ايها المهندسون: أكسروا مساطركم لقد تغيرت أساليب التصميم إلى الأبد

نمذجة معلومات البناء (BIM): لغة التواصل الهندسي القادمة

م.أيهم محمود

لم يعد مجدياً تجاهل اللغة الجديدة التي بدأت تفرض وجودها بقوّة في قطاع الأعمال الهندسية، إذ تَضمن هذه اللغة تفوّق الشركات التي تعتمدها، وتُنقص بشكل كبير من تكلفة ثغرات التخاطب باستخدام الطرق التقليدية بين الاختصاصات الهندسية المختلفة، كما تمنح المالك فرصة الاطلاع المسبق والواضح على عمليات التصميم كافة، وتعديلها في الوقت المناسب لتتوافق مع احتياجاته ومع الكلفة الماليّة التي قام برصدها لإنجاز المشروع.

يتطلّب الانتقال إلى نظام نمذجة معلومات البناء (BIM) مقاربات نفسية وسلوكية لا تتوفر حالياً في قطاع صناعة البناء، بالإضافة إلى اعتماد مكثف على الوثائق الرقمية والأدوات التي تتعامل معها، وربما قد يؤدي تطبيقه إلى تغيرات مؤلمة على صعيد خروج قطّاع مهم من القوى العاملة خارج إطار المنافسة، لكنه في المقابل سيوفّر مبالغ هائلة كانت تُهدر بإتباع الأنظمة التقليديّة.

ويعتمد ذلك النظام على تقاطع خبراتنا البشرية مع تطور فهمنا للآليّة التي يعمل بها وعينا الذاتي للعالم المحيط، خاصة وأن الأجهزة الرقميّة المحيطة بنا لم تعد مجرّد آلات حاسبة، بل غدت توسعاً حقيقياً لعقولنا وذاكرتنا وأدوات لاكتشاف أنماط تفكيرنا، فهو بمثابة رأس هرمٍ امتزجت فيه مفاهيم البرمجة للتوجّه مع نظم قواعد البيانات مع الخبرات والتجارب المتراكمة لدى الشركات الهندسيّة والصناعيّة، وتحديدا تجربة شركة “تويوتا” في اليابان التي اعتمدت مفهوم اللامركزية بوضع العمال في موقع المسؤولية، في عمليات تسليم المنتج وخلق حافز داخلي، يقود باتجاه نجاح كامل العمليّة الإنتاجيّة بدلاً من السعي وراء نجاح قسم منها.

يستفيد نظام نمذجة معلومات البناء بشكل كبير من تطوّر الأجهزة الرقمية، ويعتمد على التصميم ثلاثي الأبعاد في بيئة افتراضيّة تحاكي الواقع، مما يقلل كثيراً من الأخطاء الناجمة عن عمليّات الترجمة المتكررة بين التصورات الثنائيّة والثلاثيّة الأبعاد، وتحديدا عند تداول فكرة التصميم بين الاختصاصات الهندسية المختلفة، فيأتي دور النموذج الثلاثي الأبعاد في مساعدة غير المختصين في فهم فكرة التصميم، وهذا يمنح مالك المشروع فرصة المساهمة في تصميم المشروع عبر مناقشة احتياجاته في بيئة رقميّة واضحة قبل بدء عمليات التنفيذ، هذه التقنية تعِدُ بإمكانيات مذهلة في المدى القريب مع تطور تقنيات الطابعات الثلاثية الأبعاد وانتشارها التجاري، مما قد يغيّر إلى الأبد أساليب توثيق تصاميم المنشآت.

أسس نمذجة معلومات البناء ]1[

نمذجة معلومات البناء BIM (Building Information Modeling): هو علم ثوري يتطوّر وينتشر بسرعة كبيرة، تصعب الإحاطة بالممكنات التي يحملها لصناعة البناء، كما يصعب تقدير اتساع مجالات تطبيقاته والإمكانات الثوريّة التي ما زالت كامنة فيه، رغم أنه كان وما يزال ممارسة هندسيّة استغرق تطورها عدة قرون.

