BIM مع ثماني تقنيات كبرى: كم تعرف عنها؟

المقال التالي مصدرهدورة تعليمية في Revit

مع تعمق تطبيق BIM تدريجياً، أصبحت المشاريع التي تستخدم BIM وحده أقل فأقل. فعدد متزايد من المشاريع يدمج BIM مع تقنيات متقدمة أخرى أو أنظمة تطبيقات متكاملة لتحقيق قيمة تكاملية أكبر. BIM+PM، BIM+الحوسبة السحابية، BIM+إنترنت الأشياء... ما هو اتجاه تطوير "BIM+"؟ هذا هو الجواب لك.

01 BIM+PM

          

PM هو اختصار لإدارة المشاريع، وإدارة المشاريع تعني إدارة المشروع لتحقيق الأهداف المحددة ضمن أهداف زمنية وجودة وتكلفة محدودة. التطبيق المتكامل لـ BIM وPM يتمثل في إنشاء واجهة لتحويل البيانات بين برامج تطبيقات BIM ونظام إدارة المشاريع، والاستفادة الكاملة من خصائص BIM مثل البداهة وقابلية التحليل وقابلية المشاركة وقابلية الإدارة، لتوفير بيانات وتحليلات تقنية دقيقة وفي الوقت المناسب. إن دمج البيانات والتحليل التقني مع وسائل الأعمال المتنوعة لإدارة المشاريع، وبالتعاون مع سير عمل إدارة المشاريع، يحقق من خلال المعالجة والتحليل الإحصائي إغلاقاً كاملاً لدورة توليد البيانات واستخدام البيانات واعتماد العمليات والإحصاءات الديناميكية وتحليل القرارات، بما يرفع القدرة الشاملة على إدارة المشروع وكفاءة الإدارة.

          

يمكن للتطبيق المتكامل لـ BIM وPM أن يوفر لإدارة المشروع وسائل إدارة مرئية. على سبيل المثال، يمكن للتطبيق المتكامل لإدارة 4D أن يعكس بشكل بديهي سير عملية البناء بأكملها والتقدم المادي للمبنى، ويساعد مدير المشروع على وضع خطة بناء معقولة وتحسين استخدام موارد البناء. وفي الوقت نفسه، يمكن للتطبيق المتكامل لكليهما أن يوفر لإدارة المشروع وسائل تحليل أكثر فعالية. على سبيل المثال، بالنسبة لطابق معين، يمكن الحصول على الإيرادات والتكلفة المخططة من خلال نموذج BIM المتكامل، والحصول على بيانات التكلفة الفعلية من نظام إدارة المشروع، وإجراء الحسابات الثلاثية والتحليل المقارن لدعم الإدارة الديناميكية للتكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للتطبيقات المتكاملة أن توفر لإدارة المشروع دعماً للبيانات. على سبيل المثال، يمكن استخدام نموذج BIM الشامل لتوفير البيانات بسرعة وسهولة لتقدير التكاليف وإدارة المواد ومراجعة كميات الأعمال الباطنية. وهو ما يرفع بشكل فعال كفاءة العمل ومستوى اتخاذ القرار.    

          

نظراً لصعوبة بناء ناطحات السحاب الشاهقة وكثرة التقاطعات بين تخصصات البناء المتعددة، تعاون مشروع مركز دافو المالي الدولي في غوانزو مع شركة برمجيات غوانلياندا لتطوير نظام إدارة المشروع الشامل للبرج الشرقي. حقق BIM في إدارة المشروع الربط البيني بين نموذج BIM ومختلف البيانات، وخفض التكاليف بشكل فعال، وقصّر دورة البناء، ورفع مستوى إدارة المشروع، وأصبح نموذجاً للتطبيق المتكامل لـ BIM وPM في بناء ناطحات السحاب الشاهقة.

          

من المتوقع أن تصبح أنظمة إدارة المشاريع القائمة على BIM أكثر اكتمالاً بشكل متزايد، بل وأن تحل محل أنظمة إدارة المشاريع التقليدية بشكل كامل. وستعزز إدارة المشاريع القائمة على BIM أيضاً تطبيق نموذج تسليم المشاريع الجديد IPD. IPD هو اختصار لتسليم المشروع المتكامل، ويقوم على أساس التعاقد الشامل على الهندسة، ويتطلب من جميع أطراف المشروع الانخراط في المراحل المبكرة من المشروع، والتعاون الوثيق، وتحمل المسؤوليات المقابلة حتى تسليم المشروع. ويركز المشاركون على العملية الكاملة للمشروع، ويستخدمون مهاراتهم المهنية، ويتخذون القرارات بناءً على قيمة المشروع ومصالحه. وفي ظل نموذج IPD، يمكن للتطبيق المتكامل لـ BIM وPM دمج أصحاب المصلحة في المشروع ضمن الفريق، والاستفادة من توسيع دائرة صنع القرار، وامتلاك قاعدة معرفية أوسع، ومشاركة منصة المعلومات، واتخاذ قرارات أفضل، وتحقيق التحسين المستمر وتقليل الهدر. لذلك، سيكون نموذج IPD مساراً مهماً لابتكار وتطوير إدارة المشاريع، ونمطاً تطبيقياً جديداً للتطبيق المتكامل لـ BIM وPM.

