תשאלו חמישה אנשים בענף הבנייה מה זה BIM ותקבלו חמש תשובות שונות: מודל תלת-ממדי, תוכנה, דרישה חוזית, או שיטת עבודה שלמה. וכל חמשת התשובות נכונות בערך חצי. BIM היא מתודולוגיה, מודל, ותפיסת עולם - הכול ביחד, במילה אחת. וברגע שרואים איך כל החלקים מתחברים, רוב השינויים הגדולים בענף בעשרים השנה האחרונות מפסיקים להיראות מקריים ומתחילים להיראות כמו סיפור אחד רציף.

המדריך הזה יסקור מה זה BIM בעצם, איך המתודולוגיה עובדת ביום-יום, מה באמת נמצא בתוך מודל BIM, איך BIM משנה את ענף הבנייה, איפה BIM מופיע גם מחוץ לתחום המבנים לגמרי, אילו תוכנות מובילות את הענף, ועל התפקיד החדש מבוסס-הנתונים - BIM analyst - שצומח מתוך כל המידע ש-BIM מייצר.

מה זה BIM, בעצם

Building Information Modeling הוא תהליך ליצירה וניהול של ייצוג דיגיטלי של המאפיינים הפיזיים והתפקודיים של מבנה, משותף ומתואם בין כל מי שמעורב בתכנון, בבנייה ובתפעול שלו. המילה המרכזית היא תהליך. הגאומטריה התלת-ממדית שרואים על המסך ברוויט או ב-ArchiCAD היא רק החלק הנראה לעין. BIM עצמה היא כל מה שסביב המודל: הסטנדרטים, התפקידים, כללי החלפת הקבצים, סביבת העבודה המשותפת, והמשמעת של לשמור על מקור אמת אחד שמתעדכן כל הזמן - במקום עשרות שרטוטים מנותקים.

זו גם הדרך הכי נקייה להסביר במה BIM שונה מ-CAD רגיל. CAD הפך שרטוט לדיגיטלי - קווים, קשתות ומידות שמייצגים מבנה אבל לא יודעים עליו כלום. אלמנט ב-BIM הוא לא קו, הוא אובייקט: קיר ש"יודע" מהו החומר שלו, דירוג האש שלו, העלות שלו, וכל אלמנט אחר שהוא נוגע בו. משנים את גובה הקיר, וכל תוכנית, חתך, טבלה וכימות שתלויים בו מתעדכנים אוטומטית. מודל שמתנהג כמו מסד נתונים, לא כמו שרטוט - התכונה הזו לבדה היא הבסיס לכל מה שנבנה עליו במדריך הזה.

היסטוריה קצרה: מלוח השרטוט לתאום הדיגיטלי

הרעיון ישן יותר מהתוכנה. ב-1975 פרסם החוקר צ'אק איסטמן (Chuck Eastman) - שנחשב כיום ל"אבי ה-BIM" - מאמר שתיאר "מערכת תיאור מבנה" (Building Description System): מודל מחשב שבו גאומטריה ונתונים חיים יחד, עשרות שנים לפני שהחומרה בכלל אפשרה את זה למעשה. הרעיון נשאר בעיקר אקדמי במשך שנות ה-80, בזמן שהענף המשיך לעבוד עם CAD.

התוכנה המסחרית הראשונה שבאמת מימשה את הרעיון הייתה ArchiCAD, שפותחה החל מ-1982 בידי צוות של גבור בויאר (Gabor Bojar) בבודפשט. מידול פרמטרי ומבוסס-אובייקטים נשאר טכנולוגיית נישה במשך שנות ה-90, עד ש-Autodesk רכשה את רוויט ב-2002 והדחיפה את BIM אל מרכז שוק תוכנות ה-AEC - בערך אז המונח "Building Information Modeling" הפך לשפה סטנדרטית בענף.

מה שבאמת שינה את המסלול אחרי זה לא היה עוד טכנולוגיה - זו הייתה מדיניות. ממשלות בבריטניה, סינגפור, דרום קוריאה, האיחוד האירופי ועוד התחילו לחייב שימוש ב-BIM בפרויקטים ציבוריים במהלך שנות ה-2010, והפכו יתרון תחרותי של מאמצים מוקדמים לדרישת סף לזכייה בעבודה ציבורית. היום BIM היא פחות משהו שמשרדים "שוקלים לאמץ" ויותר כרטיס כניסה לשוק.