معظم خبراء نمذجة معلومات البناء BIM يدعمون بإخلاص التوجه نحو مساعدة الآخرين، ليتقنوا استخدام هذه التقنية، وليشجعوا التعاون المبكر بين المصمم والمنفّذ من أجل بناء منشآت أفضل وتطوير صناعة البناء في منظور أوسع.

وعلى الرّغم من أنّنا كجنس بشري نرغب دائما أن نرى ما حولنا بوضوح، إلا أنّنا ومن جانب آخر لا نتمنى هذه القدرة للآخرين، وبمعنى أعم فإننا نحاول دوماً إخفاء التفاصيل التي لا ترقى لمستوى المعايير المقبولة، ونُظهر بوضوح التفاصيل التي نفتخر بها، وهنا يأتي دور بناء نموذج ثلاثي الأبعاد للمنشآت بالانتقال إلى عمليّة تصميم شفافة تزعج قسماً من المحترفين، كونها تجعل أي شخص قادر على كشف أخطائهم، وبما أن تقنية BIM لا تستطيع إخفاء الكثير لذلك نعتقد أنّه يلزم بعض الوقت ليتم قبولها والتعوّد عليها.

استخدام لا خضوع

استخدام موارد وظروف العصر، بدلا من الخضوع لها، هو التحدي الأكبر الذي يواجهنا اليوم، ففي عصر التقنية العالية، يبقى التحدي الأهم هو ألا نغرق في فائض المعلومات المتدفقة إلينا، وأن نملك القدرة على معالجتها بالشكل المناسب.

يجب أن يعكس المشروع رغبات واحتياجات المالك، لذلك يقع على عاتق فريق المشروع فهم وتفسير أهداف المالك التي تقف وراء مشروعه، لأنّ الهدف الأساسي لفريق المشروع هو مساعدة المالك في تحقيق أهدافه ونجاح خطط عمله، إضافة إلى تحسين نوعية المنتج وكفاءته (من ناحية زمن التنفيذ وكلفة الإنشاء) وإنقاص عامل المخاطرة وهذا ما يجعل المالك يقيّم جودة التصميم بشكل أفضل.

كما يجب أن تتناغم أهداف فريق التصميم مع أهداف المالك، وهنا نرى أن استخدام تقنية نمذجة معلومات البناء قد يساعد في تحقيق أهداف المشروع، مع التأكيد أن هذه التقنية ليست هدفاً بحد ذاتها بل هي مجرد أداة لتحقيق الهدف المنشود.

ومن أهم مميزات نظام BIM أنه يجنح باتجاه جعل عملية التصميم أكثر شفافيّة، لأن بناء نموذج ثلاثي الأبعاد يظهر ما تم تحقيقه وما تمّ إغفاله في تصميم المشروع، وما نعتبره هنا فائدة كبرى لهذا النظام يصبح عائقاً أمام بعض عناصر الفريق الذين لم يعتادوا على العمل في بيئة شفافة.

مقاربة جديدة

إن النجاح في استخدام تقنية BIM يتطلّب مقاربة نفسية (psychological) جديدة ومختلفة عما اعتادت عليه قطاعات صناعة الإنشاءات، والتي لن يغيّر من سلوكها استخدام البرمجيات والتقنية الجديدة فقط بل إن التغيير المطلوب يحتاج سلوكيات أكثر عمقاً من مجرد استخدام أدوات جديدة.

يبين الشكل أدناه الأركان التي تحكم التفاعل الإنساني وهي أربعة: التخيل، الفهم، التواصل، التعاون.

تتفاعل الأركان فيما بينها وكل منها يولد الآخر ويقويه.

المصدر: المرجع ]1[ – الفصل الأول – ص:4

ولا بد من الإشارة إلى أن تقنية “البيم” قد تطوّرت استجابة لمشكلات مزمنة تواجه قطاع الإنشاءات حيث طَورت -طبقاً لإحصاءات الحكومة الأمريكية- القطاعات الصناعية إنتاجيتها بمقدار الضعف في الفترة الواقعة بين عامي 1964 و2000 بينما تناقصت إنتاجية صناعة البناء في الفترة ذاتها لتبلغ 80% من إنتاجيتها في عام 1964.

