BIM กับการปฏิวัติทางวิศวกรรม

updated: 18 มิ.ย. 2560 เวลา 10:00:16 น.

 

คอลัมน์ เปิดมุมมอง โดย ดร.สรัสไชย องค์ประเสริฐ, รพี ปาริฉัตรกานนท์ TEAM GROUP


หนึ่งในความท้าทายของนักออกแบบและวิศวกรที่เป็นกระแสร้อนแรงในขณะนี้คงหนีไม่พ้น การทำงานภายใต้ระบบการทำงาน BIM หรือ Building Information Modeling ที่ดึงดูดให้ทั้งภาคเอกชนและภาคราชการในยุค Thai-land 4.0 เริ่มมีการปรับตัวรับเทคโนโลยี BIM เพื่อให้ทันต่อความเปลี่ยนแปลงของงานวิศวกรรมสมัยใหม่ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น และเพิ่มความได้เปรียบในการแข่งขันในตลาด

การปรับตัวให้ทันความเปลี่ยนแปลงนี้ได้มุ่งเน้นไปที่ Life Cycle และ Work Flow ของตัวโครงการมากยิ่งขึ้น ทำให้ทุกฝ่ายที่เกี่ยวข้องกับโครงการสามารถเก็บเกี่ยวประโยชน์จากการทำงาน ด้วย BIM ได้มากกว่าการทำงานด้วยโมเดลสามมิติทั่วไป หรือการเขียนแบบด้วย CAD (Computer Aided Design) ซึ่งในอนาคตมีแนวโน้มจะเริ่มลดความนิยมลง

ในปัจจุบันการทำงานในรูปแบบ CAD นั้นมักเกิดปัญหาความขัดแย้งของแบบบ่อยครั้ง เนื่องจากในช่วงการออกแบบนั้นผู้ออกแบบจากแต่ละฝ่าย ได้แก่ งานโครงสร้าง งานสถาปัตยกรรม งานระบบอาคาร ไม่สามารถเห็นภาพการรวมกันของแบบทุกระบบได้อย่างชัดเจน เพราะแบบที่สร้างขึ้นมานั้นสามารถแสดงผลได้ทีละ 2 มิติ (กว้าง x ยาว) จึงตรวจสอบความขัดแย้งในมิติที่ 3 (สูง) ได้ยาก ส่งผลให้การก่อสร้างมักล่าช้าและงบประมาณบานปลาย เนื่องจากทีมงานก่อสร้างมาตรวจพบความขัดแย้งหลังจากที่เริ่มก่อสร้างไปแล้ว บ่อยครั้งที่ต้องแก้ไขปัญหาด้วยการทุบบางส่วนทิ้ง ซึ่งปัญหาจากการทำงานรูปแบบเดิมจะหมดไป หากพัฒนาโครงการด้วยการทำงานแบบ BIM

ไม่เพียงแต่นักออกแบบ วิศวกร และเจ้าของโครงการจะได้ประโยชน์จากการทำงานด้วย BIM เมื่อเข้าสู่กระบวนการก่อสร้าง ผู้ผลิตชิ้นส่วนวัสดุสามารถนำเอาข้อมูลที่ถูกแก้ไขจนถูกต้องแล้วมาสร้างเป็นชิ้นส่วนสำเร็จรูป จากโรงงานแล้วนำไปประกอบที่หน้างานได้อย่างรวดเร็ว พอดีและสวยงาม ตลอดจนนำมาใช้วางแผนบริหารการก่อสร้างให้มีประสิทธิภาพ ใช้ทรัพยากรน้อยลง

หลังจากการก่อสร้างโครงการแล้วเสร็จ BIM ยังสามารถนำเอามาต่อยอดทางการบริหารจัดการทรัพย์สิน ซ่อมบำรุง หรือแม้แต่ใช้ในการ Renovation หรือรื้อถอนโครงการเมื่อหมดอายุการใช้งานแล้ว สิ่งที่ทำให้ BIM เหนือกว่าโมเดลสามมิติทั่วไป หรือ CAD คือข้อมูลที่เป็นแกนสำคัญของการออกแบบและบริหารจัดการ ซึ่งจะถูกบรรจุอยู่ในวัตถุต่าง ๆ ที่อยู่ในโมเดลโครงการ ไม่ว่าจะเป็นข้อมูลทางวัสดุศาสตร์เพื่อใช้ในการคำนวณทางวิศวกรรม ข้อมูลทางด้านปริมาณและราคาเพื่อใช้ในการคิดราคาค่าก่อสร้างโครงการ ข้อมูลผู้ผลิตหรือผู้ติดตั้งเพื่อใช้ในการติดตามซ่อมบำรุง เป็นต้น

เนื่องจาก BIM ประกอบด้วย M : Model และ I : Information BIM จึงมีความพิเศษกว่าโมเดลสามมิติทั่วไป เพราะ BIM สามารถบรรจุข้อมูลคุณสมบัติต่าง ๆ ที่เสมือนจริงได้ จึงช่วยให้วิศวกรสามารถออกแบบคอนกรีตเสริมเหล็กหรือคอนกรีตอัดแรงได้ โดยการใส่เหล็กหรือลวดอัดแรงลงในโมเดล ทำให้โมเดลสามมิติของ BIM อย่างเช่น เสา-คานคอนกรีต เป็นเสา-คานเสมือนจริงที่สามารถส่งต่อให้โปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้างต่อได้ทันที