מתודולוגיית ה-BIM: איך זה עובד בפועל

BIM היא לא כלי אחד - היא מערכת כללים מוסכמים שמאפשרת לעשרות אנשים לעבוד על אותו מבנה בלי לדרוך אחד על השני. כמה מושגים נושאים כמעט את כל המשקל הזה.

סביבת נתונים משותפת (CDE)

Common Data Environment (CDE) היא סביבת העבודה המשותפת האחת - בדרך כלל פלטפורמת ענן - שבה חיים כל המודלים, השרטוטים והמסמכים של הפרויקט, עוברים בין מצבים מוגדרים כמו עבודה בתהליך, משותף, מפורסם וארכיון, כך שכולם תמיד יודעים מהי הגרסה הנוכחית. לפני ה-CDE, תיאום התבצע דרך קבצים מצורפים במייל וסטים מודפסים מיושנים; CDE מחליף את זה במקור אמת אחד ותיעוד מלא של מי שינה מה ומתי.

תוכנית ביצוע BIM (BEP)

לפני שפרויקט BIM מתחיל, ה-BEP שלו מגדיר מי אחראי על איזה חלק של המודל, אילו תוכנות ופורמטים ייעשה בהם שימוש, מוסכמות שמות, אבני דרך למסירה, ואיך המידע יוחלף. זהו ספר החוקים שה-CDE אוכף.

ISO 19650

ISO 19650 הוא הסטנדרט הבינלאומי לניהול מידע לאורך כל מחזור החיים של נכס בנוי באמצעות תהליכי BIM. הוא הפך את רעיון ה-CDE ואת התפקידים סביבו (הגורם הממנה, הגורם הממונה הראשי, צוותי המשימה) למסגרת גלובלית אחת, וכיום הוא מוזכר ישירות בדרישות רכש ציבורי ברחבי אירופה, בריטניה וחלקים מאסיה.

רמת פיתוח (LOD)

Level of Development (LOD) מתאר עד כמה אפשר לסמוך על אלמנט מודל בשלב נתון - לא רק כמה הוא נראה מפורט, אלא כמה הגאומטריה והנתונים שלו אמינים עבור ההחלטה שעומדים לקבל איתו. הסולם הנפוץ, שהוגדר על ידי ה-AIA (עם LOD 350 שנוסף מאוחר יותר על ידי BIMForum), כולל:

  • LOD 100 - קונספטואלי: מסה, שטח, כיוון, עדיין בלי גאומטריה מדויקת
  • LOD 200 - גאומטריה משוערת: גודל, צורה ומיקום כלליים
  • LOD 300 - גאומטריה מדויקת: גודל, צורה ומיקום מדויקים לצורך תיאום
  • LOD 350 - כמו LOD 300, בתוספת האופן שבו האלמנט מתממשק עם מערכות שכנות
  • LOD 400 - מוכן לייצור: הרכבות מדויקות, מוכן לבנייה ממנו
  • LOD 500 - מצב מבוצע (As-Built): ייצוג מאומת ומדויק בשטח לצורכי תפעול

התייחסות למודל ברמת LOD 200 כאילו הוא מוכן לייצור היא אחת הטעויות הנפוצות והיקרות ביותר בפרויקט BIM.

openBIM ו-IFC

openBIM היא גישה נטולת-ספק לשיתוף פעולה, שבנויה סביב IFC (Industry Foundation Classes) - סכמת נתונים פתוחה ומתועדת פומבית, המתוחזקת על ידי buildingSMART. בניגוד לפורמט קנייני כמו rvt. של רוויט או pln. של ArchiCAD, כל תוכנה יכולה לקרוא ולכתוב IFC בלי לשלם רישיון לאף אחד - וזה בדיוק מה שמאפשר לאדריכל בפלטפורמה אחת, למהנדס קונסטרוקציה בפלטפורמה שנייה, וליועץ מערכות (MEP) בשלישית, להחליף ביניהם מודל אחד מתואם. החלופה, closedBIM, שומרת פרויקט שלם בתוך המערכת של ספק אחד בלבד; קל יותר להקים אותה, אבל היא נועלת כל משתתף לכלי אחד.

