دانلود رایگان ترجمه مقاله کاربرد CAD 4 بعدی (ساینس دایرکت – الزویر 2010)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2. اهداف تحقیق و روش شناسی
هدف از این تحقیق اشاره به دو هدف تحقیقاتی (RG) است که به رفع برخی از مشکلات شناسایی شده در بخش قبلی کمک می کند. آن ها عبارتند از:
RG1: به منظور درک شرایطی که تحت آن استفاده از کد 4 بعدی در ساخت و ساز بیشترین سودمندی را دارد (شامل شناسایی مراحل و انواع پروژه ها که احتمالاً 4 بعدی و همچنین کاربران احتمالی فناوری 4 بعدی که در سازمان دهی پروژه کاربردی بوده، اما به آن ها محدود نمی شود) و فواید بعدی برای پروژه.
RG2: به منظور درک چگونگی استفاده از کد 4 بعدی در صنعت ساخت و ساز و چگونگی ادغام این فناوری و اینکه چگونه به تغییر فراینده های ساخت و ساز حاضر کمک می کند.
به منظور پاسخگویی به این اهداف تحقیق، روش ما بر اساس چارچوب پیشنهاد شده توسط Hartmann et al. [7] است. در تحلیل مناطق کاربردی برای مدل های 3 بعدی و 4 بعدی در پروژه های ساختمانی Hartmann et al. [7] به تحلیل و اشاره به محدودیت چندین چارچوب برای دسته بندی مناطق کاربرد مدل های 3 و 4 بعدی پرداختند. با ترکیب این چارچوب ها و اشاره به محدودیت ها، طرحی جدید را برای دسته بندی ایجاد کردند که در این مقاله اتخاذ شده و به کاربرد مدل های 3 و 4 بعدی ما در سه مرحله یک پروژه می پردازد – مرحله شکل گیری یا برنامه ریزی، مرحله طراحی و مرحله ساخت.
علاوه بر ارزیابی کاربرد کد 4 بعدی برای هر یک از این مراحل در پروژه های ساخت و ساز، ما به معرفی بعد دیگری از این چارچوب پراخته که نوع پروژه را دسته بندی می کند. اگرچه انواع گوناگونی از پروژه های در دسترس وجود دارند، اما این مقاله به صورت ویژه بر روی دو نوع پروژه تمرکز دارد – ساختمان های تجاری و پروژه های زیربنایی. هر یک از این پروژه ها در زمینه سطح پیچیدگی، مشکلات در سازمان، نیاز به منابع و نیروی انسانی و مسائل درون سازمانی/ قانونی دارای چالش های متفاوتی هستند. در نتیجه نیاز به تحلیل اثرات مدل های 4 بعدی بر روی هر یک از این نوع پروژه ها، به صورت جداگانه وجود دارد.
در نهایت، بعد سومی را در نظر گرفته که نوع کاربر سیستم کد 4 بعدی را دسته بندی می کند. ما سه نوع کاربر را نظر گرفته ایم
a) مدیران رده بالا و یا ارشد شرکت ها
b) متخصصان ساخت و ساز که عمدتاً در محل پروژه ها هستند مانند مهندسان و مدیران پروژه
c) کارگران مانند سرپرستان محل پروژه، سرپرست خدمه و یا کارگران متخصص.
این سه سطح از کابران طیف کارمندان را در محل ساخت به وجود می آورند. اگرچه به احتمال زیاد تمامی این افراد مدل های 4 بعدی را به وجود نمی آورند اما احتمال دارد که از آن ها استفاده کرده و سود ببرند. به عنوان مثال، مدیران ارشد هم در مشتریان و هم سازمان های پیمانکاری که زمان و منابع کافی برای تحلیل دقیق اطلاعات پروژه ها را در اختیار ندارند می توانند از مدل های 4 بعدی برای درک بصری مراحل ساخت و چالش های موجود استفاده کنند. متخصصان ساخت می توانند از مدل های 4 بعدی برای برنامه ریزی دقیق استفاده کرده، در حالیکه کارگران از تجسم یافتن وظایفی که باید انجام دهند بهره می برند. بنابراین کد 4 بعدی برای کارمندان تمامی سطوحدارای کاربردها و مزایایی است. شکل 1 در زیر چارچوب تحقیقاتی ما را نمایش می دهد.

2.1 روش تحقیق
برای اهداف این تحقیق، 4 پروژه را انتخاب کرده که در هند در حال ساخت هستند، دو تا از آن ها در بخش تجاری و دو تای دیگر در بخش زیربنایی ساخته می شوند. پروژه هایی را انتخاب کردیم که دارای ابعاد و محدوده قابل توجه بوده و از مصالح، فناوری و روش های ساخت مشهوری که در سراسر جهان در دسترس هستند استفاده کرده تا اطمینان حاصل کنیم که فرایندهای ساختی که از طریق 4 بعدی مدل سازی می شوند برای کشورهای دیگر با محیط مشابه قابل استفاده هستند. از ترکیبی از روش های کیفی و کمی استفاده کردیم. روش ما ابتدا مدل سازی 4 بعدی پروژه و پس از آن تحلیل اجرای آن بر روی کیفیت پروژه ها از طریق مصاحبه با کارمندان پروژه بود. با این حال، تحقیقات کیفی انجام شده در این زمینه تنها پیشنهاداتی را ارائه می کند که باید در تحقیقات آتی مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین فرضیه هایی را هم از تحلیل های کمی خود و هم یافته های خود از سوابق موجود ارائه کردیم، و سپس تلاش کردیم تا با نظرسنجی اعتبار آماری این فرضیه ها را تایید کنیم. همان طور که Leonard-Barton [17] اشاره کرده است، استفاده از روش های تحقیق متعدد در یک مطالعه می تواند منجر به استحکام آن و اطمینان بیشتر به نتایج شود، با توجه به این مورد که «مزایای استفاده از یک روش، معایب روش های دیگر را متعادل می سازد».

