بگیرد.
BIM چیست؟
BIM یا مدلسازی اطلاعات ساختمان روشی برای ایجاد، مدیریت و استفاده از اطلاعات یک ساختمان یا دارایی ساختهشده در طول فرایند طراحی، اجرا و بهرهبرداری است. در BIM، اطلاعات پروژه فقط در مجموعهای از نقشهها و فایلهای جدا از یکدیگر نگهداری نمیشود؛ بلکه بخش مهمی از این اطلاعات در قالب مدلهای دیجیتال ساختیافته تولید و میان اعضای پروژه مبادله میشود.
بنابراین BIM را نباید صرفاً یک روش مدلسازی سهبعدی دانست. مدل سهبعدی یکی از اجزای قابل مشاهده این فرایند است، اما هدف اصلی BIM ایجاد بستری است که اطلاعات پروژه بتواند به شکلی منظمتر، هماهنگتر و قابل استفادهتر در اختیار افراد مختلف قرار گیرد.
در یک فرایند BIM، معمار، مهندس سازه، مهندسان تأسیسات، پیمانکار، کارفرما و سایر اعضای پروژه میتوانند بر اساس اطلاعاتی کار کنند که ارتباط مشخصی با عناصر ساختمان و خروجیهای پروژه دارد. به همین دلیل، تغییر یک جزء از پروژه فقط یک تغییر گرافیکی نیست؛ این تغییر ممکن است بر نقشهها، مقادیر، هماهنگی رشتهها و سایر اطلاعات مرتبط نیز اثر بگذارد.
در نتیجه، BIM بیش از آنکه نام یک نرمافزار یا نوع خاصی از مدل باشد، یک روش برای مدیریت اطلاعات و همکاری در پروژههای ساخت است.
برای درک اینکه چرا چنین روشی ضروری شد، باید ابتدا دید روشهای سنتی طراحی و مدیریت اطلاعات پروژه با چه محدودیتهایی روبهرو بودند.
چرا BIM به وجود آمد و قرار است چه مسئلهای را حل کند؟
پیش از BIM نیز پروژههای ساختمانی با استفاده از نقشههای دوبعدی، جداول، مشخصات فنی و بعدها نرمافزارهای CAD طراحی و اجرا میشدند. مشکل اصلی نبودِ اطلاعات نبود؛ مسئله این بود که اطلاعات پروژه در منابع مختلف و جدا از یکدیگر تولید و نگهداری میشد.
برای مثال، محل یک دیوار ممکن بود در پلان معماری مشخص باشد، مشخصات آن در دفترچه فنی قرار گیرد، مقدار آن در فایل دیگری محاسبه شود و تغییراتش نیز باید جداگانه در چند نقشه اصلاح میشد. اگر یکی از این منابع بهروزرسانی نمیشد، بین اطلاعات پروژه ناسازگاری ایجاد میشد.
همین مشکل در مقیاس بزرگتر میان رشتهها نیز وجود داشت. معماری، سازه و تأسیسات هرکدام اطلاعات خود را تولید میکردند و هماهنگی میان آنها عمدتاً از طریق مقایسه نقشهها و تبادل فایل انجام میشد. بسیاری از تداخلها، تغییرات و ناهماهنگیها نیز زمانی آشکار میشدند که اصلاح آنها دشوارتر و پرهزینهتر بود.
با افزایش پیچیدگی ساختمانها و حجم اطلاعات موردنیاز برای طراحی، اجرا و بهرهبرداری، نیاز به روشی شکل گرفت که بتواند اطلاعات را ساختیافتهتر، مرتبطتر و قابل هماهنگیتر مدیریت کند.
BIM در پاسخ به همین نیاز توسعه یافت: نه برای حذف نقشه یا جایگزینکردن صرف CAD با مدل سهبعدی، بلکه برای ایجاد روشی که در آن اطلاعات پروژه بتواند در قالب مدلهای دیجیتال مرتبط تولید، بهروزرسانی و میان اعضای مختلف پروژه استفاده شود.
