كيف تعمل BIM

كانت عملية نمذجة معلومات البناء أو نمذجة معلومات البناء موجودة منذ سبعينيات القرن العشرين، ولكنها أصبحت منتشرة منذ 15 عامًا تقريبًا. ومع تطور البنية التحتية السحابية والتصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، شهد المتخصصون في الهندسة المعمارية والهندسة والإنشاءات (AEC) تحسينات كبيرة في سير العمل في مشاريعهم.

واليوم، يتم دعم عملية التصميم بنمذجة معلومات المباني من خلال العقود الحكومية وشركات الهندسة الكهربائية والإلكترونية المعمارية والميكانيكية الكبيرة في جميع أنحاء العالم، مما يحفز اعتمادها على مستوى الصناعة. ومع ذلك، لا تزال العديد من شركات الإلكترونيات المُتخصّصة في مجال الهندسة الكهربائية والميكانيكية تعتبر نمذجة معلومات المباني أداة للأثرياء فقط، وهذا غير صحيح.

تهدف هذه المقالة إلى شرح عملية نمذجة معلومات البناء، وعرض كيفية تسريع عملية نمذجة معلومات البناء في شركتك، وتسليط الضوء على العوائق المحتملة التي تؤثر سلبًا على عملية نمذجة معلومات البناء.

ما هو نمذجة معلومات المباني؟

تسمح عملية نمذجة معلومات البناء باستخدام نماذج ذكية ثلاثية الأبعاد لتسهيل التعاون بين أصحاب المصلحة وجميع الأطراف المشاركة في تصميم وتصنيع وإنشاء وتشغيل المباني وغيرها من الأشياء المعمارية. ومن خلال تنسيق وإدارة الوثائق الفعّالة من حيث التكلفة، بالإضافة إلى بناء نماذج محاكاة تفاعلية، تتيح نمذجة معلومات البناء التعاون الفعّال من حيث الوقت لمحترفي الهندسة المعمارية والهندسة الكهربائية، وتسرّع من تسليم المشروع وتقلل من تكاليف صيانته.

ولكن كيف تعمل نمذجة معلومات المباني في الحياة الواقعية، ومن أين تبدأ، وما هي المراحل التي تنطوي عليها؟

تبدأ العملية بالتخطيط رفيع المستوى للعنصر الإنشائي أو البنية التحتية القادمة. ويصف أصحاب المصلحة ما يجب بناؤه بالضبط، وما هي الأنظمة التي يجب أن تكون موجودة، وكيف يجب أن تتفاعل مع عناصر العالم الحقيقي الموجودة حولها.

على سبيل المثال، يجب أن يشتمل المبنى على مكونات متعددة:

• أنظمة الطاقة
• السباكة
• التهوية
• التدفئة والتبريد
• المصاعد
• (في بعض الأحيان) أنظمة الألواح الشمسية أو توربينات الرياح
• أنظمة الأمان، إلخ.

يجب تمثيل كل نظام من هذه الأنظمة بمجموعة من المخططات والوثائق المترابطة بحيث يمكن التحقق من التحديثات في تصميم نظام واحد مقابل الأنظمة الأخرى لتجنب التعارضات المكلفة أثناء البناء.

استناداً إلى المدخلات المستلمة وبعض الرسومات والوثائق ثنائية الأبعاد، يقوم أخصائيو نمذجة معلومات المباني بتصميم نماذج معمارية وهيكلية للكائن. توفر هذه النماذج ثلاثية الأبعاد لمحة عامة عن كيفية تفاعل مكونات الكائن المختلفة مع بعضها البعض. وهذا يسمح بحل أي تعارضات بسرعة. على سبيل المثال، يساعد ذلك في تحديد أفضل الطرق لوضع أنابيب التهوية وضمان عدم مرور أنابيب السباكة عبر الجدران أو العناصر الهيكلية الأخرى.

ونتيجةً لعملية نمذجة معلومات البناء، يتلقى العميل مجموعة من النماذج التفاعلية ثلاثية الأبعاد والمستندات التي تغطي جميع خطوات إنشاء المبنى وتشغيله، بدءاً من تصنيع المصنع للعناصر المختلفة وحتى الصيانة المستمرة للمنشأة.

ما هي أبعاد BIM؟

هناك أربعة أنواع رئيسية من أبعاد نمذجة معلومات المباني:

• ثلاثي الأبعاد، ويشمل المستندات والرسومات ثلاثية الأبعاد المنشأة
• 4د، واقترانها بإدارة الوقت
• 5د ، إضافة تقديرات التكلفة والبيانات ذات الصلة إلى المزيج
• 6 د، تغطي إدارة دورة حياة الكائنات

تستورد عملية تصميم نمذجة معلومات المباني بيانات سحابة النقاط في العالم الحقيقي لبناء نماذج ثلاثية الأبعاد للمكونات الهيكلية للمبنى المستقبلي. ولكنها تتجاوز مجرد تقديم المخططات فقط. فهي تغطي دورة حياة المشروع بأكملها، بدءاً من التخطيط إلى البناء إلى الصيانة.

