آشنایی با مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان Building Information Modeling یک فرآیند کلی‌نگر است که به وسیله ابزارها و فناوری‌های متنوع و قراردادهایی شامل ایجاد و مدیریت یک نمایش دیجیتال از ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی ساختمان‌ها، حمایت می‌شود. یا به تعبیر دیگر طبق تعریف شرکت اتودسک، مدل‌سازی اطلاعات ساختمان مبنای تحول دیجیتال در صنایع معماری، مهندسی و ساخت است. مدل‌های اطلاعات ساختمان فایل‌های کامپیوتری هستند که این قابلیت را دارند که استخراج شوند، تبادل شوند و شبکه شوند تا در تصمیم گیری‌ها با توجه به ارزش ساختمان به مهندسین کمک کنند. بنابراین مزایای استفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان از طریق ارتباط تیم‌ها، گردش کار و داده‌ها، بر چرخه عمر کلی پروژه از طراحی و مهندسی تا ساخت و بهره برداری، تاثیر گذار است.

تاریخچه مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM  

برای بررسی تاریخچه مفهوم BIM، باید دهه 1950 میلادی رجوع کنیم. در سال 1957 نرم افزار Pronto به عنوان اولین نرم افزار تجاری حوزه ساخت به کمک کامپیوتر CAM توسط یک مهندس آمریکایی بنام دکتر هنراتی (Hanratty) توسعه یافت. مدتی بعد ایجاد محیط گرافیکی به Pronto افزوده شد و به این ترتیب اولین نرم افزار CAD/CAM  در دسترس مهندسین قرار گرفت.

در دهه 1970، مهندسین معماری نمونه اولیه‌ای از یک سیستم توصیف ساختمان Building Description System (BDS) منتشر کردند که در جهت عملی کردن ایده طراحی پارامتریک و نمایش 3 بعدی با دیتابیس تجمیعی، ایجاد شده بود. پس از آن در دهه 1980 سیستم‌های زیادی توسعه یافت و برخی از آن‌ها توسط مهندسین استفاده شد. در نهایت در سال 1982 نرم افزار ArchiCAD به عنوان اولین ابزار با قابلیت ماس قابل دسترس بر روی رایانه‌های شخصی (PC) ایجاد شد.

اهمیت مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

بر اساس اعلام سازمان ملل، تا سال 2050 جمعیت جهان به 9.7میلیارد نفر خواهد رسید. بنابراین صنایع معماری، مهندسی و ساخت باید به سمت راه‌های هوشمندتر و بهینه‌تر برای طراحی و ساخت حرکت کنند، نه فقط برای کمک به تامین تقاضای جهانی بلکه برای ایجاد فضاهایی که هوشمندتر و ارتجاعی‌تر باشند.

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان نه تنها به تیم‌های طراحی و ساخت این امکان را می‌دهد که بهینه‌تر کار کنند، بلکه به آن‌ها این امکان را می‌دهد که داده‌هایی که در طول فرآیند ایجاد شده است را ثبت و ضبط کنند. این دلیل موجب شده دستورات BIM، در سراسر جهان گسترش پیدا کند.

گام‌های فرآیند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

فرآیند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان باعث ایجاد داده‌های هوشمندی می‌شود که می‌تواند در سراسر چرخه عمر یک ساختمان یا یک پروژه زیرساختی، استفاده می‌شود. فرآیند مدل‌سازی اطلاعات ساختمان شامل مجموعه‌ای از گام‌های ساختارمند است که با هدف برنامه‌ریزی، ایجاد، تبادل، استفاده و نگهداری اطلاعات پروژه ساختمانی در کل چرخه عمر ساختمان انجام می‌شود. در ادامه گام‌های این فرآیند را به‌صورت کامل و مرحله‌به‌مرحله برایتان شرح می‌دهم:

ترسیم نقشه اجرایی

اولین گام اطلاع از جانمایی‌های پروژه به وسیله جمع‌آوری عکس‌ها و داده‌های واقعی برای ایجاد مدل‌های زمینه از ساختمان موجود و محیط طبیعی است.

مراحل کلیدی:

• تعیین اهداف پروژه (مثلاً افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها، کاهش تداخلات)
• تعیین استفاده‌های مورد انتظار از  BIM)مانند شبیه‌سازی انرژی، آنالیز برخورد، زمان‌بندی 4D، برآورد هزینه (5D
• مشخص‌کردن ذینفعان و نقش هرکدام )کارفرما، طراح، مجری، مشاور  BIM، بهره‌بردار(
• تدوین الزامات اطلاعاتی کارفرما  (EIR – Employer’s Information Requirements)
• تهیه برنامه اجرایی BIM (BEP – BIM Execution Plan) شامل رویه‌ها، فرمت‌ها، نرم‌افزارها، مسئولیت‌ها و استانداردهای داده‌ای

طراحی

در این فاز، طراحی مفهومی، تحلیل، جزئیات پروژه و مستندات ارائه می‌شود.

