معرفی نرم افزارهای مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM)

در این مطلب می خوانید:

نرم افزارهای اختصاصی BIM

سطوح نرم افزارهای  BIM

رویت(Revit)

بتلی سیستمز (Bentley Systems)

آرشیکد (ArchiCAD)

وکتوروکس (VectorWorks)

تکلا استراکچرز (Tekla Structures)

دی پروفیلر (Dprofiler)

نویس ورکس (Navisworks)

نرم افزارهای اختصاصی BIM

توسعه دهندگان نرم افزاری اصلی متعددی وجود دارد که محصولاتی با عملکرد و قابلیت هایی مختلف را در دنیای BIM ایجاد می کنند. این توسعه دهندگان در درجه اول ابزارهای BIM را برای صنعت ساخت و ساز ارائه می دهند. بسیار مهم است توجه شود که شرکت های متعددی وجود دارند که در این بازار رقابت می کنند و همه ادعاهای مختلفی می کنند که نیاز به اثبات دقیق قبل از تصمیم گیری خرید توسط مشتری دارند.

همانطور که یک خریدار اتومبیل برای تعیین اینکه چه مدلی برای هدفش مناسب است نیاز به ارزیابی نیازهایش از یک ماشین خواهد داشت، یک خریدار نرم افزار هم نیاز به ارزیابی نیازهای فعالیت ها با دقت بسیار بالایی دارد تا از بین محصولات مختلف محصولی که نیاز او را برطرف می کند را انتخاب نماید. غالب یک محصول خاص در درجه اول براساس شنیده ها یا فرضیات خریداری می شودکه منجر به نتایج ناخوشایندی می گردد. توصیه می شود برای رسیدن به نتیجه واقعی و رضایت بیشتر خرید یک محصول نرم افزاری فقط براساس تحقیقات لازم در مورد نیازها و فرآیند ها در پروژه مورد نظر صورت گیرد.

یادگیری یک محصول و تحقیق درباره مشخصات آن دشوار می باشد. اکثر خریداران بالقوه می خواهند مطمئن شوند که به سادگی و بدون مشکلی کار خود را انجام خواهند داد. اهمیت حیاتی در BIM، ایجاد درک درست از مفاهیم و برنامه های کاربردی از فرآیندهای BIM بوده که بتوان انتخاب های هوشمندی بین محصولات در دسترس را ممکن کرد. در صورت ایجاد درک صحیح از BIM، پاسخ به سوالات زیر برای انتخاب یک محصول خاص مفید خواهد بود.

• هدف از نرم افزار چیست؟ آیا برای ساخت مدل مورد استفاده قرار می گیرد؟ (چه چیزی نیاز به مدل سازی دارد)؟ آیا مدل برای مدیریت و مشاهده استفاده خواهد شد؟ آیا مدل برای تجزیه و تحلیل استفاده خواهد شد؟ کدام داده ها و قسمت های مدل بحرانی است، به عنوان مثال لیست مقادیر، فرم های بصری 3D، پایگاه داده های مرکزی و ….،
• چه کسی از این نرم افزار استفاده خواهد کرد؟ چگونه نرم افزار ساخته خواهد شد؟ چقدر طول می کشد که افراد در این نرم افزار خبره شوند؟ چه زمانی، اغلب توسعه دهنده گان، نرم افزار را بروز رسانی می کنند؟ چه زمانی است که محصول خاص در بازار وجود دارد و چقدر  در این 10 سال نرم افزار تغییر کرده است؟
• چه فرمت های فایلی می تواند به سادگی در نرم افزار اجرا شود؟ فرمت اصلی آن چیست؟ چگونه دیگر فرمت ها می تواند از نرم افزار وارد شود؟
• آیا نمونه هایی از مطالعات موردی از کاربران دیگر که چیزی انجام داده اند نزدیک به نیازهایی که از نرم افزار مورد نیاز است وجود دارد، دقیقاً چگونه شرکت نرم افزاری می تواند آن را حل و فصل نماید؟