מה באמת נמצא בתוך מודל BIM

המודל עצמו בנוי מאובייקטים פרמטריים, לא מקווים. ברוויט קוראים להם משפחות (Families) - דלת, קורה, אביזר תעלה - וכל אחת נושאת גם גאומטריה וגם נתונים: מידות, חומר, יצרן, עלות, דירוג אש, וכל מאפיין מותאם אישית שהפרויקט צריך. משנים פרמטר אחד, וכל מופע של אותה משפחה, וכל דבר שמחושב ממנה, מתעדכן בכל הפרויקט בבת אחת.

זו גם הסיבה שהמשמעת במידול חשובה כל כך. בונים קיר ממשפחה מהסוג הלא נכון, מדלגים על פרמטר משותף, או מתעלמים ממוסכמת שמות - והטעות הזו לא נשארת מקומית, היא מתפשטת בשקט לכל טבלה, לכל כימות, ולכל ניתוח שנשען עליה בהמשך. מודל BIM אמין רק כמו הנתונים שהוזנו לתוכו; הגאומטריה יכולה להיראות מושלמת ועדיין להזין מספרים שגויים לאומדן עלות או לניתוח אנרגיה.

השילוב הזה - גאומטריה אמיתית יחד עם נתונים מובנים וניתנים לשאילתה, הכול בקובץ אחד שהרבה אנשים מעדכנים יחד - הוא ההגדרה האמיתית של "Building Information Modeling". התצוגה התלת-ממדית היא רק הדרך שבה בני אדם מעדיפים להסתכל על מסד הנתונים הזה.

ממדי ה-BIM: הוספת זמן, עלות ומעבר לזה

ברגע שהמודל מכיל נתונים מובנים, אפשר להוסיף מעליו סוגי מידע חדשים לגמרי. הענף מתאר את השכבות האלה כ"ממדים":

  • 3D - המודל הגאומטרי הבסיסי: גובה, רוחב ועומק
  • 4D - גאומטריה בתוספת לוח זמנים לביצוע, כך שאפשר לצפות בבניית המבנה בזמן מדומה עוד לפני שהתחילו בשטח
  • 5D - מוסיף עלות, ומקשר כמויות שנשלפות ישירות מהמודל לאומדני עלות חיים
  • 6D - קיימות וביצועי מבנה: ניתוח אנרגיה, תאורה טבעית, טביעת רגל פחמנית לאורך חיי המבנה
  • 7D - ניהול נכסים (Facility Management): כל נכס, אחריות ולוח תחזוקה נמסרים במודל מובנה אחד במקום ארכיון קבצי PDF
  • 8D ומעבר לזה - ניתוח בטיחות וסיכונים, שימוש במודל לזיהוי סכנות לפני תחילת הבנייה

ההסכמה בענף חזקה עד 5D; ההגדרות מעבר ל-6D משתנות יותר לפי ספק ואזור, אבל הרעיון הבסיסי לא משתנה: אותו מודל ממשיך לספוג קטגוריות מידע חדשות במקום להישרטט מחדש לכל מטרה.

איך BIM משנה את ענף הבנייה

הממדים שתוארו למעלה הם לא תיאורטיים - הם באים לידי ביטוי בשינויים קונקרטיים באופן שבו פרויקטים באמת נמסרים.

זיהוי התנגשויות ותיאום. לפני BIM, לגלות שקורת קונסטרוקציה עוברת ישר דרך תעלת מיזוג אוויר קרה בדרך כלל בשטח, באמצע הביצוע. איחוד מודלים אדריכליים, קונסטרוקציה ומערכות בכלים כמו Navisworks או Solibri מעלה את ההתנגשויות האלה על המסך, שבועות ולפעמים חודשים לפני שהיו גורמות לעצירת עבודה.