مراحل کلیدی:

• ایجاد مدل‌های سه‌بعدی دیجیتالی از بخش‌های مختلف (معماری، سازه، تاسیسات)
• تعیین سطوح جزئیات (LOD – Level of Detail/Development) برای هر جزء
• اضافه‌کردن داده‌های غیرفیزیکی (مانند برند مصالح، کد محصول، قیمت، نگهداری)
• مدل‌سازی هماهنگ و مبتنی بر استانداردهای تعریف‌شده)مثلاً ISO 19650 یا (PAS 1192

ساخت

در این فاز ، ساخت با استفاده از مشخصات فنی BIM شروع می‌شود. منطق ساخت برای اطمینان از بهینه‌ترین حالت زمان و بازدهی، با پیمانکاران و کارفرمایان به اشتراک گذاشته می‌شود.

مراحل کلیدی:

• ایجاد مدل As-built ( مدل نهایی مطابقت‌یافته با واقعیت ساخته‌شده)
• استخراج اطلاعات نگهداری و تعمیرات (O&M Manual) از مدل
• اتصال مدل BIM به سیستم‌های مدیریت تسهیلات (FM Systems)
• فراهم‌کردن بستر برای نگهداری دیجیتالی در طول عمر ساختمان

بهره‌برداری

داده‌های BIM تا مراحل بهره‌برداری و نگهداری منتقل می‌شوند. همچنین این داده‌ها می‌توانند برای جاده‌ها نیز در جهت نوسازی به صرفه استفاده شوند.

 نحوه همکاری تیم‌ها در مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان روش ارائه پروژه‌ها به صنایع را دچار تحولات اساسی می‌کند، هوشمندی و بازدهی به پروژه‌ها اضافه می‌کند و تیم‌ها، داده‌ها و گردش کاری را در جهت افزایش خروجی، در هر مرحله‌ای از پروژه، به یکدیگر ارتباط می‌دهد.

قابلیت همکاری مدل‌سازی اطلاعات ساختمان، در واقع توانایی تیم‌های AEC برای کار و برقراری ارتباط سهل و روان بین دیسیپلین‌ها و صنایع، از طریق ابزارهای نرم‌افزاری پیشنهاد شده است.

ابزارهای نرم‌افزاری مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

شرکت اتودسک بعنوان رهبر حوزه BIM خود را همراه صنایع مختلف دانسته تا به درک راه‌های بهتر کار کردن و نتایج بهتر برای کسب و کارهای دنیای ساختمان منجر شود.

نرم افزار Revit، یکی از پیشروترین محصولات شرکت Autodesk در زمینه مدلسازی اطلاعات ساختمان یا همان BIM می‌باشد که برای معماران و طراحان، مهندسان سازه و ساختمان، مهندسان فنی بخش های مختلف مانند برق، مکانیک و پیمانکاران طراحی شده است.

همان‌طور که در مقاله آموزش نرم‌ افزار Revit در معماری و مهندسی عمران گفته شده است این نرم‌افزار طراحی به کمک کامپیوتر Computer Aided Design یا به اختصار CAD به کاربران اجازه می‌دهد تا یک ساختمان و اجزای آن را به صورت سه بعدی، هوشمند و مبتنی بر مدلسازی پارامتریک طراحی کرده، و به اطلاعات ساختمان از طریق بانک داده‌های مدل، دسترسی داشته باشند. این نرم‌افزار، یک مدل 4بعدی BIM است که شامل چرخه عمر کامل یک ساختمان از ایده تا ساخت می‌باشد. در نتیجه، یک تغییر در هر جای پروژه، یک تغییر در کل پروژه است و نیازی نیست تا کاربر به صورت دستی، نمایی را بروزرسانی کند.

نرم افزار رویت با سه پسوند مختلف وجود دارد Revit MEP ،Revit Architecture و Revit Structure که به ترتیب، آیکون‌ها و تنظیمات آن‌ها برمبنای تاسیسات مکانیکی و الکترونیکی، معماری و سازه مرتب شده اند.

 یکی دیگر از نرم افزارهای مرتبط با مفهوم مدل‌سازی اطلاعات ساختمان که مهندسین تاسیسات مکانیکی از آن استفاده می‌کنند، نرم افزار Hourly Analysis Program (HAP) از شرکت Carrier است. درست است که carrier-HAP مستقیما از ابزارهای مبتنی بر مدیریت اطلاعات ساختمان نیست، اما ارتباط خوبی با نرم‌افزارهای این حوزه دارد. برای مثال اطلاعات ساختمان از نرم‌افزارهای مجموعه Revit قابل انتقال به HAP است و همچنین داده‌های خروجی از HAP قابل اجرا و استفاده در Revit است.