سطوح نرم افزارهای  BIM

اگر مفاهیم BIM را به عنوان "روح" سیستم در نظر بگیریم، نرم افزارهای BIM، نقش "کالبد" سیستم را خواهند داشت. به عبارت دیگر، نرم افزارها نقش بازوی اجرایی انسان در مواجه با این مفاهیم را ایفا می کنند. نرم افزارهای BIM در سه سطح قابل استفاده هستند. این سطوح به قرار زیر هستند:

ابزار BIM:

برنامه ای با وظیفه تخصصی و خروجی به خصوص است. به عنوان مثال، ابزارهای مدل سازی، تولید نقشه، تخمین هزینه، شناسایی تعارضات فیزیکی و خطاها، تحلیل های مربوطه به انرژی، راندو، برنامه ریزی زمانی و نمایش بصری در این گروه قرار می گیرند. خروجی این سطح از نرم افزارها غالباً مستقل هستند. اما گاه این خروجی ها به نرم افزار دیگری وارد می شوند ( مانند خروجی برآورد مقادیر که امکان دارد برای تخمین هزینه وارد نرم افزار دیگری شود). به بیان دیگر، ابزارهای BIM، فاقد ساختار ها و قواعد لازم برای بروزرسانی طراحی هستند و تنها یک هدف تخصصی از جمله انجام یک تحلیل بر روی یک مدل طراحی شده را محقق می سازند.

بستر نرم افزاری BIM:

BIM برنامه ای است که به طور معمول برای طراحی که برای مقاصد متعدد داده تولید می کند. این سطح از نرم افزارها، برخلاف ابزارها، قواعد پارامتریک و سایر قواعد مورد نیاز برای حفظ صحت مدل را در خود ذخیره کرده اند. غالب بسترهای نرم افزاری، قابلیت های ابزارها، نظیر تولید نقشه و شناسایی تعارضات فیزیکی را نیز درون خود دارند.

محیط BIM:

مدیریت داده در یک سازمان، برای یک یا چند کانال اطلاعاتی که چند برنامه کاربردی اعم از ابزارها و بسترهای نرم افزاری را در بر می گیرد. هدف محیط BIM، یکپارچه سازی ابزارها، بسترهای نرم افزاری و ارتباطات میان افراد است. استفاده از این محیط ها، بکارگیری انواع اطلاعات با حجم بالا که برای مدیریت پروژه ها کاربرد دارند (از جمله ویدئو، عکس، صدای ضبط شده، ایمیل و …) را ممکن می سازد. بسترهای نرم افزاری قابلیت مدیریت چنین طیف وسیعی از اطلاعات را ندارند.

با اینکه BIM مقوله جدید در صنعت ساخت است، تعداد زیادی نرم افزار برای BIM گسترش داده شده اند. در اینجا لیستی از نرم افزارهای BIM طبق دسته بندی کاربرد آن ها لیست شده است.

نرم افزارهای معماری

•  Autodesk Revit Arichitecture
• Graphisoft ArchiCAD
• Nemetschek Allplan Architecture
• Gehry Technologies – Digital Project Designer
• Nemetschek Vectorworks Architect
• Bentley Architecture
• 4 MSA IDEA Architectural Design (IntelliCAD)
• CADSoft Envisioneer
• Softtech Spirit
• Rhino BIM

نرم افزارهای خودپایایی (پایداری):

• Autodesk Ecotect Analysis
• Autodesk Green Buiding Studio
• Graphisoft EcoDesigner
• IES Solution Virtual Environment VE-Pro
• Bentley Tas Simulator
• Bentley  Hevacomp
• Design Builder

نرم افزارهای سازه:

• Autodesk Revit Structure
• Bentley Structural Modeler
• Bentley RAM,STAAD and proSteel
• Tekla Stracture
• CypeCAD
• Graytec Advance Design
• StructureSoft Metal Wood Framer
• Nemetschek Scia
• 4MSA Strad and Steel
• Autodesk Robot Strauctrual Analysis

نرم افزارهای تأسیساتی:

• Atuodesk Revit MEP
• Bently Havacomp Mechanical Designer
• 4MSA finaleHVAC + FineELEC + FineSANI
• Gehry Technologies – Digital Project MEP Systems Routing
• CADMEP (CAD duct / CAD mech)