مدل اطلاعاتی ساختمان چیست و چه اطلاعاتی در آن قرار میگیرد؟
مدل اطلاعاتی ساختمان یک نمایش دیجیتال ساختیافته از اجزای پروژه است که در آن عناصر مختلف فقط با شکل و موقعیت هندسی تعریف نمیشوند، بلکه میتوانند اطلاعات مرتبط با خود را نیز دربر داشته باشند.
برای مثال، یک در در مدل BIM فقط یک شکل سهبعدی نیست. این عنصر میتواند دارای اطلاعاتی مانند نوع، ابعاد، جنس، کد، عملکرد، مقاومت در برابر حریق یا سایر مشخصاتی باشد که برای طراحی، اجرا یا بهرهبرداری لازم است. همین منطق درباره دیوار، ستون، کانال، لوله، تجهیزات و سایر اجزای ساختمان نیز صدق میکند.
اطلاعات موجود در مدل بسته به هدف پروژه متفاوت است و ممکن است شامل مواردی مانند اینها باشد:
- مشخصات هندسی و ابعاد؛
- نوع و ویژگیهای فنی عناصر؛
- مصالح و مشخصات عملکردی؛
- کدها و طبقهبندیها؛
- مقادیر و اطلاعات موردنیاز برای متره؛
- اطلاعات مرتبط با اجرا یا زمانبندی؛
- اطلاعات موردنیاز برای نگهداری و بهرهبرداری.
نکته مهم این است که هر مدل BIM لزوماً نباید تمام این اطلاعات را داشته باشد. نوع و میزان اطلاعات باید بر اساس نیاز پروژه، مرحله کار و خروجی مورد انتظار تعیین شود.
بنابراین ارزش مدل اطلاعاتی در زیاد بودن دادهها نیست؛ در این است که اطلاعات موردنیاز به عناصر مناسب مرتبط شده باشند و بتوان از آنها برای تولید خروجی، هماهنگی و تصمیم گیری استفاده کرد.
تفاوت مدل BIM با یک مدل سهبعدی معمولی چیست؟
هر مدل سهبعدی لزوماً یک مدل BIM نیست. تفاوت اصلی در این است که در BIM، اجزای مدل فقط برای نمایش شکل ساختمان ساخته نمیشوند، بلکه بهعنوان عناصر دارای معنا و اطلاعات تعریف میشوند.
برای مثال، در یک مدل سهبعدی معمولی ممکن است یک ستون صرفاً به شکل یک حجم هندسی نمایش داده شود. اما در مدل BIM، همان ستون میتواند بهعنوان یک عنصر سازهای شناخته شود و اطلاعاتی مانند نوع، ابعاد، مصالح، تراز، کد و سایر مشخصات موردنیاز پروژه را در خود داشته باشد.
این تفاوت باعث میشود بتوان از مدل برای کارهایی فراتر از مشاهده سهبعدی استفاده کرد. اطلاعات مدل میتواند برای تولید نقشهها، تهیه جداول، متره، بررسی هماهنگی، تحلیل یا سایر خروجیهای پروژه مورد استفاده قرار گیرد.
تفاوت مهم دیگر در ساختار و ارتباط اطلاعات است. در یک مدل سهبعدی صرف، ممکن است نمایش بصری درست باشد اما ارتباط مشخصی میان اجزا، مشخصات و خروجیهای پروژه وجود نداشته باشد. در BIM، هدف این است که عناصر مدل بخشی از یک ساختار اطلاعاتی قابل استفاده باشند.
بنابراین سهبعدی بودن یکی از ویژگیهای قابل مشاهده BIM است، اما چیزی که یک مدل را به مدل BIM نزدیک میکند، اطلاعات ساختیافته، معنای عناصر و امکان استفاده از آنها در فرایندهای مختلف پروژه است.