          

02 BIM+الحوسبة السحابية

              

الحوسبة السحابية هي طريقة حساب قائمة على الإنترنت، حيث يمكن مشاركة البرمجيات والأجهزة وموارد المعلومات حسب الحاجة مع أجهزة الكمبيوتر والطرفيات الأخرى. التطبيق المتكامل لـ BIM والحوسبة السحابية يتمثل في الاستفادة من مزايا الحوسبة السحابية لتحويل تطبيقات BIM إلى خدمات سحابية لـ BIM. حالياً، لا تزال بلادنا في مرحلة الاستكشاف.

          

استناداً إلى القدرة الحسابية القوية للحوسبة السحابية، يمكن لتطبيقات BIM نقل قدر كبير من الأعمال المعقدة إلى السحابة، مما يرفع كفاءة الحساب؛ واستناداً إلى قدرة التخزين الضخم للبيانات في الحوسبة السحابية، يمكن مزامنة نماذج BIM والبيانات التجارية ذات الصلة على السحابة، مما يسهل على المستخدمين الوصول إليها ومشاركتها في أي وقت ومن أي مكان، ويجعل تقنية BIM تخرج من المكتب، حيث يمكن للمستخدمين في موقع البناء الاتصال بخدمة السحابة في أي وقت عبر الأجهزة المحمولة، والحصول على بيانات وخدمات BIM المطلوبة في الوقت المناسب.

          

مؤخراً، بدأ مشروع برج تيانجين غاويين المالي 117 الذي اكتمل سقفه للتو خدمة غوانليان السحابية منذ بداية البناء، كمنصة بيانات لإدارة بيانات فريق BIM ونشر المهام ومشاركة المعلومات، وتم اقتراح خطة بناء سحابية لـ BIM. النظام مبني على غوانليان السحابية، وتم تطوير التطبيق العميق لتقنية BIM. تدير غوانليان السحابية في يونان عشرات الآلاف من ملفات المشروع لهذا المشروع، وتوفر خدمات تعاون نموذجية لأعضاء المشروع من 10 وحدات مختلفة. يقوم قسم المشروع بمزامنة معلومات BIM وملفات المشروع إلى السحابة، ومن خلال التحكم الدقيق في الصلاحيات ومختلف وظائف التعاون، يلبي احتياجات تخزين البيانات الضخمة لمختلف التخصصات والعمليات في المشروع، والوصول المتزامن من عدة مستخدمين، والتعاون. ويضمن نقل ملفات المشروع بسرعة وأمان وسهولة وتحكم داخل الفريق. ومن خلال المشاركة، **ارتفع مستوى الإدارة وكفاءة العمل بشكل كبير.

          

وفقاً لشكل السحابة وحجمها، ستمر تطبيقات BIM والحوسبة السحابية المتكاملة بمراحل التطوير الأولية والمتوسطة والمتقدمة. تتميز المرحلة الأولى بمنصة التعاون للمشروع، حيث تشكل تطبيقات BIM لدى الموردين الرئيسيين من خلال الوصول إلى منصة التعاون في المشروع تطبيقات BIM على مستوى التعاون في الملفات بشكل أولي؛ وتتميز المرحلة الثانية بمنصة معلومات النموذج، حيث تقوم الشركات المتعاونة بتطوير تطبيقات BIM قائمة على منصة معلومات النموذج العامة، لتشكيل تطبيقات BIM على مستوى التعاون في المكونات. وتتميز المرحلة المتقدمة بالمنصة المفتوحة، حيث يمكن للمستخدمين الحصول على تطبيقات BIM المطلوبة من منصة BIM السحابية وفقاً لاحتياجاتهم المختلفة، وتشكيل تطبيقات BIM مخصصة.    

03 BIM+إنترنت الأشياء

          

إنترنت الأشياء (IOT) هو شبكة تقوم بالتعرف الذكي على الأشياء وتحديد مواقعها وتتبعها ومراقبتها وإدارتها من خلال التعرف بترددات الراديو وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء ونظام تحديد المواقع العالمي وأجهزة المسح بالليزر وأجهزة استشعار المعلومات الأخرى، ويربطها بالإنترنت للحصول على المعلومات. ويتم تبادل المعلومات والاتصال بينها وفقاً للبروتوكولات.

          

التطبيق المتكامل لـ BIM وإنترنت الأشياء هو في جوهره تكامل ودمج المعلومات خلال عملية البناء بأكملها. تتميز تقنية BIM بالوظائف العليا للتكامل المعلوماتي والتفاعل والعرض والإدارة، بينما تتميز تقنية إنترنت الأشياء بالوظائف الدنيا للاستشعار المعلوماتي وجمعه ونقله ومراقبته. ويمكن للتطبيق المتكامل لهاتين التقنيتين تحقيق "تدفق معلومات مغلق" خلال عملية البناء بأكملها، وتحقيق التكامل العضوي بين إدارة المعلومات الافتراضية وعتاد البيئة المادية. حالياً، تم استخدام BIM على نطاق واسع في مرحلة التصميم، وبدأ في التوسع إلى مراحل البناء والتشغيل. وتتركز تطبيقات إنترنت الأشياء بشكل رئيسي في مراحل البناء والصيانة، وسيولد تطبيقها المتكامل قيمة هائلة.