بالطبع يوجد مبررات منطقية لتناقص الإنتاجية محورها تزايد تعقيد الأبنية في هذه الفترة لكن الأمر لا يُنقص من كونها هماً يواجه صناعة البناء.

توثيق المشروع

يعتمد المقاول على المخططات ثنائية الأبعاد والملاحظات المدونة عليها لبناء فكرة المالك والمعماري والاستشاري، هذه الطريقة والتي تعتبر معياراً صناعياً في الوقت الراهن تسبّب الكثير من سوء الفهم، ويمكن أن يؤيّد هذه المقولة معظم العاملين في حقل الإنشاءات، لذلك نرى أن نظام المخططات ثنائيّة الأبعاد والمواصفات لم يعد يفي بمتطلبات إنشاء الأبنية المتطوّرة المعاصرة.

تستخدم الوثائق ثنائية البعد في كل عملية تبادل للمعلومات بين الأشخاص، والذين عليهم أن يعيدوا ترجمتها إلى تصوّرات ثلاثية الأبعاد، لذلك نجد أن كل عملية تبادل تتطلب ترجمة في ذهن المتلقي حتى نصل للترجمة النهائية لفكرة المصمّم، والتي تتم بواسطة المقاول، عملية التبادل هذه تقود أحياناً إلى أخطاء لا يمكن كشفها إلا بعد فوات أوان إمكانيّة تداركها.

كما تعدّ الطبيعة التكرارية للمعلومات في المخططات هي مصدر آخر للأخطاء، بما فيها تنظيم وترتيب مخططات مشروع كبير عمل معقد، إذ كثيراً ما نغفل عن إدراج انعكاس تعديل ما في كل الوثائق التي تأثرت بهذا التعديل.

المشاريع الكبيرة والمعقدة عادة ما تتطلّب توثيقاً يقوم به فريق كبير من الرسامين ومعدّي المواصفات الذين تقع على عاتقهم مهمة مرهقة وهي نقل تصورات المصمم على شكل تفاصيل تنفيذيه مفهومة إلى المقاول، ومن الواضح أن إعداد الوثائق بهذه الصيغة هو تحدّ أساسي لمهارات التواصل في الفريق المصمم، من الصعب التعبير عن الأبنية المتطورة الحالية بالوثائق التقليدية ثنائية البعد.

ولأنّ الشيطان يكمن في التفاصيل فإن أكبر نقطة في عمليتي التخطيط والتنفيذ، هي التصوّر الخاطئ للمشروع، لا سيما إذ لم توضّح وثائق العقد بشكل جلي جميع التفاصيل المطلوبة لتخيل المشروع بشكل سليم، فإن هذا الأمر سيقود إلى وجود الكثير من الإشكالات وسوء الفهم في زمن التنفيذ.

نقاط الضعف في عملية التخطيط والتنفيذ

  • صعوبة التواصل: تعقيد مشاريع الأبنية وحاجتها إلى الكثير من الأفراد لإنجازها يتطلّب الكثير من مهارات التواصل بين أفرد الفريق، وهنا تبرز أحيانا الطبيعة الإنسانية كعائق أمام تواصل فعال، ففي المشاريع أشخاص يملكون طبائع وثقافات متباينة يجب عليهم العمل معاً، ويمكن أن يكون أحد الأشخاص غير مرتاح في التعامل مع زميل له أو أنه يجد صعوبة في فهمه أو لا يهتم بنجاح زميله في العمل، كل هذه الظروف لا تقود إلى نجاح الجهود التعاونية للفريق.

فمعظم عمليات التواصل المطلوبة بين المصمّم والمنفذ ترتبط بعدّة عمليات لترجمة للأفكار بين التمثيل ثنائي وثلاثي الأبعاد.