BIM چگونه روش همکاری و هماهنگی رشتههای پروژه را تغییر میدهد؟
در پروژههای ساختمانی، معماری، سازه و تأسیسات هرکدام بخشی از اطلاعات پروژه را تولید میکنند. اگر این اطلاعات جدا از یکدیگر توسعه پیدا کنند، ناسازگاری میان رشتهها معمولاً دیرتر آشکار میشود؛ زمانی که اصلاح آن میتواند باعث دوبارهکاری، تأخیر یا افزایش هزینه شود.
BIM امکان میدهد مدلهای رشتههای مختلف در یک فرایند هماهنگی منظم با یکدیگر بررسی شوند. برای مثال، مسیر یک کانال مکانیکی را میتوان همزمان با تیرهای سازهای، سقف کاذب و سایر اجزای معماری بررسی کرد. به این ترتیب، بسیاری از تداخلها و ناهماهنگیها پیش از اجرا شناسایی میشوند.
اما هماهنگی در BIM فقط به تشخیص تداخل هندسی محدود نیست. تیمها باید بدانند چه اطلاعاتی را تولید کنند، چه زمانی آن را به اشتراک بگذارند، مسئول بررسی هر بخش چه کسی است و کدام نسخه از اطلاعات مبنای تصمیم گیری قرار میگیرد.
در نتیجه، BIM همکاری را از تبادل ساده فایل به یک فرایند ساختیافتهتر تبدیل میکند؛ فرایندی که در آن مدلها و اطلاعات رشتههای مختلف باید در زمان مناسب تولید، بررسی و هماهنگ شوند.
بنابراین یکی از مهمترین تغییرات BIM این است که هماهنگی از فعالیتی که عمدتاً در انتهای طراحی یا هنگام اجرا انجام میشود، به بخشی مستمر از فرایند توسعه پروژه تبدیل میشود.
BIM در مراحل مختلف چرخه عمر ساختمان چه کاربردی دارد؟
BIM فقط برای مرحله طراحی استفاده نمیشود. بسته به نیاز پروژه، اطلاعات و مدلهای BIM میتوانند در مراحل مختلف چرخه عمر ساختمان، از طراحی اولیه تا اجرا و بهرهبرداری، کاربرد داشته باشند.
در مرحله طراحی، مدلها میتوانند برای توسعه طرح، تولید نقشهها، بررسی هماهنگی بین رشتهها، تحلیل گزینههای مختلف و استخراج اطلاعات موردنیاز استفاده شوند. هرچه طراحی پیش میرود، مدل نیز میتواند متناسب با سطح اطلاعات موردنیاز پروژه توسعه پیدا کند.
در مرحله پیش از اجرا و ساخت، BIM میتواند برای بررسی تداخلها، برنامهریزی توالی عملیات، استخراج مقادیر، تهیه برخی خروجیهای اجرایی و هماهنگی میان طراحان و پیمانکاران به کار رود. در این مرحله، ارزش BIM زمانی بیشتر میشود که اطلاعات مدل با نیازهای واقعی اجرا هماهنگ باشد.
در طول ساخت نیز مدلها میتوانند بهعنوان یکی از منابع اطلاعات پروژه برای بررسی تغییرات، هماهنگی عملیات و ثبت اطلاعات نهایی مورد استفاده قرار گیرند.
پس از تکمیل پروژه، در صورت برنامهریزی مناسب، بخشی از اطلاعات تولیدشده میتواند برای بهرهبرداری، نگهداری، مدیریت تجهیزات و تغییرات آینده ساختمان مورد استفاده قرار گیرد.
بنابراین کاربرد BIM در هر مرحله یکسان نیست. نوع مدل، مقدار اطلاعات و نحوه استفاده از آن باید بر اساس هدف همان مرحله از چرخه عمر پروژه تعیین شود.