          

في مرحلة البناء، يمكن للتطبيق المتكامل لهاتين التقنيتين رفع قدرة إدارة السلامة في موقع البناء، وتحديد تقدم بناء معقول، ودعم التحكم الفعال في التكاليف، ورفع مستوى إدارة الجودة. على سبيل المثال، مخاطر السلامة مثل عدم كفاية الحماية على حواف مداخل الأنفاق وبعض العمال الذين لا يرتدون أحزمة الأمان منتشرة في مواقع البناء. ويمكن لتطبيقات إنترنت الأشياء القائمة على BIM اكتشاف هذه المخاطر في الوقت الحقيقي وتقديم تنبيهات إنذار. كما يمكن لتحديد الهوية بترددات الراديو (RFID) المثبتة على خوذات وأحزمة أمان وبطاقات هوية العاملين على ارتفاعات عالية تحقيق تحديد المواقع بدقة في نظام BIM. وإذا لم تتوافق السلوكيات التشغيلية مع اللوائح ذات الصلة، فإن بطاقة الهوية ونظام BIM ذي الصلة سيصدران إنذاراً في وقت واحد. وتمكن المسؤولين من تحديد مواقع المخاطر بدقة واتخاذ إجراءات فعالة لتجنب حوادث السلامة.    

          

في مرحلة التشغيل والصيانة، يمكن للتطبيق المتكامل لهاتين التقنيتين رفع كفاءة الصيانة اليومية للمعدات، وتحسين مستوى مراقبة الأصول المهمة، وتعزيز قدرة الحماية الأمنية، ودعم التشغيل والصيانة الذكية.

          

دمج مشروع شنغهاي بوجيانغ الكبير للبناء بالدعم PC بين BIM وإنترنت الأشياء. واستناداً إلى تقنية BIM، تم بناء منصة إدارة معلومات البناء للمباني مسبقة الصنع. وتمت دراسة قواعد ترميز المكونات ووضعها. واستُخدمت تقنية التعرف بترددات الراديو للإدارة الديناميكية للعناصر مسبقة الصنع. وجرت محاولات استخدام تقنية BIM في تصميم وإنتاج وتطبيق مباني التجميع الخرسانية مسبقة الصنع. وقد حقق تطبيق إدارة عملية البناء بأكملها الإدارة الذكية والديناميكية لمعلومات إنتاج وتركيب العناصر مسبقة الصنع، ورفع كفاءة إدارة البناء.

          

لا يزال التطبيق المتكامل لـ BIM وإنترنت الأشياء في مراحله الأولى، ويفتقر إلى معايير متكاملة وتنفيذية منهجية وقابلة للتطبيق لتبادل البيانات وتخزينها ونقلها وترميزها التصنيفي وتطبيقاتها وغيرها، ويواجه العديد من القضايا مثل القوانين واللوائح، ونماذج الأعمال الحالية في صناعة البناء، وبرمجيات تطبيقات BIM وغيرها، ولكن هذه المشكلات ستُحل مع تطور التقنية والتحسين المستمر لمستوى الإدارة.

          

سيؤدي الاندماج والتطبيق العميق بين BIM وإنترنت الأشياء حتماً إلى رفع البناء الذكي إلى آفاق جديدة، وافتتاح عصر جديد من البناء الذكي، وهو أحد الاتجاهات المهمة لتطوير معلوماتية البناء في صناعة البناء المستقبلية. وفي المستقبل، ستكون أنظمة التحكم الذكي في المباني متمركزة حول إنترنت الأشياء، وتتميز أساساً بتصنيف الوظائف وتوافق الاتصالات المتبادلة.

              

04 BIM+المحطة الشاملة الذكية

          

يعد قياس البناء جزءاً مهماً من القياسات الهندسية، ويشمل إنشاء شبكة التحكم في البناء، وتحديد مواقع المباني، ومراقبة التشوه أثناء عملية البناء، والقياسات النهائية.

          

في السنوات الأخيرة، تزداد المباني فائقة الحجم والارتفاع وذات المظهر المعقد. وتُستخدم المحطة الشاملة للمسح الإلكتروني بشكل رئيسي في قياسات تحديد المواقع. ومع تطبيق التقنيات الجديدة، تتطور المحطة الشاملة تدريجياً نحو الأتمتة والذكاء. المحطة الشاملة الذكية مدفوعة بمحرك كهربائي، وبتحكم من التطبيقات ذات الصلة، يمكنها التعرف تلقائياً على عدة أهداف ومعايرتها وقياسها دون أي تدخل، كما يمكنها تحديد مواقع الأهداف العادية مباشرة دون الحاجة إلى منشور عاكس.