إيجابيات وسلبيات عملية نمذجة معلومات المباني

تجعل أدوات نمذجة معلومات البناء المعلومات المشتركة بين مختلف أصحاب المصلحة في مجال الهندسة المعمارية والهندسة المعمارية والهندسة المعمارية أكثر اتساقاً ويسهل الوصول إليها في السحابة ومن الأجهزة المحمولة. كما أنها تسمح بالتعليق والتعاون في الوقت الفعلي على المشروع. دعنا الآن نسرد الفوائد والشعاب الخفية لعملية تنفيذ نمذجة معلومات البناء.

محترفو نمذجة معلومات المباني:

• سهولة تخطيط الكائن وتصميمه. باستخدام نمذجة معلومات البناء، يمكنك الحصول على تصور كامل لمبنى مستقبلي أو كائن بنية تحتية. ويمكنك أن ترى كيف تتفاعل أنظمته مع بعضها البعض قبل وقت طويل من بدء الجرافات في تنظيف موقع البناء أو تصنيع تجهيزات الأنابيب في المصنع.
• عدد أقل من الاشتباكات وإعادة العمل من خلال الجمع بين المخططات والنماذج ثلاثية الأبعاد للأنظمة التي لم يتم بناؤها بعد، تسلط نمذجة معلومات البناء الضوء على التعارضات وتسمح بحلّها. وهذا ضمان ضد إعادة الأعمال المكلفة أثناء البناء.
• انخفاض النفقات. بدءاً من حساب الكمية الدقيقة لمواد البناء اللازمة وحتى توفير بيانات قيّمة للصيانة المستقبلية، تساعد نمذجة معلومات البناء على تقليل تكاليف المشروع.
• دعم مسبق الصنع. يساعد نظام نمذجة معلومات البناء في تقليل زمن تسليم المشروع بمقدار 501 تيرابايت في الساعة على الأقل، حيث يجمع بين التصنيع المسبق للمكونات الإنشائية في المصنع والتصنيع النهائي في موقع البناء.
• التكرار. تشكل القرارات الهندسية الرائعة والنماذج ثلاثية الأبعاد للمكونات الإنشائية مكتبة من الحلول الجاهزة التي يمكن إعادة استخدامها بسهولة في المشاريع المستقبلية.

سلبيات نمذجة معلومات المباني:

• عدم التوافق. برنامج BIM ليس منتشراً على نطاق واسع حتى الآن، وهناك دائماً احتمال ألا يتمكن بعض شركائك أو المقاولين من الباطن من استخدام نماذج BIM ثلاثية الأبعاد والمستندات المقدمة. حسنًا، يمكن حل هذه المشكلة بسهولة من خلال مناقشة المشروع مسبقًا.
• تكاليف الترخيص إن تشغيل مجموعة أدوات BIM مكلف للغاية، حيث يمكن أن تصل تكلفة الترخيص إلى أكثر من $5,000 دولار سنويًا لكل مستخدم. ومع ذلك، هذه تكلفة مقبولة مقابل توفير آلاف الدولارات في إعادة العمل.
• نقص الخبرة. في حين أنه من السهل جداً قراءة نماذج ووثائق نمذجة معلومات المباني BIM، إلا أنه من الصعب جداً إنتاجها. هناك نقص واضح في الخبرة في مجال نمذجة معلومات المباني في جميع أنحاء صناعة الهندسة المعمارية والهندسة الكهربائية، لذلك قد يكون إنشاء فريق داخلي لنمذجة معلومات المباني أمرًا صعبًا للغاية. يتم حل هذه المشكلة من خلال الاستعانة بمصادر خارجية لمهام نمذجة معلومات المباني لشريك موثوق (مما يلغي أيضاً الحاجة إلى دفع رسوم الترخيص).

كما ترى، هناك العديد من المزايا المهمة لنمذجة معلومات البناء، وهناك بعض أوجه القصور في هذه النمذجة التي يمكن التغلب عليها بسهولة. دعونا الآن نلقي نظرة على كيفية تسهيل نمذجة معلومات البناء لسير عمل البناء.

استخدام فرق الهندسة المعمارية والهندسة والإنشاءات لنمذجة معلومات البناء (BIM)

كان أحد التحديات الرئيسية التي واجهتها صناعة الإلكترونيات المُتقدّمة في الماضي هو الحاجة إلى إبلاغ جميع الأطراف المعنية بأي عقبات تواجهها في أي مرحلة من مراحل العملية. ونتيجة لذلك، ضاع الكثير من الوقت.

