BIM - המגמה הבלתי הפיכה של CAD

בהקשר שלנו של גיאו-הנדסה, זה כבר לא חדש מונח BIM (Building Information Modelling), המאפשר לדגם אובייקטים שונים בחיים האמיתיים, לא רק בייצוג הגרפי שלהם אלא בשלבי מחזור החיים השונים שלהם. המשמעות היא שלכביש, גשר, שסתום, תעלה, בניין, מתפיסתו, יכול להיות קובץ המזהה אותו, המכיל את תכנונו, תהליך הקמתו, השפעתו על הסביבה הטבעית, תפעול, שימוש, ויתור, תחזוקה, שינויים, ערך כספי לאורך זמן ואפילו הריסתו.

תוך שימוש בגישתם של תיאורטיקנים העוסקים בתחום הגיאוגרפי בנושא זה, מסלול ההתבגרות של BIM קשור לקידום התשומות הדרושות לפיתוחו, ליכולות הצוותים ללכוד ולנהל מידע (חדש וקיים), יישום סטנדרטים גלובליים, תשתיות נתונים ומודלים של תהליכים אבולוציוניים שונים הקשורים לניהול קרקעות. אתגר עבור BIM הוא שהיא מגיעה לתקופה בה היא כוללת קשר מהותי עם PLM (ניהול מחזור חיי מוצר), בו תעשיית הייצור והשירותים מבקשת לנהל מחזור דומה, אם כי עם היקפים שאינם כוללים בהכרח את ההיבט הגיאו-מרחבי.

נקודת מפגש של שני מסלולים אלה (BIM + PLM) היא המושג של ערים חכמות, שבהן רוב החברות הגדולות בוחנות הן את הדרישה הדחופה של המטרופולין הגדול והן את הבלתי הפיך את כושר ההמצאה האנושי הבלתי נדלה במדע ובטכנולוגיה, החל על קבלת החלטות.

להלן, אנו מפרטים כמה היבטים בסיסיים והתקדמות הקשורות BIM ואת הקשר שלה עם כלים טכנולוגיים של שימוש פופולרי.

רמות ה- BIM

Bew ו- Richards מתארים את מסלול ההתבגרות של BIM בארבע רמות, כולל Level Zero, כפי שניתן לראות בתרשים. כדי להבהיר, כי זהו מסלול מנקודת המבט של סטנדרטיזציה, לא כל כך הרבה אימוץ בעולם, שעליו יש הרבה מה לדבר.

רמת BIM 0 (CAD).

זה מתאים לתכנון בעזרת מחשב, שנראה מהאופטיקה הפרימיטיבית שראינו בשנות ה -80. באותם זמנים, סדר העדיפויות היה לקחת את הציור הטכני שכבר נעשה במערכות תוכניות, לשכבות דיגיטטיות. אנו זוכרים כדוגמאות את לידתם של AutoCAD ומיקרו-סטיישן בזמנים אלה, שבלי לגרוע מהצעד הענק שלהם, הם לא עשו דבר מלבד ציורים; הרחבות שלהם אמרו זאת (ציור DWG, עיצוב DGN). אולי התוכנה היחידה שכבר דמיינה מעבר לכך הייתה ArchiCAD, שמאז 1987 דיברה על בניין וירטואלי, עם זלזול בכך שמקורם הונגרי בשנים של המלחמה הקרה. כמו כן במסגרת שלב זה כולל ניהול נתונים שאינם מופנים לגיאוגרפיה מיישומים אחרים הקשורים לניהול פרויקטים, למשל תקציבים, תכנון, ניהול משפטי וכו '.

BIM רמה 1 (2D, 3D).

זה קורה בעשור האחרון, בבגרות של מרחב העבודה שכבר אפשר לקרוא לו דו מימדי. הבנייה בחלל תלת מימד מתחילה גם היא, אם כי בשלבים הפרימיטיביים שלה, אנחנו יכולים לזכור כמה מייגע היה לעשות את זה עם AutoCAD R2 ו-Microstation J. הייתה הדמיה תלת מימדית של העבודה, אבל הם עדיין היו וקטורים המורכבים מקשתות , צמתים, פרצופים וקבוצות של אלה. במקרה של AutoDesk, גרסאות כמו SoftDesk משולבות מושגים כמו משטחים מ-AutoCAD 3, שאיתם נעשו עיצובי כבישים וניתוח מרחבי, אבל הכל היה מאחורי קופסה שחורה שפתרונות כמו EaglePoint עשו יותר "צבעוני". Microstation כבר כללה את Triforma, Geopack ו-AutoPlant תחת היגיון דומה, עם קישורים מרחביים מסוג הנדסת קישורים ללא סטנדרטיזציה של קונצנזוס.