          

التطبيق المتكامل لـ BIM والمحطة الشاملة الذكية يتمثل في دمج البرمجيات والأجهزة، وإدخال نموذج BIM إلى موقع البناء، واستخدام بيانات الإحداثيات ثلاثية الأبعاد في النموذج لدفع المحطة الشاملة الذكية للقيام بالقياس. ويقوم التطبيق المتكامل لهاتين الطريقتين بمقارنة معلومات الهيكل الإنشائي الفعلية التي تم الحصول عليها من القياسات الميدانية مع البيانات في النموذج، وفحص الانحراف بين بيئة البناء في الموقع ونموذج BIM، ويوفر أساساً لمزيد من التصميم لتخصصات مثل الكهرباء والميكانيكا والتشطيبات الدقيقة والجدران الستائرية. وفي الوقت نفسه، استناداً إلى وظائف تحديد المواقع عالية الكفاءة والدقة للمحطة الشاملة الذكية، وبدمجها مع شبكة المحاور ونقاط التحكم وخطوط التحكم في الارتفاع في موقع البناء، يمكن تحديد نتائج التصميم بفعالية وسرعة في موقع البناء، وتحقيق تحديد مواقع دقيق للبناء، وتوفير إرشادات بناء أكثر دقة وبديهية للعاملين. بالإضافة إلى ذلك، استناداً إلى وظيفة المحطة الشاملة الذكية الدقيقة في جمع البيانات الميدانية، بعد اكتمال البناء، يتم قياس الكائنات في الموقع، ومقارنة بيانات القياس مع بيانات التصميم، لفحص جودة البناء.

          

مقارنةً بطرق تحديد المواقع التقليدية، يمكن لطريقة تحديد المواقع المتكاملة بين BIM والمحطة الشاملة الذكية التحكم في الدقة ضمن 3 مم، في حين أن الدقة المطلوبة للبناء العام للمباني هي 1-2 سم، مما يفوق بكثير دقة البناء التقليدية. ويتطلب تحديد المواقع التقليدي شخصين على الأقل للتشغيل، أما تحديد المواقع المتكامل بين BIM والمحطة الشاملة الذكية فيمكن لشخص واحد إكمال تحديد دقيق لمئات النقاط يومياً، وتبلغ الكفاءة 6-7 أضعاف الطرق التقليدية.    

          

في الوقت الحالي، قامت العديد من الشركات الأجنبية بدمج BIM مع المحطة الشاملة الذكية لتحديد مواقع القياس في البناء، بينما لا تزال بلادنا في مرحلة الاستكشاف، ولا يوجد سوى عدد قليل من المشاريع المطبقة مثل الخط 9 لمترو الأنفاق الحضري في شنتشن، ومركز شنتشن بينغ آن المالي، ووانغجينغ سوهو في بكين. وفي المستقبل، سيتكامل التطبيق المتكامل للتقنيتين بشكل أكبر مع التقنية السحابية، لتحقيق المزامنة ثنائية الاتجاه بين الأجهزة المحمولة وبيانات السحابة، وسيتكامل أيضاً مع ضبط جودة المشروع، لتحقيق التكامل السلس بين ضبط الجودة وتحديث النموذج في سير العمل الأصلي، مما يزيد من قيمة تطبيق BIM.

          

05 BIM+GIS

          

نظام المعلومات الجغرافية (GIS) هو نظام معلومات حاسوبي يُستخدم لإدارة بيانات التوزيع الجغرافي المكاني. ويحصل على مختلف البيانات ذات الصلة بمواقع سطح الأرض ويخزنها ويديرها ويحسبها ويحللها ويعرضها بطريقة رسومية جغرافية بديهية. واختصاره بالإنجليزية GIS. من خلال تكامل البيانات أو تكامل النظام أو تكامل التطبيقات، يتحقق التطبيق المتكامل بين BIM وGIS. ويمكن دمج GIS في تطبيقات BIM، أو دمج BIM في تطبيقات GIS، أو دمج BIM وGIS بعمق، للاستفادة الكاملة من مزايا كل منهما وتوسيع مجالات التطبيق. حالياً، يتم دمجهما في مجالات متعددة مثل التخطيط الحضري، وتحليل النقل الحضري، وتحليل البيئة الحضرية الدقيقة، وإدارة شبكات الأنابيب البلدية، وتخطيط المناطق السكنية، والوقاية الرقمية من الكوارث، وتجديد المباني القائمة. ومقارنةً بتطبيقات كل منهما على حدة، فقد حققا تحسناً ملحوظاً في جودة النمذجة ودقة التحليل وكفاءة صنع القرار ومستوى التحكم في التكاليف.

              

يمكن للتطبيق المتكامل بين BIM ونظام المعلومات الجغرافية أن يرفع قدرة إدارة المشاريع الكبيرة والممتدة على المدى الطويل. عادةً ما يكون كائن تطبيق BIM هو مبنى واحد. وباستخدام الوظيفة الكلية لنظام المعلومات الجغرافية، يمكن توسيع نطاق تطبيقه إلى مجالات هندسية مثل الطرق السريعة والسكك الحديدية والأنفاق والطاقة الكهرومائية والموانئ. فعلى سبيل المثال، جمع مشروع الطريق السريع شينغفن بين BIM وGIS، وحقق إدارة بناء متعددة المستويات تجمع بين الإدارة الكلية القائمة على GIS، وإدارة المقاطع القائمة على BIM، والإدارة الدقيقة للجسور والأنفاق.