اولین کار ما ایجاد مدل های دقیق کد 4 بعدی برای هر یک از این 4 پروژه بود. ایجاد هر یک از این مدل ها شامل تلاش افراد برای 2 هفته بود که به دست آوردن نقشه های 2 بعدی و طرح های ساخت، ایجاد مدل های سه بعدی، ادغام این مدل ها با زمان برای ایجاد عناصر 4 بعدی و شبیه سازی را شامل می شد. هر یک از این مدل های 4 بعدی به کارمندان شناسایی شده در هر سه سطح نمایش داده شدند و نظرات آن ها عمدتاً از طریق مصاحبه های با ساختار ترکیبی و باز جمع آوری شد.
ساخت و ساز در تمامی 4 پروژه ای که آن ها را مدل سازی کردیم آغاز شده بود. در نتیجه، تنها با استفاده از نظرسنجی قادر به اندازه گیری موثر کاربرد کد 4 بعدی برای طراحی و شکل دهی مراحل پروژه ها نبودیم. بنابراین از یک ابزار نظرسنجی استفاده کردیم که تا کاربرد، مقید بودن و نقص های کد 4 بعدی را در مراحل شکل دهی، طراحی و ساخت پروژه های مهندسی ارزیابی کنیم. مجموعه ای از فرضیات بر اساس یافته های کیفی ما و سوایق موجود ایجاد شدند، که زیرمجموعه ها و مراحل متعددی را که در شکل دهی، طراحی و ساخت پروژه ا در هند دخیل بودند را در نظر می گرفتند. در نظرسنجی ما در مجموع با 63 نفر مصاحبه شدو فرضیات با استفاده از روش های آماری به منظور تعیین اهمیت و یا رد کردن آن ها مورد آزمایش قرار گرفتند.
این روش جمع آوری و ارزیابی اطلاعات، با استفاده از ترکیبی از روش های کمی، کیفی و شبیه سازی با توجه به این که یافته های ما مختص پروژه خاصی نبوده است به ما این امکان را می دهد تا یافته هایمان را برای پروژه ها، مراحل و کاربران مختلف عمومیت دهیم. علاوه بر این، این روش همچنین به ما این امکان را داد تا تفاوت های اجرایی کد 4 بعدی در ساخت و ساز را از بین ببریم. بنابراین قادر به بررسی روش های خاصی بودیم که سیستم های 4 بعدی می توانند در مراحل طراحی پروژه مورد استفاده قرار گیرند به جای آن که یافته هایمان را برای استفاده از کد 4 بعدی به صورت کلی به موارد معمول تر محدود کنیم. با استفاده از این روش توانستیم به اهداف تحقیقاتی خود پاسخ دهیم که کجا و تحت چه شرایطی مدل های 4 بعدی می توانند به پروژه های ساختمانی اعمال شوند و نتایج دقیق از عملکرد پروژه حاصل شود.
حال ابتدا پیش از توضیح فرضیه هایی که در رابطه با این مدل های بدست آورده ایم، مدل هایی که ساخته ایم، پارامترهایی که ارزیابی کردیم و نتایج تحلیل خود را توصیف می کنیم.

3. مدل ها
3.1 مدل زیربنایی 1
اولین پروژه زیربنایی که مدل سازی کردیم ساخت Cargo Berth در یک بندر معمولی در جنوب هند بود. به منظور مدل سازی این پروژه ابتدا ستونی (شمعی) که فعالیت های نزدیک ساحل را هدایت می کرد به صورت 4 بعدی کردیم. توالی هدایت ستون که مدل سازی آن را انتخاب کردیم شامل سوراخ کردن ستون ها، پایین آوردن تقویت ستون ها و بتن ریزی آن ها بود. پس از اینکه کار به اتمام رسید، برنامه ساخت نشان داد که کار بر روی تیرهای درجا و طولی آغاز می شود. همچنین، حفاری و زهکشی زمین میان و اطراف ستون ها پس از اتمام کارهای ستون آغاز می شود. پس از مدل سازی فعالیت های زهکشی کارهای حفاظت شیب را در دو بخش مدل سازی کردیم – ساخت سیل گیر سنگی و حفاظت از شیب با استفاده از سنگ های کوچک تر. پس از آن، پر کردن بخش حفاری و بتن ریزی دیوار حائل را مدل سازی کردیم. پس از آن فرایند ساخت عرشه از با استفاده از دال های پیش ساخته مطابق با پیش بینی های برنامه ریزان ساخت مدل سازی کردیم. پس از ساخت عرشه، قرار دادن لایه محافظ شیب دوم و خاکریزی مجدد مدل سازی شد. مدل خود را با مدل سازی تجهیزات ثابت بر روی لنگرگاه به پایان رساندیم. با توجه به این که فرایند ایجاد لنگرگاه تا حد زیادی با استفاده از ماشین آلات انجام می شود، استفاده از تجهیزات را در مدل 4 بعدی خود مدل کردیم. به عنوان مثال، استفاده از زهکش ها در زهکشی و همچنین جرثقیل ها را در قرار دادن دال های پیش ساخته عرشه مدل سازی کردیم و . . . .
با استفاده از این روش، امیدوار بودیم تا بتوانیم تصویری بصری را از استفاده از تجهیزات و موقعیت ها با در سراسر فرایندهای ساخت فراهم آورده تا به کارمندان محل ساخت امکان دسترسی به محدویدت های تجهیزاتی را در طول ساخت و ساز بدهیم.