على سبيل المثال، في موقع البناء، لا يمكن أن يكون لدى رئيس العمال جميع المخططات في متناول اليد في جميع الأوقات. فإذا طرأ سؤال عندما يكون في الطابق الثالث والعشرين من المبنى، كان عليه أن يقضي 20 دقيقة في العودة إلى المقطورة للاطلاع على الرسومات. بل والأسوأ من ذلك، إذا كان هناك خطأ في الرسومات أو تعارض بين أنظمة مختلفة، فلا يمكن حل ذلك إلا من قبل فريق التصميم والهندسة، وكان يجب إيقاف العمل في تلك المهمة حتى وصول المخططات المحدثة.

يقلل نمذجة معلومات البناء من الكدح ويحسّن التعاون بين جميع أطراف AEC من خلال توفير وصول سحابي مركزي في الوقت الفعلي إلى جميع رسومات المشروع ووثائقه.

والأهم من ذلك، إذا كان هناك أي تحديث في منتصف المشروع، يمكن لفريق نمذجة معلومات المباني تنفيذه بسرعة، وستنتشر التغييرات على الفور من خلال جميع النماذج المرتبطة. وبالتالي، يمكن لأصحاب المصلحة في المشروع والمصممين والمهندسين المعماريين والطواقم الهندسية الوصول دائمًا إلى بيئة البيانات المشتركة، مما يسرّع عملية البناء بنمذجة معلومات المباني بشكل كبير.

شرح عملية BIM

يجب على المتخصصين في مجال الإلكترونيات المُتقدّمة الامتثال لمتطلبات مثل ISO 19650 أو اللوائح المماثلة الخاصة بكل بلد. باختصار، هذا يعني باختصار أنه أثناء التخطيط للأصول المبنية، يجب على العميل تحديد متطلبات معلومات صاحب العمل. وهذا يضمن تسليم جميع المعلومات المناسبة المطلوبة لتصميم وإنشاء وتشغيل أي أصول مبنية في الوقت المناسب لجميع الأطراف بصيغة مناسبة.

ويعتمد تعريف "التنسيق المناسب" على درجة نضج نمذجة معلومات المباني لدى أي طرف معين:

• يشير المستوى 0 BIM إلى مجموعات غير مُدارة من مستندات التصميم بمساعدة الحاسوب.
• يقدم المستوى 1 BIM نماذج مُدارة ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد.
• يرمز المستوى الثاني لنمذجة معلومات المباني إلى تطوير بيئات تعاونية ثلاثية الأبعاد مع بيانات مشتركة ولكن تم إنشاؤها في نماذج تخصصية مختلفة. ويتبنى المتخصصون في مجال الهندسة الكهربائية والميكانيكية في جميع أنحاء العالم هذه المرحلة الآن. ويتطلب الامتثال لنمذجة معلومات المباني من المستوى 2 من قبل عدد متزايد باستمرار من التفويضات الحكومية لنمذجة معلومات المباني.
• لم يتم تحديد المستوى الثالث لنمذجة معلومات المباني بشكل صحيح حتى الآن، ولكن من المتوقع أن يوفر وصولاً مركزياً إلى نموذج مشروع تعاوني واحد قائم على السحابة يغطي جميع المراحل، بدءاً من تصميم الأصول إلى تسلسل البناء والتكاليف التشغيلية وبيانات إدارة المرافق.

وبالتالي، يجب على كل مؤسسة AEC الراغبة في العمل مع العقود الحكومية أن تمتثل لمتطلبات المستوى الثاني من نمذجة معلومات المباني. وقد يكون ذلك صعبًا بسبب التحديات الموضحة أعلاه. وبغض النظر عن العقود الحكومية والمتطلبات التنظيمية، فإن تطبيق نمذجة معلومات المباني يمهد الطريق للانخراط في مشاريع البناء واسعة النطاق ويفتح فرص عمل جديدة.

بالانتقال إلى مراحل نمذجة معلومات البناء، هناك أربع مراحل:

• تصميم مسبق. يقوم مهندس معماري بإعداد نموذج تخطيطي ثلاثي الأبعاد للأصل المبني المستقبلي في Revit بناءً على الرسومات ثنائية الأبعاد المستوردة. ويتضاعف ذلك كعرض تقديمي للعميل. بعد الاطلاع على النموذج المعروض، يمكن للعميل تقديم ملاحظات على التصميم أو طلب إضافة بعض التعديلات.
• تصميم تخطيطي. في هذه المرحلة، تتم إضافة اعتبارات 4D (الجدولة) و5D (التكلفة) إلى المشروع. ستساعد إضافة تقديرات التكلفة إلى المشروع في تتبع كفاءة البناء في وقت لاحق. تضمن خدمات المسح الضوئي لنمذجة معلومات المباني بناء نماذج دقيقة من بيانات سحابة النقاط. يتم بناء النماذج بالطريقة التي سيتم بها تشييد المبنى الحقيقي، وبالتالي ضمان التسلسل الصحيح للعمليات. تُنتج هذه المرحلة نماذج لجميع المكونات الإنشائية الرئيسية والتهوية والتدفئة والمصاعد والأنظمة الميكانيكية والكهربائية والسباكة وغيرها.
• تصميم تفصيلي. هذه مرحلة التحقق من التداخل وحل التصادم. من المهم إنشاء تنسيق دقيق للعناصر وملكيتها في هذه المرحلة وتحديد التخصص الذي قام أصلاً بنمذجة هذا العنصر أو ذاك. يمتلك مؤلف العنصر النموذجي (MEA) ملكية العناصر التي أنشأها، لذلك إذا كانت هناك أي تحديثات تعاونية على العناصر المستخدمة في النماذج المرتبطة، فإن مؤلف العنصر النموذجي هو من يقرر أين يتم نشر التغييرات. أحد أهم الجوانب الأساسية لنمذجة معلومات المباني هو القدرة على نمذجة كل عنصر مرة واحدة فقط ثم تحديثه في نفس الوقت في جميع النماذج المرتبطة في مشروع معين.
• البناء. خلال هذه المرحلة، تؤتي نتائج عملية التصميم بنمذجة معلومات المباني ثمارها. وبفضل عمليات التجول التفصيلية والعروض التقديمية، يكون العميل دائمًا على نفس الصفحة مع فريق AEC. يتم الآن استبدال نماذج التصميم من فريق نمذجة معلومات المباني بنماذج من المقاولين من الباطن الذين يقومون بإجراء عمليات التحقق من التداخلات الخاصة بهم في الميدان. وفي حالة استمرار حدوث أي تعارضات في التصميم، يمكن الإبلاغ عنها وتتبعها حتى يتم حلها باستخدام برنامج BIM مثل Navisworks. وبسبب الجدولة الزمنية، يجب أن تكون معظم عناصر البناء مسبقة الصنع، ويجب تسريع عملية التصنيع في الموقع.

ونتيجة لعملية سير العمل بنمذجة معلومات البناء، يتم إنشاء بيئة بيانات مركزية، ويوفر العميل الوقت والمال في التصميم والمخططات. تسير عمليات ما قبل التصنيع والتصنيع دون إعادة أعمال مكلفة، حيث يتم تسوية جميع المشكلات الرئيسية في النماذج. تضمن عملية البناء بنمذجة معلومات المباني وضوح الرؤية في كل مرحلة بفضل الجدولة الزمنية ومراقبة التكاليف. يمكن تخزين مكتبة النماذج والعناصر المستخدمة في مشروع معين وإعادة استخدامها بسهولة في مشاريع أخرى، مما يوفر التكاليف على المدى الطويل. وأخيراً، يكتسب العميل بيانات إدارة المرافق في العالم الحقيقي التي لا تقدر بثمن لمزيد من عمليات هذا الأصل.

كيفية تسريع اعتماد عملية نمذجة معلومات المباني

من الصعب تصحيح نقص مهارات نمذجة معلومات المباني داخلياً، لذلك تقرر العديد من الشركات اختيار المساعدة الخارجية. عند التفكير في الاستعانة بمصادر خارجية لنمذجة معلومات المباني مقابل فريق العمل الداخلي، تكتشف شركات الإلكترونيات المُتقدّمة أنها تستطيع العمل بتآزر مع مزوّدي خدمات نمذجة معلومات المباني. وهذا يعزز بشكل كبير من قدرات مشاريعهم، ويقلل من النفقات طويلة الأجل، ويضمن إنجاز المشروع في الوقت المناسب وتحقيق نتائج عالية في مجال NPS. لذا، كل ما عليك فعله للتغلب على هذه العقبة هو العثور على شريك موثوق به في مجال نمذجة معلومات المباني.

الخاتمة

نأمل أن يكون لديك الآن فهم عملي لماهية نمذجة معلومات المباني وكيفية عمل عملية نمذجة معلومات المباني. لقد أوجزنا مراحل عملية التصميم بنمذجة معلومات المباني ووصفنا التحديات التي قد يواجهها المرء على طول الطريق وكيفية التغلب عليها.

Powerkh هي شركة مرموقة في مجال تقديم خدمات نمذجة معلومات المباني ونمذجة معلومات المباني التي أنجزت بنجاح أكثر من 200 مشروع لنمذجة معلومات المباني في 11 دولة منذ تأسيسها في عام 2016. يمكننا مساعدتك في الاستفادة من الوصول الفوري إلى خبراتنا في مجال نمذجة معلومات المباني وتسليم مشاريعك في الوقت المحدد وفي حدود الميزانية. إذا كان لديك أي أسئلة أخرى - اتصل بنا، وسنكون سعداء بمساعدتك!