نرم افزارهای ساخت (شبیه سازی، برآورد و هزینه، آنالیز):

• Autodesk Navisworks
• Solibri Model Checker
• Vico Office Suite
• Vela Field BIM
• Bentley ConstructrucSim
• Tekla BIM Sight
• Glue (by Horizontal Syatems)
• Synchro Professional
• Innovaya

نرم افزارهای مدیریت تسهیلات:

• Bently Facilities
• FM: Systems FM:Interact
• Vintocon ArchiFM (For ArchiCAD)
• Onuma System
• EcoDomus

در ادامه به توضیح تعدادی از مهمترین نرم افزارها می پردازیم:

رویت(Revit)

Revit معروف ترین بستر نرم افزاری پیشرو در بازار برای BIM در طراحی معماری است. Revit، در سال 2002 به وسیله شرکت Autodesk معرفی گردید. و بستری کاملاً متفاوت از کد، با ساختار فایل و پایه برنامه نویسی متفاوت است. Revit خانواده ای از محصولات یکپارچه، از جمله Revit معماری، Revit سازه و Revit تأسیسات می باشد. این برنامه به کاربران خود اجاره می دهد که یک ساختمان و اجزایش را به صورت سه بعدی طراحی کرده، مدل را با عناصر نوشتاری دوبعدی تفسیر کرده و به اطلاعات ساختمان از پایگاه داده مدل های ساختمان دسترسی پیدا کند. Revit نرم افزاری با قابلیت BIM چهاربعدی به همراه ابزارهایی به منظور نقشه کشی و ردیابی مراحل مختلف در چرخه حیات ساختمان است، از مفهوم اولیه گرفته تا ساخت و پس از آن تخریب را شامل می شود. سه محصول Revit(معماری، سازه) از فایل های با پسوند RVT برای ذخیره سازی مدل های BIM استفاده می کنند. معمولاً  یک ساختمان با استفاده از اشیاء سه بعدی برای ایجاد دیوارها، کف ها، پشت بام، پنجره ها، درها، سیستم های الکتریکی و سایر اشیای مورد نیاز ساخته می شود. این اشیای پارامتری، اشیای ساختمانی س بعدی (مانند درها و پنجره ها) و اشیاء دوبعدی (مانند بست ها) خانواده نام دارند و در فایل های RFA ذخیره می شوند و در صورت نیاز وارد پایگاه داده RVT می شوند. در این بخش Revit، با تمرکز بر رویت معماری بررسی می گردد.

نقاط قوت Revit:

• رویت به عنوان ابزار طراحی، قوی و حساس است.
• یادگیری رویت ساده است.
• دارای مجموعه وسیع از اشیای طراحی شده توسط توسعه دهندگان نرم افزار و تولید کنندگان در بازار است.
• به دلیل جایگاه این نرم افزار در بازار، در زمان نیاز به تبادل اطلاعات با سایر نرم افزارها به طور معمول Revit ترجیح داده می شود.
• پشتیبانی چندوجهی نقشه ها در این نرم افزارها، قابلیت بهنگام سازی و مدیریت نقشه ها، از بخش های مختلف در محیط از جمله نماها و یا برنامه زمانی را به وجود می آورد.
• سادگی و سرعت یادگیری آن، افزایش سرعت و دقت ترسیم و همچنین تغییر نقشه ها، ترسیم همزمان سه بعدی و دو بعدی نقشه های سازه و تأسیسات و اعمال همزمان تغییرات بین این نقشه ها، حذف خطاهای انطباق با نقشه های سازه و تأسیسات و اعمال همزمان تغییرات بین این نقشه ها، حذف خطاهای انطباق نماها و پلان ها و مقاطع، امکان انجام مطالعات اقلیمی (نور وسایه) بر روی ساختمان، امکان تعریف استاندارهای ساخت در تجهیزات ساختمان، محاسبه متره ساختمان و تغییر سریع آن در صورت تغییر نقشه ها، قابلیت ارتباطی با دیگر نرم افزارهای BIM از طریق IFC و نیز AtuoCAD (ورودی و خروجی)، امکان طراحی حجمی و تبدیل آن به نقشه های اجرایی سایر مزایای این نرم افزار است.