وتتمّ عملية تخيل المشروع وفهمه وبنائه في وسط ثلاثي الأبعاد لكن معظم طرق نقل المعلومات هي ثنائية البعد (المخططات – المواصفات)، ومن غير المستغرب أن تضيع الفكرة الأساسية، عندما تترجم معلومة ما عدة مرات بين النظامين بواسطة أشخاص مختلفين.

  • التنافس بين أعضاء الفريق: على الرغم من أن معظم وثائق العقود تكتب لتعكس مصلحة الفريق المسؤول عن إعدادها، إلا أنه وغالباً يكون في الفريق أفرد يركزون على أهدافهم الخاصة أكثر من التركيز على هدف المشروع نفسه.
  • نقل المخاطرة: قاد الاستياء من أساليب التعاقد التقليدية إلى تطوير طرق جديدة لتسليم المنتج، لكن معظمها لم يكن سوى نقل للمخاطرة من فريق إلى آخر، ليتحمّل المالك عبء تمويل المشروع وعبء الأخطاء الواردة فيه في نهاية الأمر.

وهنا يبرز دور اقتصاد المشاريع في تحسين كفاءة عمليات الإنشاء، ويعيد التنافس ترتيب اللاعبين الأساسين في هذا المجال.

  • الخصومات: ترافقت عمليات البناء مع فكرة الخصومة منذ زمن طويل، نتيجة لتعقّد هذا النوع من الصناعة والتي تحمل في طيّاتها إمكانيات كثيرة للاختلاف وتعارض المصالح تبرز بدءا من مرحلة التخطيط للمشروع.

أهداف عملية تطوير صناعة البناء

ترتبط الأهداف بشكل عام بحاجات ورغبات المالك، وعناصر فريق العمل الخاص بالمشروع. ولذلك من الضروري فهم مكامن ضعف عمليات الإنشاء لتحديد الأهداف بدقة، ولا يكفي تحليل الأعراض بل يجب اكتشاف وتحديد جذور المشكلة.

وكل المفاهيم المدرجة أدناه تؤثر بشكل كبير على كفاءة تنفيذ المشروع وتقود إلى تخفيض كلفته.

  • إنقاص المخاطرة: ويتم عبر تحقيق
    • تحسين عملية التواصل.
    • التعاون.
    • التنبؤ بالمشكلات.
    • تحسين الأمن الصناعي.
  • إنقاص كلفة إنجاز المشروع: ويتم عبر دراسة الصناعات التي تبنّت مفهوم العمليات المتوازية.
  • تطبيق مبادئ البناء الاقتصادي: وهو نظام إنتاج يهدف إلى إنقاص الهدر في المواد والزمن للحصول على أكبر جدوى ممكنة للمشروع.

وطورت هذه المبادئ في عام 1990، مستندة على خبرات وممارسات شركة “تويوتا” في اليابان، فقد توصّلت الشركة إلى نظام يوقف أي عملية إنتاجية عندما اكتشاف أي خلل فيها.

المشكلة الأخرى التي واجهت الشركة اليابانية هي عدم انتظام الطلب على منتجها والذي بدوره قاد إلى تطوير المبدأ الأساسي الثاني في نظام شركة تويوتاToyota production system, or TPS والذي يعرف التسليم في الوقت المناسب just-in-time (JIT)، يتطلب تحقيق المبدأ الثاني إدارة دقيقة للموارد بحيث تكون متوفرة حين الحاجة لها.

هذان المبدآن أثّرا إلى حدّ كبير على كفاءة عمليات الإنتاج في “تويوتا” وقادا إلى مفهوم اللامركزية بوضعه العمال في موقع المسؤولية عن عمليات تسليم المنتج.

ذلك المنتج الذي هو عبارة عن سيارة لا يمكن أن تحوي أي عيوب لأنها سوف توقف العملية الإنتاجية وتؤخر تسليم الطلبيات في مواعيدها، كما أنه لا يمكن للموارد أن تتكدّس وبهذا تصبح كل عملية مرتبطة بالأخرى ومعتمدة عليها.

وبما أن النظام كلّه يتحرّك بسرعة أضعف جزء فيه، لذلك يعمل المصنع بأكمله على جعل أجزاء عمليات الإنتاج تعمل بأسرع ما يمكن.