          

يمكن للتطبيق المتكامل بين BIM وGIS رفع قدرة إدارة المرافق العامة الكبيرة. حالياً، يتركز تطبيق BIM بشكل رئيسي في مرحلتي التصميم والبناء. ويمكن للتطبيق المتكامل لهما حل مشكلة إدارة التشغيل والصيانة في BIM للمباني العامة الكبيرة والبنية التحتية البلدية، وتوسيع تطبيق BIM إلى مرحلة التشغيل والصيانة. فعلى سبيل المثال، جمع مشروع مطار كونمينغ الجديد بين الاثنين بشكل عضوي، ونجح في تطوير نظام إدارة التشغيل والصيانة لصالة المطار، وحقق إدارة التشغيل والصيانة اليومية لممتلكات الصالة والمعدات الكهروميكانيكية والاستعلام الديناميكي عن المعلومات الخاصة بالميكانيكا والعمليات والمخزون والصيانة والدوريات.

          

يمكن للتطبيق المتكامل بين BIM وGIS أيضاً توسيع وتحسين وظائف التطبيق لكل منهما. الملاحة هي وظيفة مهمة لتطبيقات نظام المعلومات الجغرافية، ولكنها تقتصر على الهواء الطلق. ويمكن للتطبيق المتكامل لهاتين التقنيتين ليس فقط توسيع وظيفة الملاحة لنظام المعلومات الجغرافية إلى الداخل، بل وأيضاً تحسين وظائف نظام المعلومات الجغرافية الحالية. على سبيل المثال، من خلال الوصف التفصيلي للمعلومات الداخلية في نموذج BIM، يمكن ضمان أن تكون ممرات الهروب الداخلي عند نشوب حريق هي الأكثر منطقية، وليس الأقصر.

          

مع التطور السريع للإنترنت، سيغير التطبيق المتكامل بين BIM وGIS القائم على تقنيات الإنترنت والاتصالات المحمولة نمط تطبيقه، وسيتطور نحو خدمات الشبكة. حالياً، بدأ BIM وGIS في دمج الحوسبة السحابية. وظهر كل من "BIM السحابي" و"GIS السحابي" على حدة. وسيغير إدخال الحوسبة السحابية طريقة تخزين بيانات BIM وGIS، ويرفع حجم البيانات، ويجعل تطبيقهما يحقق تطوراً بقفزة كبيرة.    

          

          

06 BIM+المسح ثلاثي الأبعاد

          

المسح ثلاثي الأبعاد هو تقنية عالية جديدة تجمع بين البصريات والميكانيكا والكهرباء وتقنية الحاسوب. ويُستخدم بشكل رئيسي لمسح شكل الكائنات وهيكلها ولونها للحصول على الإحداثيات المكانية لسطح الكائن. ويتميز بسرعة القياس العالية والدقة العالية وسهولة الاستخدام، ويمكن ربط نتائج قياسه مباشرة بمختلف البرمجيات. تُعرف تقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد أيضاً بتقنية إعادة إنتاج المشهد. وباستخدام طريقة القياس بالمسح الليزري السريع، يمكن الحصول بسرعة على بيانات الإحداثيات ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لسطح الكائن المقاس على نطاق واسع، مما يوفر وسيلة تقنية جديدة للإنشاء السريع لنماذج الصور ثلاثية الأبعاد للكائنات.

          

يمكن لتقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد تسجيل الظروف المعقدة لموقع المشروع بفعالية وبشكل كامل. ومن خلال المقارنة مع نموذج التصميم، يمكن أن تعكس مباشرة الوضع الفعلي للبناء في الموقع، وهو ما يساعد بشكل كبير في أعمال فحص المشروع وغيرها. وفي الوقت نفسه، بالنسبة لبعض المباني القديمة، يمكن لتقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد تشكيل سجلات إلكترونية بسرعة ودقة، وتشكيل معلومات أرشيفية رقمية، مما يسهل أعمال الترميم والتجديد اللاحقة. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة لحالات البناء في الموقع التي يصعب تعديلها، يمكن الحصول على المعلومات الحقيقية من خلال تقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد، ويمكن قص مكونات الزخرفة لها. إن دمج BIM مع المسح ثلاثي الأبعاد يتمثل في مقارنة نموذج BIM مع نموذج المسح ثلاثي الأبعاد المقابل وتحويله وتنسيقه، لتحقيق المساعدة في فحص جودة المشروع، والنمذجة السريعة، وتقليل إعادة العمل. ويمكنه حل العديد من المشكلات التي لا يمكن للطرق التقليدية حلها.    

          

يحظى التكامل بين BIM وتقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد بتطبيقات متزايدة في مجال البناء، وله قيمة تطبيقية مهمة في فحص جودة البناء، والمساعدة في الإحصاءات الفعلية للأعمال، والتجميع المسبق للهياكل الفولاذية وغيرها من الجوانب. على سبيل المثال، من خلال مقارنة نتائج المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد مع نموذج BIM، يمكن فحص الاختلافات بين وضع البناء في الموقع والنموذج والرسومات، مما يساعد على اكتشاف المشكلات في البناء الميداني، وهذا يتطلب من العاملين حمل الرسومات وشريط القياس أثناء الفحص الميداني بالطريقة التقليدية، وهو ما يستغرق وقتاً وجهداً.