نرم‌افزارهای مدل‌سازی (Modeling Tools)

نرم‌افزارهای هماهنگی و تشخیص تداخل (Clash Detection / Coordination) 

نرم‌افزارهای تحلیل و شبیه‌سازی (Simulation & Analysis)

نرم‌افزارهای زمان‌بندی و ساخت (4D / 5D Construction)

موقعیت‌های شغلی مرتبط با BIM

برای مهندسان، معماران، تکنسین‌ها و مدیران پروژه:

1.  (BIM Modeler)  مدل‌ساز BIM 
   ▪ طراحی و مدل‌سازی اجزای پروژه با نرم‌افزارهایی مانند Revit و ArchiCAD
2. BIM Coordinator ) (هماهنگ‌کننده BIM
   ▪ ترکیب مدل‌ها، تشخیص برخوردها و مدیریت تبادل اطلاعات بین تیم‌های مختلف
3. BIM Manager ) (مدیر BIM
   ▪ نظارت بر استراتژی‌ها، ساختار داده، استانداردها و اجرای فرآیندهای BIM در پروژه
4. (BIM Engineer ) مهندس BIM
   ▪ ترکیبی از تخصص فنی مهندسی (سازه، مکانیک، برق) با مهارت BIM برای ایجاد و تحلیل مدل‌ها
5. Revit Technician / Specialist
   ▪ متخصص کار با نرم‌افزار Revit، ترسیم و طراحی نقشه‌های دقیق اجرایی
6. 4D/5D Planner
   ▪ متخصص زمان‌بندی ساخت (4D) و تخمین هزینه (5D) با ابزارهایی مانند Synchro یا Navisworks
7. CDE Administrator / BIM Data Manager
   ▪ مدیریت محیط داده مشترک (مثل BIM 360)، کنترل نسخه‌ها، اسناد و فرآیند گردش‌کار

درآمد مشاغل مرتبط با مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM

چشم‌انداز آینده مدیریت اطلاعات ساختمان BIM

تحلیل‌ها و داده‌های جدید گزارش می‌دهند که تا سال 2024 سهم‌هایی از پروژه‌ها که با استفاده از مدل‌سازی اطلاعات ساختمان انجام می‌شود به صورت زیر است:

• معماران : 60% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده اند که در نیمی از پروژه هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 89% استفاده تا سال 2026)
• مهندسین MEP و سازه : 51% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده‌اند که در نیمی از پروژه‌هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 80% استفاده تا سال 2026)
• مهندسین عمران : 46% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده‌اند که در نیمی از پروژه‌هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 72% استفاده تا سال 2026)
• پیمانکاران : 41% از مهندسین معمار که از BIM استفاده می‌کنند، اعلام کرده اند که در نیمی از پروژه هایشان از این فرآیند استفاده می‌کنند ( با پیش بینی 69% استفاده تا سال 2026)

دوره‌های گروه آموزشی پارس پژوهان با ارائه دوره‌های حرفه‌ای در زمینه نرم‌افزارهای مهندسی، این پیش‌زمینه را برای شما هموار می‌کند. اگر می‌خواهید در این زمینه پیشرو باشید، همین حالا یادگیری را شروع کنید.

از جمله دوره‌های مهم این مجموعه در حیطه BIM به موارد زیر اشاره کرد:

• دوره آموزش رویت مپ (Revit mep) مقدماتی

• دوره آموزش رویت مپ (Revit mep) پیشرفته

• دوره آموزش کریر هپ (Carrier HAP)

• دوره آموزش رویت استراکچرز (Revit Structure)

جمع‌بندی

مدل‌سازی اطلاعات ساختمان BIM تحولی بنیادین در صنعت ساخت‌وساز و معماری به‌شمار می‌رود. این رویکرد، با بهره‌گیری از مدل‌سازی سه‌بعدی و مدیریت جامع اطلاعات پروژه در بستر دیجیتال، امکان بهینه‌سازی فرایند طراحی، ساخت، بهره‌برداری و نگهداری از سازه‌ها را فراهم می‌کند. BIM تنها یک نرم‌افزار نیست، بلکه روشی برای همکاری هماهنگ میان تمامی ذی‌نفعان پروژه‌ است که موجب کاهش خطاها، صرفه‌جویی در هزینه‌ها و زمان، و افزایش کیفیت اجرا می‌گردد.

با رشد سریع فناوری‌های دیجیتال و الزام بسیاری از کشورها به استفاده از BIM در پروژه‌های عمرانی، آشنایی با این مفهوم و ابزارهای مرتبط، برای مهندسین، معماران و کارفرمایان به ضرورتی انکارناپذیر تبدیل شده است. موقعیت‌های شغلی مرتبط با BIM نیز روز به روز در حال گسترش هستند و فرصت‌های بسیار خوبی را در بازار کار داخلی و بین‌المللی فراهم کرده‌اند.

در نهایت، BIM آینده‌ صنعت ساخت است؛ آینده‌ای مبتنی بر داده، همکاری و هوشمندسازی فرایندهای ساخت‌وساز. آشنایی و آموزش در این حوزه می‌تواند مسیر حرفه‌ای بسیاری از علاقه‌مندان به مهندسی و معماری را متحول کند.

نویسنده: ستاره دهقان - کارشناس تاسیسات و انرژی