■ ภาพรวม：

แบบจำลองข้อมูลอาคาร หรือ “BIM” คือมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการจัดการไซต์งานก่อสร้าง, ครอบคลุมการรวบรวม, ประมวลผล และจัดเก็บข้อมูลตลอดวงจรชีวิตของโครงการ แม้ว่าเทคโนโลยี 3 มิติ เช่น LiDAR และโฟโตแกรมเมตรีจะเข้ามามีส่วนแบ่งการตลาดเพิ่มมากขึ้น แต่ก็มักถูกจัดอยู่ในหมวดหมู่ที่แยกต่างหากจากระบบนิเวศ BIM ในบทความนี้ เราจะมาดูว่าโซลูชันเหล่านี้เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานในด้านใด และจะช่วยขับเคลื่อนอุตสาหกรรมไปข้างหน้าได้อย่างไร

CMM แบบออปติคอลคืออะไร?

BIM เป็นมากกว่าแค่การสร้างแบบจำลอง 3 มิติเฉพาะอุตสาหกรรม มันครอบคลุมกระบวนการเก็บรวบรวมและประมวลผลข้อมูลทั้งหมด ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับการบริหารจัดการอาคาร ตั้งแต่การออกแบบเริ่มต้นไปจนถึงการรื้อถอน ล้วนเกี่ยวข้องกับการแสดงภาพ การแบ่งปัน และการวิเคราะห์ข้อมูล ดังนั้น สถาปนิก, วิศวกร และผู้รับเหมาจึงจำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้ในแนวคิดของ BIM

เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น ควรศึกษาพื้นฐานของ BIM แยกกันก่อน:

กระบวนการ: โดยพื้นฐานแล้ว BIM เกี่ยวข้องกับการใช้เครื่องมือดิจิทัลและเวิร์กโฟลว์การทำงานร่วมกันเพื่อสร้างและจัดการข้อมูลอาคารตลอดวงจรชีวิตของโครงการ ซึ่งอาจรวมถึงการสร้างแบบจำลองและการเขียนแบบ การปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO หรือสิ่งอื่นใดที่อยู่ระหว่างนั้น ทั้งหมดนี้ช่วยส่งเสริมการบูรณาการข้ามแผนกและการควบคุมกระบวนการ

แบบจำลอง: การแสดงผลแบบดิจิทัลของสินทรัพย์ที่วางแผนไว้หรือที่สร้างเสร็จแล้ว ซึ่งรวมถึงลักษณะทางกายภาพหรือการใช้งานของสิ่งที่มีอยู่แล้ว ขึ้นอยู่กับขั้นตอนของกระบวนการทำงาน อาจเป็นแบบจำลองที่อิงตามข้อมูลหรือแบบจำลอง 3 มิติแบบพาราเมตริกเต็มรูปแบบ ลองนึกถึงมันในฐานะผลลัพธ์ที่จับต้องได้จากการรวบรวมข้อมูล BIM และเป็นเครื่องมือสำคัญในการประเมินต้นทุนและกำหนดการ

การบริหารจัดการ: ข้อมูล BIM ที่รวบรวมได้สามารถนำมาใช้เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการตรวจสอบย้อนกลับและการปฏิบัติตามมาตรฐานที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมการก่อสร้าง การเชื่อมโยงระหว่างการออกแบบ/ก่อสร้างและการดำเนินงานในวงกว้างของบริษัท ยังช่วยให้สามารถตัดสินใจได้อย่างชาญฉลาดในวงกว้างอีกด้วย

มาตรฐานใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับ BIM?