          

على سبيل المثال، لحل مشكلة صعوبة حساب كمية الحفر في أعمال الحفر، يمكن إجراء مسح بالليزر ثلاثي الأبعاد بعد الحفر، والنمذجة ثلاثية الأبعاد استناداً إلى بيانات سحابة النقاط، واستخدام برمجيات BIM لقياس حجم النموذج الفعلي وكمية الحفر بسرعة لحساب كمية حفر حفرة الأساس في الموقع. بالإضافة إلى ذلك، من خلال المقارنة مع نموذج التصميم، يمكن فهم معلومات أخرى مثل جودة حفر حفرة الأساس بشكل بديهي.

          

استقدم مشروع برج شنغهاي المركزي تقنية المسح بالليزر ثلاثي الأبعاد للمساحات الكبيرة. ومن خلال الحصول على المعلومات ثلاثية الأبعاد لبيئة المشهد المعقد والأهداف المكانية، يمكن إعادة بناء النموذج ثلاثي الأبعاد للهدف بسرعة، والبيانات ذات الإحداثيات ثلاثية الأبعاد كالخطوط والمستويات والأحجام والفضاءات، وإعادة إنتاج الخصائص الشكلية الحقيقية للكائنات المستهدفة. وفي الوقت نفسه، تمت مقارنة النموذج ثلاثي الأبعاد القائم على سحابة النقاط مع نموذج التصميم الأصلي، وفحص وضع البناء في الموقع، وتم بناء النموذج من خلال جمع بيانات الأنابيب الفعلية والعوارض في الموقع، مما وفر أساساً لمزيد من التصميمات التخصصية في أواخر ديسمبر. إن التطبيق المتكامل لتقنيتي BIM والمسح ثلاثي الأبعاد لم يرفع كفاءة ودقة فحص جودة البناء فحسب، بل وفر أيضاً أساساً لمزيد من التصميمات التخصصية مثل الزخرفة.

          

07 BIM+الواقع الافتراضي    

          

الواقع الافتراضي، ويُعرف أيضاً بالبيئة الافتراضية أو بيئة الواقع الافتراضي، هو تقنية بيئة ثلاثية الأبعاد تجمع بين تقنيات الحاسوب المتقدمة وتقنية الاستشعار والقياس وتقنية المحاكاة وتقنية الإلكترونيات الدقيقة وغيرها. وينتج بيئة إحساس ثلاثية الأبعاد حقيقية من الرؤية والسمع واللمس والقوة وغيرها، ليشكل عالماً افتراضياً. تقنية الواقع الافتراضي هي استخدام الحاسوب للقيام بعمليات تصور للبيانات المعقدة. ومقارنةً بواجهات الإنسان والآلة التقليدية وعمليات النوافذ الشائعة، حقق الواقع الافتراضي قفزة نوعية في التفكير التقني.

          

فكرة تقنية BIM هي إنشاء مكتبة معلومات نموذجية تغطي دورة الحياة الكاملة لمشروع البناء، وتحقيق التكامل والمشاركة المعلوماتية القائمة على النموذج بين مختلف المراحل والتخصصات المختلفة. يشمل التطبيق المتكامل بين BIM وتقنية الواقع الافتراضي بناء المشهد الافتراضي، ومحاكاة تقدم البناء، ومحاكاة خطط البناء المحلية المعقدة، ومحاكاة تكلفة البناء، ومحاكاة معلومات النموذج متعدد الأبعاد، والتجول التفاعلي في المشهد. والهدف منه هو استخدام مكتبة معلومات BIM لدعم تقنية الواقع الافتراضي لتطبيق أفضل في دورة الحياة الكاملة لمشروع البناء.

          

يمكن لدمج BIM مع تقنية الواقع الافتراضي رفع واقعية المحاكاة. التعبيرات التقليدية ثنائية وثلاثية الأبعاد يمكنها فقط نقل معلومات جزئية عن المبنى على مقياس واحد. وباستخدام تقنية الواقع الافتراضي، يمكن عرض مبنى افتراضي حي يجعل الشخص ينغمس فيه. بالإضافة إلى ذلك، يمكن دمج أي معلومات ذات صلة في المشهد الافتراضي الذي تم إنشاؤه، ويمكن محاكاة معلومات النموذج متعدد الأبعاد بشكل مشترك. ويمكن عرض العلاقة بين مختلف المعلومات والنموذج في الوقت الحقيقي ومن أي زاوية، لتوجيه التصميم والبناء، ومساعدة الإشراف والرقابة على القيام بالأعمال ذات الصلة.