بكلمات أخرى تم خلق حافز داخلي يقود باتجاه نجاح كامل العملية الإنتاجية بدلاً من السعي وراء نجاح قسم منها.

المفهوم المكافئ لتدفق المنتجات في صناعة البناء هو العمل المنجز من قبل فريق والمسلم لفريق آخر.

 وعمليات البناء التي تم التخطيط لها بهذه الطريقة تقود إلى حركة انسيابيّة ضمن فرق عمل المشروع، والتي يمكن تحقيقها فقط بالتخطيط التعاوني بين فرق إنجاز المشروع، مع التدقيق المستمر لكامل المشروع والالتزام بإنجازه، تحقيقا لانسيايية الأعمال.

  • التحول إلى العقود التي تعتمد مفهوم النموذج المعلوماتي: على الرغم من التحسينات الكثيرة في أنظمة تسليم المشاريع، مازال عدم رضى المالك عن منتج صناعة البناء مستمراً، ولم يزل تنفيذ المشاريع يستغرق وقتاً طويلاً، وعادة ما تفوق كلفتها الميزانية المخصصة لها، إضافة إلى الجودة التي كثيراً ما تكون أقل من الطموحات المتوقعة.

لم يكن للمقاول وفقاً لما جرت عليه العادة أي مساهمة في عمل المصمم المعماري، وهذا الانقطاع في التواصل بني على اعتقاد قديم مفاده أن المصمم المعماري قادر على معالجة كل نواحي المشروع بما فيها الكلفة التقديرية ومواضيع قابلية التشييد.

“أشارت دراسة صادرة عن المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا الأمريكي في عام 2004 أن الخسائر السنوية لصناعة البناء الناجمة عن نقص توافقية التصاميم بلغت 15.8 مليار دولار”. ]2[

ولذلك فإننا نأمل من استخدام نمذجة معلومات البناء أن يساعد على فهم أفضل للتصميم وتنسيقاً أكثر دقة للوثائق الصادرة عن أعضاء فريق العمل، وتقدير حقيقي ومبكّر للكلفة المتوقعة والتعارضات بين الاختصاصات.

حلول تقنية:

عرضت الفقرات السابقة المشاكل والتحديات التي واجهت صناعة البناء ودفعت الخبراء والباحثين إلى تطوير تقنية “البيم”، وتسمح البرمجيات التي تعتمد هذه التقنية – برنامج ريفت كمثال – بالعمل المتوازي من قبل عدة أفراد على ملف رقمي واحد ومن مناطق جغرافية متباعدة في حال توفر الربط بالانترنت.

وتذكرنا فكرة العمل المتوازي بالحلول التي لجأت إليها الشركات المصنعة للمعالجات الصغرية، حيث التفت على حدود التقنية والمواد المتوفرة عبر تأمين خطوط متوازية لمعالجة البيانات ولإنجاز الحسابات، الفكرة هنا هي ذاتها، وسوف تمتلك المؤسسات التي تعتمد هذه التقنية وتستطيع تجميع خبراءها ميزةً تنافسية قويّة، تجعل الشركات التي لم تستطع إنجاز هذا الانتقال عرضة للخروج من حالة المنافسة مع توقع عالي بانتهاء وجودها في المستقبل القريب.

ـ عن مجلة الهندسة

المراجع

(1) Building Information Modeling – Planning and Managing Construction Projects with 4D CAD and Simulations::Willem Kymmell

(2) Mastering Autodesk Revit Architecture 2014::James Vandezande – Eddy Krygiel – Phil Read

شارك على:

Share on facebook
Facebook
Share on telegram
Telegram
Share on twitter
Twitter
Share on whatsapp
WhatsApp

شارك رأيك

يرجى تعبئة الحقول أدناه لاطلاعنا على شكواك….لا تقلق سنعرض اسمك ممثلاُ بأول حرفين من الاسم والكنية.

ارســـل

شكوى

يستخدم الموقع ملفات تعريف الارتباط للتأكد من حصولك على أفضل تجربة في موقعنا، تعرف اكثر