نظراً لتزايد الحاجة لمواكبة التطور الهندسي والتقني، وبسبب قدرة البرامج الهندسية على إحداث فارق مهم بالمشاريع الهندسية في التخصصات المختلفة من حيث الدقة والسرعة بإنجاز العمل، هنا يأتي السؤال..
ماهي هذه البرامج؟ وكيف تساهم في مساعدة المهندسين على إنجاز المشاريع المتنوعة؟ وهل تمتلك أية مساوئ؟
في هذا المقال سوف نتعرف أكثر على البرامج الهندسية وسوف نخص بالذكر أهم البرامج الخاصة بالهندسة المدنية والهندسة المعمارية ومدى التقارب بينهما ونتعرف عليها بشكل موسع.
ماهي البرامج الهندسية، وماهي مجالات عملها؟
إنطلاقاً من تعريف الهندسة على أنها علم يستخدم المبادئ العملية وتطبيقها لتصميم وتنفيذ المنشآت والهياكل والآلات والأدوات والأنظمة والعناصر الأخرى لتحقيق الهدف المطلوب. يتشكل تعريف هذه البرامج على أنها برامج مساعدة ومتطورة بشكل مستمر وسريع لمواكبة التطور والتقدم في الحياة العملية. وذلك لتحقيق ما يمكن تحقيقه بالدراسة الضخمة والعمل اليدوي في المشاريع ولكن بشكل أدق وأسرع. وكما أن البرامج الهندسية تساعد في إنشاء صورة واضحة وبدقة لمراحل الدراسة والإنشاء وإظهار المبنى بشكله النهائي بتقنية 3D.
بعض مجالات عمل البرامج الهندسية
إن عملها ينتشر ويزداد بشكل كبير وسريع فنجدها تأخذ حيزاً واسعاً في تخصصات الهندسة المدنية والمعمارية والكهربائية والميكانيكية... إلخ.
حيث ينقسم استعمالها بحسب كل مرحلة من مراحل العمل؛ فمنها يختص بالتصميم ومنها لإعداد الرسومات والمساقط. لتبدأ بعدها برامج التنفيذ والتحليل وأخيراً البرامج الخاصة بعملية الإدارة وحساب الكميات وإعداد المخطط الزمني لتنفيذ المشروع.
ماهي إمكانية عمل البرامج الهندسية على الهاتف المحمول؟
إن إمكانية استعمال الهاتف المحمول للعمل على البرامج الهندسية يساعد في تحقيق مستويات مهمة في العمل. حيث تسهم في تسريع عملية الدراسة على الرغم من التحديات المرتبطة بها والتي يتم التغلب عليها من خلال اختيار التطبيقات المناسبة والتي تتماشى مع تقنية الهاتف المحمول. نلاحظ في بعض الأحيان أنه يمكن العمل ببعض البرامج البسيطة على الهاتف المحمول وبعضها الآخر فقط يمكننا استعراض المطلوب. وتبعاً لكل تخصص تختلف إمكانية استعماله أم لا، فبالنسبة لاختصاص الهندسة المدنية هناك عدة برامج تعمل على الهاتف المحمول كتطبيقات مايكروسوفت أوفيس (إكسل، أكسز، وورد...).
أما بالنسبة للبرامج الهندسية الإنشائية فإنها تعمل بكفاءة أكبر بكثير على الحاسوب مثل (أوتوكاد، ريفيت، إيتابس...). ولا يمكن العمل عليها باستعمال الهاتف المحمول.
ولكن هذا الأمر متاح بشكل أوسع بالنسبة للهندسة المعمارية حيث يوجد عدة إصدارات من الهاتف المحمول يسمح بتشغيلها ومن البرامج التي يمكن تشغليها على الهاتف:
. Morpholio Trace
. Sketch CAD
. BIMx
. My Measures
أهم البرامج الهندسية في قسم الهندسة المدنية وأكثرها استعمالاً
برنامج الأوتوكاد /Autocad/
يعتبر حجر الأساس للبرامج الهندسية لأي مشروع هندسي حيث أنه يساعد على رسم المساقط التنفيذية ورسم مقاطع التسليح وتفريدها من أجل إعداد الرسومات و المخططات الإنشائية.
وهو من أفضل البرامج في الهندسة المعمارية حيث يتم استخدامه في الدرجة الأولى للرسم ثنائي البعد 2D. ومن ثم نقل المخططات والرسومات إلى برامج أخرى لتتم النمذجة بشكل 3D. ويستخدمه في المقام الأول المصممون قليلو الخبرة حيث يتم استخدامه لتعلم أساسيات التصميم. وله فائدة إضافية حيث يمكن استعماله كتطبيق موجود على الهاتف المحمول ويوفر لنا عرض الرسومات وتحريرها عند غياب الكمبيوتر.
