תכנון מפעל בשילוב סורקי לייזר ומציאות רבודה

בדיחה נפוצה מספרת שהקמת מפעל חדש אורכת 5 שנים, הן בישראל והן בארה”ב. אלא שבארה”ב מתכננים 4 שנים ובונים במשך שנה אחת ובישראל מתכננים במשך שנה אחת ובונים במשך 4 שנים.   

גישת BIM (Building Information Modelling) הינה גישת תכנון מקובלת מאוד בעולם ומאפשרת תכנון מפורט, מדויק ואיכותי ביותר. עם זאת, השיטה עדיין לא מספיק מקובלת בישראל. עניין של מנטליות, כבר אמרנו? גישה זו גורסת שכל המידע ההנדסי נמצא במקום אחד ומקושר זה לזה. השיטה מבוססת DATA, נשענת על תכנון בתלת ממד, תזרימים הנדסיים חכמים, סורקי לייזר ולאחרונה משתלב בנושא תחום מרתק וחדשני נוסף – מציאות רבודה. כלי התכנון האלו מאפשרים תכנון מדויק מאוד, כזה המאפשר לנו לתכנן את המפעל לפרטי פרטים ובדיוק אבסולוטי. דיוק ברמה כה גבוהה, מאפשר לנו לייצר חלק ניכר מקווי הייצור במפעלים ובסדנאות חיצוניות טרם תקעו מסמר אחד באתר. התוצאה היא יעילות מרבית המשליכה על חיסכון רב בשעות עבודה, הקטנת סיכוני הבטיחות למינימום ויצירת וודאות רבה על המשך הפרויקט, וודאות כזו המאפשרת זיהוי בעיות מבעוד מועד. כלל ידוע הוא שטעות שנתגלתה בתחילת הפרויקט, לעולם תהיה זולה יחסית לתיקון אותה הטעות ,שנתגלתה בשלבים מתקדמים של הפרויקט. דמיינו למשל, גורד שחקים שבעת יציקת הקומה ה- 100, הסתבר שיש טעות קרדינאלית בשלב הביסוס. טעות המחייבת חפירה ויציקת היסודות מחדש. ככל שטעות זו הייתה מתגלית מוקדם יותר הרי שהנזק היה קטן.

אם כן, כיצד עובדת השיטה? בשיטה המסורתית, עת מתכננים מפעל, הצוותים ההנדסיים מייצרים מידע הנדסי רב בקבצים שונים. כמות המסמכים יכולה לנוע מעשרות בודדות ועד אלפים ולעיתים אף יותר מזה. צבר המידע בשיטות הישנות, לא מקושר ודורש את ערנות המהנדסים לחשיפה וזיהוי אי ההתאמות. ככל שהמפעלים נעשים גדולים, מורכבים ומסובכים יותר (וכך אכן מתרחש בפועל) הרי שגם צוות המהנדסים המוכשר ביותר לא מסוגל לזהות את כל אי ההתאמות ולבצע קואורדינציה בין אלפי ועשרות אלפי אלמנטים. התוצאה כמובן, אינספור טעויות יקרות.

תכנון בסביבת BIM אוגר את כל המידע, נותן לו שם ותעודת זהות, ממספר אותו ונותן לו ערך. כך למשל ריאקטור/חיישן/מגוף או כל אלמנט הנדסי אחר, שתוכנן בתכנון החד קווי הראשוני, נכנס למאגר המידע ומונפקת לו “תעודת זהות”. תוכנת ה- BIM “עוקבת” אחר אותו אלמנט הנדסי (תעודת זהות) בחיי הפרויקט ותצפה לראות אותו בשלבי התכנון הבאים, למשל בשלב התכנון התלת ממדי. אם אותו פריט לא מופיע מסיבה כלשהי במודל התלת ממדי, הרי שהתוכנה תדרוש התייחסותו של המתכנן על היעדרותו של אותו אלמנט בעל “תעודת זהות ספציפית”. למה הדבר דומה? לתהליכים המתרחשים בלשכת הגיוס. ילד שנולד היום, יקבל תעודת זהות והמערכת תדע לשלוח לו זימון לצו גיוס בעוד 17 שנים, המערכת תצפה להופעתו של הנער בשעריה. אם לא יופיע גם תדע להגיב.  

לאחרונה שוכללו כלי התכנון המתממשקים למערכות ה- BIM כמו: סורקי לייזר ומשקפי מציאות רבודה. בסורקי לייזר אנו משתמשים לסרוק את מבנה המפעל המיועד, ליצירת ענן נקודות המכיל מיליוני ועשרות מיליוני נקודות עם נתוני x,y,z במרחב, הייחודים לכל נקודה ונקודה. סריקת לייזר לכשעצמה אינה יודעת לעשות שימוש בנתונים. איך בכל זאת ניתן לעשות שימוש במידע החשוב? אפשרות אחת היא לייבא את הסריקה אל המודל שבוצע בשיטתBIM , אפשרות שניה היא לבצע מידול לחלקים נבחרים בסריקה ולהעניק להם מידע/BIM. באמצעות סורק הלייזר ותוכנת ה- BIM שיודעת לקלוט ולטפל בו, אנו למעשה “מייבאים”  את  חלל המבנה, אלינו אל תוך המחשב ומבצעים על גביו את התכנון. הדבר יעיל ביותר כשמדובר על שינויים והרחבות של מפעלים קיימים. באמצעות משקפי מציאות רבודה, אנחנו מאפשרים הכנסת אלמנטים בצורת הולוגרמות אל תוך הסביבה הקיימת. ההולוגרמות מכילות בנוסף לגיאומטריה את כל המידע שהזנו עד כה, כגון תיאור הפריט, מק”ט וכו’. למה הדבר דומה? שערו בדמיונכם שנכנסתם אל דירה חדשה, ריקה מריהוט ואתם מעוניינים לרהט אותה. חברת הרהיטים סורקת את הדירה החדשה והולכת לעצב אותה עבורכם מא’ ועד ת’ אצלה במשרדי העיצוב. אתם מקיימים פגישה נוספת לאחר שבוע עם נציג השרות בדירתכם. ברגע שתרכיבו את המשקפיים תוכלו לראות הן את הקירות, הרצפה והתקרה הפיסיים של הדירה במקום בו אתם נמצאים, אך בד בבד גם את כל המודלים הווירטואליים של הספות, הכיסאות, השולחנות והמיטות שבחרתם. מה שלא מתאים תוכלו להסיר, להזיז, לבחור מוצר חדש.

כך הולך להראות העתיד של תכנון המפעלים. אני משער שאת השינוי הזה אנחנו נראה כבר בעשור הקרוב. מפעלים ומבנים המורכבים מעשרות אלפי פריטים ואלמנטים, יוכלו להיבנות בזמן הקצר מהותית מהזמן הנהוג כיום ובעבודה מדויקת ובטוחה מה שכמובן משליך ישירות על העלויות. יש למה לחכות.

---

נכתב על ידי אינג’ איל לשם, מנהל חטיבת ההנדסה בקבוצת מפטגון. לשם ירצה בכינוס השנתי לריתוך. לפרטים על הכנס לחצו כאן