פריפבריקציה ו-DfMA. מכיוון שמודל ברמת מוכנות לייצור כבר מכיל מידות והרכבות מדויקות, אפשר לייצר רכיבים מחוץ לאתר ולשלוח אותם מוכנים להתקנה - Design for Manufacture and Assembly. זה מצמצם עבודה תלוית-מזג-אוויר ועתירת-כוח-אדם באתר, ומעביר אותה לסביבת מפעל מבוקרת.

לוח זמנים ועלות מחוברים ישירות למודל. תהליכי 4D ו-5D אומרים ששינוי בלוח זמנים או בתכנון מראה מיד את ההשפעה שלו על עלות וזמן, במקום לצוץ שבועות אחר כך בסכסוך על שינוי היקף.

ניתוח קיימות מוקדם יותר בתהליך. תהליכי 6D מאפשרים לצוות התכנון לבחון פחמן גלום, ביצועי אנרגיה ותאורה טבעית בזמן שהתכנון עדיין ניתן לשינוי בזול, במקום אחרי שהביצוע כבר נעל את התוצאה.

מסירה מובנית במקום קופסת קלסרים. נתוני 7D אומרים שצוות התפעול יורש רשומה מובנית וניתנת לחיפוש של כל מערכת במבנה, במקום ערימה לא עקבית של שרטוטי As-Built ומסמכי אחריות.

האפקט המצטבר נראה במספרי הפרודוקטיביות שהענף מתמודד איתם עשרות שנים: הבנייה היא אחד הסקטורים הגדולים הפחות דיגיטליים בכלכלה העולמית, ואימוץ BIM הוא באופן עקבי השינוי היחיד שהכי קשור לירידה מדידה בעבודה חוזרת, בבזבוז ובחריגות לוחות זמנים בפרויקטים שמיישמים אותו ברצינות.

BIM מעבר לענף הבנייה

מכיוון שהרעיון הבסיסי - מודלים דיגיטליים מובנים ומבוססי-אובייקטים, משותפים בין צוותים - לא ייחודי למבנים, השיטות של BIM וקרובות המשפחה שלה מופיעות הרחק מחוץ לענף ה-AEC.

תעשייה וייצור. למידול פרמטרי ומבוסס-אובייקטים יש שורשים משותפים עם ניהול מחזור חיי מוצר (PLM) בתכנון מכני; גישת ה-DfMA שהבנייה שאלה מהתעשייה זורמת עכשיו גם בכיוון ההפוך, כשמבנים מתוכננים יותר ויותר כמו מוצרים מורכבים.

תשתיות והנדסה אזרחית. כבישים, מסילות רכבת, גשרים ורשתות תשתית ממודלים יותר ויותר באותו אופן שבו ממדלים מבנים, לעיתים קרובות בשילוב עם GIS (מערכות מידע גאוגרפי), כך שנתוני התשתית חיים גם בקנה מידה של מבנה בודד וגם בקנה מידה עירוני בו-זמנית.

בניית ספינות. לספינות יש אתגר דומה לזה של הבנייה - הרכבות ענקיות, מורכבות ורב-תחומיות שנבנות פעם אחת - ומספנות משתמשות במידול בסגנון BIM לאורך תכנון, בנייה ותפעול שוטף של כלי השיט.

כרייה. תכנון מכרות משתמש יותר ויותר במידול הקרוב ל-BIM כדי לתאם חפירה, תמיכה מבנית ולוגיסטיקת ציוד בשלושה ממדים במקום על תוכניות דו-ממדיות.

תאומים דיגיטליים וערים חכמות. כאן קורית ההתפתחות הבאה של BIM. תאום דיגיטלי (Digital Twin) לוקח מודל BIM ומחבר אותו לנתוני חיישנים חיים מהנכס הפיזי האמיתי, כך שהמודל לא רק מייצג מבנה - הוא משקף את מצבו הנוכחי בזמן אמת: תפוסה, צריכת אנרגיה, בריאות מבנית. מרחיבים את הרעיון הזה לשכונה שלמה או לעיר שלמה, ומקבלים את שכבת התשתית שעומדת מאחורי רוב יוזמות ה"עיר החכמה" כיום.