برنامج إيتابس /ETABS/
وهو برنامج التحليل الإنشائي الذي يعمل على دراسة الأبنية والمنشآت على الأحمال الشاقولية والجانبية وتصميم المقاطع العرضية للعناصر الإنشائية. وقد اكتسب شهرة واسعة بعد استخدامه في التحليل الإنشائي لعدة مشاريع ضخمة منها برج خليفة.
برنامج 2000 SAP
يستخدم هذا البرنامج للتحليل الإنشائي والتصميم. يمكنه تصميم جميع أنواع المنشآت الهندسية سواء البسيطة أو المقعدة ومنها الجمل الفراغية من المباني والأدراج والقشريات والخزانات بجميع أنواعها.
برنامج سيف /SAFE/
يعد safe برنامج من البرامج الهندسية البسيطة الغير شديدة التعقيد. يستخدم في تحليل وتصميم البلاطات والأساسات بأنواعها المختلفة. ويقوم بعملية التصميم باستخدام مختلف الأكواد العالمية. بالإضافة إلى ذلك أنه يمكن ربط مشروع إيتابس مع مشروع مصمم عليه.
برنامج ريفيت /Revit/
وهو الأكثر استعمالاً بين البرامج الهندسية. كذلك هو أحد أهم برامج نمذجة المعلومات المتوفرة للبناء /BIM/. ويعتبر من البرامج الهندسية المهمة جداََ لدراسة المشاريع وحساب الكميات وتفريد حديد التسليح ورسم المنشأ بشكل فراغي وتشترك في العمل على هذا البرنامج معظم الاختصاصات الهندسية. ويعتبر من أشهر البرامج أيضاً في الهندسة المعمارية.
ويمكن اعتباره أفضل برنامج من البرامج الهندسية التي تجمع بين عدة اختصاصات، نستطيع بواسطته تنسيق العمل بين مختلف المجالات. وكذلك فإنه يساعد بشكل كبير على تقليل الأخطاء مما يزيد من رضا العملاء. ويظهر التصميم الهندسي بصورته النهائية التي سيبدو عليها بعد الإنتهاء من التنفيذ.
برنامج /Civil 3D/
تم اشتقاقه من برنامج الأوتوكاد وهو مختص في تصميم الطرق وشبكات المياه. ويستعمل أيضاً لحساب كميات وحجم أعمال الحفر والردم المتعلقة بالطرق ويمكن العمل عليه بشكل بسيط . ويعتبر أيضاً أحد البرامج الهندسية التي تدعم تكنولوجيا الـ BIM.
برنامج روبوت /Robot/
يقوم بتحليل المنشآت الخرسانية أو المعدنية والحصول على النتائج وعرضها بشكل بسيط. بالإضافة إلى ذلك أنه يمكن اختيار كود التصميم ويعتبر برنامج سهل التعامل معه ودقة نتائجه جيدة جداً.
برنامج /Arc GIS/
هو تطبيق نظم المعلومات الجغرافية المخصص لجميع المعلومات الطبوغرافية. يتم عن طريقه تصوّر البيانات الجغرافية وتحليلها ودراستها بشكل دقيق ويدعم الأوضاع الثنائية والثلاثية والرباعية الأبعاد.
ويستخدمه في الغالب المهندس المدني المختص في الطبوغرافيا لتقديم أفضل النتائج الطبوغرافية لموقع ما.
أهم البرامج الهندسية في الهندسة المعمارية وأكثرها استعمالاً
برنامج /Archi CAD/
يعد أول برنامج تم إنتاجه من قبل BIM وهو قادر على إنشاء نمذجة 2D و3D لذلك فهو متعدد الاستخدامات. بالإضافة إلى أنه سهل الاستخدام فيعتبر أفضل خيارات الطلاب والمبتدئين. أيضاً يمكن دمجه مع الكثير من حزم البرامج فيتم تقديم عروض واقعية التصميم مما يجعله خيار مناسب جداً لتصميم المباني والديكورات الداخلية والخارجية.
برنامج رينو /Rhino 3D/
يُستخدم هذا البرنامج للتعامل مع الخطوط المنحنية والمعقدة بشكل أفضل من برامج الـ CAD. حيث أنه يتيح للمصممين إمكانية إدخال رسومات ونماذج مادية ثم يقوم بإنشاء نمذجة 3D معقدة. ويعتبر من أكثر البرامج مرونة في التعامل.
برنامج /3D Max/
يُسمى ببرنامج التصورات الكاملة للتصميم. وهو من أفضل البرامج التصميم بتقنية 3D فيتم خلاله إنشاء تصورات كامل التصميم عن طريق عروض ورسوم متحركة. ويُمكنه ترجمة رسومات الـ3D إلى عروض 3D.