نقاط ضعف Revit:

• این نرم افزار، زمان کار بر روی پروژه های با حجم بیشتر از 300 مگابایت، با کاهش سرعت قابل توجهی مواجه می گردد.
• در طراحی سطوح دارای انحنای پیچیده دارای محدودیت است.

بتلی سیستمز (Bentley Systems)

Bentley، طیف وسیعی از نرم افزارهاهی معماری، مهندسی، زیرساخت و ساخت ارائه می دهد. Bentley بخش اعظمی از بازار مهندسی عمران و زیرساخت ها را به خود اختصاص داده است. این بخش باتمرکز بر Bentley معماری بررسی می گردد.

نقاط قوت Bentley:

• Bentley، با ارائه طیف گسترده ای از ابزارهای مدلسازی اطلاعات ساختمان، تقریباً همه زمینه های صنعت ساخت را پوشش می دهد.
• Bentley، مدلسازی سطوح منحنی پیچیده را ممکن می سازد، افزونه (Plugin) مدل سازی پارامتریک آن، تحت عنوان Generative Components، قابلیت تعریف اشکال هندسی بسیار پیچیده را دارد.

نقاط ضعف Bentley:

دامنه وسیع نرم افزارهای Bentley، دارای یکپارچگی نسبی هستند. این موضوع باعث چالش برانگیز شدن یادگیری نرم افزارها می گردد.

آرشیکد (ArchiCAD)

Archicad، قدیمی ترین نرم افزار BIM، در زمینه معماری است که به صورت پیوسته به حیات خود ادامه داده است. به عنوان یک ابزار مدلسازی پارامتریک، Archicad شامل یک طیف بسیار گسترده از اشیاء از پیش تعریف شده پارامتری است. اخیراً Archicad بیشتر تعاملات خود را با IFC تقویت و تبادل خوب دوطرفه فراهم می کند. توابع تبادل IFC آن عبارتنداز: طبقه بندی شی و مدیریت در سطح نسخه شی.

نقاط قوت Archicad:

Archicad دارای رابطه بصری و نسبتاً ساده برای استفاده است. کتابخانه بزرگ و یک مجموعه غنی برنامه های کاربردی پشتیبان در طراحی، سیستم های ساختمان و مدیریت تسهیلات دارد. که می توان آن را در تمام مراحل به جز جزییات ساخت استفاده کرد. قابلیت های سرور آن در تسهیل همکاری پروژه موثر است. َArchicad از بسترهای نرم افزاری MAC نیز پشتیبانی می کند.

مزایای استفاده از ArchiCAD:

• یادگیری این نرم افزار نسبتاً ساده است.
• دارای مجموعه اشیاء بسیار بزرگی است.
• برنامه های کاربردی بسیاری در زمینه طراحی، سیستم های ساختمانی و مدیریت تسهیلات آن را پشتیبانی می کنند.

نقاط ضعف ArchiCAD:

• دارای محدودیت هایی در بخش مدل سازی پارامتریک است.
• این بستر نرم افزاری از حافظه داخلی برای اجرای برنامه استفاده می کند. در نتیجه برای اجرا پروژه های بزرگ دچار مشکل می گردد. البته سیستم سرور آن، راه حل  مناسبی برای اجرای پروژه های بزرگ به واسطه این نرم افزار است.
• قابلیت ارائه خدمات جهت ساخت قطعات پیش ساخته را ندارد.

وکتوروکس (VectorWorks)

Vectorworks یک بستر نرم افزاری طراحی برای معماران، طراحی شهری، مبلمان و غیره، متعلق به شرکت نمچک است.

نقاط قوت Vectorworks:

• یادگیری این نرم افزار ساده است.
• محدودیت کمی به طراح تحمیل می کند و قابلیت طراحی همه چیز در آن وجود دارد.

نقاط ضعف VectorWorks:

این بستر نرم افزاری قابلیت همکاری کمی با سایر نرم افزارها داشته است. اما در نسخه اخیر تا حدودی این مشکل برطرف شده است.