چه کسانی در فرایند BIM نقش دارند؟
BIM معمولاً توسط یک فرد یا یک رشته اجرا نمیشود. بخشهای مختلف پروژه در تولید، بررسی، هماهنگی و استفاده از اطلاعات نقش دارند و نوع مسئولیت هرکدام به ساختار پروژه و مرحله کار بستگی دارد.
کارفرما باید مشخص کند چه اطلاعات و خروجیهایی از BIM انتظار دارد و این الزامات چگونه باید در پروژه تحویل شوند.
طراحان معماری، سازه و تأسیسات مدلها و اطلاعات تخصصی رشته خود را تولید میکنند و باید آنها را بر اساس الزامات و روشهای هماهنگی پروژه توسعه دهند.
در بسیاری از پروژهها، مدلرها و هماهنگکنندگان BIM مسئول توسعه مدلها، کنترل کیفیت، بررسی تداخلها و هماهنگی بین رشتهها هستند. در سطح بالاتر نیز ممکن است مدیر BIM یا مسئول مشابهی وجود داشته باشد که ساختار کلی اجرای BIM، مسئولیتها، استانداردها و فرایندهای پروژه را مدیریت کند.
پیمانکار و تیمهای اجرایی نیز میتوانند از مدلها برای هماهنگی اجرا، برنامهریزی، بررسی روش ساخت و تولید اطلاعات مرتبط با مرحله ساخت استفاده کنند.
در پروژههای پیچیدهتر، مشاور BIM، مدیر اطلاعات یا سایر نقشهای تخصصی نیز ممکن است در تعریف الزامات، ارزیابی خروجیها یا کنترل فرایند مشارکت داشته باشند.
بنابراین BIM یک فعالیت صرفاً فنی برای تیم مدلسازی نیست. کارایی آن به همکاری مجموعهای از نقشهای BIM در پروژه وابسته است که هرکدام مسئول بخشی از تولید، کنترل یا استفاده از اطلاعات پروژه هستند.
تفاوت BIM با CAD چیست؟
CAD و BIM هر دو در طراحی و مستندسازی پروژههای ساختمانی استفاده میشوند، اما منطق آنها یکسان نیست.
در CAD، خروجی اصلی معمولاً نقشههایی است که از خطوط، اشکال و ترسیمات دوبعدی یا سهبعدی تشکیل شدهاند. هر نقشه میتواند مستقل از نقشههای دیگر ویرایش شود و هماهنگ نگهداشتن پلانها، نماها، برشها و جداول تا حد زیادی به کنترل طراح وابسته است.
در BIM، تمرکز از ترسیم نقشه به مدلسازی عناصر و اطلاعات پروژه منتقل میشود. برای مثال، در CAD ممکن است یک دیوار با مجموعهای از خطوط نمایش داده شود، اما در محیط BIM همان دیوار بهعنوان یک عنصر مشخص با ویژگیها و اطلاعات مربوط به خود تعریف میشود.
این تفاوت باعث میشود بسیاری از خروجیها بتوانند از یک منبع اطلاعاتی مشترک تولید شوند. پلان، برش، نما یا جدول الزاماً مجموعههایی مستقل نیستند؛ آنها میتوانند نمایشهای مختلفی از اطلاعات موجود در مدل باشند.
البته BIM به معنی حذف کامل نقشههای دوبعدی نیست. نقشهها همچنان یکی از مهمترین روشهای انتقال اطلاعات طراحی و اجرا هستند. تفاوت در این است که در BIM، بخش بیشتری از این نقشهها و سایر خروجیها از مدلهای اطلاعاتی تولید و مدیریت میشوند.
بنابراین CAD عمدتاً ابزار ترسیم و مستندسازی است، در حالی که BIM روشی گستردهتر برای تولید و مدیریت اطلاعات پروژه با استفاده از مدلهای اطلاعاتی است. این تغییر در سطح سازمانی معمولاً بخشی از گذار از CAD به BIM است.