מפת התוכנות

אין כלי אחד ש"הוא" BIM, והבחירה הנכונה תלויה מאוד בתחום:

  • אדריכלות ומערכות (MEP) - רוויט שולט בתחום הזה, כשArchiCAD ו-Vectorworks הם חלופות מונחות-עיצוב, פופולריות במיוחד כשמשרד רוצה תמיכה ילידית ב-macOS.
  • קונסטרוקציה - Tekla Structures הוא הסטנדרט לפלדה קונסטרוקטיבית ואלמנטים טרומיים, עם עומק בלתי מתחרה בתכנון חיבורים ופלט ישיר לציוד ייצור.
  • תשתיות והנדסה אזרחית - כלים של Bentley (OpenBuildings ומערכת התשתיות הרחבה שלה) חזקים במיוחד בתחבורה, תשתיות עירוניות ועבודות אזרחיות בקנה מידה גדול.
  • תיאום וזיהוי התנגשויות - Navisworks, Solibri ו-BIMcollab מתמחים באיחוד מודלים מכמה תחומים וניהול הסוגיות שעולות מתוכם.
  • שיתוף ענן ושכבת ה-CDE - פלטפורמות כמו Autodesk Construction Cloud / Forma, Trimble Connect ו-Dalux מארחות את סביבת העבודה המשותפת עצמה, ומריצות את תהליך ISO 19650 שתואר קודם.

האינטרופרביליות בין כל הכלים האלה עוברת דרך IFC, וזו בדיוק הסיבה ש-openBIM חשוב בפועל ולא רק על הנייר: פרויקט אמיתי בדרך כלל נוגע בארבע או חמש מהפלטפורמות האלה עד שהוא מסתיים.

BIM Analyst ומדע הנתונים החדש של מבנים

כל פרויקט BIM כיום מייצר כמויות עצומות של נתונים מובנים - גרסאות מודל, דוחות התנגשויות, כימויים, היסטוריית לוח זמנים ועלות - ומישהו צריך להפוך את זה להחלטות במקום לתת לזה להצטבר בלי שימוש. זה התפקיד שנקרא יותר ויותר BIM analyst או אנליסט נתוני BIM: שליפת נתונים ממודלים ומפלטפורמות תיאום, בניית לוחות מחוונים (Dashboards) שעוקבים אחר בריאות הפרויקט, ואוטומציה של דוחות שפעם הופקו ידנית.

מערך הכישורים נראה פחות כמו מידול רוויט מסורתי ויותר כמו אנליטיקת נתונים: SQL ופייתון לשליפה וניקוי נתונים, Power BI או כלים דומים ללוחות מחוונים שבעלי עניין באמת קוראים, וסקריפטינג בכלים כמו Dynamo לאוטומציה של משימות מידול ובקרת איכות חוזרות בקנה מידה גדול. התפקיד יושב בצומת שבין תיאום BIM למדעי הנתונים - מסלול קריירה חדש לגמרי שכמעט לא היה קיים לפני עשור, ואחד הסימנים הברורים ביותר עד כמה BIM התרחקה מ"סתם מודל תלת-ממדי".

התפקיד הזה חופף באופן טבעי למסלולי קריירה רחבים יותר של תיאום וניהול BIM, ולאוטומציה מבוססת-בינה מלאכותית שמגיעה כיום גם לרוויט עצמה - שני נושאים ששווה לחקור בנפרד ברגע שהיסודות כאן מבוססים.

לאן זה הולך

BIM התחילה כדרך טובה יותר לשרטט מבנה, והפכה לרקמה המחברת של האופן שבו הסביבה הבנויה כולה מתוכננת, נבנית ומתופעלת - כשאותו רעיון בסיסי מתפשט עכשיו גם לתעשייה, לתשתיות ולתאומים דיגיטליים של ערים שלמות. הבנת BIM היא כבר לא הקשר אופציונלי למי שעובד בסביבה הבנויה, היא קרובה להיות קו הבסיס.

אם אתם רוצים לעבור מהבנה של מה זה BIM לעבודה בפועל בתוכה - מידול, תיאום והפקת תוצרים אמיתיים - זו בדיוק המיומנות המעשית שהקורסים שלנו בנויים ללמד.