หากมีการออกแบบที่ผิดพลาด เช่น ใส่เหล็กไม่เพียงพอ โครงสร้างไม่สามารถรับแรงได้อย่างปลอดภัย โปรแกรมก็จะเตือนจึงสามารถใช้เป็นเครื่องมือเพื่อการตรวจสอบรายการคำนวณซ้ำได้ในอีกทางหนึ่ง และเมื่อการออกแบบแล้วเสร็จสถาปนิกหรือวิศวกรสามารถผลิตแบบ CAD ในรูปแบบเดิมที่ทุกคนคุ้นเคยได้ โดยการตัด Section จาก BIM ได้ทันที ซึ่งองค์ประกอบของแบบต่าง ๆ จะแสดงออกมาครบถ้วนตามที่ใส่ลงไปในโมเดล ทำให้ในโครงการสามารถลดจำนวนพนักงานเขียนแบบลงได้ เนื่องจากสถาปนิกหรือวิศวกรสามารถจบงานออกแบบได้ด้วยตัวเอง

ในอดีตวิศวกรจำเป็นต้องสร้างแบบจำลองย่อส่วนเพื่อหาผลกระทบจากการดำเนินโครงการในการพิสูจน์ผลการคำนวณและการออกแบบ แต่ในปัจจุบันด้วยเทคโนโลยี BIM ระหว่างที่สถาปนิกทำการออกแบบโครงการ วิศวกรก็สามารถนำเอาโมเดลที่อยู่ระหว่างการออกแบบมาวิเคราะห์ทางวิศวกรรมไปพร้อมกันบนเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ไม่ว่าจะเป็นการวิเคราะห์การไหลของอากาศที่ต้องใช้อุโมงค์ลม การวิเคราะห์จำลองสถานการณ์ไฟไหม้, ควันไฟ และการอพยพคนหนีไฟจากอาคารขนาดใหญ่ ศูนย์การค้า และสถานีรถไฟฟ้าต่าง ๆ

สำหรับการออกแบบอาคารสูง การวิเคราะห์การไหลของน้ำ การพัดพาและการกัดเซาะสำหรับการออกแบบเขื่อน ฝาย คลองส่งน้ำ โดยใช้โปรแกรมประเภท CFD (Computational Fluid Dynamics) หรือการวิเคราะห์ด้านการจราจร ทั้งรถยนต์และคนเดินเท้า สำหรับการออกแบบสาธารณูปโภคพื้นฐาน เช่น ถนน สะพาน รถไฟฟ้า โดยใช้โปรแกรมประเภท Traffic Simulation ซึ่งผลที่ได้รับแทบจะไม่แตกต่างจากการทดสอบโดยใช้แบบจำลองย่อส่วนในห้องปฏิบัติการ นอกจากนี้ ยังสามารถนำไปใช้กับการทำ Presentation ทั้งในรูปแบบของภาพนิ่ง ภาพเคลื่อนไหว แอนิเมชั่น หรือ Physical Model ที่ทำด้วย 3D Printer

นอกจากนี้ หากนักออกแบบ สถาปนิกและวิศวกรสามารถนำเอาระบบ BIM ไปต่อยอดหรือผนวกเข้ากับเทคโนโลยีอื่น ๆ ได้ก็จะยิ่งเพิ่มประสิทธิภาพเท่าทวีคูณ ยกตัวอย่างเช่น หากเราจะตัดถนนเส้นหนึ่งผ่านภูมิประเทศ วิศวกรบางท่านสามารถนำเอาระบบการสำรวจด้วยอากาศยานไร้คนขับหรือโดรน ทำการบินสำรวจพื้นที่โครงการเพื่อเก็บค่าความสูงต่ำของภูมิประเทศในรูปแบบ Point Cloud และเก็บรายละเอียดแล้วใช้วิธี Photogrammetry มาจัดทำเป็นแผนที่ภูมิประเทศ ซึ่งใช้เวลาในการสำรวจน้อยกว่าการส่องกล้องเก็บค่าระดับแบบเดิม ๆ เพื่อนำมาประกอบการออกแบบถนน ปรับเปลี่ยนหน้าตัดให้ทางโค้งมีความลาดเอียงที่เหมาะสม ออกแบบสะพานข้ามภูมิประเทศ ทางน้ำ ให้กลมกลืนกับธรรมชาติ คำนวณหาปริมาณดินขุดดินถมสำหรับถนนตลอดเส้นทาง และประเมินมูลค่าโครงการได้อย่างรวดเร็ว ช่วยร่นระยะเวลาการพัฒนาโครงการได้เป็นอย่างดี

เทคโนโลยีด้าน IT ที่พัฒนาไปมากดังกล่าวนี้ สามารถนำมาใช้ในการสนับสนุนวิศวกรให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น การทำงานด้วย BIM สอดคล้องกับนโยบาย Thailand 4.0 ในการนำมาใช้เป็นมาตรฐานงานวิศวกรรมและสถาปัตยกรรมของประเทศไทย
 
 
Desktop View