تفاوت BIM با Revit چیست؟
BIM و Revit دو مفهوم متفاوت هستند. BIM یک فرآیند برای تولید، مدیریت و استفاده از اطلاعات پروژه است، در حالی که Revit یک نرمافزار است که میتواند برای اجرای بخشی از این فرایند مورد استفاده قرار گیرد.
Revit امکان مدلسازی عناصر معماری، سازه و تأسیسات، تولید نقشهها، جداول و مدیریت اطلاعات مرتبط با عناصر مدل را فراهم میکند. به همین دلیل یکی از ابزارهای رایج در پروژههای BIM است.
اما استفاده از Revit بهتنهایی به این معنی نیست که یک پروژه یا شرکت واقعاً BIM را اجرا میکند.
ممکن است یک تیم تمام نقشههای خود را با Revit تولید کند، اما همچنان:
- مسئولیتهای BIM مشخص نباشد؛
- استاندارد مشترکی برای مدلها وجود نداشته باشد؛
- روش هماهنگی رشتهها تعریف نشده باشد؛
- اطلاعات موردنیاز پروژه مشخص نشده باشد؛
- کنترل نسخه و تبادل اطلاعات ساختار مشخصی نداشته باشد.
در چنین شرایطی، Revit صرفاً جایگزین ابزار قبلی مدلسازی یا ترسیم شده است، بدون اینکه روش مدیریت اطلاعات و همکاری پروژه تغییر اساسی کرده باشد.
بنابراین Revit یکی از ابزارهایی است که میتواند در فرایند BIM استفاده شود، اما BIM به نرمافزار Revit محدود نمیشود. برای بررسی دقیقتر این مرز، مقاله BIM چیست و چه تفاوتی با Revit دارد؟ را ببینید.
نرمافزارها در فرایند BIM چه نقشی دارند؟
BIM بدون ابزارهای دیجیتال قابل اجرا نیست، اما هیچ نرمافزار واحدی تمام فرایند BIM را پوشش نمیدهد. ابزارهای مختلف معمولاً برای بخشهای متفاوتی از تولید، بررسی، هماهنگی و مدیریت اطلاعات پروژه به کار میروند.
برای مثال، نرمافزارهایی مانند Revit میتوانند برای تولید مدلهای معماری، سازه و تأسیسات استفاده شوند. ابزارهای دیگری ممکن است برای هماهنگی مدلها، تشخیص تداخلها، تحلیل سازه یا انرژی، برنامهریزی زمانی، متره، مدیریت اسناد یا مشاهده مدلها مورد استفاده قرار گیرند.
در یک پروژه BIM ممکن است چندین نرمافزار مختلف بهطور همزمان استفاده شود. در چنین شرایطی، مسئله فقط انتخاب ابزار مناسب نیست؛ اطلاعات باید بتواند با ساختاری مشخص میان ابزارها و تیمها منتقل شود و هر خروجی باید هدف و مسئول مشخصی داشته باشد.
به همین دلیل، انتخاب نرمافزار باید از نیاز پروژه پیروی کند. اگر ابتدا ابزار انتخاب شود و سپس تیم تلاش کند فرایند خود را با امکانات همان نرمافزار تطبیق دهد، ممکن است تکنولوژی به جای حل مسئله، نحوه کار پروژه را محدود کند.
نرمافزار در BIM وسیلهای برای اجرای یک فرایند تعریفشده است؛ نه خود فرایند.
بنابراین یک مجموعه کامل از نرمافزارهای BIM نیز نمیتواند جایگزین استانداردها، مسئولیتها، روشهای همکاری و الزامات اطلاعاتی شود. ارزش ابزار زمانی ایجاد میشود که در یک ساختار اجرایی مشخص مورد استفاده قرار گیرد.