בעשור זה, על אף העובדה שהמודל הסטנדרטי של מודלים ואובייקטים לא היה קיים, יש למעשה שילוב מאולץ במקצת עם פתרונות צד שלישי שנרכשו עבור AEC, הכוללים אדריכלות, בניה, גיאו-מרחביים, תעשייה, ייצור ואנימציה.

AutoDesk לא דיברה על BIM עד לרכישת Revit בשנת 2002, אך שילוב של פתרונות כמו Civil3D לוקח הרבה יותר זמן. במקרה של בנטלי, הכניסה לתכנית ה- XFM (Extensible Feature Modelling) במיקרו-סטיישן 2004 היא משמעותית ובמהלך המעבר המכונה XM, פלטפורמות צד שלישי כגון Heastad, RAM, STAAD, Optram, Speedikon, ProSteel, PlantWise, RM- LEAP Bridge ו- HevaComp. בשנת 2008 השיקה בנטלי את Microstation V8i, שם ה- XFM מבשיל למודל ה- I כסטנדרט לשיתוף פעולה.

BIM רמה 2 (BIM, 4D, 5 D)

הדבר הקשה ביותר בשלב זה של BIM רמה 2 היה סטנדרטיזציה; במיוחד מכיוון שחברות פרטיות חובשות קשתות ורוצות להכריח אחרות להשתמש בגחמות משלהן. במקרה של תוכנה לתחום הגיאו-מרחבי, זו הייתה תוכנה חינמית שהפכה את הכוח לתקינה עם מידת הקונצנזוס שמייצג כעת הקונסורציום הגיאו-מרחבי הפתוח OGC. אך בתחום CAD-BIM, לא הייתה יוזמה של OpenSource, כזו שעד היום התוכנה החופשית היחידה עם פוטנציאל התבגרות היא LibreCAD, שנמצאת רק ברמה 1 -אחרת הוא עוזב את רמת 0. חברות פרטיות פרסמו גרסאות חינמיות, אך הסטנדרטיזציה כלפי BIM הייתה איטית, בקולן של כמה בגלל המונופול האימפריאליסטי.

תרומתם של הבריטים משמעותית, שההרגל שלהם לעשות כמעט הכל להיפך, הובילו את התקן הבריטי, כגון BS1192: 2007 ו- BS7000: 4 קודים; אלה ישנים כל כך ממטוסי נייר לרמת BIM 1. ה- BS8541: 2 כבר מופיע במודל הדיגיטלי ובעשור זה BS1192: 2 ו- BS1192: 3.

זה מובן מדוע BentleySystems עשה את כנס התשתית השנתית ואת הפרס שלה בלונדון, 2013, 2014, 2015 ו 2016 שנים; וכן רכישת חברות בעלות תיקים גבוהים של לקוחות בריטיים -אני אפילו מעז לחשוב על תנועת המטה האירופי מהולנד לאירלנד-.

לבסוף, במסגרת OGC, ניתן היה להתקדם עם מספר סטנדרטים של הסכמה לקונצנזוס המצביעים על BIM, במיוחד GML, ממנו דוגמאות כגון InfraGML, CityGML ו- UrbanGML מראש.

אף על פי שמאמצים עכשוויים רבים בעשור זה של BIM רמה 2 מנסים להגיע לניהול מחזור החיים של הדגמים, הם עדיין לא יכולים להיחשב מקיפים או סטנדרטיים, כמו גם את החובות המצטברים עם 4D ו- 5D הכוללים את תכנות בנייה והערכה דינמית. מגמות ההתכנסות של תחומים ניכרות הן במיזוג / רכישה של חברות והן בחזון ההוליסטי לתקינה.