เมื่อพูดถึงการปฏิบัติตามมาตรฐาน BIM นั้น ขึ้นอยู่กับว่าคุณดำเนินธุรกิจอยู่ที่ใด แต่มีมาตรฐานสากลที่สำคัญอยู่ไม่กี่ข้อที่ควรพิจารณาอย่างรอบคอบ

ISO 19650 ครอบคลุมมาตรฐานสากลหลายชุดที่ครอบคลุมวงจรชีวิตของ BIM ทั้งหมด รวมถึงการออกแบบ, การส่งมอบ, การจัดการข้อมูล และความปลอดภัย มาตรฐานเหล่านี้สร้างขึ้นบนพื้นฐานของ PAS 1192 ซึ่งเป็นมาตรฐานอีกชุดหนึ่งที่พัฒนาขึ้นในสหราชอาณาจักร ตัวอย่างเช่น PAS 1192-3 ครอบคลุมการจัดการข้อมูลตลอดทุกขั้นตอนการดำเนินงานของโครงการ กฎเหล่านี้หลายข้อยังคงถูกนำมาใช้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการบูรณะอาคารเก่าแก่ ทำให้เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทราบกฎเหล่านี้

มาตรฐาน ISO อีกมาตรฐานหนึ่งที่ควรกล่าวถึงคือ ISO 16739 มาตรฐานนี้กำหนดคลาสพื้นฐานของอุตสาหกรรม (IFC) สำหรับการทำงานร่วมกันของ BIM ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานร่วมกัน ตัวอย่างเช่น ซอฟต์แวร์อย่าง AutoCAD และ Autodesk Revit จำเป็นต้องสามารถทำงานร่วมกันได้โดยไม่สูญเสียข้อมูล

ถึงแม้จะไม่เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติโดยตรง แต่ก็สำคัญที่ควรรู้ COBie หรือ Construction Operations Building Information Exchange เป็นระบบที่เทียบเท่ากับ BIM สำหรับข้อมูลที่ไม่ใช่ภาพกราฟิก ในทางปฏิบัติ ข้อมูลต่าง ๆ เช่น รายการอุปกรณ์และใบรับประกัน มักจะถูกแชร์ในรูปแบบสเปรดชีตจากแบบจำลอง BIM โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานสาธารณะ

นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานอื่น ๆ อีกหลายอย่างที่ช่วยปรับหลักการของ ISO 19650 ให้เข้ากับกรอบการทำงานในระดับท้องถิ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ท้ายที่สุดแล้ว นั่นหมายความว่าคุณต้องศึกษาข้อกำหนดมาตรฐาน BIM ของประเทศที่คุณดำเนินธุรกิจอยู่ให้ดี

BIM มีหลายระดับ

หากทั้งหมดนี้ฟังดูสับสนเล็กน้อย อุตสาหกรรมนี้มีการแบ่งระดับการบูรณาการ BIM ออกเป็นหลายระดับ ดังนั้นคุณจึงสามารถบอกได้ว่าบริษัทต่าง ๆ มีการบูรณาการได้ดีเพียงใด นี่คือสรุปโดยคร่าว ๆ เกี่ยวกับระดับดังกล่าว:

ระดับ 0: ไม่มีการทำงานร่วมกัน – มีการใช้เทคโนโลยีดิจิทัลน้อยมากหรือไม่มีเลย และมีการบูรณาการระหว่างสถาปนิก, วิศวกร และผู้รับเหมาน้อยมาก ข้อมูลมักจะถูกแบ่งปันในรูปแบบดั้งเดิม เช่น แบบร่าง หรือในรูปแบบแผนผัง 2 มิติ โดยมีการติดตามเพื่อการประกันคุณภาพน้อยมาก

ระดับ 1: การทำงานร่วมกันบางส่วน – มีการนำการจัดการข้อมูลมาใช้บ้างแล้ว โดยใช้ภาพวาด 2 มิติในระยะเริ่มต้น และใช้การออกแบบ 3 มิติสำหรับการแสดงผล ซึ่งทำให้มีการนำเครื่องมือต่าง ๆ เช่น AutoCAD (3D), SketchUp และ MicroStation เข้ามาใช้ แม้ว่าจะมีเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางอยู่ แต่ก็อาจมีข้อจำกัดในการแบ่งปันและบูรณาการโมเดลต่าง ๆ

ที่มาของภาพ: https://www.youtube.com/@autocad

ระดับ 2: BIM แบบร่วมมือ – นี่คือระดับของการบูรณาการ BIM ที่จำเป็นสำหรับการจัดซื้อจัดจ้างสัญญาหลายประเภท – ในสหราชอาณาจักร มักจำเป็นสำหรับโครงการโครงสร้างพื้นฐานระดับชาติ แบบจำลอง 3 มิติที่มีข้อมูลครบถ้วนเป็นสิ่งจำเป็น โดยมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลในรูปแบบสากลผ่านกระบวนการมาตรฐาน ในขั้นตอนการออกแบบ วิศวกรอาจยังมีแบบจำลอง 3 มิติแยกกัน แต่จะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อตรวจสอบการชนกันของชิ้นส่วน