تکلا استراکچرز (Tekla Structures)

این بستر نرم افزاری توسط شرکت تکلا توسعه یافته است. تکلا، دارای نرم افزارهای ساختمان، زیرساخت و انرژی است. تکلا دارای بخش های متعدد همچون ساختمان و ساخت و ساز، زیرساخت ها و انرژی است.

نقاط قوت Tekla Stractures:

• دارای قابلیت قابل توجه در مدل سازی سازه و همچنین مصالح و جزییات سازه است.
• اجرای پروژه های بسیار بزرگ و عملیات چندجانبه به صورت همزمان بر روی مدل ررا میسر می سازد.
• از دسترسی کاربر به طور همزمان در پروژه مشترک پشتیبانی می کند.
• اشیاء تعریف شده توسط کاربر، در این نرم افزار قابل استفاده است. همچنین کلیه اشیاء از پیش تعریف شده در نرم افزار، توسط کاربر قابل تغییر است.
• تکلا از طیف بسیار گسترده ای از فرمت های مبادله پشتیبانی میکند و پشتیبانی از رابط کاربری طیف گسترده ای از دیگر برنامه های کاربردی ارائه می دهد.

نقاط ضعف Tekla Stractures:

• قادر به وارد کردن اشیاء پیچیده با سطوح منحنی از برنامه های بیرونی را دارد و می توان آن را مرجع داد، اما نمی توان ویرایش کرد.
• نیاز به کاربر اختصاصی دارد که باید از سطح بالایی از مهارت برخوردار باشد.
• یادگیری کامل این نرم افزار دشوار و زمان بر است.
• قابلیت کمی در تبادل فایل با دیگر نرم افزارها دارد.

دی پروفیلر (Dprofiler)

بستر نرم افزاری معماری و محصول شرکت بک تکنولوژی است.

نقاط قوت Dprofiler:

• قابلیت همکاری با بستر نرم افزاری Revit را دارد.
• نقاط قوت این بستر نرم افزاری در تحلیل ارزش جایگزین های طراحی، براساس مشخصات و هزینه برآوردی ساخت است. ارائه ارزیابی اقتصادی برای طراحی مفهومی، این نرم افزار را از سایر نرم افزارها متمایز می سازد.
• برآورد هزینه ارائه شده به وسیله این نرم افزار، تنها دارای 5 درصد خطا است. بهترین نمونه برآورد هزینه آن، دارای یک درصد واریانس است.

نقاط ضعف Dprofiler:

هدف اصلی این نرم افزار، ارزیابی اقتصادی یک پروژه ساخت است و در مدل سازی قابلیت چندانی ندارد.

نویس ورکس (Navisworks)

Navisworks که به عنوان JetStream هم شناخته می شود، نرم افزار مدیریت پروژه شرکت ادوبی است. Navisworks قابلیت های فراوانی برای هماهنگی، شبیه سازی ساخت و آنالیز های کامل برای بررسی پروژه دارد. ابزار درونی Navisworks برای آنالیز و بهبود برنامه ریزی پروژه، شناسایی ناهماهنگی ها و افزایش همکاری در مدیریت پروژه امکانات فراوانی دارد. این نرم افزار همچنین قابلیت برآورد هزینه در مراحل مختلف را دارا می باشد.Navisworks از بسیاری از فرمت های مرسوم پشتیبانی می کند و علاوه بر این از Revit، مایکرواستیشن، 3D Studio و ArchiCAD به خوبی پشتیبانی می کند.

Autodesk Navisworks Manage

این نرم افزار یک برنامه جامع است که برای بررسی پروژه از نظر هماهنگی، تجزیه، و تحلیل و ارتباطات، طراحی شده است. می توانید چندین رشته از طراحی های BIM را باهم در این نرم افزار وارد کنید و یک نمونه دیجیتالی از پروژه که ترکیبی از چندین فایل می باشد، را در یک فایل بر روی یکدیگر مشاهده کنید. با این نرم افزار می توانید برخی از مشکلات بالقوه قبل از هرگونه ساخت و ساز را پیش بینی و جلوگیری کنید و هزینه های ساخت را به حداقل ممکن رسانید.