BIM רמה 3 (אינטגרציה, ניהול מחזור חיים, 6D)

רמת האינטגרציה הצפויה ברמת ה - BIM 3, שכבר לאחר 2020, כוללת ציפיות אוטופיות מסוימות לאחידות בתקנים: Common Data (IFC). מילונים נפוצים (IDM) ותהליכים נפוצים (IFD).

הסתגלות של מחזור החיים צפוי להוביל האינטרנט של דברים (IOT), שבו לא רק פני השטח של הקרקע מעוצבים, אלא גם המכונות והתשתיות המהוות חלק מהמבנים, חפצים המשמשים להובלה (מטלטלין), מוצרי בית, משאבי טבע, כולם חיים החלים על החוק הציבורי והפרטי של הבעלים, גליידר, מעצבים ומשקיעים.

במקרה של בנטלי מערכות, אני זוכר שראיתי מאז מצגות 2013 בלונדון, את השילוב של שני התהליכים של מחזור הגדרת הפרויקט:

• PIM (מודל מידע הפרויקט) Breef - קונספט - הגדרה - עיצוב - בניה / עמלה - משלוח / סגירה
• AIM (מודל מידע על נכסים) מבצע - שימוש

זהו חזון מעניין בהתחשב בכך שהיבטים אלה הם מהעשור הבא, אך מכיוון שהם מתקדמים הם מאפשרים להתממש. למרות היותה של פתרונות אנכיים רבים, כיוון השירות של מהדורת CONNECT יוצר את תנאי ה- Hub בסביבה אחת שעבורם מיקרו-סטיישן היא כלי הדוגמנות, ProjectWise הכלי לניהול פרויקטים ו- AssetWise הכלי לניהול התפעול. ובכך סוגרים את שני הרגעים החשובים, Opex ו- Capex של BS1192: 3.

כמו כן צפוי כי בשלב זה הנתונים ייחשבו כתשתית, הדורשת ערוצי הפצה, תקינה שתהיה זמינה לשימוש מלא, וכמובן שהיא זמינה בתנאים בזמן אמת ובהשתתפות גבוהה יותר של הצרכנים.

ערים חכמות הוא תמריץ של BIM

האתגר של BIM רמה 3 הוא שהדיסציפלינות אינן מתכנסות יותר באמצעות פורמטים של קבצים אלא באמצעות שירותים של BIM-Hubs. תרגיל מעניין זה יהיה ערים חכמות, שכבר משתמשים בהן במקרים כמו קופנהגן, סינגפור, יוהנסבורג ועושים ניסיונות מעניינים למזג ממשל אלקטרוני עם ממשל g, אם נאפשר לעצמנו תנאים אלה. אך זהו גם אתגר מעניין, כי בסביבה זו של BIM רמה 3, כל הפעילות האנושית מעוצבת על פי המודל. מכאן משתמע כי היבטים כמו פיננסים, חינוך, בריאות וסביבה נכללים במעגל המקושר לניהול מרחבי. כמובן שלא נראה תרגילים פונקציונליים של אלה בעשור זה, ואפילו מוטל בספק אם הם אכן קורים בטווח הבינוני, אם ניקח בחשבון שהשאיפות הן להבטיח שיפור באיכות החיים של תושבי כדור הארץ -או לפחות מאותן ערים- ואת ההתאוששות של נזקים למערכת האקולוגית הגלובלית -אשר אינו תלוי במספר ערים-.

למרות הערים חכם הם לא רק מעבר לפינה, זה ניכר מה שקורה עם החברות הגדולות ששולטות בטכנולוגיה.

HEXAGON, עם רכישת חברות כמו לייקה, יכולה לשלוט על לכידת נתונים בשטח, עם רכישת Erdas + Intergraph יכולה לשלוט על דוגמנות מרחבית, וכעת לאחרונה היא נוקטת גישה חשודה עם AutoDesk לשליטה בתכנון, ייצור ואנימציה. שלא לדבר על כל החברות שאותה אמפוריום כוללת, שכולן מכוונות לאותו אובייקט.