          

يمكن للتطبيق المتكامل بين BIM وتقنية الواقع الافتراضي أن يدعم بفعالية التحكم في تكلفة المشروع. وفقاً لإحصاءات غير كاملة، فإن حوالي 30% من عمليات البناء لمشروع ما تحتاج إلى إعادة عمل، و60% من موارد القوى العاملة مهدرة، و10% من المواد مهدرة. وليس من الصعب حساب أنه في صناعة البناء الضخمة، تبلغ الخسائر السنوية حوالي تريليون يوان من رأس المال. التطبيق المتكامل بين BIM وتقنية الواقع الافتراضي، من خلال محاكاة عملية البناء للمشروع، يحدد جدوى ومعقولية خطة البناء قبل البناء الفعلي، ويقلل أو يتجنب معظم الأخطاء في التصميم، ويحلل معقولية عملية البناء، ويولد خطط الشراء والتحليل المالي للتكاليف المقابلة. ويكتشف المشكلات في التصميم والبناء مسبقاً، ويحدّث خصائص التصميم والميزانية والجدول الزمني في الوقت المناسب، ويضمن اتساق ودقة معلومات البيانات. ويمكن للتطبيق المتكامل لهاتين التقنيتين تقليل ظاهرة عدم الكفاءة والهدر وإعادة العمل المنتشرة في صناعة البناء بشكل كبير، وتقصير وقت إعداد خطة المشروع والميزانية، ورفع دقة إعداد الخطط والميزانيات.    

          

يمكن لدمج BIM مع تقنية الواقع الافتراضي رفع جودة البناء بفعالية. قبل البناء، يمكن إجراء محاكاة ثلاثية الأبعاد لعملية البناء على الحاسوب، لاكتشاف وتجنب مختلف المشكلات التي قد تواجه في البناء الفعلي، مثل تصادم الأنابيب وتركيب المكونات وغيرها، مما يوجه البناء ويضع خطة البناء المثلى، ويرفع كفاءة البناء بشكل عام، ويضمن جودة البناء، ويزيل مخاطر الجودة الكامنة. بالإضافة إلى مخاطر السلامة المحتملة، فهو يساعد أيضاً على تقليل تكلفة البناء واستهلاك الوقت.

          

يمكن لدمج BIM مع تقنية الواقع الافتراضي رفع تفاعلية أعمال المحاكاة. في المشهد الافتراضي ثلاثي الأبعاد، يمكن تبديل خطط البناء المختلفة في الوقت الحقيقي، والشعور بعمليات البناء المختلفة من نفس نقطة المراقبة أو نفس تسلسل المراقبة، مما يساعد على مقارنة مزايا وعيوب خطط البناء المختلفة وتحديد خطة البناء المثلى. وفي الوقت نفسه، يمكن إجراء تعديلات على أجزاء محددة، وتحليل الخطة ومقارنتها في الوقت الحقيقي قبل التعديل. بالإضافة إلى ذلك، يمكننا مراقبة البيئة الافتراضية ثلاثية الأبعاد مباشرة خلال عملية البناء بأكملها، واكتشاف عدم المعقولية أو الأخطاء بسرعة، وتجنب إعادة العمل في عملية البناء.

          

سيكون تطبيق تقنية البناء الافتراضي في مجال البناء اتجاهاً حتمياً. وتتمتع تقنية البناء الافتراضي بآفاق تطبيق واسعة في التصميم والبناء المستقبليين، وستدفع حتماً صناعة البناء في بلادنا إلى عصر جديد تماماً.    

08 BIM+الطباعة ثلاثية الأبعاد

          

تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد هي تقنية تشكيل سريع قائمة على ملفات النماذج الرقمية ثلاثية الأبعاد. وتقوم ببناء الكائنات من خلال الطبقة تلو الأخرى أو صب المسحوق. وتدمج تقنية النمذجة الرقمية وتقنية التحكم الكهروميكانيكي وتقنية المعلومات وعلوم المواد والكيمياء وغيرها من التقنيات المتقدمة.

          

يتركز التطبيق المتكامل بين BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد بشكل رئيسي في مرحلة التصميم للعرض والمراجعة والمحاكاة التحليلية للخطة، وذلك باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لطباعة نموذج BIM بحجم صغير. وفي مرحلة البناء، تُستخدم الطابعة ثلاثية الأبعاد لطباعة نموذج BIM مباشرةً في مكونات مادية ومبانٍ كاملة، لتحل جزئياً محل تقنيات البناء التقليدية في إنشاء المباني. ويمكن وصف التطبيق المتكامل بين BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد بأنه دمج بين تقنيتين ثوريتين، وهو ما يفتح "طريقاً سريعاً" لعملية تحويل المباني من خطة التصميم إلى الكائن المادي، ويوفر خطة أكثر فعالية لمعالجة وتصنيع المواد المركبة والمكونات المضادة للانفجار. حالياً، هناك ثلاثة أنماط للتطبيق المتكامل بين تقنيتي BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد: الطباعة ثلاثية الأبعاد للمبنى الكامل القائمة على BIM، والمكونات المعقدة القائمة على BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد، وعرض النموذج المادي لخطة البناء القائم على BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد.

          

الطباعة ثلاثية الأبعاد للمبنى الكامل القائمة على BIM. يتم استخدام BIM في تصميم المباني، وتتم طباعة المبنى بأكمله من خلال النموذج التصميمي باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد متخصصة. إن استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد لبناء المنازل يمكن أن يخفض تكلفة العمالة بشكل فعال، ولا ينتج غباراً ولا نفايات بناء أثناء عملية البناء. وهي تقنية خضراء وصديقة للبيئة، ولها مزايا واضحة مقارنة بالتقنيات التقليدية في توفير الطاقة وخفض الاستهلاك وحماية البيئة وغيرها.