Autodesk Navisworks Freedom

این نرم افزار یک برنامه رایگان برای مشاهده کردن فایل با فرمت های NWD و فرمت DWF می باشد. این نرم افزار همراه با Autodesk Navisworks Manage  نیز نصب می شود. دقت کنید که این نرم افزار بسیاری از توانایی های نرم افزار Autodesk Navisworks Manage را ندارد.

Autodesk Navisworks simulate

این نرم افزار با استفاده از ابزارهای پیشرفته برای شبیه سازی 5 بعدی طراحی شده است، برای اینکه شما با پروژه خود ارتباط و هماهنگی بهتری برقرارسازید. با استفاده از داده های هر رشته و ترکیب آن ها به یک پروژه BIM، نمونه دیجیتالی از پروژه خواهید داشت. با استفاده از ابزارهای برنامه زمانبندی پروژه، تعیین قیمت و برآورد هزینه، انیمیشن و شبیه سازی ساخت و ساز به شما کمک می کند تا بسیاری از مسائل را پیش بینی کنید.

برخی از اجزای Navisworks شامل:

• Roamer موتور Navisworks برای بازکردن گستره وسیعی از فایل ها و همین طور گرفتن ورودی مستقیم از انواع پرینتر سه بعدی است.
• Publisher این افزونه قابلیت ذخیره کردن مدل سه بعدی با فرمت nwd را می دهد که به وسیله نرم افزار رایگان Freedom می توان آن را به نمایش درآورد.
• Clash Detective افزونه ایی که تداخلات و ناهماهنگی های مدل را آشکار می کند.
• Presenter که ابزاری برای اعمال متریال و نورپردازی به مدل ساختمان است تا رندرهای واقع گرایانه بدست آید.
• TimeLiner که محاسبات چهاربعدی به  مدل سه بعدی ساختمان اضافه می کند.

مزایای  Navisworks :

یکی از محاسن Navisworks حجم پایین فایل های مدل در این نرم افزار است که باعث می شود علاوه بر سهولت در انتقال فایل محاسبات و نمایش فایل هم سریع تر و راحت تر صورت گیرد. اگرچه Navisworks به قصد مدیریت پروژه نوسعه داده شده ولی قابلیت های کاملی برای کارکردن با مدل سه بعدی را دارد. Navisworks یک موتور قدرتمند برای رندر تصویر دارد و همچنین کار کردن با متریال نور در آن راحت است. این باعث می شود کاربر به راحتی در حضور مشتری ارائه شود. حتی مشتری می تواند فایل مدل را که بسیار سبک است را دریافت کند و برای دیدن آن بدون نیاز به Navisworks از برنامه های نمایش دهنده رایگان یا حتی سرویس های آنلاین استفاده کند. به این صورت مشتزی می تواند تاملی هرچند محدود در محیط سه بعدی با تیم پروژه داشته باشد. همچنین Navisworks قابلیت پیمایش سریع در عناصر ساختمان را دارد و می تواند به سرعت در آن تصادمات را مشخص کند.

نقاط ضعف Navisworks:

Navisworks مانند اکثر نرم افزارهای شرکت ادوبی سالیانه بروز می شود و شاید این خود نقطه ضعفی برای این نرم افزار باشد، زیرا همیشه بین نسخه های نرم افزارها انطباق پذیری صد در صد وجود ندارد. Navisworks نرم افزاری بسیار پیچیده نیست ولی برای استفاده از تمام قابلیت هایش حتما نیاز به آموزش است. تنها با بستر نرم افزاری رویت قابلیت همکاری دارد.

منابع:

مدل سازی اطلاعات ساختمان BIM، دکتر محمود گلابچی، دکتر عصمت الله نورزایی

https://www.autodesk.com/products/navisworks/overview

https://www.aiadallas.org/v/event-detail/Navisworks-Training/38k/

https://www.cassellconsulting.com/products/dprofiler

https://www.autodesk.com/products/navisworks/overview

https://www.bentley.com/en

http://www.graphisoft.com/archicad/

http://www.vectorworks.net/en

https://www.tekla.com/products/tekla-structures