מצד שני, בנטלי שולט בתכנון, בתפעול ובמחזור של מגוון רחב של תעשיות הבנייה, האדריכלות, ההנדסה האזרחית והתעשייה. עם זאת, נראה כי בנטלי לא מעוניין לגנוב מקום מאחרים, ואנחנו רואים איך היא כורתת ברית עם טרימבל שקנתה כמעט את כל המתחרים הקשורים לניהול ומידול שטח, SIEMENS ששולטת גבוהה בתעשיית הייצור ובמיקרוסופט שמתכוון להתקדם לתשתית הנתונים -לא להישאר בחוץ, כי בסביבה חזון זה אבד עם Windows + Office-

בכל מקום שנראה אותו, חברות גדולות מהמרות על BIM על הפוטנציאל הקרוב שלו בשלושת הצירים שיעבירו את פעולתן של ערים חכמות: אמצעי ייצור, אספקת תשתיות וחדשנות לדרישות החדשות למוצרים / שירותים. בטח, נותרו מפלצות ענק להתיישר עם גושים, כמו ESRI, IBM, אורקל, אמזון, גוגל, עד כמה שם אנו יודעים שמעוניינים ביוזמות החכמות שלהם.

ברור שהעסק הבא הוא Smart Cities, תחת שילוב BIM + PLM שבו לא תהיה מיקרוסופט שתופסת 95% מהשוק. זהו מודל מורכב בהרבה, ניתן גם לחזות כי חברות שלא ימרו על אותו עסק יישארו מחוץ לביצוע CAD, גליונות אקסל ומערכות CRM סגורות. העסקים שיש לשלב הם אלה שאינם במעגל החיים המסורתי של אדריכלות, הנדסה, בנייה ותפעול (AECO); אלה השולטים בפעילויות האחרות של האדם תחת גישה סוציואקונומית שהופנתה לגיאוגרפיה, כגון ייצור, ממשל אלקטרוני, שירותים חברתיים, ייצור חקלאי ובעיקר ניהול אנרגיה ומשאבי טבע.

ה- GIS ישולב ב- BIM תחת החזון של ערים חכמות. נכון לעכשיו הם כמעט התמזגו בקליטת נתונים ובמודל, אך נראה כי עדיין יש להם השקפות שונות; לדוגמא, דוגמנות תשתית איננה באחריות ה- GIS, אך היא מתמחה ביותר בניתוח ובמידול של עצמים מרחביים, בהקרנת תרחישים, בניהול משאבי טבע ובכל מגוון מדעי האדמה. אם ניקח בחשבון את הממד השישי (6D) שבזמנים של ערים חכמות, כימות, שימוש, מיחזור והפקת אנרגיה יהיה חשוב, אזי יהיו אלה יכולות הכרחיות שה- GIS עושה כעת במומחיות רבה. אך כדי לנתח את יכולת ייצור המים של אגן, לדעת כמה תשואה נחוצה עבור מטר מעוקב של בטון, יש פער אדיר; אשר יתמלא ככל שהמבצע נכלל כמעגל משותף של שתי דיסציפלינות אלה.

לסיכום.

יש עוד הרבה על מה לדבר, ואני מצפה להמשיך ולהעלות את זה. לעת עתה, אנשי מקצוע בתחום הגיאו-הנדסה נותרים עם האתגר להתאים את עצמנו לבלתי הפיך וללמוד מהרמה הטכנית, מכיוון שעדיין שאלה האם ניתן לבצע את מפת הדרכים ליישום BIM ללא תלות בקבוצת העבודה המובילה. מעל לכל, מכיוון שיש לראות את BIM משתי נקודות מבט: האחת היא של דברים שיש לעשות ברמה הטכנית, האקדמית, התפעולית, במטרה לקיימות ואז מנקודת מבט של ממשלות, שיש להן ציפיות קצרות טווח מדי. , ושוכח כי יכולות הרגולציה שלהם לעיתים קרובות איטיות ביותר. בנוסף, עבור מי שנמצא בערים שכבר יכולות לחשוב על ערים חכמות, דחוף שיהיה דגש על אזרחים ולא על טכנולוגיה.

🙂 אם תרחיש זה יתגשם, חלומו של אחד המדריכים שלי, המקווה לשתול 3,000 דונם של יער מהגוני, עם מחזור חיים מוסמך שקשור לצמיחתו, יתגשם; כדי שאוכל ללכת לבנק בשנה ולמשכן את החבילה הראשונה למימון בהדרגה את השאר. בעוד 20 שנה יהיה לך מיליון קוב של נכס שבעזרתו תוכל לפתור לא רק את פרישתך, אלא אפילו את החוב הזר של מדינתך.