برنامج /Chief Architect/
وهو برنامج التصميم الأول للمنازل السكنية من البرامج الهندسية. حيث يستخدمه المصممون للحصول على عروض 2D و3D لنماذج المنازل السكنية ويُفضل استخدامه لأنه في الغالب تكون المنازل السكنية ليست معقدة التصميم، وهو يمتلك واجهة بسيطة غير معقدة.
برنامج /CATIA/
يمكننا تسميته سيد البرامج الهندسية في الهندسة المعمارية للمصممين المحترفين. تم تصميم هذا البرنامج في بداية الأمر لإنتاج معدات عسكرية شديدة الدقة، وسرعان ما توسعت استخداماته. يُستخدم في مختلف القطاعات ويتعامل بسهولة كبيرة مع حل المشاكل المعقدة.
برنامج العرض الواقعي /V_Ray/
إن الـ V_Ray ليس برنامج مستقل لوحده كباقي البرامج إنما هو مكون إضافي. يعتبر أحد أدوات العرض الواقعي ويمكن استخدامه مع عدة برامج مثل (الرينو). ولكنه لا يُعتبر أداة مناسبة للمبتدئين لأنه يحتاج إلى مستوى كبير في الخبرة التشغيلية.
مميزات البرامج الهندسية وسلبياتها
المميزات للبرامج الهندسية
بعد الاعتماد الكبير على هذه البرامج تمت الملاحظة بشكل واضح سرعة إنجاز الدراسة والدقة العالية في التصميم والحسابات. وتقليل مستوى الخطأ وهذا يؤدي إلى إنجاز المشروع بدقة وإتقان مع مراعاة السلامة للحفاظ على السلامة العامة. بالإضافة إلى قدرة المهندس على الدراسة والعمل على أكثر من مشروع دون حدوث أي تضارب في المعلومات والبيانات لكلٍ منها.
الآثار السلبية للبرامج الهندسية
إن استعمال هذه البرامج بشكل كبير أدى إلى ابتعاد المهندسين بشكل كبير عن العمل باستخدام القلم والورقة في الدراسة الإنشائية، لذا نلاحظ افتقار بعض المهندسين إلى المهارات الهندسية الأساسية في الإنشاء والتصميم. بل وأحياناً نجد مهندسين لا يستطيعون تحليل النتائج التي تعطيها البرامج الهندسية وبالتالي لا يمكنهم تمييز مدى دقة العمل وصحته. لذلك لابد من تعلم المعلومات والركائز الأساسية بالهندسة قبل التعمق باستعمال البرامج الهندسية.
البرامج الهندسية الخاصة بإدارة المشاريع
برنامج /MS project/
يعتبر من أوائل البرامج الهندسية التي تم إصدارها والمستخدمة لتخطيط وتنظيم المشاريع الهندسية. وقد أُصدِرَ لأول مرة في عام1987م وله عدة خطوات من أجل تحليل ودراسة المشروع للحصول على أدق النتائج مثل حساب الكميات والمدد وترتيب المهام.
برنامج /Primavera/
أشهر برنامج يستخدم لتخطيط المشاريع. وأيضاً يستخدم لإعداد الجداول الزمنية للمشروع وحساب التكلفة والتحكم بها. كما يقوم بحساب مدة المشروع والموارد المراد استخدامها وتحديد الاستخدام الأمثل لهذه الموارد. وهو بنفس مجال عمل الـMS Project ولكن على نطاق أوسع وأحدث إذ يعتبر نسخة محدثة منه.
ماذا يحتاج المهندس ليصبح ناجح في مجال عمله بعيداً عن استخدامه البرامج الهندسية؟
في البداية يجب أن يمتلك خبرات إبداعية كبيرة سواء كانت على الرسم باليد أو عن طريق البرامج الهندسية وخيال واسع وقادر على الابتكار. وأن يكون قادر على إنشاء أفكار جديدة ومناسبة للتصميم الذي يعمل عليه. ولا ينسَ أيضاً الحرص على أن يكون التصميم قابل للتنفيذ على أرض الواقع. وكذلك لابد له من امتلاك معرفة شاملة بقوانين البناء وسياسته، ومعرفة قانونية بما يمكننا تنفيذه وبما لا يمكن.
ختاماً لابد للمهندس أو طالب الهندسة حتى، معرفة حجم المسؤولية المترتبة عليه من الخطوة الأولى في هذا المجال وحتى النهاية، وذلك لأن خطأ المهندس قد يكلف أرواحاً عديدة وليس فقط شخص واحد.