منظور از 3D، 4D، 5D و سایر ابعاد BIM چیست؟
در ادبیات BIM معمولاً از اصطلاحاتی مانند 3D، 4D، 5D، 6D و 7D استفاده میشود. این اصطلاحات به این معنا نیستند که BIM بهتنهایی از چند «بعد هندسی» تشکیل شده است؛ بلکه معمولاً نشان میدهند چه نوع اطلاعات یا کاربردی به مدل اضافه شده است.
3D به مدل هندسی و اطلاعات عناصر ساختمان مربوط میشود. این سطح معمولاً پایه بسیاری از کاربردهای دیگر BIM است.
4D زمانی به کار میرود که اطلاعات زمانبندی و توالی اجرای پروژه به مدل مرتبط شود. در این حالت میتوان بررسی کرد که بخشهای مختلف ساختمان در چه زمانی و با چه ترتیبی اجرا خواهند شد.
5D معمولاً به ارتباط مدل با اطلاعات هزینه، مقادیر و برآورد مالی اشاره دارد.
اصطلاحات 6D و 7D در منابع و شرکتهای مختلف همیشه تعریف یکسانی ندارند. معمولاً یکی از آنها به تحلیل عملکرد و پایداری و دیگری به اطلاعات بهرهبرداری و نگهداری ساختمان نسبت داده میشود، اما این نامگذاری کاملاً استاندارد و یکسان نیست.
نکته مهم این است که ابعاد BIM تعریفکننده خود BIM نیستند. یک پروژه لازم نیست همه این ابعاد را اجرا کند تا BIM محسوب شود. کاربردهای موردنیاز باید بر اساس اهداف پروژه، نیاز کارفرما و اطلاعاتی که واقعاً قرار است استفاده شوند تعیین شوند.
بنابراین 4D یا 5D را بهتر است بهعنوان کاربردهای توسعهیافته BIM در نظر گرفت، نه مراحل اجباری یا سطوح بلوغ BIM.
جمعبندی
نرمافزار بخش ضروری BIM است، اما اجرای BIM فقط با نصب Revit، Navisworks یا سایر ابزارهای تخصصی اتفاق نمیافتد. برای اینکه مدلها و اطلاعات واقعاً در پروژه قابل اتکا باشند، باید ساختار مشخصی برای تولید، کنترل و استفاده از آنها وجود داشته باشد.
این ساختار معمولاً شامل چند بخش اصلی است:
- اهداف و نیازهای اطلاعاتی مشخص؛ باید معلوم باشد BIM برای چه هدفی استفاده میشود و چه خروجیهایی موردنیاز است.
- نقشها و مسئولیتهای روشن؛ هر فرد یا تیم باید بداند چه اطلاعاتی را تولید، بررسی یا تأیید میکند.
- استانداردها و قواعد مشترک؛ مانند روش نامگذاری، ساختار مدل، سطح اطلاعات، روش مستندسازی و کنترل کیفیت.
- گردشکارهای تعریفشده؛ باید مشخص باشد اطلاعات چگونه تولید، بازبینی، هماهنگ، منتشر و اصلاح میشود.
- تیم آموزشدیده؛ افراد باید علاوه بر نرمافزار، روش کار مشترک و مسئولیت خود در فرایند را نیز بشناسند.
- کنترل و ارزیابی مستمر؛ کیفیت مدلها و خروجیها باید در طول پروژه بررسی شود، نه فقط هنگام تحویل نهایی.
بنابراین تفاوت میان «استفاده از نرمافزار BIM» و «اجرای BIM» در وجود همین ساختارهاست.
BIM زمانی در عمل شکل میگیرد که افراد، فرایندها، استانداردها و ابزارها در یک روش اجرایی هماهنگ با یکدیگر کار کنند. اگر سازمان بخواهد این ساختار را از سطح شناخت به روش اجرایی تبدیل کند، مسیر بعدی پیادهسازی BIM است؛ برای مقایسه مسیرهای دیگر نیز میتوانید صفحه خدمات BIM را ببینید.