ระดับ 3: BIM ที่บูรณาการอย่างสมบูรณ์ – โดยพื้นฐานแล้ว เพื่อให้บรรลุระดับสูงสุด บริษัทต่าง ๆ จำเป็นต้องบูรณาการอย่างสมบูรณ์ตั้งแต่ต้นจนจบ โดยทุกคนทำงานจากแบบจำลองดิจิทัลร่วมกันแบบเรียลไทม์ ซึ่งควรครอบคลุมวงจรชีวิตทั้งหมดในลักษณะที่รับประกันความสม่ำเสมอของข้อมูลและการปฏิบัติตามข้อกำหนด

การประยุกต์ใช้ BIM

การออกแบบและการสร้างภาพ

เช่นเดียวกับกระบวนการออกแบบทั้งหมด การก่อสร้างอาคารเริ่มต้นที่ขั้นตอนแนวคิด การใช้ซอฟต์แวร์เฉพาะทางช่วยให้สามารถสร้างภาพ 3 มิติที่สมจริงได้อย่างรวดเร็ว ขึ้นอยู่กับการใช้งาน อาจรวมถึงการซ้อนทับพารามิเตอร์สำหรับการตรวจสอบการออกแบบเบื้องต้น และอนุญาตให้สร้างแบบจำลองพาราเมตริกของพื้นผิวขนาน ไม่ว่าจะเป็นผนัง, พื้น หรือระบบที่ซับซ้อนกว่านั้น

การตรวจสอบการชนกันของแบบร่างที่ดำเนินการในขั้นตอนนี้มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพการทำงานเช่นกัน การตรวจสอบการชนกันระหว่างแบบร่างที่ซ้อนทับกันโดยอัตโนมัติช่วยให้สามารถระบุและแก้ไขปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้โดยมีการหยุดชะงักของโครงการน้อยที่สุดเนื่องจากการทำงานซ้ำหรือข้อผิดพลาดในสถานที่ก่อสร้าง ในช่วงเริ่มต้น การแจ้งให้ที่ปรึกษาโครงการทราบอย่างสม่ำเสมอก็มีความสำคัญเช่นกัน ดังนั้นแบบจำลองเบื้องต้นจึงช่วยในการประสานงาน

การวางแผนการก่อสร้าง

โดยไม่ต้องลงลึกในรายละเอียดกระบวนการวิเคราะห์เชิงลึก โมเดล BIM ช่วยให้การคาดการณ์แม่นยำยิ่งขึ้นโดยการเชื่อมโยงการออกแบบและการก่อสร้างเข้ากับงบประมาณโครงการอย่างมีประสิทธิภาพ การบูรณาการโมเดลดังกล่าวเข้ากับข้อมูลเวลาและลำดับขั้นตอนช่วยให้สามารถจำลองโครงการได้ ทำให้ง่ายต่อการระบุจุดตัดที่อาจเกิดขึ้นในเส้นทางการทำงานของเครื่องจักรและตรวจสอบความคืบหน้าแบบเรียลไทม์

โดยสรุปแล้ว การวางแผนแบบเรียลไทม์เป็นหัวใจสำคัญของ BIM การจัดการสินทรัพย์อย่างมีประสิทธิภาพช่วยลดต้นทุนโครงการและระยะเวลาดำเนินการ รวมถึงทำให้ผู้สนับสนุนองค์กรได้รับทราบข้อมูลอยู่เสมอ นอกจากนี้ การวิเคราะห์ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของการก่อสร้างแต่ละครั้ง ซึ่งเป็นข้อกังวลที่เพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรม ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกัน

การตรวจสอบตามสภาพที่สร้างเสร็จแล้ว

การใช้เครื่องสแกนเลเซอร์หรือโฟโตแกรมเมตรี ทำให้สามารถบันทึกโครงสร้างและเปรียบเทียบกับแบบดั้งเดิมได้ การเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกันมีประโยชน์ในการระบุความคลาดเคลื่อน ปัญหาด้านขนาด/ความคลาดเคลื่อน และองค์ประกอบใด ๆ ที่ขาดหายไปจากการก่อสร้าง การตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปฏิบัติตามเจตนารมณ์ของการออกแบบจะช่วยลดปัญหาที่เกิดจากองค์ประกอบโครงสร้าง ไม่ว่าจะเป็นระดับความสูงของพื้นหรือความหนาของผนัง ซึ่งอาจนำไปสู่การแก้ไขงานที่ใช้เวลานานและมีค่าใช้จ่ายสูง

การสแกนแบบ As-built ยังมีคุณค่าอย่างมากในมุมมองการบริหารจัดการโครงการที่กว้างขึ้น ด้วยแบบจำลองแบบเรียลไทม์ การติดตามสินทรัพย์และการวางแผนต้นทุนจึงง่ายขึ้นมาก เมื่อเกิดข้อผิดพลาด การมีชุดข้อมูลที่ครอบคลุมขั้นตอนการทำงานทั้งหมดซึ่งแสดงให้เห็นว่าเกิดข้อผิดพลาดขึ้นที่ใดก็มีประโยชน์อย่างยิ่งเช่นกัน

การบูรณาการอาคารอัจฉริยะ

หากคุณไม่คุ้นเคยกับแนวคิดนี้ “อาคารอัจฉริยะ” คือโครงสร้างที่ผสานรวมระบบเชื่อมต่อขั้นสูงที่รวมศูนย์การควบคุม ทำงานอัตโนมัติ และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ภายในโรงงาน อาจหมายถึงการติดตั้งเครือข่ายอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ (IoT) การเชื่อมต่อเครื่องจักร, เซ็นเซอร์ และซอฟต์แวร์เข้าด้วยกันจะช่วยให้สามารถตรวจสอบอัตโนมัติและตัดสินใจได้อย่างรวดเร็ว

รูปแบบอื่น ๆ ของอาคารอัจฉริยะ ได้แก่ เทคโนโลยีแบบดั้งเดิม เช่น ระบบปรับอากาศ, ลิฟต์ และระบบควบคุมการเข้าออก ในแต่ละกรณี โมเดล BIM จะนำเสนอชุดข้อมูลเดียวที่รวมเป็นหนึ่งเดียว ทำให้การติดตั้งและกำหนดค่าระบบที่ซับซ้อนและทับซ้อนกันทำได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังมีประโยชน์ในทางปฏิบัติ เช่น ระบบแสงสว่าง, ระบบทำความร้อน และระบบปรับอากาศ สามารถปรับอัตโนมัติให้เข้ากับสภาพแวดล้อมจริงได้

การสแกนเพื่อการสร้างแบบจำลอง BIM: การสแกน 3 มิติช่วยได้อย่างไร

สิ่งสำคัญคือต้องย้ำอีกครั้งว่าแบบจำลอง BIM และแบบจำลอง 3 มิติไม่เหมือนกัน แม้ว่าแบบจำลอง 3 มิติจะสามารถรวมรายละเอียดพื้นผิวและรูปทรงเรขาคณิตที่สำคัญได้ แต่ก็ไม่ได้มีข้อมูลมากเท่ากับชุดข้อมูล BIM ที่ครอบคลุมโครงการในวงกว้าง เช่น ผนัง, ประตู และอุปกรณ์ต่าง ๆ

กล่าวโดยสรุป โมเดล 3 มิติสามารถใช้เป็นพื้นฐานในการสร้างแบบจำลอง BIM ได้ การสแกน 3 มิติเป็นเครื่องมือที่มีค่าเมื่อทำการก่อสร้างบนโครงสร้างที่มีอยู่แล้ว ช่วยให้สามารถตรวจสอบสภาพการก่อสร้างจริง อำนวยความสะดวกในการตรวจจับการชนกัน, การจัดทำเอกสารอย่างรวดเร็ว และการวิเคราะห์บริบท หลังจากก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ การสแกน 3 มิติยังสามารถใช้สำหรับการตรวจสอบและติดตามโครงสร้างพื้นฐานได้อีกด้วย