          

تصنيع المكونات المعقدة قائم على BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد. تتأثر عمليات التصنيع التقليدية للمكونات المعقدة بشكل كبير بالعوامل البشرية، ودقتها وجمالها سينحرفان حتماً. الطابعة ثلاثية الأبعاد يتم التحكم بها بواسطة الحاسوب، وطالما أن هناك دعماً من البيانات، يمكن تصنيع أي مكونات معقدة غير منتظمة بسرعة ودقة. من خلال دمج تقنيتي BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد، يمكن تصنيع المكونات المعقدة دون الحاجة إلى عمليات وتدابير وقوالب معقدة. يكفي إرسال نموذج BIM للمكون إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد. ويمكن طباعة المكونات المعقدة في وقت قصير، مما يقصر دورة المعالجة، ويخفض التكلفة، ويتمتع بدقة عالية. ويمكنه ضمان الشكل الهندسي ودقة الأبعاد والجودة المادية للمكونات المعقدة غير المنتظمة.    

          

عرض النموذج المادي لخطة البناء القائم على BIM والطباعة ثلاثية الأبعاد. يمكن للنموذج المصغر لخطة البناء الناتج عن الطباعة ثلاثية الأبعاد أن يساعد العاملين في البناء على فهم محتوى خطة البناء بشكل أكثر بديهية. فهو لا يحتاج إلى الاعتماد على الحاسوب أو الأجهزة الأخرى لحمله وعرضه، كما يمكن ملاحظته من منظور كامل بزاوية 360 درجة، مما يتغلب على عيوب طباعة الصور ثلاثية الأبعاد والفيديوهات ثلاثية الأبعاد من زاوية واحدة.

          

مع تطور مختلف التقنيات، سيحل التكامل بين BIM وتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد العديد من المشكلات التقنية. كما أن أسعار الطابعات ثلاثية الأبعاد ومواد الطباعة تتجه نحو المعقولية. وسيؤدي خفض تكلفة التطبيق إلى توسيع نطاق تطبيق تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، ورفع مستوى الأتمتة في صناعة البناء. وعلى الرغم من أن المباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد لا تتمتع بمزايا الإنتاج المسبق الصناعي من حيث الكفاءة والجدوى الاقتصادية للإنتاج الضخم للمباني المدنية العادية، فإن لها مزايا واضحة في المباني الفردية والصغيرة. ومع صعود سوق المباني المخصصة بشكل فردي، تتمتع المباني المطبوعة ثلاثية الأبعاد بآفاق سوقية واسعة جداً في هذا المجال.

          

          

          

END

الآراء الواردة في هذا المقال تعبّر عن رأي الكاتب  حقوق النشر © Zhuwei Architectural Technology

يُحظر إعادة النشر دون تصريح

عند إعادة النشر يُرجى ذكر المصدر: Zhuwei Architectural Technology

      شركة Zhuwei للتكنولوجيا المعمارية هي شركة خدمات تقنية من طراز جديد، متخصصة في التحسين المتكامل للتصميم واستشارات BIM واستشارات التصميم المسبق الصنع. يجمع فريقنا مهندسين كبار من كبريات معاهد التصميم، ومديرين تنفيذيين سابقين في شركات عقارية، ومهندسي BIM ومهندسي تصنيع مسبق، ويقدم التحسين المتكامل للتصميم، والمراجعة الدقيقة للمخططات، واستشارات BIM مع تفصيل MEP، وخدمات التصميم المسبق الصنع.

      استشارات تحسين التصميم: نعمل امتداداً ومكملاً لإدارة التصميم لدى المطورين العقاريين، ونركز على الاستشارات والتحسين للمباني المدنية. عبر العملية بأكملها — أو في المراحل الرئيسية التي يحددها العميل — نضبط اقتصادية التصميم وعقلانيته وسلامته، ونزيل التكاليف غير الضرورية مع تحسين جودة المخططات بشكل قابل للقياس، محققين "تكلفة أقل وكفاءة أعلى".

      استشارات BIM: من خلال تقنيات البناء الرقمي، نساعد المصممين على تقليل الأخطاء ورفع الجودة في مرحلة التصميم، ونساعد المقاولين على توفير التكاليف وتخطيط تركيبات MEP عالية الجودة في مرحلة البناء، ونمد نماذج BIM إلى إدارة المرافق في مرحلة التشغيل — بالتعاون مع كبرى شركات البرمجيات.

      استشارات التصميم مسبق الصنع: تصميم كامل العملية على منصات BIM، باستخدام Revit وTekla لتفصيل مكونات PC. ترتبط هندسة المكونات وحديد التسليح بارامترياً — ما تراه هو ما تحصل عليه. نسلم مخططات جاهزة للثورة الصناعية 4.0 مع أطوال القص لكل قضيب حديد، ودعماً بإنترنت الأشياء لإنتاج مكونات PC وتخزينها ونقلها وتركيبها.

      يضم فريق خبرائنا كوادر من كبريات مؤسسات التصميم، بقاعدة تقنية راسخة وخبرة غنية في التصميم والتحسين المزدوج، مع قدرة تقنية ومستوى تحكم في صدارة القطاع.

—— هذا المقال مزامَن تلقائيًا من حساب WeChat الرسمي «Zhuwei Architectural Technology». اقرأ الأصل ——