ตัวอย่างเช่น Artec Ray II ถูกนำไปใช้ในการตรวจสอบกำแพงกันน้ำท่วม ในขณะที่ Artec Eva ช่วยในการปรับปรุงเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำโดยการเก็บข้อมูล CAD ที่มีความแม่นยำระดับต่ำกว่ามิลลิเมตรสำหรับการผลิตกังหัน

เมื่อเปรียบเทียบกับการสำรวจหรือเทคโนโลยีอย่าง SLAM แล้ว แสงโครงสร้างและ LiDAR มีความหลากหลายและแม่นยำกว่า Ray II สามารถบันทึกภาพด้วยความแม่นยำสูงถึง 1.9 มม. ในขณะที่อุปกรณ์พกพาไร้สายอย่าง Artec Leo สามารถเก็บรายละเอียดเล็ก ๆ ได้ด้วยความแม่นยำ 0.1 มม. จากนั้น Artec Studio จะรวมกลุ่มจุดในขั้นตอนเดียว ทำให้สามารถสแกนภาพขนาดใหญ่ด้วยความละเอียดสูงในจุดที่สำคัญ

การบรรลุเป้าหมายนี้ต้องใช้ความพยายามเพิ่มเติมเล็กน้อย การสแกนวัตถุ, อาคาร หรือพื้นที่ มักจะต้องส่งออกไปยังซอฟต์แวร์ของบุคคลที่สาม แต่กระบวนการนี้กำลังง่ายขึ้นเรื่อย ๆ และมีตัวเลือกมากมาย ตั้งแต่ Rhino 3D ไปจนถึง Autodesk Revit สำหรับงานออกแบบและวางแผน แอปพลิเคชันใด ๆ ที่ต้องการข้อมูลตามสภาพจริง สามารถได้รับประโยชน์จากการเพิ่มการจับภาพความเป็นจริงเข้าสู่เวิร์กโฟลว์ BIM

BIM กับ CAD – อันไหนดีที่สุด และอะไรคือสิ่งต่อไป?

เช่นเดียวกับโมเดล 3 มิติ CAD ก็แตกต่างจากโมเดล BIM อยู่บ้าง CAD เป็นรูปแบบโมเดลมาตรฐานในอุตสาหกรรมสำหรับนักออกแบบและผู้จัดทำเอกสารเกือบทั้งหมด ในขณะที่ BIM เน้นการสร้างโมเดลที่อัดแน่นไปด้วยข้อมูลเพื่อการทำงานร่วมกันในโครงการแบบสหสาขา

ด้วยคุณสมบัติอย่าง Autosurfacing ใน Artec Studio ทำให้การแปลงข้อมูลการสแกน 3 มิติให้เป็นพื้นผิว CAD ที่เป็นของแข็งทำได้ง่ายขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้นนักออกแบบจึงไม่จำเป็นต้องเริ่มต้นจากศูนย์ การเปรียบเทียบข้อมูลการสแกนกับ CAD ยังมีประโยชน์อย่างมากสำหรับการวิเคราะห์ความคลาดเคลื่อนและการตรวจสอบการสึกหรอ ในเวอร์ชันล่าสุดของซอฟต์แวร์ ยังสามารถปรับรูปทรงพื้นฐานให้เข้ากับกลุ่มจุด (point cloud) รวมถึงตาข่าย (mesh) ได้อีกด้วย ซึ่งเป็นการเปิดโอกาสให้เครื่องมือวัดในตัวสามารถนำไปใช้ในการตรวจสอบและตรวจทานในสถานที่ได้

ในอนาคต คาดว่าจะได้เห็นโซลูชันที่เพิ่มมากขึ้นสำหรับการแปลงข้อมูลจากการสแกนเป็น CAD หรือจากการสแกนเป็น BIM แต่ในขณะนี้ โซลูชันเหล่านี้เป็นเพียงการเก็บรวบรวมข้อมูลที่อยู่ติดกัน บางครั้งอาจทับซ้อนกัน และเป็นข้อมูลที่แยกจากกัน